Учебное пособие Земледелие 2
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-30Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
И. В. Дюрягин
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ
С основами почвоведения и агрохимии
Учебное пособие
Для студентов экономического факультета
Курган - 1997
Министерство сельского хозяйства и продовольствия
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Департамент кадровой политики и образования
Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ
Для студентов экономического факультета
Курган, 1997
Учебное пособие содержит краткие рекомендации по самостоятельному выполнению лабораторных занятий курса «Земледелие с основами почвоведения и агрохимии». При разработке пособия учтены почвенно-климатические условия Зауралья, новые направления в развитии ландшафтного земледелия, экологическая обстановка в регионе.
Составитель: Дюрягин И.В., доктор сельскохозяйственных наук, и.о. профессора КГСХА.
Рецензенты: Голощапов А.П., доктор сельскохозяйственных наук, профессор КГУ
Кириллов Ю.И., профессор КГСХА.
Одобрено и рекомендовано к печати методической комиссией агрономического факультета/протокол № 10 от 14 февраля 1997 г./
КГСХА, 1997
Введение
Превращение кинетической энергии солнца в потенциальную энергию вещества - главная особенность сельскохозяйственного производства, отличающая его от других видов производства. Это превращение совершается в зелёном растении, которое связывает космические источники энергии с протекающими на Земле жизненными процессами.
Степень использования растениями энергии солнца зависит не только от размеров занимаемой ими территории, правильного подбора и соотношения возделываемых растений, но и от обеспеченности растений другими факторами жизни (вода, воздух, элементы питания и т.д.), которые растения получают, как правило, через почву и из приземного слоя атмосферы.
Таким образом, продуктивность любого биоценоза и агрофитоценоза должна рассматриваться комплексно, системно, с учётом всех факторов, определяющих эту продуктивность: климат - почва - удобрения - технологии - биогенетический потенциал культур.
Литература:
Воробьев С.А. Земледелие с основами почвоведения и агрохимии. - М.: Колос, 1973.
Егоров В.П. Почвы Курганской области. - Курган, 1995.
Каюмов М.К. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур. - М.: ВО Агропромиздат, 1989.
Кузнецов П.И. Агроклиматические ресурсы Зауралья и их использование для получения высокого урожая зерновых культур. - Омск, 1994.
Дюрягин И.В. Теоретические основы и практические приёмы повышения продуктивности агрофитоценозов Зауралья. - Омск, 1996.
Глава
I
.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЗАУРАЛЬЯ
Общая площадь территории Курганской области составляет 71.1 км кв. Поверхность области представляет собой почти плоскую равнину, слегка понижающуюся к северу-востоку в высотами на уровнем моря от 200 м на западе и юго-западе до 120-150 м на северо-востоке. Она расчленена широкими и плоскими долинами рек Тобола, Исети и Миасса с их притоками.
Местность лесостепная с преобладанием степного ландшафта: в рельефе нет ни холмов, ни оврагов, лишь незначительные высоты, гряды и многочисленные озёра.
Климат: Положение Курганской области в глубине континента определяет в основном её климат как континентальный, характеризующийся особенностями, свойственными зоне лесостепи всей Западно-Сибирской низменности ( с холодной малоснежной зимой и тёплым сухим летом). Уральские горы, препятствуя прохождению влажных воздушных масс, усиливают континентальность климата. Характерной особенностью климата области является недостаточное увлажнение с периодически повторяющейся засушливостью.
Температура воздуха: Средне годовая температура воздуха по области равна 1,12 градусов С, а в центральных районах она составляет 1,5 градус С. На территории Курганской области самым холодным месяцем является январь. Средняя температура воздуха в январе на западе области составляет -16 градусов С, на востоке -18 градусов С. Самые низкие температуры воздуха (-50 градусов С) были отмечены в январе 1943 г. Абсолютный минимум температур наблюдался в Кетовском районе на отметке -48 градусов С. Наряду с низкими температурами в отдельные дни в январе возможны резкие повышения температуры воздуха с переходом через 0. Например, в 1948 г. в Далматово отмечена температура +3,8 градусов С.
В начале второй декады апреля происходит переход среднесуточной температуры воздуха через 0 градусов на всей территории области. В конце месяца совершается переход температуры через 5 градусов С.
Самый тёплый месяц в Курганской области - июль. Средняя месячная температура в июле для северных районов равна 17,7 градусов С; для южных районов 20,6 градусов С; для Кетовского района она составляет 23 градуса С.
Максимальная температура воздуха, наблюдавшаяся в Кетовском районе равна +39 градусов С.
Переход среднесуточной температуры воздуха через 5 градусов С осенью совершается 5 октября на северо-востоке и востоке области и 9 октября на западе области. В конце октября и начало ноября по всей области происходит интенсивное понижение температуры воздуха до отрицательных температур (-1 градус С; -5 градусов С).
По многим данным последние заморозки весной на юге области кончаются в середине мая, на северо-востоке области в конце мая. Первые заморозки начинаются во второй половине декаде сентября.
В Кетовском районе продолжительность безморозного периода составляет 120 дней. С температурой воздуха выше 0 градусов С - 190 дней, а выше 15 градусов С - 85 дней.
Влажность воздуха: Летом обильные влагой воздушные массы, двигающиеся с Атлантического океана, встречая на своём пути Уральские горы, оставляют на западном склоне большую часть осадков. Циклоны, приходящие на восток, уже не являются обильными влагой.
По данным агроклиматического справочника в Курганской области самая низкая относительная влажность воздуха в 13 часов наблюдается в мае и составляет на севере области 46%, на юге - 42%. А самая высокая - в декабре и по территории области меняется в пределах от 81 до 83 %.
Среднегодовые суммы осадков составляют 300-400 мм, в восточных районах 255-300 мм.
Наибольшие месячные суммы осадков отмечаются в летнее время года, причём максимальные наблюдаются в июле и достигают на западе области 50-60 мм, на востоке - около 50 мм. Наименьшее количество осадков выпадает в зимнее время года (январь-февраль) и колебается от 15-18 мм в западных районах до 10 мм в восточных.
Сумма осадков, выпадающих в Кетовском районе за год, в среднем 300-350 мм, причём из них сумма осадков, выпавших за период с температурой выше 10 градусов С, в среднем составляет 200-225 мм.
Устойчивый снежный покров на севере области образуется в конце первой - начале второй декады ноября, на юге - в конце второй декады ноября. Средняя продолжительность периода с устойчивым снежными покровом в Кетовском районе составляет 145 дней, при этом следует отметить, что средняя из максимальных высот снежного покрова за зиму насчитывает порядка 30 см.
Сходит снег в конце второй декады апреля.
Ветер: Среднегодовые скорости ветра по всей территории Курганской области достигают 3-4 м/сек. В летнее время скорости ветра меньше, чем зимой и в переходные сезоны. Преобладающее направление ветра западное, юго-западное и южное.
В течение зимних месяцев высокое атмосферное давление сосредоточивается на юго-востоке области с постепенным понижением на северо-западе. Это в основном и обуславливает движение ветров. В зимние месяцы преобладающими направлениями хода ветров в Кетовском районе являются юго-западные румбы.
В целом почвенные и климатические условия Зауралья благоприятны для выращивания основных сельскохозяйственных культур (пшеница, ячмень, овёс, горох, кукуруза, однолетние и многолетние травы, а также овощные и плодовые культуры).
Таблица 1.
Агроклиматические показатели по зонам Зауралья
Таблица 2.
Основные почвы Зауралья
Таблица 3.
Глава
II
.
ФАКТОРЫ ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ И ЗАКОНЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Зелёные растения - непременное условие существования человека и животных на земле. Они активно участвуют в круговороте веществ природы, поглощая из воздуха углекислый газ и выделяя кислород, которым дышат все живые существа. За счёт энергии солнечного луча растения создают нужные человеку и животным белки, жиры, углеводы, витамины и многие другие полезные растительные продукты.
Растения тесно связаны с окружающей средой. Для нормального роста и развития растений необходимый свет, тепло, вода, воздух, питательные вещества.
Свет. С помощью энергии солнечного луча растение превращает углекислый газ воздуха в продукцию растениеводства. В клетках зелёного растения непрерывно совершает синтез простых элементов в сложные органические химические соединения.
Некоторые сельскохозяйственные культуры (пшеница, рожь) быстрее растут в условиях более продолжительного дневного освещения, другие (просо, хлопчатник) - при коротком дне и длинной ночи. Одни растения предпочитают интенсивное освещение, другие теневыносливы. Всем культурам в посевах должна быть обеспечена определённая световая площадь.
Фотосинтетическая активная радиация (ФАР), поступающая на землю в средних широтах, измеряется 1-3 млрд. ккал на 1 га. Из этого количества энергии при обычных урожаях порядка 15 ц зерновых с 1 га в течение 80-90 дней вегетации используется не больше 1% ФАР. Однако при более длительном периоде вегетации, когда получают урожаи порядка 50 ц зерна с 1 га, а также при использовании пожнивных культур и на многолетних травах можно довести использование ФАР до 3-4% и выше.
Таким образом, возможности использования солнечной энергии ещё очень далеки до предела (12-15%).
Тепло необходимо растениям для прорастания семян, синтеза соединений, передвижения пластических веществ по растению и формирования урожая.
Полевые культуры предъявляют неодинаковые требования к теплу. Так, яровой пшенице, ячменю, овсу за период вегетации необходима сумма средних суточных температур от 1500 до 2000 град. С; кукурузе, рису - от 3000 до 4500 град.; хлопчатнику - 5000 град. и больше. Для роста и развития растений губительны как низкие, так и высокие температуры.
Вода. В большинстве зелёных и свежеубранных растений содержится 75-90% воды. Растительная клетка должна быть постоянно насыщена водой. С током воды поступают в растение и передвигаются в нём питательные вещества. Вода участвует в фотосинтезе и других процессах, происходящих в растениях, благодаря ей поддерживается устойчивая температура в растении, предупреждается перегрев его солнцем. Благодаря испарению происходит непрерывный ток воды через растение. Количество воды ( в г ), расходуемой растением на образование 1 г сухого вещества, называется транспирационным коэффициентом. Величина транспирационного коэффициента зависит от вида растений и условий из возделывания. У большинства сельскохозяйственных культур он колеблется от 300 до 500 (зерновые), у некоторых возрастает до 800 и 1000 (овощные, травы).
Источников воды в неполивных условиях являются прежде всего осадки, а также грунтовые воды.
Воздух необходим растениям как источник углекислого газа для фотосинтеза и кислорода для дыхания. В целях лучшей обеспеченности углекислым газом надпочвенного слоя воздуха вносят навоз или искусственно обогащают этот слой СО (2), что возможно в теплицах, оранжереях.
Воздух служит для растений и источником азота. Все растения используют азот, попадающий в почву с осадками. Бобовые растения благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями могут использовать азот воздуха. Значительная группа свободноживущих микроорганизмов (азотфиксаторов) - бактерий, грибов и водорослей непосредственно усваивает азот воздуха, оставляя его в дальнейшем высшим растениям.
Установлены определённые закономерности во взаимоотношениях растений с окружающей их средой, получившие название законов земледелия.
Закон минимума - наиболее важный закон, впервые сформулирован немецким учёным Ю. Либихом (1803 - 1873) по отношению к питательным веществам почвы, но он появляется и по отношению ко всем факторам жизни растений. По этому закону продуктивность поля находится в прямой зависимости от необходимой составной части пищи растений, содержащейся в почве в самом минимальном количестве. Закон минимума может подтверждаться многочисленными примерами: при отсутствии снега (воды, воздуха, тепла) растения не могут нормально развиваться или же урожай их будет обусловлен тем фактором, который находится в минимуме (например, вода, питательные вещества), хотя бы все остальные факторы были в достаточном количестве.
Закон равнозначности и незаменимости факторов жизни растений также имеет весьма существенное значение. Все факторы жизни растений равнозначны, и ни один из них не может быть заменен другим. Свет нельзя заменить теплом, питательные вещества - воздухом, азот - фосфором и т.д.
Знание законов земледелия, умение из использовать в практике дают возможность неограниченного повышения урожаев, но требуют разработки такой агротехники, при которой растения наилучшим образом были бы обеспечены факторами жизни. Создание оптимальных условий для развития сельскохозяйственных культур - задача теории и практики земледелия.
Научные основы земледелия начали формироваться в XVIII в. Выдающаяся роль в истории отечественной агрономии принадлежит М.В. Ломоносову (1711-1765). Он впервые с материалистических позиций объяснил происхождение почв и предвосхитил будущие открытия о воздушном питании растений.
М.В. Ломоносов был одним из инициаторов создания в России Вольного экономического общества, которое объединяло прогрессивных землевладельцев на протяжении более 125 лет издавало свои труды.
В развитии научных взглядов в земледелии много сделали первые русские агрономы А.Т. Болотов (1738-1833), И.М. Комов (1750-1792), а затем М.Г. Павлов (1793-1840) и И.А. Советов (1826-1901).
Выдающаяся роль в развитии агрономии принадлежит Д.И. Менделееву (1834-1907), П.А. Костычёву (1845-1895), А.Н. Энгельгардту (1828-1893), чьи «Письма из деревни» высоко оценивал В.И. Ленин.
Основоположником русского почвоведения был В.В. Докучаев (1846-1903).
Биологическое направление в почвоведении развил В.Р. Вильямс (1863-1939).
Крупнейшая заслуга в создании советской агрохимической науки принадлежит Д.Н. Прянишникову (1865-1948).
Глава
III
.
ПОЧВА И ЕЁ ПЛОДОРОДИЕ
ПОНЯТИЕ О ПОЧВЕ И ЕЁ ПЛОДОРОДИЕ
Первое научное определение почвы дал В.В. Докучаев: «Почвой следует называть «дневные», или наружные, горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых».
В отличие от горных пород почвы обладают весьма существенным качественным свойством - плодородием.
Под плодородием следует понимать способность почвы обеспечивать потребность растений в элементах питания, воде.
Различают естественное плодородие почвы, которое создавалось под влиянием естественных факторов почвообразования, и эффективное плодородие, которое создаётся трудом человека, зависит от его воздействия на почву, от уровня науки и техники.
К. Маркс указывал, что хотя плодородие и является объективным свойством почвы, экономически оно постоянно предполагает известное отношение к данному уровню развития земледельческой химии и механике. Плодородие - это не статическое (неподвижное) свойство, а динамическое, и при правильном разумном использовании почвы оно непрерывно возрастает.
ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС
Многие миллионы лет потребовалось для того, чтобы массивные горные породы, покрывающие землю, превратились в почву.
Прежде чем начался почвообразовательный процесс, прошёл длительный период создания рыхлого (рухлякового) слоя на поверхности земной коры под воздействием атмосферных факторов - воды, воздуха, солнечного тепла. Происходило так называемое - физическое выветривание, состоящее в измельчении горных пород под воздействием физических факторов: температуры, воды, переносящей и перетирающей обломки горных пород, ветра и др. Этот процесс разрушения горной породы под влиянием физического выветривания можно наблюдать и в настоящее время.
Одновременно с физическим выветриванием происходило химическое выветривание горных пород и минералов под воздействием воды, углекислоты, кислорода в ходе процессов гидролиза, гидратации и окисления. При этом растворимые соли выщелачивались и породы приобретали новые физические свойства: связность, влагоёмкость, поглотительную способность.
Огромную роль в изменении поверхности земли сыграли ледники.
Под воздействием живых организмов и продуктов их жизнедеятельности на фоне физических и химических превращений протекало биологическое выветривание горных пород и минералов. Многочисленные виды бактерий (нитрификаторы, серобактерии), грибов, водорослей, мхов, лишайников, высших растений и животных способствовало механическому разрыхлению пород, а также извлечению минеральных веществ, превращению их в органические соединения и аккумуляции в поверхностных слоях.
В результате длительного геологического процесса под влиянием физического, химического и биологического выветривания и перемещений горные породы измельчались и превращались в продукты другого химического состава с другими физическими свойствами: поверхность их, представляющая более или менее однородную массу, являлась материнской породой для образования почвы.
Совокупность явлений, под влиянием которых формируется почва, называется почвообразовательным процессом.
ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
В. В. Докучаев говорил, что почва есть результат совокупного, весьма тесного, векового взаимодействия между водой, воздухом, землёй, растительными и животными организмами и возрастом страны. Он выделил следующие факторы почвообразования: материнские породы, растительный и животный мир, климат, рельеф, возраст страны.
Почвообразующие породы. Материнской, или почвообразующей, породой называется верхний слой земли, на котором и из которого образуется почва. Механический, минералогический и химический состав материнской породы, её физические и физико-химические свойства обязательно влияют на состав и свойства почвы. Например, карбонатные почвы формируются на глинах, богатых известью, а подзолистые - преимущественно на кислых отложениях. При одних и тех же климатических условиях на разных материнских породах образуются и разные почвы.
Основными почвообразующими породами на территории нашей страны являются континентальные осадочные породы, возникшие в четвертичный период.
Растительный и животный мир. Важнейшим фактором почвообразования является растительность. От её характера зависят количество и свойства перегноя, (гумуса), аккумуляция минеральных веществ в верхних горизонтах почвы, а также физические свойства почвы.
Многолетняя древесная растительность корнями глубоко проникает в почву, добывая там воду и минеральные вещества, способствует накоплению снега, даёт ежегодный опад в виде хвои или листьев, образующий лесную подстилку. В процессе разложения опада выделяются органические кислоты, оказывающие сильное влияние на минеральную часть почвы, на формирование почвенного профиля.
Травянистая растительность образует густую сеть корней в верхних слоях почвы. Часть корней ежегодно отмирает и вместе с остатками надземной массы обогащает почву органическим веществом, создаёт её структуру.
Мхи, обладающие высокой влагоёмкостью, способствуют заболачиванию почв и образованию торфяников.
В почвообразовании исключительно велика роль микроорганизмов. В почве их огромное количество (до нескольких миллиардов на 1 г). они разлагают остатки растений и животных, превращают их в гумус, сложные органические и минеральные соединения переводят в простые минеральные соли, доступные для использования их растениями.
В почве обитает большое количество животных организмов (черви, грызуны, насекомые, простейшие), которые также оказывают большое влияние на свойства почвы.
Климат. Количество осадков, температура воздуха, ветер, испарения воды из почвы и другие метеорологические условия, из которых складывается климат местности, оказывает очень сильное влияние на формирование почвы. Прежде всего они определяют характер растительности, а также накопления перегноя и минерализации органического вещества в почве.
От количества осадков и степени испарения воды из почвы зависит направление передвижения солей: промываются они в грунтовые воды или, наоборот, преобладает процесс засоления почвы вследствие подъёма грунтовых вод.
Рельеф. Влияние рельефа сказывается на водном и тепловом режимах почвы. На повышенных элементах рельефа наблюдается меньшая влажность почвы, большая глубина залегания грунтовых вод. В пониженных частях рельефа, наоборот, отмечается большая влажность, близость грунтовых вод, даже заболачивание.
Возраст страны. Это понятие определяется периодом, в течение которого идёт почвообразовательный процесс. На территории России он раньше наступил там, где не было оледенения, или там, где поверхность почвы скорее освободилась от льда, поэтому почвы на севере более молодые, чем на юге.
Деятельность человека. В современных условиях, когда на огромном пространстве земли под действием природных факторов почвы сформировались, решающее влияние на изменение почвенного покрова оказывает производственная деятельность человека. Осушаются болота, орошаются пустыни, вырубаются леса или создаются новые лесонасаждения - все это оказывает влияние на почву. Интенсивное сельскохозяйственное использование земли, в частности применение удобрений, известкование, гипсование, обработка почв, возделывание тех или иных культур, изменяет агрономически важные свойства почвы.
СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ПОЧВЫ
Почвенный профиль. Морфологические признаки почв.
В результате длительного почвообразовательного процесса изменяются внешний вид и свойства материнской породы. Уже по внешним признакам можно говорить о происхождении почвы, о её химическом составе и плодородии. Внешние признаки почвы обычно изучают по почвенному профилю. Почвенный профиль - это разрез от поверхности почвы до её измененной почвообразовательным процессом породы, обычно на глубину 1-1,5 м. На вертикальной стенке разреза видны размеры почвенного профиля, окраска и сложение отдельных генетических (связанных между собой по происхождению) горизонтов почвы, различные включения и новообразования. Для большинства почв характерно следующее расположение горизонтов.
Горизонт А1 - перегнойный горизонт (перегнойно-аккумулятивный), отличающийся от нижних слоев почвы более высоким содержанием органического веществ, более тёмной окраской. В этом горизонте происходят накопление перегноя и зольных элементов, их аккумуляция. У чернозёмов перегнойный горизонт имеет почти чёрную окраску, у серых лесных почв - от светло-серой до темно-серой, у каштановых - серо-коричневую. У дерново-подзолистых почв горизонт А1 сероватый с белёсым оттенком.
Горизонт А2 светлоокрашенный (подзолистый). Этот горизонт образуется в результате разрушения силикатов, алюмосиликатов, органических веществ, выноса их в нижележащие горизонты. При сильной выраженности подзолообразовательного процесса горизонт А2 становится белёсым.
Неразложившаяся лесная подстилка или плотная дернина, покрывающие поверхность почвы, обозначаются А0. В подзолистых почвах горизонт А2 может следовать непосредственно за лесной подстилкой (А0). Если верхний горизонт состоит из торфа, он обозначается буквой Т.
На распаханных полях горизонты А0, А1 и частично А2 вовлекаются в обработку, смешиваются и вместо них появляется горизонт Аn (пахотный слой), мощность которого зависит от глубины вспашки.
Горизонт В - горизонт вмывания (иллювиальный), переходный к материнской породе. От отличается от верхнего горизонта меньшим количеством перегноя, а также тем, что в нём накапливаются полуторные окислы и минеральные соли, вымываемые из верхних горизонтов; в нём идет также новообразование минеральных соединений путём изменения самой материнской породы. Обычно горизонт В красно-бурой окраски и имеет различную структуру: ореховатую (в подзолистых и серых лесных почвах), комковатую (в чернозёмах), столбчатую (в солонцах) и т.д. В зависимости от внешних признаков (цвета, структуры) может быть выделено несколько подгоризонтов (В1, В2 и т.д.).
На заболоченных почвах на разной глубине иногда с поверхности выделяют глеевый горизонт G, где под влиянием переувлажнения и недостатка воздуха образуются закисные соединения железа и алюминия голубоватого цвета.
Горизонт С - материнская порода, которая участвовала в образовании почвы. Мощность его различна. В нём часто встречаются включения в виде галек, валунов, известковых отложений и т.д.
Выделяют ещё горизонт D, означающий в отличие от материнской подстилающую породу, не затрагиваемую почвообразовательным процессом.
При отсутствии резкого перехода от одного горизонта к другому выделяют переходные горизонты, например А2В, ВС.
Общая мощность почвенного слоя бывает различна: от нескольких сантиметров до 250 см (у чернозёмов). При рассмотрении почвенного профиля обращает на себя внимание прежде всего окраска почвы, которая изменяется от белой до красной и чёрной, в зависимости от химического состава почвы: тёмный (чёрный) цвет придаёт почве гумус, красноватый - окись железа, белёсый - высокое содержание кремнезема, белый почвенных слоев и отдельных включений - известь, сизоватый - высокое содержание закиси железа (глеевый горизонт).
При морфологическом исследовании почвы отмечается её сложение: рассыпчатое, рыхлое, плотное, слитное. Рассыпчатое сложение свойственно песчаным почвам; рыхлое - суглинистым и глинистым почвам, богатым органическим веществом; плотное - большинству иллювиальных горизонтов; слитное - солонцовым почвам.
В почвах различают морфологические разновидности структурных отдельностей. Например, в чернозёмах можно видеть зернистую структуру, в солонцах - столбчатую, в иллювиальных горизонтах серых лесных почв - ореховатую; в горизонтах вымывания - плитовидную (плитчатую, пластинчатую и листовую) и др.
Для характеристики почв и суждения об их происхождения имеют важное значение различные новообразования и включения.
Новообразования - различные, заметные на глаз образования в почве химического и биологического происхождения, появившиеся в течение почвообразовательного процесса: кротовины, сусликовины, экскременты насекомых, конкреции извести, закисного железа и марганца, прожилки, выцветы, налёты солей и т.д. Новообразования химического происхождения возникают главным образом в иллювиальном горизонте благодаря соединениям, вымываемым из верхнего слоя.
К включениям относятся различные растительные и животные остатки, ракушки, обломки горных пород, валуны, галька, уголь и др.
Механический состав. Свойства почвы и характер почвообразования в значительной степени зависят от механического состава почвы и материнской породы. Под механическим составом почвы подразумевается содержание и соотношение в ней частиц различного размера. Для определения механического состава пользуются методами разделения частиц на фракции просеиванием почвы через сита и отмучиванием тонких частиц в воде.
В зависимости от содержания и соотношения различных механических элементов, в частности от соотношения физического песка и физической глины, устанавливается и разновидность почвы по механическому составу. В России принята агрономическая классификация почв по механическому составу, разработанная Н. А. Качинским (табл. 4).
Таблица 4.
Классификация почвы по механическому составу
Песчаные, супесчаные и легкосуглинистые почвы обрабатываются легче сельскохозяйственными орудиями, поэтому их называют лёгкими почвами, а глинистые и суглинистые почвы - труднее, их называют тяжёлыми почвами.
Механический состав почвы существенно влияет на её водные свойства и питательный режим. Например, песчаные частицы хорошо пропускают воду, но плохо удерживают её, а пылеватые частицы (физическая глина) хорошо удерживают влагу, но плохо пропускают берез себя избыток воды. Поэтому песчаные почвы обладают хорошей водопроницаемостью и плохой водоудерживающей способностью (влагоёмкостью), а глинистые почвы наоборот.
Лучшими являются почвы средние по механическому составу, средне- и легкосуглинистые. В них создаются наиболее благоприятные условия для растений в отношении воздушно-водного и питательного режимов и механической обработки.
Химический состав в значительной степени зависит от тех пород, на которых почвы образовались.
Для примера приведём химический состав дерново-сильноподзолистой почвы и чернозёма (табл. 2).
Таблица 5.
Валовой химический состав почв (в % массы безводной, безгумусовой и бескарбонатной почвы) (данные А. А. Роде и А. А. Афанасьева)
*В процентах массы сухой почвы
В основу химического состава этих почв представляют кремнезем, полуторные окислы железа и алюминия. Но гумуса, кальция, фосфора, серы в чернозёме больше, чем в подзолистой почве.
По сравнению с материнскими породами (ленточными глинами и лессовидными суглинками) в почвах оказалось больше фосфора, серы (в чернозёме), меньше полуторных окислов.
Гумус. Важнейшей составной частью почвы, определяющей её свойства и плодородие, является гумус (перегной). Это тёмное аморфное коллоидное вещество сложного химического состава, образовавшееся в результате разложения мёртвых остатков растений и животных. Разложение может идти до полной минерализации органического вещества. Обычно в почве встречаются органические остатки на разных стадиях разрушения, в том числе неразложившиеся или слаборазложившиеся корни растений, пожнивные остатки, лесной опад, мхи, иногда ветки и древесина. Под перегноем понимают не все органические остатки, сохранившееся в почве, а лишь вновь возникшее органическое вещество.
Образование гумуса - сложный процесс биологических и биохимических превращений остатков растительных и животных организмов в результате главным образом деятельности бактерий и грибов. В составе гумуса выделяют гуминовые и фульвокислоты.
Основное отличие фульвокислот от гуминовых - резко выраженная кислая их реакция (рН 2,6-2,8). При такой реакции фульвокислоты растворяют большинство минералов, выносят питательные вещества в нижележащие слои, чем снижают почвенное плодородие.
Значение гумуса в почве огромно. Он увеличивает поглотительную способность почвы, улучшает её химические и биологические свойства, способствует образованию прочной структуры, при минерализации обеспечивает растения в доступной форме азотом и зольными элементами. Чем больше гумуса в почве, тем лучше её тепловые (тёмная окраска почвы способствует поглощению тепловой энергии солнца) и водные свойства; богатые перегноем почвы обладают большей влагоёмкостью. Гумус в почве служит также источником энергии для развития полезной почвенной микрофлоры.
От количества гумуса в определённой степени зависит и плодородие почвы. Содержание его в почвах колеблется в широких пределах: от 1,8 до 3% в дерново-подзолистых почвах, до 10% и выше в чернозёмах. Промежуточное положение занимают серые лесные и каштановые почвы (3-3.5%). Мало гумуса и в серозёмах (0,5-2,0%).
Запасы органического вещества в пахотном слое на 1 га колеблются от 56 т (дерново-подзолистые почвы) до 224 т (мощные чернозёмы). Непрерывное возделывание большинства сельскохозяйственных культур ведёт к минерализации, к потере части гумуса. Внесение в почву органических удобрений (навоз, торф, сидераты), возделывание сельскохозяйственных растений с мощной корневой системой в пахотном слое, поддержание в почве благоприятного воздушно-водного режима и реакции среды, способствующей микробиологической деятельности, позволяют увеличивать содержание гумуса в почве.
СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Поглотительная способность. Во всех почвах содержатся коллоидные частицы (< 0,0001 мм). Они обладают многими специфическими свойствами. Поэтому от их количества зависит плодородие почвы. Содержанием коллоидных частиц прежде всего определяется поглотительная способность почвы - способность поглощать из окружающей среды и удерживать растворимые и взмученные в воде твёрдые вещества, пары воды и газа. Коллоидные и близкие к ним частицы почвы, обладающие способностью поглощения, называют почвенными поглощающим комплексом (ППК).
Учение о поглотительной способности почв разработано русским учёным К. К. Гедройцем (1872-1932). Различают несколько видов поглощения: механическое, физическое (молекулярное), химическое, физико-химическое и биологическое.
Механическое поглощение - способность почвы задерживать при фильтрации частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, превышающее по диаметру почвенные поры. Механически задерживаются также частицы почвы, попадающие в трещины, образующиеся на поверхности почвы. Чем больше в почве тонких фракций механического состава, тем выше механическое поглощение.
Физическое поглощение (или молекулярная адсорбция) основано на способности коллоидов почвы притягивать к поверхности и удерживать на ней молекулы вещества (воды, растворов, газов, например аммиака), не изменяя их свойств.
Химическое поглощение. Вещества, входящие в почвенный раствор и твёрдую фазу почвы, вступают в химическое взаимодействие с находящимися в почве солями с образованием слаборастворимых или нерастворимых в воде соединений.
Физико-химическое поглощение, или обменная адсорбция (обменная поглотительная способность). Она основана на способности почвенных коллоидов поглощать из почвенного раствора и удерживать на поверхности катионы в обмен на другие катионы в ППК.
Энергия поглощения разных катионов зависит от их валентности и атомной массы: чем выше валентность, а в пределах одной валентности чем выше атомная масса, тем выше и энергия поглощения. Исключением является водород (Н). В порядке возрастающей энергии поглощения катионы располагаются в следующей последовательности:
Na < NH < K < Mg < H < Ca < Al < Fe
Количество катионов, которое способна поглотить почва, называется ёмкостью катионного поглощения, или ёмкостью обмена и выражается в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв.) на 100 г почвы. Величина ёмкости поглощения (Т) у разных почв неодинакова и зависит от наличия минеральных и органических коллоидов почвы. Так, у супесчаных почв она составляет всего 5-10 мг-экв., у суглинистых малогумусных - 15-20, а у суглинистых чернозёмов - 40-50 мг-экв. и выше.
Чем больше в ночве глинистых частиц и гумуса, тем больше емкость поглощения.
Очень большое значение для плодородия почв имеет и состав поглощенных оснований. В нем могут быть кальций, магний, водород, калий, натрии, аммоний, железо и алюминий. Двухвалентные катионы (Са^, Mg^+) хорошо коагулируют коллоиды, способствуют 1от_(х)1)1^ом^1ию_с11^'кту11ь1, создают нр.йтря.цБную или близкую к ней реакцию почвы. В агрономическом отношении это наиболее ценные катионы.
Одновалентные катионы (К+, _Ма+) диспергир_уют_. цочведные коллоиды, разрушают лочвр'нные. яг.рега_ц)и-.-а_с_ними и структуру, при большом количестве вызывают щелочную реакцию. .
Поглощенный водород разрушает почвенные коллоттТГы и подкисляет почву. Подкисляющее действие может оказывать на почву II алюминий. Будучи вытесненным:.; из поглощенного состояния, îí в почвенном растворе переходит в соединение АlСlз, которое !! результате взаимодействия с водой образует соляную кислоту.
В зависимости от наличия в поглощенном состоянии, с одной стороны, водорода (II) и алюминия (Аl), а с другой—двухвалентных катионов (Са и Mg) различают почвы, íàñûùåííûå. основаниями и не насыщенные ими. К первым относятся ночвы, в поглощающем комплексе которых ; '.находятся
только катионы кальция, магния, калия и отсутствует водород; ко вторым - почвы, в поглощающий комплекс которых наряду с другими катионами входят водород, алюминий. Насыщены основаниями черноземы, каштановые почвы, сероземы, а не насыщены дерново-подзолистые почвы, красноземы, болотные. Почвами с высокой насыщенностью натрием являются солонцы. Они бесструктурны, расплываются от дождя, а при высыхании сплываются в плотную массу.
Для характеристики агрохимических свойств почвы важное зпачепне имеет сумма поглощенных оснований (S
). При ее определении учитывают количество содержащихся в .поглощенном состоянии катионов.. (в подзолистых почвах Са, Mg), за исключением ! водорода. Этo количество выражают также в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы. У разных почв оно колеблется от 2 до 50 мг-экв. и выше. Например, на легких дерново-подзолисты.х почвах S может быть всего 2—5 мг-экв., на легкосуглиннстых— 5-10, на тяжелых суглинках—15—-20, на лесостепных почвах и чернозема':—от 20 до 50 мг-экв. Чем больше S. тем агрономически ценнее ночва.
С суммой поглощенных оснований связано вычислен не степени насыщенности почвы основаниями (V). Она показывает, какую часть от емкости поглощения почвы занимают поглощенные основания, выражается в процентах от общей емкости поглощения, включающей содержание ионов водорода (Н), и вычисляется по формуле:
Считается, что если насыщенность основаниями меньше 75%, то такую почву надо известковать.
Биологическое поглощение. Этот вид поглощения в почве осуществляется жизнедеятельностью растений и микроорганизмов. Одной из важных особенностей биологического поглощения является избирательная способность микроорганизмов и растений, проявляющаяся в том, что они берут из почвы преимущественно те вещества, которые им необходимы для построения своего тела, для жизни.
Реакция почвы. Формы кислотности. С насыщенностью почвы различными катионами непосредственно связана реакция почвенной среды.
Почвы, насыщенные Са, Mg (черноземы), имеют нейтральную или слабокислую реакцию, благоприятную для большинства сельскохозяйственных культур. Почвы, не насыщенные основаниями, характеризуются кислой реакцией. Таковы почвы дерново-подзолистые. Высокая кислотность их может быть вредной для многих сельскохозяйственных культур.
Кислотность почвы. В почвах, не насыщенных' основаниями, различают две формы кислотности: актуальную и потенциальную.
Актуальная кислотность обусловлена ионом водорода, находящимся в почвенном растворе. Обычно она наблюдается при наличии в почве растворимых органических кислот, углекислого газа или таких соединений алюминия и железа, которые, взаимодействуя с водой, образуют кислоту.
Реакция почвенного раствора (водной вытяжки из почвы) выражается величиной рН, характеризующей в нем концентрацию водородных ионов. Сама величина рН представляет собой отрицательный логарифм концентрации водородных ионов. Чем ниже рН, тем выше кислотность почвы. рН сильнокислых почв 4,0— 4,5; нейтральных 7,0; сильнощелочных 8,0—9,0 *.
Потенциальную кислотность обнаруживают при обработке почвы растворами различных солей, вызывающими вытеснение ионов водорода и алюминия из поглощенного состояния.
Принято различать две формы потенциальной кислотности: обменную и гидролитическую. Обменная кислотность появляется при обработке почвы 1 н. раствором нейтральной соли, например КСl. В этом случае из почвы вытесняются водородные ноны (Н+).
* Для установления реакции почвы все же редко пользуются определением рН почвенного раствора. Чаще устанавливают кислотность в ñîëåâûõ вытяжках из почвы.
Обменную кислотность выражают, как и актуальную, знаком рН, но обязательно указывают «рН солевой вытяжки» (или рН в КСl). Величина рН солевой вытяжки для разных почв следующая:
очень сильнокислые .......... < 4,0
сильнокислые ........... 4,1—4,5
среднекислые. ........... 4,6—5,0
слабокислые. .......... 5,1—5,5
близкие к нейтральным ........... 5,6—6,0
нейтральные. .......... 6,0
щелочные .......... 7—8
Точнее выражать обменную кислотность почв в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв.) водорода и алюминия (в сумме) на 100 г почвы.
Гидролитическая кислотность обнаруживается при обработке почвы гидролитически щелочной солью (солью сильного основания и слабой кислоты). Чаще всего для ее определения пользуются 1 н. раствором уксуснокислого натрия (CHsCOONa).
Величина этой формы кислотности характеризует способность почвы связывать основания из растворов гидролитически щелочных солей. Гидролитическую кислотность выражают в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы.
Гидролитическая кислотность, как правило, больше обменной и включает в себя обменную и актуальную кислотность, а обменная, в свою очередь, включает в себя актуальную кислотность. Гидролитическая кислотность зависит от типа почвы, абсолютная величина ее бывает от 2 до 8—10 и даже до 15 мг-экв. на 100 г почвы.
Наиболее опасна для растений обменная кислотность. В практике определением рН почвенного раствора широко обосновывают применение известкования и установление дозы извести.
Снизить почвенную кислотность можно не только известкованием, но и другими способами, например длительным обильным унавоживанием одним из приемов окультуривания почвы.
Щелочность почвы. Щелочная реакция почвенного раствора появляется при взаимодействии поглощенного натрия с почвенным раствором, в котором находится углекислота или Са(НСОз)2. Щелочность различают также актуальную и потенциальную. Первая обусловлена наличием в почвенном растворе гидролитически щелочной соли.
В зависимости от содержания обменного натрия (в % от суммы поглощенных оснований) различают:
солонцы. ............. 20
солонцеватые почвы ......... 10—20
слабосолонцеватые почвы ......... 5—10
Почвы, в которых обменного натрия больше 10%, нуждаются в гипсовании и других приемах улучшения.
Буферность почвы— это способность почвы противостоять резкому изменению ее реакции. Буферность зависит от емкости поглощения, состава почвенных коллоидов и наличия в почвенном растворе буферных смесей, например бикарбонатов кальция. Буферность очень ценное свойство почвы.
Песчаные малогумусные почвы имеют очень небольшую буферность, в них легко смещается реакция, например, при внесесении кислых или щелочнных форм минеральных удобрений. Богатые перегноем суглинистые почвы с высокой степенью насыщенности основаниями обладают высокой буферностью: хорошо противостоят влиянию внешних факторов, изменяющих реакцию почвы.
Поглотительная способность почвы, насыщенность основания-ми, кислотность, щелочность играют очень большую роль для агрономической оценки почв и устанавливаются при почвенных обследованиях. Соответствующие показатели (рН, S, Н обм, Н гидр. Т, У) приводятся в характеристиках почв и служат обоснованием äëÿ тех или иных приёмов их улучшения.
Структура почвы. Частицы почвы могут склеиваться между собой, образовывать структурные комочки — агрегаты, не размываемые водой. Почва с большим количеством агрегатов называется структурной. Бесструктурными почвами называются такие, в которых отдельные механические элементы (песок, пыль) не связаны между собой. Свойство почвы образовывать структурные агрегаты называются структурностью.
В агрономическом отношении наиболее ценна мелкокомковатая и зернистая структура пахотного горизонта с размерами комочков от 1 до 5 мм. Очень важное качество почвенной структуры — ее водопрочность, т. е. неразмываемость агрегатов водой.
В структурной почве создается и поддерживается лучший воздушно-водный режим, а следовательно, и микробиологическая деятельность, и питательный режим. Структурную почву легче обрабатывать.
Однако нельзя переоценивать значение структуры почвы. Известно, например, что песчаные почвы бесструктурны, но при достаточном увлажнении и удобрении могут давать очень высокие урожаи.
Физические и физико-механические свойства. К физическим свойствам почвы относятся плотность, плотность твердой фазы почвы, скважность, а также водные, воздушные и тепловые свойства.
Плотность почвы - масса единицы объема (1 см куб) сухой почвы в ее естественном состоянии. Плотность пахотного слоя грубозернистой песчаной почвы 1,8; подзолистой суглинистой 1,2; типичного чернозема 1,0. Исходя из плотности почвы, вычисляют массу пахотного слоя на 1 га. Для подзолистых суглинков он будет 2,5—3 тыс. т (при глубине 20 см).
Величина плотности определяется плотностью твердой фазы почвы и зависит от ее зональных особенностей.
Плотность твердой фазы почвы - отношение массы твердой фазы (почвенных частиц) к массе того же объема воды при 4° С. Наибольшую плотность твердой фазы имеет минеральная почва, например песчаная с высоким содержанием кварца (2,65), у перегноя и торфа 1,6, поэтому почвы с большим количеством гумуса отличаются меньшей плотностью твердой фазы (так у мощного чернозема она 2,37).
Пористость, или скважность. Почва состоит из твердой фазы (почвенных комочков) и промежутков между ними, или пор. Общий объем пор в процентах по отношению ко всему объему почвы называется пористостью, или скважностью, почвы. Поры могут быть заняты водой или воздухом. Наиболее благоприятен в агрономическом отношении такой объем, при котором поры почвы заняты водой примерно наполовину.
Скважность различают капиллярную (объем промежутков капиллярного сечения), некапиллярную (промежутки более широкие, чем капилляры) и общую. Последняя в пахотном слое составляет около 50%.
Физико-механические свойства почвы: связность, пластичность, .липкость, набухание и усадка имеют значение при механической обработке, так как от них зависит удельное сопротивление почвы орудиям обработки.
Для агрономической характеристики состояния почвы применяется термин спелость почвы. Под спелостью почвы понимают ее пригодность для механической обработки. Она зависит от состояния влажности, связности, пластичности, липкости.
Спелая почва легко обрабатывается орудиями, не прилипает к ним, не мажется, не образует глыб, а крошится при обработке на мелкие комки.
Неблагоприятное сочетание перечисленных физических свойств почвы может привести к образованию почвенной корки, ухудшающей условия жизни растений.
В результате систематического уплотнения почвы плугом при вспашке на одну и ту же глубину в верхней части подпахотного слоя образуется плотная прослойка почвы, так называемая плужная подошва. Для предупреждения ее возникновения следует пахать поля на разную глубину и в разных направлениях.
Водные свойства и водный режим почв. Вода может находиться в почве в разных состояниях и в зависимости от этого имеет неодинаковое значение для питания растений. Различают следующие главные формы воды в почве.
Гравитационная вода занимает в почве крупные поры (некапиллярные), передвигается сверху вниз под собственно^ тяжестью. Это самая доступная для растений вода. Однако если она заполняет все поры, то наступает переувлажнение почвы. На песчаных почвах гравитационная вода легко уходит вглубь, в зону, недоступную для корней.
Капиллярная вода занимает капилляры почвы. По ним она продвигается от более влажного слоя к более сухому. По мере испарения воды с поверхности почвы такой восходящий ток ее может иссушить почвы. Капиллярная вода вполне доступна растениям.
Ãèãðîñêîïè÷åñêàÿ вода находится в почве в виде молекул в поглощенном состоянии, удерживается поверхностью почвенных частиц, почти недоступна растениям, передвигается между частицами почвы в форме пара.
Названные формы воды не являются постоянными. Вода может из одной категории переходить в другую. При переувлажнении почвы все промежутки между ее частицами заняты водой. При подсыхании почвы расходуется в первую очередь свободная (некапиллярная) вода, а затем капиллярная. Если запасы капиллярной и некапиллярной воды исчерпаны, то растения уже почти не могут получать ее из почвы через корневую систему, так как в почве остается только вода, малодоступная растениям. Степень увлажнения почвы, при которой растения начинают завядать, от недостатка влаги, называется влажностью завядания (ÂÇ). Влажность завядания равна обычно двойной максимальной гигроскопичности на песчаных почвах она ниже 1% на супесчаных" 1—3, на суглинистых 4—10, а на глинистых 15% и выше.
Êîëè÷åñòâî âîäû, êîòîðóþ почва прочно удерживает, а растения не могут использовать, составляет мертвый запас воды. обычно равный полуторной максимальной гигроскопичности.
В глинистых почвах, водоудерживающая способность которых очень велика, мертвый запас влаги составляет 10—15% массы почвы, а в песчаных почвах— меньше 1 %. Это значит, что при одинаковой влажности (допустим, 20%) глинистая и песчаная почвы имеют разное количество доступной растениям воды: глинистая 5—10%, песчаная 19%.
Воду, которая содержится в почве сверхвлажности завядания (некоторые считают сверх мертвого запаса), т.е. больше двойной максимальной гигроскопичности, называют продуктивной (или доступной) влагой. Процент продуктивной влаги в почве равен приблизительно влажности почвы, выраженной в процентах, за вычетом двойной максимальной гигроскопичности.
Однако более точно количество продуктивной влаги исчислять в âåñîâûõ единицах Каждый миллиметр осадков соответствует 10 т воды на 1 га.
Запас продуктивной влаги (W
) вычисляют с учетом мощности и плотности каждого слоя почвы по формуле: W = 0,1 • П • h (B - BЗ),
где 0,1—коэффициент перевода в миллиметры водяного слоя; /7—плотность почвы (в r на 1 см куб); h — мощность слоя почвы, для которого рассчитывается запас влаги (в см); В—влажность почвы и ВЗ—влажность завядания (в % от абсолютно сухой почвы).
Почва способна впитывать и удерживать воду, а затем отдавать ее растениям. Для получения высокого урожая необходимо, чтобы в почве всегда содержалось нужное растениям количество воды. Зерновые культуры расходуют на создание урожая 2—3 тыс. т воды на 1 га, а другие растения и больше.
В почву вода попадает прежде всего с осадками, а также из атмосферы в виде водяных паров. Наибольшее количество воды, которое может удержать (вместить) почва при заполнении всех пор, называется общей, или полной, влагоемкостью (ПВ), Она зависит от механического состава почвы, содержания в ней перегноя и от общей пористости. Например, глинистые почвы отличаются высокой влагоемкостью (60—80 г воды на 100 г почвы), а песчаные—низкой (15—25 г). Особенно велика она в торфяных почвах. При полном насыщении торфа масса ее в несколько раз превышает массу воздушно-сухого торфа. Наиболее благоприятный для растений водный режим создается в минеральных почвах при насыщении их водой на 60—80% полной влагоемкости.
Отличают еще полевую влагоемкость. Величина полевой влагоемкости (в % массы сухой почвы) песчаных почв 3—5, супесчаных 10—12, суглинистых и глинистых 13—22. В гумусовом горизонте чернозема она может быть 40—45%. Влажность почвы более высокую считают избыточной.
Способность почвы пропускать через себя воду носит название водопроницаемости. При плохой водопроницаемости вода осадков стекает по поверхности почвы. В то же время при очень высокой водопроницаемости, какой, например, обладают песчаные почвы, осадки очень быстро проникают через почву и не используются растениями. Наиболее благоприятны условия для водопроницаемости в структурных почвах.
Водный режим почвы зависит прежде всего от количества выпадающих атмосферных осадков и от величины расхода влаги на испарение и транспирацию. Соотношение этих величин и определяет тип водного режима почвы. Он может быть промывным (отношение осадков к испарению больше единицы), переходным (это отношение около единицы) и непромывным (осадков меньше, чем величина испарения). Промывной тип преобладает в лесолуговой зоне, непромывной — в степной зоне, а переходный — в лесостепи. При близком расположении грунтовых вод возникает еще выпотной тип водного режима, а при высоком уровне грунтовых вод — застойный тип.
Воздушные и тепловые свойства почвы. В почве содержится воздух, состав которого отличается от атмосферного большим количеством углекислого газа, меньшим количеством кислорода. При недостатке воздуха в почве замедляется прорастание семян, ненормально развивается корневая система, подавляется микробиологическая деятельность.
Содержание воздуха в почве (ее воздухоемкость) зависит от скважности почвы и относительного количества пор, занятых водой.
Важно, чтобы непрерывно шел интенсивный обмен воздуха между почвой и атмосферой (аэрация), чтобы воздух, более богатый кислородом, поступал в почву, а бедный кислородом удалялся из нее.
Различные почвы имеют неодинаковые тепловые свойства. Почвы темноцветные быстрее прогреваются солнцем, чем светлоокрашенные. Почвы с меньшим содержанием воды скорее прогреваются весной, переувлажненные почвы медленно прогреваются и охлаждаются.
В практике земледелия имеет значение теплопроводность почв. Почвы, бедные органическим веществом, отличаются высокой теплопроводностью, а почвы с большим содержанием его, например торфяные, — низкой.
ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ
Почва — источник всех питательных веществ, поступающих в растения через корневую систему. К необходимым для растений элементам питания относятся: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо. Важную роль в жизни растений играют микроэлементы бор, марганец, цинк, кобальт, молибден, внесение которых в почву (при их недостатке) может повысить урожай и его качество.
Рассмотрим запасы важнейших питательных веществ почвы и источники их пополнения.
Азот. Источником его в почве служит прежде всего органическое вещество, в котором заключено 90% азота почвы. Содержание этого элемента в гумусе различных почв измеряется несколькими тоннами на гектар.
Запасы гумуса без поступления органических веществ ежегодно уменьшаются в подзолистых почвах на 6—7 ц, â чернозёмах около 1 т с 1 га. Поэтому система удобрения почвы и севооборота должна строиться таким образом, чтобы запасы гумуса в почве не истощались.
Таблица 6.
Запасы гумуса и общего азота в почвах
(по И. В. Тюрину и А. В. Соколову).
Наибольшее значение для пополнения доступного растениям почвенного азота имеют процессы аммонификации, при которой азот органического вещества превращается в аммиак, - и нитрификации, при которой аммиак переходит в азотистую, а затем в азотную кислоту и ее соли. Развитию этих процессов способствуют оптимальная температура (20—30° С) и влажность почвы (60—70% полной влагоемкости), аэрация почвы, благоприятная реакция среды.
Превращение органических соединений в доступные минеральные формы азота проходит несколько последовательных стадий.
Белки и гумусовые вещества под действием ферментов превращаются сначала в аминокислоты и амиды. Микроорганизмы-ам-монификаторы переводят эти соединения в аммиак, аммиачные соли и поглощенный аммоний, уже доступные растениям. Однако в дальнейшем аммиак под влиянием нитрифицирующих бактерий превращается в нитриты, а затем в нитраты, связанные с кальцием, магнием, калием и другими катионами.
При благоприятных условиях нитрификации, например в паровом поле на черноземах, может накапливаться от 30 до 50 мг и более нитратного азота на 1 кг почвы, что соответствует 90— 150 кг на 1 гаи больше. В паровом поле на дерново-подзолистых почвах также может аккумулироваться азот нитратов, хотя и в меньшем количестве.
Накопленный в почве азот нитратов легкоподвижен. При выпадении большого количества осадков он может опускаться в глубокие горизонты и даже вымываться в грунтовые воды, а также переходить в элементарный азот и улетучиваться в воздух. В засушливых условиях, например в Западной Сибири, нитраты долго (несколько лет) сохраняются в почве. Поэтому процесс разложения органического вещества и образования подвижных форм азота можно регулировать в интересах лучшей обеспеченности этим элементом растений.
Другим источником азота в почве служит азот воздуха. Его запасы действительно неисчерпаемы. Однако пути поступления азота воздуха в почву ограничены. Небольшое количество этого элемента (около 4 кг на 1 га) попадает ежегодно с осадками. Накапливают азот в почве и свободноживущие азотфиксаторы (бактерии, некоторые грибы и водоросли). Однако даже при неблагоприятных условиях они могут дать его немного (5—10 кг на 1 га в год).
Количество азота в почве необходимо пополнять внесением органических и минеральных (азотных) удобрений, а также мобилизацией атмосферного азота путем посева бобовых растений, главным образом многолетних (клевера, люцерны), или таких однолетних бобовых, которые запахиваются в почву (люпин). Известно, что клевер и люцерна усваивают 150—200 кг азота на 1 га. Примерно одна треть его остается в почве, а остальное количество возвращается в нее в виде навоза.
Степень обеспеченности растений азотом почвы нельзя определить по валовому содержанию гумуса или азота. Приближенно содержание этого элемента в доступной форме устанавливают химическими методами, в частности методом Тюрина — Кононовой, которым определяется в почве содержание легкогидролизуемого азота, включающего азот нитратов, аммиака и часть азота органических соединений, легко превращающегося в доступную для растений форму. Для определения обеспеченности почвы азотом этим методом используют шкалу, в которой указано количество гидролизуемого азота в миллиграммах на 100 г почвы. Степень обеспеченности для разных групп культур неодинаковая. Принято считать содержание азота (в мг на 100 г почвы) до 4—6 низким, 6—8 средним, свыше 8 высоким.
Однако метод Тюрина—Кононовой пригоден не для всех почв и зон. Потребность в азоте устанавливают по содержанию нитратов в почве осенью и весной, (этот метод подходит для засушливых районов, где не наблюдается сильного вымывания нитратов в глубь почвы, например в Западной Сибири и Северном Казахстане), а также определением нитрификационной способности почв. Наиболее точно о возможной реакции на внесение азотных удобрений на той или иной почве можно судить только на основании полевых опытов.
Фосфор. Хотя содержание его в земной коре не превышает 0,1%, значение этого элемента в жизни почвы и растений огромно. Растения аккумулируют фосфор в перегнойном слое почвы, но в то же время и отчуждают с урожаями, особенно с товарной частью его. Фосфор находится в почвах в органических и минеральных соединениях. В черноземах примерно половина, а в дерново-подзолистых почвах одна треть его связана с органическим веществом.
Этот фосфор становится доступным растениям лишь после минерализации органического вещества.
Минеральные соединения фосфора представлены очень многими формами, преимущественно труднорастворимыми и слабодоступными растениям фосфатами алюминия, железа и трехкальциевыми фосфатами Са3(РО4)2. Легкодоступных соединений фосфора, таких, как растворимые соли кальция [Ca(H2PO4)2]], магния [Mg(H2P04)2], калия (КН2PO4), аммония [(NH4)2HP04 и NH4H2P04] в почве мало. Наблюдается большой разрыв между валовым содержанием фосфора в почве и его количеством, доступным для растений. Например, в дерново-подзолистых суглинистых почвах или в серых лесных общее содержание фосфора (P20s) в пахотном слое составляет 0,04—0,12%, или 1,2—3,6 т на 1 га, а количество доступных растениям форм фосфора в неудобренной фосфатами почве не превышает 0,1—0,2 т на 1 га.
О потребности почв в фосфорных удобрениях судят по содержанию доступного растениям фосфора, определяемого теми или другими химическими методами. Все методы рассчитаны на вытеснение фосфора растворителями различной силы и концентрации. Разумеется, химические методы только приближенно дают представление о доступности фосфора растениям. В СССР для определения нуждаемости почв в фосфорных удобрениях применяют метод Кирсанова, основанный на вытеснении фосфора 0,2 н. соляной кислотой (для подзолистых почв), метод Мачигина, основанный на вытеснении фосфора 1%-ным раствором углекислого аммония (для карбонатных почв) и некоторые другие. Используют также методы, в которых применяют последовательно несколько растворителей, что позволяет определить групповой состав фосфатов в почве по степени их растворимости (методы Чирикова, Чанга и Джексона и др.). При установлении обеспеченности почв доступным для растений фосфором пользуются следующей шкалой (табл. 6).
Таблица 7.
Шкала обеспеченности почв доступными фосфатами (в мг на 100 г почвы)
С учетом обеспеченности почв подвижным фосфором и устанавливают дозы фосфорных удобрений.
Калий. Все почвы, за исключением торфяных и рыхлопесчаных, характеризуются высоким валовым содержанием калия (КО) —
1,2—2,5%, или 35—75 т на 1 га пахотного слоя. Преобладающая часть калия связана с глинистыми частицами почвы. Поэтому существует прямая связь между механическим составом почв и содержанием в них калия. Чем больше в почве мелкодисперсных частиц, тем больше в ней калия. В пределах одного почвенного типа в зависимости от механического состава почвы количество калия изменяется следующим образом: песчаные и супесчаные почвы — 1,2%'. легкосуглинистые — 1,77; среднесуглинистые — 2,17; тяжелосуглинистые и глинистые—2,33%.
Калий находится в почвах преимущественно в форме недоступных или малодоступных растениям минералов, таких, как ортоклаз, мусковит, биотит, нефелин. Из минералов, особенно трех последних, он может постепенно, но очень медленно переходить в растворимое состояние под влиянием химического и биологического выветривания, например под влиянием выделяемой корнями растений углекислоты. Если при низких урожаях процесс высвобождения калия из труднодоступных минеральных соединений может обеспечить потребность растений, то при высоких урожаях и большом выносе этого элемента из почвы доступного калия в ней казывается недостаточно для питания растений. Основной формой доступного растениям калия в почве служит обменный калий, адсорбированный на поверхности почвенных коллоидов. Содержание его в дерново-подзолистых почвах колеблется от 4 до 25 мг К20 на 100 г почвы, в черноземах и сероземах—до 50 мг. Соотношение различных форм калия в почвах приведено в таблице 7.
Таблица 8.
Формы калия в подзолистых и черноземных почвах (в мг К2О на 100 г почвы) (по В. У. Пчёлкину)
В почве происходит и обратный процесс—фиксация, или закрепление, калия. Из обменной формы он может переходить в необменную. Фиксации подвержен и калий вносимых удобрений.
Для определения доступного калия принят также метод Кирсанова (фосфор и калий определяют в одной вытяжке 0,2 н. НС1).
Применяется обычно следующая шкала обеспеченности почв доступным (обменным) калием.
Однако содержание в почве обменного калия не служит достаточным показателем обеспеченности растений доступным калием, так как, помимо обменного калия, растения используют часть необменного калия. Кроме того, количество обменного калия в почве по мере его расходования может восстанавливаться за счет необменного калия.
Таблица 9.
Шкала обеспеченности почвы доступным калием
(в мг КО на 100 г почвы)
Магний. Некоторые почвы особенно дерново-подзолистые, песчаные и супесчаные, содержат мало магния. Если общее количество его в суглинистых почвах 1—2%, то в песчаных всего 0,05— 0,1% MgO. Основная часть магния, находящегося в почвах, входит в силикаты и трудно доступна растениям. Водорастворимый и обменный магний составляет не более 10% общего его запаса, а в легких почвах — 0,5—2,5 мг на 100 г почвы. Между тем магний вымывается из почвы осадками, используется растениями (зерно< вые выносят 10—15 кг Mg0 на 1 га, а картофель, клевер, сахарная свекла—в 3—5 раз больше). Особенно энергично магний вытесняется из почвы при внесении аммиачных удобрений, в результате чего становится совершенно необходимым пополнение запасов этого элемента применением удобрений. По содержанию обменного магния можно судить о степени обеспеченности магнием, о нуждаемости почв в магниевом удобрении (табл. 10).
Таблица 10.
Шкала обеспеченности почв обменным магнием *
Сера. В дерново-подзолистых почвах серы около 0,01—0.1%, в черноземах 0,2—0,5, в каштановых 0,2—0,5%. Значительная часть серы входит в состав органического вещества. Она поглощается растениями, а' также вымывается из почвы. Вынос серы с 1 га составляет 15—25 кг. Если запасы ее не восполняются внесением органических и некоторых серосодержащих минеральных удобрений, то начинает проявляться недостаток серы, особенно на легких почвах. '
Микроэлементы. Недостаток их в почве сказывается на состоянии и развитии растений, на урожайности, а также на здоровье и продуктивности животных, если они не получают нужных микроэлементов в кормах, в частности на пастбищах.
К числу элементов, недостаток которых в почвах проявляется чаще, относятся: бор, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт и йод.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ
Понятие о классификации почв. Под классификацией почв понимают отнесение их к различным систематическим единицам. Она необходима для изучения и разработки приемов улучшения почв. Научную классификацию почв впервые предложил В. В. Докучаев. Эта классификация основана на генезисе происхождении) почв. В различных классификациях, кроме генетических, учитывают агропроизводственные и экологические признаки.
Почвы подразделяются на типы, подтипы, роды, виды и разновидности. Некоторые почвоведы в качестве последнего подразделения выделяют еще разряды.
Под типом понимают почвы, сформировавшиеся в одинаковых природных условиях, т. е. имеющие сходство почвообразовательного процесса, обладающие общими свойствами. Основными типами почв являются: дерново-подзолистые, болотные, серые лесные, черноземы, каштановые, сероземы, красноземы, пойменные.
Подтип объединяет различные почвы в пределах одного типа, несколько отличающиеся по почвообразованию, внешнему виду и свойствам. Например, среди серых лесных почв выделяются светло-серые, серые, темно-серые; в черноземах—черноземы оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные, южные.
Род почв отражает особенности свойств в пределах подтипа, связанные главным образом с химизмом почвообразующих пород или грунтовых вод, например черноземы солонцеватые, осолоделые.
Вид почвы отражает степень выраженности почвообразовательного процесса, например слабоподзолистые, среднеподзолистые, сильноподзолистые почвы.
Разновидность почвы отражает ее механический состав— песчаная, супесчаная, суглинистая и т. д.
Для обозначения разрядов почв используют признаки почвообразующей породы.
Полное название почвы складывается, начиная с типа, и заканчивается разрядом. Например, чернозем (тип) обыкновенный (подтип) солонцеватый (род) тучный среднемощный (вид) тяжелосуглинистый (разновидность) на лессовидном тяжелом суглинке (разряд). Для более краткого названия почвы используют тип, подтип, вид и разновидность.
Почвы образовались на земной поверхности в определенной географической последовательности в соответствии с природно-климатическими особенностями. Основными климатическими факторами почвообразования служат температура и влага, которые, в свою очередь, определяли и тип почвообразующей растительности.
В соответствии с указанной закономерностью расположения почв выделяют почвенные зоны, представляющие собой крупные территории однородных почв, сложившихся в сходных условиях почвообразования. Некоторые почвенные зоны простираются поясами вокруг всего земного шара. Помимо повсеместно наблюдаемой горизонтальной зональности, в горных условиях отмечают вертикальную зональность.
На территории России выделяют семь основных почвенных зон: 1) тундровую (почвы тундрово-глеевые); 2) таежно-лесную (почвы дерново-подзолистые и подзолистые); 3) лесостепную (серые лесные почвы); 4) степную, или черноземную (черноземы, встречаются солонцы); 5) сухих и полупустынных степей (каштановые и бурые почвы): 6) пустынь (серо-бурые почвы); 7) влажных субтропиков (красноземы). Кроме того, выделяют горные почвы, пески сухих степей и некоторые другие.
Есть почвы, которые встречаются в нескольких зонах. Их называют интразональными
Почвы тундровой зоны. Расположены на Крайнем Севере страны и тянутся по побережью Ледовитого океана от Мурманска до Берингова пролива.
В зоне тундровых почв, особенно в северной и восточной частях, господствует вечная мерзлота. За 2—3 летних месяца почва оттаивает всего на 30—40 см. Средняя температура самого теплого месяца не превышает 10° С. В этих условиях почвы покрываются лишайниками и мхами. Они бедны травянистой растительностью. Карликовые деревья достигают в высоту 100—125 см.
В тундре много болот, мелких озер. Почвы этой зоны формируются в условиях перенасыщения влагой, медленного испарения, низкой активности почвенной микрофлоры. Переувлажненность, недостаток кислорода в почвах приводят к образованию в них закисных соединений. Поэтому преобладает тип тундрово-глеевых почв. Только в южной части тундры (в лесотундре), особенно на песчаных буграх, формируются подзолы и сильноподзолистые почвы. Сельскохозяйственное значение почв тундровой зоны незначительно. Почвы тундры почти не распаханы. Скудная растительность ее лишь обеспечивает кормовую базу для развития оленеводства. В южной части тундры можно выращивать овощные и кормовые сельскохозяйственные растения.
Почвы таежно-лесной зоны. На севере они граничат с тундровыми почвами, а на юге переходят в зону серых лесных почв. Почвы здесь залегают в основном на ледниковых отложениях, валунных и безвалунных суглинках, преобладают дерново-подзолистые и подзолистые почвы, сформировавшиеся под влиянием растительности хвойных лесов и лугов, а также значительного увлажнения. Осадков в зоне выпадает 500—550 мм, годовая температура немного выше нуля, испарение слабое.
Подзолистые почвы образуются под пологом хвойного леса на кислых ледниковых отложениях. Лесная подстилка, состоящая из спада хвойных деревьев, промывается дождями, разрушается в аэробных условиях главным образом грибной микрофлорой. Органическое вещество подстилки гумифицируется и в значительной мере минерализуется. Под влиянием растворяющего действия кислых продуктов разложения лесной подстилки из почвы вымываются полуторные окислы железа, алюминия, а также катионы щелочных и щелочноземельных металлов (калия, натрия, кальция, магния). Процесс вымывания затрагивает горизонты различной мощности. В поглощенном состоянии в почве вместо кальция, магния оказываются водород, алюминий, в результате разрушаются ее структурные элементы и плодородие снижается.
Внешне подзолообразовательный процесс на подзолистых почвах проявляется в том, что в них почти непосредственно под, лесной подстилкой развивается горизонт белёсой окраски связанный с. относительным накоплением в нем устойчивых к выносу окислов кремния. В зависимости от—развития—подзолообразовательного процесса различают несколько видов почв. Почвы, в которых наиболее сильно выражен подзолообразовательный процесс, — подзолы. В них почти нет перегнойного горизонта, и под лесной подстилкой (А0) находится подзолистый горизонт, простирающийся на глубину 5, 10, 20 см и больше. Ниже этого горизонта идет горизонт вмывания с характерной красно-бурой окраской, придаваемой полуторными окислами железа. В легких почвах встречаются плотные образования — ортштейновые зерна и прослойки. Особенно мощный подзолистый горизонт имеют песчаные и супесчаные почвы. Гумусовый слой в этих почвах всего 5—8 см, а иногда и меньше. Подзолы и подзолистые почвы типичны для подзоны средней тайги. Плодородие их ничтожно.
Более широко распространены в таежно-лесной зоне дерново-подзолистые почвы, приуроченные преимущественно к подзоне южной тайги (смешанные травянистые леса). В этих почвах наряду с подзолистым процессом протекает дерновый, развивающийся под действием многолетней луговой травянистой растительности.
Дерновый процесс происходит под пологом смешанного леса, когда на осветленных участках длительное время растут многолетние травы. Под их влиянием в верхнем слое почвы накапливается перегной и слой приобретает темную окраску. Плодородие дерново-подзолистых почв определяется степенью выраженности дернового процесса, мощностью перегнойного горизонта.
В дерново-подзолистых почвах очень резко выражены горизонты А0, A1, А2, В. Горизонт ао на нераспаханных почвах занимает 3—5 см. Гумусовый горизонт A1 имеет мощность 15—18 см; горизонт вымывания (подзолистый) А2—5—15 см и более.
Различают несколько видов дерново-подзолистых почв: дерново-слабоподзолистые, дерново-среднеподзолистые и дерново-сильноподзолистые.
Одну пятую часть таежно-лесной зоны занимают болотные почвы, которые формируются в условиях избыточного увлажнения (с поверхности или за счет грунтовых вод) и накопления разложившегося органического вещества. Застаивание воды на этих почвах затрудняет минерализацию органических соединений: они скапливаются в виде пластов торфа 1 м и больше. Для торфяных почв, образующихся при переувлажнении, характерен минеральный, так называемый глеевый горизонт (горизонт заболачивания), глинистый, сизый, голубовато-зеленый с ржавыми пятнами и прожилками, что указывает на присутствие закисных форм железа.
Болота бывают трех типов: низинные, верховые и переходные. Болотные низинные почвы формируются в понижениях рельефа, а также при заторфовании водоемов; болотные верховые почвы — на водоразделах при условии увлажнения застойными водами осадков, они делятся, в свою очередь, на два подтипа: торфяно-глеевые и торфяные. Болотные переходные почвы как в своем формировании, так и по свойствам носят промежуточный характер, приближаясь в одних случаях к низинным, в других к верховым болотным почвам. Болотные почвы содержат мало зольных элементов питания растений. На них произрастают плотнокустовые злаки. Вследствие слабого притока воздуха в подстилающей минеральной породе образуются закисные соединения железа (оглеение).
В зависимости от мощности торфяного горизонта (Т), оподзоленности и степени оглеения различают подзолисто-глеевые почвы (Т до 30 см) и торфяно-подзолисто-глеевые (Т 30—50 ом). Эти почвы богаты органическим веществом. Они нуждаются прежде всего в осушении или, точнее, в регулировании водного режима.
Осушенные торфяники могут быть освоены под высокопродуктивные сенокосы и пастбища. Торфяные почвы верховых и переходных болот нуждаются в известковании, в азотных, калийных и фосфорных удобрениях и в микроэлементах, таких, как медь, марганец, кобальт и др.
Почвы лесостепной зоны. Серые лесные почвы простираются вдоль южной границы подзолистых почв, заходя многочисленными языками на юге в черноземную зону, а на севере в таежно-лесную.
Серые лесные почвы сформировались преимущественно под пологом широколиственных лесов (липа, дуб, клен, ясень) с травянистым покровом. От подзолистых почв они отличаются более мощным перегнойным горизонтом и отсутствием сплошного подзолистого горизонту. По составу и свойствам серые лесные почвы занимают промежуточное положение между дерново-подзолистыми почвами и черноземами.
Климат лесостепной зоны менее влажный, чем таежно-лесной, но более теплый.
Серые лесные почвы залегают на лёссовидных карбонатных суглинках (в западной части зоны), на покровных суглинках (в центральной части зоны) или на элювиально-делювиальных глинах (в Поволжье). Это преимущественно тяжелосуглинистые или глинистые почвы. Гумусовый горизонт от 15 до 30 см и более. Горизонт В коричнево-бурый, плотный, в основном ореховатой структуры, глубже буровато-палевый. В связи с тяжелым механическим составом и повышенным содержанием гумуса емкость поглощения серых лесных почв высокая (25—35 мг-экв. и более), степень насыщенности основаниями 75-90% .
Серые лесные почвы в сильно распаханы, широко используются для земледелия. В пределах зоны, получают высокие урожаи озимой пшеницы, гречихи, гороха» многолетних трав. Вместе с тем на этих почвах растения весьма отзывчивы на органические, а также на фосфорные и азотные удобрения.
В зависимости от мощности гумусового горизонта и выраженного подзолистого процесса серые лесные почвы делят на три подтипа: светло-серые, серые и темно-серые.
Светло-серые лесные почвы по своим свойствам приближаются к дерново-подзолистым почвам. Верхний гумусовый горизонт этих почв светло-серый, мощностью 15—25 см. Он обеднен коллоидными частицами, кальцием, магнием, полуторными окислами. Сплошной подзолистый горизонт отсутствует, но признаки оподзоливания в виде белесой кремнистой присыпки имеются. В таких почвах выделяют переходный горизонт A2+B1. Содержание гумуса в верхнем горизонте 1,5—4%. Насыщенность основаниями около 60—70%. Реакция солевой вытяжки среднекислая или слабокислая (рН 5,0—5,5). В материнской породе встречаются отложения извести, при воздействии на породу соляной кислотой наблюдается вскипание. Светло-серые лесные почвы бедны питательными веществами; для получения высоких урожаев требуют известкования, внесения органических и минеральных удобрений, в первую очередь азотных и фосфорных.
Серые лесные почвы имеют большую мощность перегнойного горизонта (24—40 см.). Выше в них и содержание гумуса (от 3 до 6%). В иллювиальном горизонте видны отчетливые следы вмывания в виде пятен гумусовой окраски. Насыщенность основаниями чаще 70—80%. Реакция солевой вытяжки в пахотном слое слабокислая или среднекислая (рН 5,0—5,5).
Темно-серые лесные почвы по многим признакам приближаются к черноземам. Гумусовый горизонт у них достигает 40—-60 см, содержание гумуса 6—8%. В горизонте B1 следы вмывания
сохраняются. Насыщенность основаниями чаще 80—90%. Реакция солевой вытяжки слабокислая или близкая к нейтральной. Эти почвы имеют высокую гидролитическую кислотность, но почти не нуждаются в известковании, лучше обеспечены питательными веществами, эффективность удобрений в зоне менее устойчива.
В лесостепной зоне подтипы серых лесных почв обычно перемежаются между собой, встречаясь в одних и тех же хозяйствах. Поэтому улучшать эти почвы следует дифференцировано.
В зоне лесостепи встречается много смытых почв, оврагов. В Западной Сибири на почвах лесостепи распространены понижения, блюдца.
Почвы степной (черноземной) зоны. В нашей стране черноземные почвы простираются широкой полосой от юго-западных границ к предгорьям Алтая и занимают около 190 млн. га, в том числе 119 млн. га пашни. Они распространены в центральных черноземных областях (Воронежская, Тамбовская, Белгородская и др.), на Северном Кавказе, в Поволжье и Западной Сибири. Сформировались эти почвы в условиях богатой степной растительности на породах, содержащих много извести (в основном на лёссовидных суглинках и лёссе). Характерный признак черноземов — большое количество кротовин, видных по профилю, что свидетельствует о степном их происхождении.
Основная отличительная особенность черноземов—наличие мощного темноокрашенного слоя с высоким содержанием гумуса. Накоплению гумуса способствуют благоприятные условия увлажнения. Осадков в западной части зоны выпадает в среднем 500 мм, в восточной—350, в предгорьях Кавказа—600 мм. Некоторые территории черноземной зоны могут быть отнесены к районам достаточного увлажнения, где в сочетании с богатыми почвами создаются условия для получения особенно высоких урожаев. Гумусовый горизонт в некоторых черноземах достигает 1,5 м. Гумуса в черноземах от 4 до 12 % и выше. Структура зернистая или комковатая. Иллювиальный горизонт содержит карбонаты.
Черноземы, как правило, насыщены поглощенными основаниями (кальцием и магнием), поэтому реакция их обычно нейтральная или слабокислая (рН 6,0—7,0). Поглотительная способность черноземов высокая. Это самые богатые почвы нашей страны.
Под названием северные черноземы объединяют оподзоленные и выщелоченные черноземы, распространенные в северной, более влажной части зоны. Они характеризуются глубоким залеганием карбонатного горизонта (горизонта вскипания), признаками оподэоливания. Оподзоленные черноземы близки к темно-серым лесным почвам, с которыми они обычно граничат. Это почвы темно-серого или темного цвета, но с сероватым 'оттенком, содержат гумуса от 5 до 10%, рН 5,5—6,5. Мощность горизонта А 40—45 см, AB1 60— 80 см. Карбонаты залегают на глубине 100—125 см.
Выщелоченные черноземы признаков оподзоливания не имеют, они богаче, чем оподзоленные. В них перегнойный горизонт более темной окраски, мощностью 50—-70 см, гумуса от 6 до 10%. Реакция близка к нейтральной (рН 6,0—6,5). Карбонаты на глубине 70—110 см. В зависимости от степени выщелоченности они приближаются или к оподзоленным черноземам, или к типичным черноземам.
Типичные черноземы отличаются мощным перегнойным горизонтом (1—1,5 м). Перегноя в верхнем горизонте 10—12% (иногда до 15%). Эти черноземы наиболее плодородны и обладают зернистой структурой. Реакция близка к нейтральной (рН 6,5—7). Горизонт А 50—60 см, а весь гумусовый слой до 150 см. Карбонаты на глубине 70 см.
Обыкновенные черноземы имеют меньшую мощность перегнойного горизонта, обычно от 65 до 90 см. Содержание гумуса в верхних слоях 7— 9%. Структура комковато-зернистая. Карбонаты на глубине 40—60 см, иногда и с поверхности. Реакция нейтральная или даже слабощелочная (рН 7,0—7,5). Обыкновенные черноземы распространены главным образом на повышенных частях рельефа, преимущественно по отрогам Донецкого кряжа, в Среднем Поволжье, Зауралье, Западной Сибири, в северных районах Казахстана; в башкирской АССР, на Южном Урале.
Южные черноземы распространены на юге черноземной зоны в наиболее засушливой ее части. Мощность перегнойного горизонта 30—65 см, содержание гумуса 4—6%. Структура менее прочная. Почвы чаще глинистые и тяжелосуглинистые, карбонаты на глубине 30 см. В районах распространения южных черноземов чаще, чем в северной части зоны, встречаются солонцеватые черноземы.
Многие черноземные почвы слабо обеспечены влагой, особенно летом. Поэтому растения на них периодически страдают от засухи. Так как питательных веществ в черноземах больше, чем в других почвах, они могут в благоприятные по осадкам годы давать высокие урожаи и без удобрений. Однако, как показали опыты, черноземы хорошо отзываются на внесение азотных и фосфорных удобрений, а при возделывании калиелюбивых культур, например сахарной свеклы, и калийных удобрений.
Солончаки, солонцы, солоди. Они не составляют особой почвенной зоны, но широко распространены среди черноземных, каштановых и бурых почв. засоленные почвы занимают 62,3 млн. га, или 2,4% всех почв. На долю солонцов приходится 35 млн. га.
Солончаки содержат в почвенном растворе большое количество (свыше 1%) водорастворимых солей, поэтому культурные растения на них не растут. Такую засоленность выдерживают только специфические растения—солянки.
Причиной возникновения солончаков могут быть почвообразующие породы с высоким содержанием солей, некоторые солончаки появились на месте бывших озер и лагун. Кроме того, засоление происходит и вследствие переноса солей с повышенных элементов рельефа в пониженные, а также из-за поднятия соленосных грунтовых вод. Явления засоления почв наблюдаются и при плохом регулировании поливов на орошаемых землях (вторичное засоление). Гумусовый горизонт может даже отсутствовать. Содержание перегноя от десятых долей до 1—5%. Реакция почвы щелочная (рН 7—9), что зависит от состава солей.
Засоление почвы вызывается хлоридами (хлористым натрием, кальцием), сульфатами (преимущественно сульфатом натрия), карбонатами (карбонатом натрия). В соответствии с этим различают солончаки хлоридные (содержание С1 в плотном остатке 40%), сульфатно-хлоридные (С1 25—10%) и сульфатные (С1 10%).
При большом засолении солончаки покрываются летом сплошной белой коркой — выцветами солей. Встречаются смешанные солончаки, обогащенные одновременно всеми этими солями.
Солончаки чаще отводят под летние, осенние и зимние пастбища, но они имеют очень низкую продуктивность. Для возделывания сельскохозяйственных культур необходимо проводить серьезные мелиоративные мероприятия.
Солонцы представляют собой почвы с высоким содержанием натрия в поглощающем комплексе (больше 15% у хлоридно-сульфатных и свыше 20% у содовых). По теории К. К. Гедройца они образуются из солончаков путем постепенного их расселения, обычно под влиянием опускания уровня грунтовых вод и возникающего затем преобладания нисходящих токов воды над восходящими. При большом количестве натрия в почвенном растворе образуется сода. Появление ее увеличивает дисперсность (распыленность) почвы. При намокании почва становится вязкой, при
высыхании—плотной. Существуют и иные теории, объясняющие образование солонцов.
Солонцы резко отличаются по свойствам от всех других почв. Они бесструктурны, сильно распылены, при увлажнении верхний слой заплывает, образуя липкую массу. Мощность гумусового горизонта от 2 до 16 см, содержание гумуса от 1 до 5% и меньше. Реакция почв щелочная (рН 8,0—8,5).
Для солонцов характерны надсолонцеватый и подсолонцеватый горизонты. Горизонт В солонцовый столбчатый, именно здесь при высыхании образуется очень плотное столбчато-глыбистые сложение. Солонцы различают по мощности надсолонцеватого горизонта (А): корковые, мелкие, средние, глубокие и по форме структуры солонцеватого горизонта: столбчатые, ореховатые, призматические.
Солонцы вследствие плохих водно-физических свойств имеют низкое плодородие. Основная задача при улучшении агрономических свойств солонцов — вытеснение натрия из поглощенного состояния. С этой целью применяют гипс (4—5 т на 1 га), который, растворяясь, вытесняет натрий и замещает его кальцием, а сульфат натрия вымывается. К другим приемам улучшения солонцов относится глубокая трехъярусная их обработка, при которой верхний слой остается на месте, а горизонт В перемещается и перемешивается с нижележащим карбонатным и гипсовым слоями. После вспашки на солонцах высевают травы, например донник, люцерну.
В результате промывания солонцов и солонцовых почв образуются солоди. Они встречаются пятнами в зонах серых лесных. черноземных и каштановых почв, занимая пониженные элементы рельефа. Различны по морфологии и свойствам. При определенных условиях осолодение может перейти в заболачивание. Вследствие вымывания гумуса и оснований из верхнего горизонта солоди богаты кремнеземом и морфологически напоминают, подзолистые почвы с горизонтом А2 Реакция кислая (рН 5,0—6,0). Иллювиальный горизонт В плотный. В лесостепи Западной Сибири солоди богаче гумусом, содержат его в горизонте A1 5—8%. Солоди отличаются неблагоприятными физическими свойствами, более пригодны для лесных насаждений (в условиях Сибири березово-осиновые колки), чем для полевых культур.
Почвы влажных субтропиков. Красноземы и желтоземы распространены на Кавказском побережье Черного моря ) и на юго-западном побережье Каспийского моря Здесь размещены чайные и цитрусовые плантации Почвы образованы в условиях субтропического теплого и влажного климата предгорного рассеченного рельефа на красноцветных и желтоцветных породах. Отличаются хорошей зернистой структурой, мощность гумусового горизонта 25—40 см. Содержат гумуса от 5 до 10%. В почвенном профиле этих почв выделяют лесную подстилку А0, гумусовый горизонт A1, элювиальный горизонт À2 и иллювиальный В. Красноземам свойственна кислая реакция почвенного раствора (рН 4—5). Насыщенность основаниями 15—30%. Они нуждаются в известковании. Сельскохозяйственные культуры на красноземах очень отзывчивы на внесение высоких доз фосфорных удобрений, так как фосфаты сильно поглощаются почвой.
Почвы пойм. Поймой называют часть долины, которая периодически (обычно весной) заливается водой. Во всех почвенных зонах по древним и современным долинам рек распространены пойменные, или аллювиальные, почвы, образование которых связано с наносом мелкозема во время разлива рек.
Среди пойменных почв в зависимости от характера их возникновения наблюдается значительное разнообразие. Различают три части поймы: прирусловую, центральную и притеррасную. Наиболее типично расположение этих трех частей поймы в таежно-лесной и лесостепной зонах.
Прирусловая пойма образуется в непосредственной близости от русла реки вследствие наноса оседающего песка. Почвы на ней песчаные и супесчаные. В них мало гумуса (не более 2%), илистых частиц, азота и других питательных веществ. Почвы прирусловой поймы бесструктурны, слоисты. Только при отсутствии систематических наносов на этих почвах развивается дерновый процесс. Прирусловая пойма имеет ограниченное сельскохозяйственное использование. Здесь необходимо применять органические и минеральные удобрения, особенно азотные.
Почвы центральной поймы, расположенной за прирусловой, значительно богаче. Именно по ней широко разливаются весенние воды рек, медленно осаждается богатый наилок. В результате почва обогащается гумусом и минеральными солями. В центральной пойме различают почвы зернистые и зернисто-слоистые. Наиболее плодородны зернистые. В них гумусовый горизонт составляет 20—40 см, гумуса содержится от 3 до 7%. Реакция слабокислая. Насыщенность основаниями высокая. Почвы имеют хорошую зернистую структуру. В зернисто-слоистых почвах слои с зернистой структурой перекрываются слоями пылеватого аллювия, они менее плодородны, чем зернистые, так как в них меньше гумусовый горизонт, меньше гумуса и питательных веществ.
Отличают также дерново-глеевые пойменные почвы, которые образуются в пониженных местах центральной поймы при длительном затоплении и близком стоянии грунтовых вод. Эти почвы имеют следы заболачивания (оглеения), богаты гумусом, иногда оторфованы, потенциально плодородные. Но они нуждаются в улучшении путем применения дренажа, повышенных доз калийных и умеренных доз фосфорных и азотных удобрений.
Почвы притеррасной поймы преимущественно болотные и заболоченные, на юге засолены. В притеррасной части поймы распространены старицы и протоки, т. е. понижения без достаточного стока воды. В этих условиях создается избыточное увлажнение, вследствие чего наблюдается преобладание осоковой растительности, образуются заболоченные участки.
Притеррасная пойма требует осушения, а затем применения удобрений. В зоне каштановых почв в таких поймах распространены солонцеватые и солончаковые почвы.
Пойменные почвы в большинстве случаев плодородные. Они могут быть отведены под ценные овощные, кормовые, технические культуры. Однако их можно оставлять и для интенсивного использования в качестве кормовых угодий. По данным Всесоюзного научно-исследовательского института животноводства, в на' шей стране под краткопойменными лугами занято 17,6 млн. га и под долгопойменными, где вода стоит свыше месяца,—15,7 млн. га. Разумеется, поймы требуют ежегодного поверхностного ухода, дополнительного внесения минеральных удобрений.
Поймы веками и тысячелетиями накапливали плодородный аллювиальный нанос, приносимый течением реки. Они хорошо обеспечены водой. При необходимости на них легко организовать и орошение. Поймы целесообразнее использовать под высокопродуктивные луга и пастбища, проведя, разумеется, мелиоративные работы в притеррасной части. Кратковременно заливаемые поймы можно отводить под семенники злаковых многолетних трав, ценные технические культуры (лен, конопля), силосные (кукуруза), а также под овощи, картофель и яровые зерновые (редко озимые). Поймы надо беречь и без особой нужды не распахивать. При распашке следует учесть возможность и опасность водной и ветровой эрозии. Для ее предупреждения по краю притеррасной части необходимо сохранить заслон из леса или кустарника.
ЭРОЗИЯ ПОЧВЫ И МЕРЫ БОРЬБЫ С НЕЙ
Под эрозией понимают смыв (водная эрозия) или сдувание (ветровая эрозия) верхнего слоя почвы. Водная эрозия смывает постепенно верхний плодородный слой почвы, образует овраги, уменьшает площадь пашни, создает неудобную конфигурацию тюлей. Водная эрозия особенно опасна в местах с рассеченным рельефом. Смыв верхнего слоя почвы происходит главным образом потоками снеговых или ливневых вод. Даже при небольших склонах они захватывают частицы почвы и сносят их в понижения.
Ветровая эрозия проявляется главным образом в засушливых и полузасушливых областях. Пыльные бури вредят посевам на распаханных целинных землях. Ветер уносит спелей вместе с частицами почвы посеянные семена и даже всходы сельскохозяйственных культур, а в других местах засыпает посевы землей. Песком заносит оросительные системы, орошаемые участки.
По степени эродированности почвы делят на слабосмытые. среднесмытые, сильносмытые и очень сильносмытые. Такие же категории применяют и для оценки почв, подвергшихся ветровой эрозии. Выделяют почвы намытые и наносные.
Влияющими на эрозию факторами являются: климат; растительность, препятствующая смыву и сдуванию почв; рельеф; физическое состояние почвы (структурные почвы лучше противостоят размыву и сдуванию); механический состав почвы (чем больше она содержит частиц диаметром 0,05—0,01 мм, тем легче подвергается размыву).
Меры борьбы с эрозией. Их можно разделить натри группы: гидротехнические, мелиоративные и агротехнические.
К гидротехническим относят террасирование склонов главным образом в горных районах против селевых потоков, а также для укрепления оврагов. Мелиоративные включают прежде всего лесопосадки: насаждения по берегам рек, озер, каналов» оврагов, полезащитные лесонасаждения, создание куртин на водоразделах.
Агротехнические меры борьбы с эрозией рассматриваются в главе
Глава
IV
.
СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И СЕВООБОРОТЫ
СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Понятие о системе земледелия. Первые попытки дать определение и обоснование системы земледелия были сделаны в конце XVIII в. русскими учеными-агрономами А. Т. Болотовым и И. М. Комовым. Они отличали одну систему земледелия от другой по способу восстановления плодородия почвы (залежь, лесная поросль, пар), а также по соотношению посевов зерновых и кормовых культур, обеспечивающему развитие хлебопашества и скотоводства. В дореформенный период (до 1861 г.) русские агрономы понимали систему земледелия как способ развития культурных растений и называли ее системой хлебопашества, системой полеводства и т. д.
В пореформенный период (после 1861 г.) русские ученые (А. П. Людоговский, А. В. Советов, И. А. Стебут, А. С. Ермолов) различали системы земледелия по двум основным признакам: по соотношению между земельными угодьями (лугами и пашней) и различными группами сельскохозяйственных растений, а также по способу поддержания и повышения плодородия почвы.
В. P. Вильямс в тридцатые годы XX в. сузил понятие системы земледелия. Он понимал под системой земледелия только способ восстановления плодородия почвы за счет наличия деятельного перегноя и прочной структуры почвы. В его определении упускалась экономическая сторона системы земледелия. В. Р. Вильямc ошибочно полагал, что в условиях социалистического государства должна быть только одна система земледелия—травопольная, да и задача повышения плодородия почвы им рассматривалась весьма узко—только путем создания прочной структуры почвы.
Д. Н. Прянишников в противоположность В. Р. Вильямсу отмечал, что системы земледелия следует различать по способу использования земли определенными сельскохозяйственными культурами (зерновыми, кормовыми, техническими и др.), в зависимости от специализации хозяйства.
В современном понятии система земледелия—это формы, земледелия, представляющие комплекс взаимосвязанных агротехнических, мелиоративных и организационных мероприятий, характеризующийся интенсивностью использования земли, способами восстановления и повышения плодородия почвы,
Основными признаками систем земледелия являются способы использования земли и поддержания и повышения плодородия ночвы. Способ использования земли характеризуется соотношением земельных угодий и структурой посевных площадей, площадью посева сельскохозяйственных культур и пашни в хозяйстве, а способ повышения эффективного плодородия почвы — интенсивностью применяемого комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий.
По мере дальнейшей интенсификации земледелия, развития науки и техники совершенствуются и меняются системы земледелия от менее интенсивных к более интенсивным. Внутренней движущей силой развития систем земледелия является противодействие земли как естественного исторического тела и как основного средства сельскохозяйственного производства. Консерватизм природных свойств почвы преодолевается в процессе деятельности человека по использованию земли как средства сельскохозяйственного производства, что и должно обеспечить повышение эффективного плодородия почвы.
Развитие и классификация систем земледелия. В истории развития систем земледелия отражаются различные фазы интенсивности земледелия как по использованию земли, так и по способам поддержания и повышения плодородия почвы. При низком уровне развития производительных сил земля использовалась экстенсивно, а восстановление плодородия почвы происходило без участия человека за счет естественных природных процессов (примитивные системы земледелия: залежная и переложная в степной зоне, подсечно-огневая и лесопольная в лесной зоне).
Примитивные системы земледелия по мере распашки земель почти повсеместно сменялись зернопаровой системой земледелия, при которой одна треть или даже половина пашни отводилась под паровое поле, где и осуществлялось восстановление плодородия почвы.
Зернопаровая система земледелия была господствующей в Западной Европе до XVIII в. включительно, а в России до Октябрьской революции. В трехпольных севооборотах (пар—озимые— яровые зерновые), характерных для этой системы земледелия, средний урожай зерновых не превышал 6—8 ц зерна с 1 га из-за низкой культуры земледелия.
В конце XVIII в. в странах Западной Европы зернопаровую систему заменила интенсивная плодосменная система земледелия. Типичным севооборотом этой системы считается разработанный в Англии Норфольский севооборот с таким чередованием: 1) клевер; 2) озимые; 3) пропашные (картофель, корнеплоды); 4) яровые зерновые с подсевом клевера. Указанное чередование сельскохозяйственных культур обеспечило к концу XIX в. получение средней урожайности 14—16 ц зерна с 1 га, а с применением минеральных удобрений 26—28 ц зерна с 1 га. Таким образом, плодосменная система земледелия явилась хорошим фоном для применения минеральных удобрений и других агротехнических приемов.
В нашей стране также были попытки перехода от зернопаровой системы к другим системам земледелия (многопольно-травяная, улучшенная зерновая, травопольная). Основными признаками травопольной системы, разработанной В. Р. Вильямсом, являются полевые и кормовые севообороты, в которых не менее 50% пашни отводилось под многолетние травы, значительную площадь занимали чистые пары. Как показала практика, повсеместное внедрение этой системы в нашей стране не дало положительных результатов.
Травопольная система хоть и лучше обеспечивала нужды животноводства, но не давала нужного объема производства зерна, а урожаи зерна не увеличивались. Роль многолетних трав в повышении плодородия почвы в этой системе явно переоценивалась. В целом травопольная система земледелия была экстенсивной, она не могла обеспечить успешное решение задач подъема сельскохозяйственного производства.
В настоящее время в различных природно-экономических зонах введено несколько типов систем земледелия. Безусловно, На огромной территории нашей страны с различными природно-климатическими условиями не может быть введена какая-то единая универсальная система земледелия.
В условиях Нечерноземной зоны дальнейшее развитие получила улучшенная зерновая система земледелия. В настоящее время она получила название зернотравяной. В степной зоне в ее засушливых районах зернопаровая система сейчас получила новое качество за счет сведения в севооборот пропашных культур и получила название зернопаропропашной, а в районах умеренного увлажнения и при орошении — зернопропашной. Это весьма интенсивная система земледелия, в которой посевная площадь часто превышает площадь пашни за счет посевов промежуточных культур. Активное воздействие человека на почву средствами химизации, обработкой почвы и другими приемами, особенно при возделывании пропашных культур, повышает ее эффективное плодородие.
В засушливых районах Зауралья, Северного Казахстана и Западной Сибири введена сейчас зернопаровая система земледелия которая коренным образом отличается по содержанию от аналогичной по названию системы, имевшей место в прошлом. В этих районах сейчас внедряется система почвозащитных мероприятий,. разработанная Всесоюзным научно-исследовательским институтом зернового хозяйства. Здесь вводятся почвозащитные севообороты применяется современная техника по обработке почвы, уменьшающая отрицательное действие ветровой эрозии почвы; с каждым годом увеличивается применение минеральных удобрений и других активных средств повышения эффективного плодородия почвы.
Таблица 10
Классификация систем земледелия
Таблица 11
Некоторые системы земледелия в разных зонах РСФСР
на современном этапе
Общие составные части систем земледелия. Практика земледелия в нашей стране показывает, что в зависимости от интенсивности способов использования земли и повышения плодородия почвы могут применяться различные по названию и по содержанию системы земледелия. Интенсивность же каждой системы земледелия определяется в конкретных природных и экономических условиях количеством производимой продукции с каждого гектара при наименьших затратах труда и средств на единицу продукции.
Во всех почвенно-климатических зонах страны все системы земледелия имеют общие составные части, отражающие два основных признака их содержания: способ использования земли и способ повышения плодородия почвы.
1. Правильная организация территории хозяйства, разработка рациональной структуры посевных площадей и системы севооборотов на основе установленной специализации и концентрации сельскохозяйственного производства.
2. Система обработки почвы.
3. Система удобрений.
4. Система мероприятий по борьбе с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур.
5. Система семеноводства.
6. Система мелиоративных Мероприятий (осушение, орошение, известкование, гипсование почв и др.) и по защите почв от ветровой и водной эрозии.
7. Система агротехники сельскохозяйственных растений в местных условиях.
8.Система сельскохозяйственных машин и орудий. Каждая система земледелия должна быть экономически обоснована. Научно обоснованные системы земледелия должны устанавливаться с учетом местных природных (почвенных, климатических) и экономических условий, они должны иметь решающее значение в интенсификации сельскохозяйственного производства.
СЕВООБОРОТ И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ
Понятие о севообороте. Практикой земледелия и наукой доказано, что правильные севообороты в хозяйстве являются организующим звеном системы земледелия. Правильный севооборот— это научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и пара во времени и размещении на полях. Бессменные посевы, когда сельскохозяйственная культура постоянно возделывается на поле, приводят к резкому снижению величины и качества урожая. Повторные посевы многих видов растений также снижают их урожайность.
Основными задачами севооборота являются:
1) повышение плодородия почвы и рациональное использование ее питательных веществ;
2) увеличение урожайности и повышение качества растениеводческой продукции;
3) уменьшение засоренности посевов, их поражаемости болезнями и вредителями;
4) уменьшение вредного влияния ветровой и водной эрозии почвы.
Чередование сельскохозяйственных культур выражается схемой севооборота. Схема севооборота—это перечень групп сельскохозяйственных культур и паров в порядке их чередования » севообороте.
Ротация в севообороте — это период, в течение которого куль туры и пар проходят через каждое поле в последовательности» установленной схемой севооборота. В ротационной таблице освещается план размещения культур и паров по полям и годам на период ротации.
Каждый севооборот состоит из определенного количества звеньев. Звено севооборота — это часть севооборота, представляющая сочетание двух-трех разнородных культур или паров. Напри мер, звенья севооборота по полю, восстанавливающему плодородие почвы: паровое звено—1) чистый пар; 2) озимые; пропашное звено—1) пропашные; 2) зерновые; травяное звено— 1) клевер; 2) озимые; 3) пропашные.
Научные основы чередования сельскохозяйственных растений.
Д. Н. Прянишников обобщил весь имеющийся опыт в учении о плодосмене и обосновал необходимость установления рационального чередования сельскохозяйственных культур в правильном севообороте четырьмя основными причинами: химического, физического, биологического и экономического порядков.
1. Причины химического порядка заключаются в том, что разные группы сельскохозяйственных культур отличаются неодинаковым выносом питательных веществ и различной способностью их усвоению из почвы и удобрений.
2. Причины физического порядка характеризуются различной требовательностью культур к рыхлости пахотного слоя, к состоянию его водно-воздушного режима и неодинаковым влиянием возделываемых растений на плотность, структуру и строение пахотного слоя почвы.
3. Причины биологического порядка связаны с неодинаковым отношением выращиваемых растений к засоренности почвы и посевов к болезням и вредителям. Чередование сельскохозяйствен ных культур, значительно различающихся по биологическим признакам, способствует уменьшению их поражаемости болезнями и вредителями, а также изменению состава почвенной микрофлоры, усилению ее биологической активности в положительном направлении.
4) Причины экономического порядка состоят в том, что в целях более производительного использования техники и рабочею силы в севооборотах целесообразно иметь культуры различных сроков посева и уборки (озимые, ранние яровые, поздние яровые).
Состав и чередование культур в севооборотах зависят от почвенных условий и потребностей хозяйства. При этом необходимо учитывать биологические особенности отдельных растений и отношение различных культур к предшественникам (сельскохозяйственным культурам или чистому пару, занимавшим данное поле в предыдущем году). Чистые и занятые пары, как правило, предшествуют озимым зерновым культурам, а в условиях Зауралья, Сибири и яровой пшенице. Чистые пары имеют исключительно большое значение при недостатке влаги и высокой засоренности. При высокой культуре земледелия в зоне достаточного увлажнения чистые пары заменяются занятыми парами.
Чистый пар — это паровое поле, свободное от возделываемых сельскохозяйственных культур в течение вегетационного периода, занятый пар—это паровое поле, занятое растениями, рано освобождающими поле для обработки почвы и создающими как предшественник благоприятные условия для возделывания последующих культур (однолетние травы, горох, кукуруза, ранний картофель и др.).
Зерновые озимые значительно подавляют развитие сорняков, а яровые зерновые (пшеница, ячмень, овес) очень чувствительны к засоренности посевов, их поэтому преимущественно размещают после озимых и пропашных культур. После чистого пара эти культуры обычно возделываются до трех лет подряд. Зерновые бобовые культуры (горох, бобы, люпин, соя, вика и др.) улучшают азотный баланс почвы, и, как правило, они чередуются с зерновыми культурами. Многолетние бобовые травы (клевер, люцерна, эспарцет) и смеси их с многолетними злаковыми травами (тимофеевкой, житняком и др.) являются хорошими предшественниками для всех зерновых, льна, картофеля, различных овощных культур, хлопчатника, риса и др.
Чередование в севообороте сельскохозяйственных культур, значительно различающихся по биологическим признакам и технологии возделывания (зерновые—пропашные—бобовые), способствует более рациональному использованию питательных веществ из почвы, уменьшению засоренности и поражаемости растений болезнями и вредителями и улучшению всех показателей плодородия почвы химического, физического и биологического порядков.
Севооборот в хозяйстве должен допускать некоторую гибкость в размещении культур, взаимозаменяемость их. Возможно наряду с севооборотом наличие каких-то участков повторного посева или даже длительного размещения одной и той же культуры, если это диктуется соображениями повышения продуктивности пашни, увеличения общего сбора продукции и сопровождается соответствующими приемами удобрения, борьбы с сорняками и др.
КЛАССИФИКАЦИЯ СЕВООБОРОТОВ
Все севообороты классифицируются по составу производимой продукции на типы: полевые, кормовые и специальные. В полевых севооборотах зерновые культуры занимают не менее 50% пашни. В кормовых севооборотах преобладают кормовые культуры. В целях организации зеленого конвейера для животноводства вводятся прифермские кормовые севообороты, которые размещаются вблизи животноводческих комплексов. В кормовых сенокоснопастбищных севооборотах производятся в основном сено и другие корма, обеспечивается пастбищное содержание животных.
В специальных севооборотах возделываются овощи, табак, рис, плодовые, ягодные и другие культуры, обеспечивается борьба с эрозией почвы (почвозащитные севообороты).
Каждый из рассмотренных типов севооборотов в зависимости от соотношения в структуре посева основных групп сельскохозяйственных культур (зерновые, травы, пропашные и др.) и способов восстановления плодородия почвы подразделяется на различные виды, соответствующие местным природно-экономическим условиям.
Рассмотрим содержание некоторых видов севооборотов.
1. Зернотравяной севооборот—большая часть площади занята посевами зерновых и непропашных технических культур, а на остальной части возделываются многолетние травы.
2. Плодосменный севооборот—более половины площади отводится под зерновые культуры, а на второй половине возделываются пропашные и бобовые растения.
3. Зернопаровой севооборот—большая часть площади занята зерновыми, посевы которых прерываются чистым паром.
4. Зернопропашной севооборот—половина и более площади занято зерновыми, посевы зерновых прерываются пропашными культурами.
5. Зернопаропропашной севооборот—половина и более площади занято зерновыми, посевы зерновых прерываются чистым паром и пропашными.
6. Травопольный севооборот — более половины площади от< водится под многолетние травы.
7. Пропашной севооборот—половина и более площади отводится под пропашные культуры.
8. Травянопропашной севооборот—возделывание пропашных культур прерывается многолетними травами, занимающими два и более полей.
9. Сидеральный севооборот—на одном или двух полях выращиваются сидеральные культуры для запашки зеленой массы на удобрение в почву.
.
Таблица 12
Типы и виды севооборотов
В условиях севера и северо-запада европейской части широко распространены полевые 7—8-польные севообороты с таким чередованием: 1) пар занятый; 2) озимые с подсевом клевера с тимофеевкой; 3—4) клевер с тимофеевкой; 5) яровые зерновые; 6) картофель; 7) зерновые бобовые (горох); 8) яровые зерновые.
В той же зоне широко представлены кормовые и овоще-кормовые севообороты: 1) вико-овсяная смесь с подсевом трав; 2—3) многолетние травы (клевер с тимофеевкой); 4) корнеплоды; 5) силосные; 6) яровые фуражные. Исходя из условий хозяйства поле многолетних трав может быть засеяно и чистым клевером.
Для северных районов Краснодарского края рекомендуются 10-польные зернопропашные севообороты с высоким насыщением озимой пшеницей, в которых 60% пашни отводится под зерновые, 30%—под пропашные, 10%—под занятый пар, например: 1) пар чистый или эспарцетовый; 2—3) озимая пшеница; 4) подсолнечник; 5) озимая пшеница; 6) кукуруза на силос; 7—8) озимая пшеница; 9) сахарная свекла, кукуруза на зерно} 10) яровые зерновые с подсевом эспарцета.
В зоне Среднего и Нижнего Поволжья вводятся преимущественно 10-польные зернопаропропашные севообороты с черным паром, двумя полями озимых, тремя полями яровой пшеницы,подсолнечником.
Для степных и лесостепных районов Западной Сибири, отличающихся недостаточным количеством осадков и отсутствием вследствие плохой перезимовки озимых культур, рекомендуются 4—5—6-польные зернопаровые севообороты, насыщенные яровой пшеницей, например: 1) пар чистый; 2—3) яровая пшеница; 4) яровая пшеница и зернофуражные (ячмень, овес) или 1) пар чистый; 2—3) яровая пшеница; 4) кукуруза; 5) яровая пшеница и зернофуражные (ячмень, овес).
Вблизи животноводческих ферм можно размещать 4-польные кормовые севообороты с 50% кормовых культур: 1) кукуруза; 2) яровая пшеница; 3) однолетние травы; 4) яровая пшеница.
В современных условиях концентрации и специализации животноводства при сосредоточении большого поголовья скота на промышленных комплексах и фермах интенсивное производство кормов является важнейшим условием эффективного ведения хозяйства. В таких случаях организация специализированных кор~ мовых севооборотов позволяет максимально насыщать их ведущими высокоурожайными кормовыми культурами и, создавая оптимальные условия для их выращивания, получать максимальное количество кормов с каждого гектара пашни.
В кормовых севооборотах должны выращиваться необходимые для полноценных рационов культуры, обеспечивающие максимальный сбор питательных веществ с гектара. Главное место должны занять культуры универсального использования, идущие для приготовления различных видов кормов и дающие возможность применять комплексную механизацию и автоматизацию выращивания культур, процессов приготовления и раздачи кормов животным. Надо широко использовать промежуточные посевы кормовых культур (культуры, выращиваемые в промежуток времени, свободный от возделывания основных культур).
Система кормовых севооборотов в сочетании с культурными пастбищами должна обеспечивать бесперебойно животноводческие комплексы необходимыми видами кормов. При использовании в рационах животных сочных кормов в виде силоса и корнеплодов в структуре посевных площадей прифермских кормовых Севооборотов значительное место должно быть уделено: кукурузе, многолетним и однолетним травам, кормовым корнеплодам. В Нечерноземной зоне для комплекса молочного направления, особенно при круглогодовом стойловом содержании животных, следует создавать наряду с прифермскими кормовые сенокоснопастбищные севообороты. Многолетние травы в этих севооборотах должны составлять 50—85% пашни, а остальные поля занимают высокопродуктивными однолетними травами и силосными культурами.
ВВЕДЕНИЕ И ОСВОЕНИЕ СЕВООБОРОТОВ
На основе структуры посевных площадей каждое хозяйство имеет систему севооборотов—рациональное сочетание различных типов и видов севооборотов в хозяйстве: полевых, кормовых
и специальных. Внедрение системы севооборотов в каждом хозяйстве состоит из двух основных этапов—введения и освоения севооборотов.
Введение севооборотов. Эта работа включает: 1) разработку проекта системы севооборотов; 2) рассмотрение проекта в хозяйстве и утверждение его в вышестоящей сельскохозяйственной организации; 3) перенесение проекта системы севооборотов в натуру, т. е. проведение землеустроительных работ, связанных с нарезкой полей в каждом севообороте в соответствии с проектом.
Освоение севооборотов. Это Практическая работа в хозяйстве после нарезки полей по освоению каждого севооборота в сроки, установленные проектом. Севооборот становится освоенным тогда, когда фактическое чередование сельскохозяйственных культур соответствует разработанной схеме, все включенные в севооборот земли из других видов угодий освоены, а фактическая площадь пашни соответствует запланированной в проекте.
Разработка проекта системы севооборотов начинается с установления специализации хозяйства и определения рациональной структуры посевных площадей, затем разрабатывается проект внутрихозяйственного землеустройства. С этой целью проходят анализ использования земли, составляют таблицу трансформации земельных угодий. Главной задачей этой работы является увеличение площади под сельскохозяйственными угодьями (пашней, сенокосами, пастбищами) за счет малопродуктивных других угодий.
Составление таблицы трансформации угодий надо проводить с учетом почвенных карт, агрохимических картограмм, а также технических возможностей хозяйства по освоению новых земель.
Количество и специализацию севооборотов устанавливают, исходя из конкретных условий хозяйства: внутрихозяйственной специализации, площади пашни, конфигурации пахотных массивов, почвенных и других условий.
В хозяйствах интенсивного животноводческого направления выделяют более плодородные массивы вблизи ферм для кормовых прифермских севооборотов, а также высокопродуктивные пастбища и массивы для сенокоснопастбищных севооборотов.
Вслед за установлением количества севооборотов по типам и видам разработка проекта в дальнейшем проводится по каждому севообороту в отдельности в такой последовательности.
1. Составляется таблица родственных групп культур, закрепленных за севооборотом, по которой устанавливается количество полей в севообороте и средний размер поля.
2. Устанавливается рациональное чередование сельскохозяйственных культур в севообороте (составляется схема севооборота).
3 Дается экономическая и' агрономическая характеристика севообороту
4. Разрабатывается план освоения севооборота, для чего в таблице перехода к севообороту указывают предшестчвенников по каждому полю за последние два года
5. Составляется план освоения севооборота, которое проводят в. такой последовательности:
а) намечают освоение других земель под пашню:
б) вначале размещают культуры посева прошлых лет (многолетние травы, озимые), которые будут убираться в первый и последующие годы перехода к севообороту;
в) размещают культуры, наиболее требовательные к плодородию (яровую пшеницу, лен, пропашные);
г) определяют место подсева многолетних трав, чистых и запятых паров.
6. Составляется Таблица посевных площадей в годы перехода
к севообороту.
7. Период освоения севооборотов не должен превышать 2—3 лет для полевых севооборотов, а для кормовых севооборотов он обычно равен количеству полей под многолетними травами.
В период перехода к севообороту в целях получения запланированной урожайности на год освоения севооборотов следует разработать весь комплекс агротехнических и мелиоративных мероприятий (удобрение, обработка почвы и др.).
8. После освоения каждого севооборота составляется ротационная таблица, разрабатывается система обработки почвы, удобрений, борьбы с сорняками и с эрозией почвы, мелиоративных и других агротехнических мероприятий.
Книга истории полей. Чтобы поддержать определенный порядок в использовании земли и в выполнении запланированных мероприятий, необходимо в каждом хозяйстве вести книгу истории полей. В эту книгу агроном заносит ежегодно подробные сведения, характеризующие агротехнику, урожаи, засоренность, состояние плодородия почвы по каждому полю севооборота, а также фактическое размещение сельскохозяйственных растений и вносимых удобрений.
Экономическая оценка севооборотов. Подсчитывается выход продукции с площади пашни в севообороте:
а) в натуре (зерна, картофеля и др.);
б) в кормовых единицах;
в) в стоимостном выражении;
г) количество переваримого протеина. Затем рассчитывается средний выход кормовых единиц и протеина на 1 га пашни в севообороте и содержание протеина в среднем на одну кормовую единицу.
Для кормовых севооборотов выход продукции считается оптимальным при 50—60 ц кормовых единиц с 1 га пашни, а для полевых севооборотов 25—30 ' ц на 1 га. При этом количество переварного протеина должно соответствовать зоотехническим нормам (105—110 г на одну кормовую единицу).
Глава V
СОРНЫЕ РАСТЕНИЯ И МЕРЫ БОРЬБЫ С НИМИ
Растения, не возделываемые человеком, но засоряющие сельскохозяйственные угодья, называют сорняками. Сорняков очень много, только на территории рсфср их насчитывается около 1,5 тыс. видов. Культурные растения других видов и сортов, произрастающие в посевах сельскохозяйственных культур, называют засорителями. Например, засорителями являются озимая рожь в посевах озимой пшеницы, овес в посевах пшеницы и т. д.
ВРЕД,
НАНОСИМЫЙ СОРНЯКАМИ
Сорняки наносят огромный вред сельскому хозяйству. Менее требовательные к условиям произрастания, они опережают культурные растения в росте и развитии. Поглощая влагу, питательные вещества, солнечный свет, сорняки резко снижают урожай, затрудняют уборку полевых культур, их обмолот, ухудшают качество продукции. Они способствуют размножению вредителей и распространению болезней сельскохозяйственных растений.
Многие сорняки являются вредными и даже ядовитыми для сельскохозяйственных животных и человека. Пыльца амброзии и полыни вызывает аллергические заболевания. Примеси горчака ползучего, лютика едкого, хвоща полевого в сене и в пастбищном корме могут вызвать отравление животных. Донник лекарственный, чеснок, полынь горькая придают неприятный вкус молоку и маслу. Зерно с примесью семян белены, куколя, плевела одуряющего, горчака ядовитого делают продукты переработки зерна и корма непригодными для человека и животных.
С сорняками трудно бороться, так как от культурных растений они отличаются очень высокой плодовитостью, длительным сохранением всхожести семян, разнообразием способов распространения, способностью к вегетативному размножению, более ранним созреванием семян.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ СОРНЯКОВ
Сорные растения делят по их биологическим признакам: способу питания, продолжительности жизни, способу размножения. По способу питания сорняки разделяются на паразитные (незеленые растения) и непаразитные (зеленые растения) (табл. 12).
Паразитные' сорняки — это растения, утратившие способность к фотосинтезу и питающиеся за счет растения-хозяина. Стеблевые паразитные сорняки присасываются к стеблю растения-хозяина. К ним относятся повилики (Cuscuta): клеверная, льняная, полевая. Корневые паразитные сорняки присасываются к корням растения-хозяина — это заразихи (Оrо-banche) подсолнечниковая, конопляная, капустная.
Полупаразиты — это сорняки, не утратившие способности к фотосинтезу, но питающиеся за счет растения-хозяина. К ним относятся погремок большой, иван-да-марья, зубчатка, мытник болотный и др.
Все непаразитные сорняки делят на малолетние и многолетние.
Таблица 13
Классификация сорных растений (А. И. Мальцев, 1926)
Малолетние сорняки
Эфемеры. Растения с очень коротким периодом вегетации (45 - 60 дней), способные давать за сезон несколько поколений. Наиболее распространенным видом является мокрица, или звездчатка средняя (Stellaria media) из семейства Гвоздичные, произрастающая в сырых местах. Это злостный сорняк овощных и даже яровых зерновых культур. Одно растение образует 15—25 тыс. семян. Семена мелкие, сохраняют жизнеспособность в почве в течение нескольких лет, но с большой глубины не прорастают. Осенние всходы перезимовывают.
Яровые сорняки. Бывают ранние и поздние. Первые всходят весной и заканчивают вегетацию до созревания культурных растений, вторые развиваются и созревают в послеуборочный период. Яровые сорняки дают одно поколение в год. Всходы, появившиеся осенью, гибнут при зимовке. Наиболее опасный яровой сорняк—овсюг обыкновенный (Avena fatua) Засоряет зерновые культуры. Семена его легко осыпаются, но плохо отделяются, особенно от семян ячменя, овса. Кроме него, в посевах распространены: торица полевая (Spergula arvensis), горец развесистый (Polygonum lapathifolium), редька полевая (Raphanus raphanistrum), марь белая (Chenopodium album).
Из поздних яровых широко встречаются: щирица обыкновенная (Amaranthus retroflexus), щетинник (мышей) зеленый (Seta-па viridis), курай (Salsola rutenica), куриное просо (Echinochloa crusgalli).
Зимующие сорняки. Это малолетние сорняки, заканчивающие вегетацию при ранних весенних всходах в том же году, а при поздних всходах способные зимовать в любой фазе роста. Встречаются в посевах озимых и яровых культур. Наиболее широко распространены из них пастушья сумка (Capsella bursa pastoris), ярутка полевая (Thiaspi arvense), вйсилек синий (Centaurea су an us) и др.
Озимые сорняки. Растения, нуждающиеся для своего развития в пониженных температурах зимнего сезона независимо от срока прорастания. Они всходят осенью, зимуют в виде розетки. дают семена только на следующий год. К этим сорным растениям относятся: костер ржаной (Bromus secalinus), костер полевой (В. arvensis), метла полевая (Арега Spica Venti).
Семена костра попадают в семена ржи и часто засоряют ее посевы в Нечерноземной и Центрально-Черноземной зонах.
Двулетние сорняки. Растения, для развития которых требуется два полных вегетационных периода. К ним относятся: донник желтый (Melilotus officinalis), донник белый (М. albus), белена черная (Hyoscyamus niger), чертополох поникший (Carduus nutans), резак обыкновенный (Fulcaria vulgaris).
Донник как сорное растение распространен на Украине, Северном Кавказе и в Нечерноземной зоне. Поедаемый животными в большом количестве, он может вызвать болезненные явления. Белена—засоритель мака
Многолетние сорняки
Многолетние сорняки—это растения, произрастающие несколько лет и неоднократно плодоносящие за свой жизненный цикл, размножающиеся семенами и вегетативными органами. Одни размножаются преимущественно семенами, другие—в основном вегетативно.
Стержнекорневые сорняки. Эти сорняки развивают мощный стержневой корень, проникающий в почву до 1,5—2 м, который,, расщепляясь, .может давать новые растения. Размножаются семенами. К ним относятся: полынь горькая (Artemisia absinthium), одуванчик обыкновенный (Taraxacum vulgare), щавель конский (Rumex acetosa), короставник (Knautia arvensis), свербига восточная (Bunias orientalis).
Наиболее опасна полынь горькая, при поедании ее скотом молоко и молочные продукты приобретают горький вкус.
Мочковэтокорневые сорняки также размножаются семенами. Представители:, лютик åäêèé (Ranunculus acer) и подорожник большой (Plan tago major). Они засоряют посевы многолетних трав, сады, придорожные полосы.
Среди многолетних сорняков преимущественно вегетативного размножения различают несколько типов: дерновые, образующие плотный куст (белоус, щучка дернистая), луковичные (лук полевой), клубневые (чистец болотный), ползучие (лапчатка гусиная), корневищные, корнеотпрысковые.
Последние две группы объединяют наибольшее количество злостных сорняков.
Корневищные сорняки Эти сорняки размножаются преимущественно с помощью Наиболее известные среди них следующие.
Пырей ползучий (Agropyrum repens) встречается повсеместно, Корневища его размещаются в почве на глубине 6—12 см, достигают 100 см длины. Молодые корневища появляются в начале лета, живут 12—16 месяцев. Почки прорастают в течение теплого периода весной и осенью. Будучи злостным сорняком на полях, пырей на природных сенокосах представляет собой высокоценное кормовое растение.
В посевах многолетних трав пырей ползучий вытесняет другие злаки.
В засушливой зоне пырей уступает место острецу (Agropyrum ramosum). Корневища его расположены на глубине 15—20 см. Распространен в засушливой зоне степной полосы европейской части СССР, Сибири и Северного Кавказа. Длина всех горизонтальных корневищ у одного растения 100 м и больше. Корневища живут 2—3 года.
Свинорой (Cynodon dactylon) засоряет поля, сады и виноградники во влажных районах Украины, Молдавии, Северного Кавказа, Закавказья, встречается в Средней Азии.
Гумай (Sorghum halepense)—злейший сорняк орошаемых районов Средней Азии, Крыма, Закавказья. Засоряет посевы пропашных культур.
Хвощ полевой (Eguisteum arvense) встречается повсюду в Нечерноземной и отчасти в Черноземной зоне. Корневища проникают в почву на глубину нескольких метров. Побеги могут отрастать с глубины 30—50 см.
Корнеотпрысковые сорняки . Эта группа сорняков размножается преимущественно вегетативно. Их корни в глубине почвы дают несколько ярусов отпрысков, из которых образуются подземные побеги и корневая система. Корнеотпрысковые сорняки произрастают в посевах всех полевых культур и на чистых парах. Чаще всего растут очагами.
К наиболее злостным корнеотпрысковым сорнякам принадлежат: вьюнок полевой (Convolvulus arvensis) и осот полевой, или желтый (Sonchus arvensis), а также бодяк полевой (Cirsium arvense), сурепка обыкновенная (Barbarea vulgaris), молочай лозный (Euphorbia virgata), горчак розовый, или ползучий (Acrop-tilon repens), щавелек (Rumex acetosella), молокан (Mulgedium tataricum).
Вьюнок полевой—трудно пскоренимый сорняк. Он распространен повсеместно, кроме Севера. Размножается и семенами. Корни проникают в глубь почвы на 1,5 м. Повсюду произрастает и осот полевой. С вьюнком и осотом необходимо вести постоянную борьбу. В Нечерноземной зоне наибольший вред приносят осот, бодяк, вьюнок, щавелек; в степных районах Поволжья, Сибири и Казахстана—молокан, горчак.
Меры борьбы с сорными растениями разделяют обычно на агротехнические, химические и биологические.
АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРЫ БОРЬБЫ С СОРНЯКАМИ
Предупредительные меры. К ним относятся:
а) тщательная очистка посевного материала;
б) скашивание (до обсеменения) сорняков на межах, придорожных полосах, пустырях, краях дорог и обочин канав, приусадебных участках и других необрабатываемых землях;
в) предупреждение засорения полей через навоз. Для этого засоренное зерно скармливают в дробленом и размолотом виде; солому, содержащую созревшие сорняки, перед скармливанием запаривают; навоз вывозят на поля после предварительного компостирования и разогревания в буртах, где многие семена сорняков могут потерять всхожесть;
г) сбор семян зерновых сорняков, осыпающихся на уборочные машины и остающихся в комбайне, с помощью зерноуловителей;
д) контроль карантинными инспекциями семян карантинных сорняков. К ним принадлежат разные виды амброзии, все виды стриги, горчак розовый, повилика и некоторые другие сорные растения.
Истребительные меры. Приступая к борьбе с сорняками, следует тщательно обследовать поля, составить карту их засоренности. Карты должны быть обязательно в каждом хозяйстве и через два года обновляться. Важно также выявить степень засоренности почвы семенами сорняков.
Для многих видов требуются специальные приемы их уничтожения, но есть некоторые общие меры борьбы с сорными растениями.
Например, для ускорения прорастания семян сорняков широко используют боронование, прикатывание, лущение, диске-ванне. Особенно удобно проводить эти приемы на паровом поле. Для очистки полей от малолетних сорняков высевают яровые культуры в более поздние сроки. Появившиеся всходы однолетников перед посевом зерновых уничтожают обработкой.
Важнейший агротехнический прием борьбы с сорняками— введение севооборота. Правильное чередование культур в нем препятствует разрастанию и способствует уничтожению многих сорняков. Более успешная борьба с ними ведется в чистом пару.
Жизнеспособные вегетативные органы, например корневища, уничтожают систематической обработкой полей пружинными культиваторами. Применяют также способ истощения корневищных и корнеотпрысковых сорняков, основанный на систематической подрезке вегетативных подземных органов. Лучший способ борьбы с пыреем ползучим—метод удушения, предложенный В. Р. Вильямсом. Метод состоит из лущения поля. дисковыми орудиями на глубину залегания основной массы корневищ сорняков. После такой обработки (осенью) отрезки корневищ длиной 10—20 см быстро отрастают. Как только на поверхности почвы покажутся шильца проростков пырея, поле пашут плугами с предплужниками на полную глубину. Ослабленные отрастанием отрезки, перемещенные плугом в глубокие слои почвы, погибают.
В посевах прорастающие сорняки уничтожают боронованием до и после появления всходов зерновых, картофеля, подсолнечника, кормовых бобов, сахарной свеклы и других культур. Эффективный прием борьбы с сорняками в посадках пропашных культур и в широкорядных посевах проса и гречихи—обработка междурядий. Применяются и другие способы: вычесывание, вымораживание, высушивание.
Биологический метод—это уничтожение сорняков с помощью специализированных насекомых, грибов и бактерий. Так, для борьбы с заразихой используется мушка фитомиза. Гусеницы амброзиевой совки сильно повреждают листья амброзии полыннолистной.
ХИМИЧЕСКИЕ МЕРЫ БОРЬБЫ С СОРНЯКАМИ
Химический метод—это уничтожение сорняков гербицидами. По характеру поражения растений различают гербициды сплошного и избирательного действия. Первые уничтожают все растения, вторые — только определенные виды сорняков. В зависимости от природы действия на расстения избирательные гербициды делятся на контактные, вызывающие отмирание тканей растений в местах нанесения раствора гербицида, системные, или передвигающиеся, которые оказывают на растение глубокое токсическое действие, проникая и в надземную часть, и в корни (табл. 14).
Таблица 14.
Важнейшие гербициды и их дозы
Глава
VI
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
ЗАДАЧИ И ПРИЕМЫ ОБРАБОТКИ
Обработка почвы—это механическое воздействие на почву рабочими органами машин и орудий, обеспечивающими создание наилучших условий для возделываемых культур. Это важное звено в системе агротехнических мероприятий.
Основными задачами обработки почвы являются:
1. Изменение строения пахотного слоя почвы и ее структурного состояния для создания благоприятных водно-воздушного и теплового режимов.
2. Усиление круговорота питательных веществ путем извлечения их из более глубоких горизонтов почвы и воздействия в необходимом направлении на микробиологические процессы.
3. Уничтожение сорных растений путем провоцирования их прорастания, уничтожения всходов, подрезания отпрысков и выворачивания корневищ на поверхность.
4. Заделка жнивья и удобрений.
5. Уничтожение вредителей и возбудителей болезней культурных растений, гнездящихся в растительных остатках или в верхних слоях ночвы.
6. Коренное улучшение подзолистых и солонцеватых почв глубокой обработкой.
7. Борьба с водной и ветровой эрозией.
8. Подготовка почв к посеву и уход за растениями: выравнивание и уплотнение поверхности почвы или, наоборот, создание гребнистой поверхности, окучивание растений и т. п.
9. Уничтожение многолетней растительности при обработке целинных и залежных земель, а также пласта сеяных многолетних трав.
Технологические процессы при обработке почвы. Основными операциями воздействия на почву являются: оборачивание, крошение и рыхление, перемешивание, уплотнение, выравнивание. подрезание сорняков, создание борозд и гребней, сохранение стерни на поверхности почвы. Эти технологические процессы выполняются различными приемами и орудиями основной глубокой и поверхностной обработки почвы.
Приемы и орудия основной обработки почвы. Вспашка— прием обработки почвы, обеспечивающий оборачивание и рыхление обрабатываемого слоя почвы, а также подрезание подземной части растений, заделку удобрений и пожнивных остатков. Выполняется она тракторными плугами Плуг состоит из лемеха, горизонтально подрезающего пласт снизу, отвала, крошащего, оборачивающего почву. К плугу придается дисковый нож, отрезающий пласт по вертикали. Важная часть плуга—предплужник, устанавливаемый перед основным корпусом. При вспашке он подрезает верхнюю часть пахотного слоя на глубину 8—12 см и сбрасывает его на дно плужной борозды. Захват предплужника составляет примерно 3/4 ширины захвата корпуса. Благодаря предплужнику получается более совершенная заделка пласта и более ровная поверхность пашни. Вспашку плугом с предплужником называют культурной.
Глубина вспашки отвальными плугами зависит от почвы и назначения поля, но обычно она составляет 20—22 см, а там, где позволяет мощность гумусового горизонта,— 22—24 см. Для увеличения глубины вспашки при мелком пахотном слое используют плуги с почвоуглубителем, рыхлящим подпахотный слой на 10— 15 см, или плуги с вырезными отвалами. Углубление пахотного слоя отвальными плугами должно обязательно сопровождаться окультуриванием вынесенных наверх подпахотных слоев путем внесения органических и минеральных удобрений, извести.
В производстве наиболее распространены прицепной пятикорпусный плуг марки «Труженик-V», а также навесные и полунавесные плуги ПЛН-5-35 и ПЛП-6-35. Конструкция плугов рассчитана на отвал пласта слева направо. Также применяются оборотные плуги и балансирные, которыми можно пахать без загонов, отваливая пласт то влево, то вправо.
Наряду с отвальной вспашкой существуют и другие приемы основной обработки почвы. К ним в первую очередь следует отнести безотвальную глубокую обработку. Она не оборачивает пласт, а только приподнимает его, несколько рыхлит и подрезает по горизонтали ( метод. Т.С. Мальцева)
В Казахстане и других районах распространения ветровой эрозии осенняя обработка почвы выполняется культиваторами-глубокорыхлителями, способными рыхлить почву на глубину до 30 см, или культиваторами-плоскорезами. При использовании плоскорезов сохраняется стерня на полях, предохраняющая поверхность пашни от выдувания и способствующая снегозадержанию.
Специальные приемы обработки почвы. Для выполнения специальных задач применяются:
1) двухслойная вспашка, обеспечивающая оборачивание пахотного слоя и подпахотного горизонта путем их взаимного перемещения;
2) трехслойная вспашка, обеспечивающая оборачивание и перемещение трех смежных горизонтов почвы;
3) плантажная вспашка с предплужниками и почвоуглубителями;
4) фрезерование;
5) обработка почвы тяжелой дисковой бороной.
Приемы и орудия поверхностной обработки. Лущение— это прием обработки почвы, обеспечивающий рыхление, частичное оборачивание и перемешивание почвы, а также подрезание сорняков на глубину не более 10—12 см. Выполняют его отвальными или дисковыми многокорпусными лущильниками.
Культивация—это прием обработки почвы, обеспечивающий рыхление и перемешивание почвы, а также подрезание сорняков.
Широко применяется для поверхностной обработки почвы весной, а также в пару. Культивация осуществляется различными культиваторами. Рабочими органами у них служат плоские экстирпаторные (стрельчатые) лапы или более прочные грубберные или пружинные. Использование тех или иных лап зависит от состояния и назначения разделываемой почвы
Боронование—прием обработки почвы, обеспечивающий рыхление, перемешивание и выравнивание поверхности почвы, а также частичное уничтожение проростков и всходов сорняков. Осуществляется этот прием различными видами борон («Зигзаг», сетчатыми, дисковыми и др.).
Прикатывание— прием обработки, обеспечивающий уплотнение и выравнивание поверхности поля, а также дробление глыбистой части почвы. Прикатывают почву тяжелыми, средними и легкими катками; применяют катки гладкие, ребристые, кольчатые в зависимости от задач и условий.
Агротехнические требования при выполнении приемов обработки почвы. Для получения полного эффекта от проведения тех или иных приемов обработки почвы следует выполнять их в' необходимые сроки и высококачественно. Прежде всего имеет значение физическая спелость почвы. Это такое состояние почвы, когда она не мажется об орудия обработки и не распыляется', не образует глыб, а хорошо распадается на мелкие структурные комочки. Спелость почвы в первую очередь зависит от ее влажности. Обработку следует проводить при влажности обрабатываемого слоя 50—-70% полной влагоемкости.
Все шире применяют различные агрегаты и комбинированные орудия, выполняющие несколько операций за один проход трактора, в целях уменьшения распыления почвы и повышения производительности.
СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
Сочетание тех или иных приемов обработки почвы и последовательное их выполнение в определенные сроки составляют систему обработки почвы. Выделяют несколько систем обработки почвы. Для большей части территории нашей страны наиболее важны система обработки почвы под озимые культуры, система обработки почвы под яровые, система обработки почвы по уходу за посевами.
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ ПОД ОЗИМЫЕ КУЛЬТУРЫ
Озимые сеют в конце лета и в начале осени. Поля, выделяемые под эти культуры, могут не засеваться, а только обрабатываться. Такие поля называются чистым паром. Основная задача паровой обработки — очистка почвы от сорняков, увеличение в ней запасов влаги и усиление деятельности микроорганизмов для накопления питательных веществ, в частности нитратов. При паровой обработке заделывают органические и минеральные удобрения для лучшего развития сельскохозяйственных культур.
Чистые пары вводят, как правило, в районах недостаточного увлажнения: под озимые—в Поволжье, на Северном Кавказе, местами в центральной полосе, а также на малоплодородных почвах северо-востока европейской части; под яровые—главным образом в Западной Сибири, Зауралье.
Чистые пары подразделяются на черные и ранние.
В Нечерноземной зоне обработку черного пара под озимую рожь или пшеницу начинают с осени. После уборки предшественника, чаще всего яровых зерновых, проводят глубокую зяблевую вспашку плугами с предплужниками. Па засоренных полях, особенно после ржи, ей предшествует лущение. Весной поле боронуют, культивируют или лущат, затем пашут на глубину 14—16 см с заделкой навоза. Летом проводят несколько культиваций или лущений, а за 15—20 дней до посева озимых—перепашку (двойку) на 18—20 см или в засушливую погоду глубокую культивацию. Перед посевом озимых проросшие сорняки уничтожают культивацией с боронованием.
В зонах с засушливым и полузасушливым климатом весенне-летнюю обработку чистого пара начинают с вспашки, а затем в период сухого лета проводят только поверхностные рыхления. Все приемы обработки здесь сопровождаются прикатыванием кольчатыми катками для уменьшения испарения влаги.
В зонах недостаточного увлажнения двойку пара заменяют или безотвальной глубокой обработкой, или поверхностным рыхлением почвы.
Предпосевная обработка чистого пара в большинстве случаев включает и прикатывание почвы для сбережения влаги.
Одно правило остается общим для всех зон: паровое поле не может оставаться необрабатываемым и неудобренным; так или иначе, но оно должно быть вспахано с осени (черные пары) или рано весной (ранние пары), а дальше поддерживаться в чистом от сорняков и .рыхлом состоянии.
В Зауралье и в других зонах недостаточного увлажнения применяют также занятые пары. Парозанимающими в них могут быть культуры сплошного посева (вико-овсяная смесь на корм, горох на зерно, кормовой люпин, клевер первого пли второго года пользования) и пропашные (картофель, кукуруза и подсолнечник на силос, кормовые бобы), Весной парозанимающие культуры сеют по возможности в ранние сроки, убирают также как можно раньше с тем, чтобы хорошо подготовить поле под озимые.
Обработка занятых паров под озимую рожь и пшеницу должна быть строго дифференцированная. С осени, как правило, вносят навоз и проводят глубокую вспашку плугом с предплужниками. После уборки парозанимающих культур в зоне достаточного увлажнения желательна вспашка на 16—18 см с одновременным. прикатыванием почвы тяжелыми катками и боронованием. Если между уборкой парозанимающих культур и посевом озимых стоит засушливая погода, отвальную вспашку заменяют безотвальной или дискованием с последующим прикатыванием.
В Нечерноземной зоне озимые часто размещают после клевера (клеверный пар). В этом случае хороший урожай их возможен лишь при уборке клевера в период бутонизации—начала цветения и немедленной вспашке плугом с предплужниками с последующим прикатыванием и поверхностной обработкой перед посевом озимых.
Сидеральные пары вводят только в зонах достаточного увлажнения. Чаще в них выращивают однолетний люпин, но в некоторых областях Нечерноземной зоны и лесостепи используют многолетний люпин и донник, которые высевают под покров предыдущей зерновой культуры. В районах продолжительного лета однолетний кормовой люпин используют комбинированно: основной укос на силос, а отаву запахивают. Зеленое удобрение запахивают не позже чем за три недели до посева озимых и обязательно прикатывают поле тяжелым катком.
Кулисный пар — это чистый пар, на котором высевают высо-костебельные растения кулисами для задержания снега и уменьшения ветровой эрозии. Они широко применяются в засушливых районах, где выпадает мало снега.
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ ПОД ЯРОВЫЕ КУЛЬТУРЫ
Под все культуры весеннего посева поле должно быть с осени вспахано на зябь. Чем раньше проведена зяблевая обработка, тем лучше сказывается ее влияние на водный режим почвы и накопление нитратов, создаются лучшие условия для уничтожения сорняков, вредителей и возбудителей болезней растений. Большое значение имеет лущение стерни, которое предшествует зяблевой вспашке.
Сочетание приемов обработки почвы осенью под яровые культуры может быть весьма разнообразным. Наиболее часто после уборки проводят лущение стерни с последующей зяблевой вспашкой. Встречается и обратный порядок: ранняя зяблевая вспашка предшествует поверхностной обработке (обработка зяби по типу полупара). В засушливых районах при появлении ветровой эрозии применяется также осеннее безотвальное рыхление, иногда практикуется боронование и прикатывание вспаханной почвы, пли так называемая выровненная зябь.
Глубина зяблевой вспашки определяется мощностью пахотного слоя. Если намечено его углубление, оно также осуществляется при зяблевой вспашке. Глубина обработки почвы зависят от типа почвы погодных условий, запасов влаги в почве, характера и степени засоренности поля.
Приемы осенней обработки почвы также сильно зависят от предшественников, которыми могут быть в севообороте зерновые сплошного посева, многолетние травы, пропашные культуры.
Если период между уборкой культуры и замерзанием почвы продолжительный, значение лущения бесспорно. В тех же случаях, когда после уборки поздно созревающих растений, например яровых зерновых, картофеля, до замерзания почвы мало времени, приходится выбирать одно из двух: или провести послеуборочное лущение, а вспашку перенести на весну, или ограничиться одной зяблевой вспашкой. В большинстве случаев хозяйства применяют одну раннюю зяблевую вспашку. На полях, засоренных многолетними сорняками, особенно размножающимися вегетативно, отвальная вспашка является обязательным приемом.
В Нечерноземной зоне и лесостепи после уборки озимых проводят лущение и через 1,5—-2 недели зяблевую вспашку; после уборки яровых, как правило, ограничиваются только зяблевой вспашкой. Однако на полях с высокой потенциальной засоренностью семенами и вегетативными органами размножения сорняков послеуборочное лущение обязательно.
После уборки картофеля и корнеплодов в большинстве случаев достаточно одной поверхностной обработки почвы. Пласт многолетних трав необходимо распахивать плугом с предплужником, в засушливые годы с предварительным дискованием.
На юге страны представляется возможным осуществить целую систему последовательных приемов обработки почвы, называемую полупаром. В условиях Кубани при посеве сахарной свеклы после озимой пшеницы первое мелкое лущение стерни проводят тотчас после ее уборки (в июне), второе—спустя три недели на глубину 9--10 см, третье—через три-четыре недели после второго на 12 см. Зяблевую вспашку осуществляют в октябре на глубину 30 см. ..
В некоторых районах Оренбургской области, Зауралье отмечено положительное значение осеннего боронования, выравнивания зяби после вспашки, .а также последующей ее культивации. Перед посевом яровых вспаханные с осени поля рано веской боронуют в 1—2 следа зубовыми боронами для закрытия влаги в почве. Вслед за боронованием на полях с посевом ранних яровых культур необходима .предпосевная культивация: на почвах легкого механического состава на глубину 6—8 см, на уплотненных тяжелых на 8—12 см. Культивация всегда сопровождается
боронованием (бороны работают в агрегате с культиватором), а иногда и прикатыванием. Для культур позднего посева культивацию проводят в два срока, что способствует лучшему очищению верхнего слоя почвы от семян сорняков. Перед посевом корнеплодов и многолетних трав дополнительно выравнивают поверхность почвы боронами, при недостатке влаги проводят прикатывание, особенно на песчаных и супесчаных почвах.
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ ПО УХОДУ ЗА ПОСЕВАМИ
После посева надо создать условия для дружного прорастания высеянных семян, в этих целях часто применяют прикатывание почвы. Оно особенно эффективно в засушливой зоне, а также при посеве в сухую почву в зоне достаточного увлажнения.
Для предупреждения появления и разрушения почвенной корки, уничтожения всходов сорняков, а также для прореживания излишне загущенного посева проводится боронование. Для этой цели наиболее пригодна ротационная борона, применяют и сетчатые тракторные бороны БСО-4 и др. Особенно удобно ротационные бороны использовать при обработке всходов, которые легко могут быть повреждены зубовыми боронами, например всходы льна и клевера.
Боронование широко применяют до и после появления всходов пропашных культур: картофеля, кукурузы, подсолнечника. В междурядьях пропашных культур в летнее время несколько раз проводят культивации культиваторами КРН-4,2 и др.
Для обработки почвы в междурядьях и в рядках широкорядных посевов применяют также ротационные и пружинные бороны-
К приемам междурядной обработки следует также отнесши окучивание различными окучниками, обычно устанавливаемыми на раму универсального культиватора.
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В РАЙОНАХ ВЕТРОВОЙ
И ВОДНОЙ ЭРОЗИИ
В районах ветровой эрозии почву обрабатывают безотвальными орудиями: глубокорыхлителями (КПГ-250), культиваторами-плоскорезами (КПП-2,2, КПЭ-3,8), сохраняющими на поверхности 65—90% стерни. При уходе за парами применяют специальные культиваторы (КПЭ-3,8, КШ-3,6М). Перед посевом используют особые бороны (БИГ-З), а сеют по стерне стерневыми сеялками (СЗС-2,1 и др.).
При паровой обработке в Казахстане вводят полосное размещение чистых паров, при котором поле делят на полосы шириной 50 —150 м (в зависимости от механического состава почвы). Половину полос засевают зерновой культурой, а половину оставляют под чистым паром. Таким образом, полосы пара и зерновой культуры чередуются между собой. На следующий год их меняют местами. Там, где был пар, засевают зерновой культурой, а полосы из-под зерновых оставляют под чистым паром. В результате каждое поле севооборота проходит через чистый пар в течение двух лет. Полосы размещают поперек господствующих ветров. В некоторых случаях вводят специальные противоэрозионные севообороты с посевом многолетних трав, также располагая их полосами и соблюдая приемы противоэрозионной обработки почвы.
В районах водной эрозии в зависимости от степени эродированности полей применяют вспашку поперек склона (при склонах до 2°), нарезают поперечные борозды на полях, вспаханных вдоль склона, проводят ячеистую вспашку или обвалование (путем дополнительных приспособлений к плугам) и безотвальную Опашку. Залужают участки сплошь «или полосами.
Глава VII
УДОБРЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Различные удобрительные средства типа золы, мергеля, органических остатков в практике возделывания культурных растений использовались в течение тысячелетий. Однако лишь в конце XVIII—середине XIX вв. в связи с успехами в развитии естественных наук стало возможным познание сущности корневого и воздушного питания растений, а следовательно, научно обоснованное применение удобрений.
В России выдающиеся ученые и агрономы М. В. Ломоносов (1711—1765), А. Т. Болотов (1738—1833), М. Г. Павлов (1793— 1840) и др. не только изучали причины «преизобильного ращения», но и активно пропагандировали способы к «исправлению недостатков почв» путем приготовления сухих и влажных туков.
В Западной Европе основополагающими в использовании удобрений явились работы французского ученого Ж. Буссенго (1802—1887), экспериментально доказавшего необходимость азотного питания растений и азотфиксирующую способность бобовых культур, а также немецкого химика Ю. Либиха (1803— 1873), высказавшего идею возврата в почву минеральных элементов, взятых из нее урожаем.
Основатель первой опытной станции Дж. Лооз (Англия) в 1843 г. впервые изготовил промышленное минеральное удобрение суперфосфат, успешное применение которого вместе с селитрой из Чили, а затем и калийными солями из Германии положило начало развитию туковой промышленности.
Прообразом будущего систематического исследования действия минеральных удобрений в нашей стране явились работы великого русского химика Д. И. Менделеева. Под его руководством были заложены первые географические опыты, благодаря которым выявлены условия различного действия удобрений в европейской части России.
Физиологическому обоснованию и широкой пропаганде идей минерального питания растений послужили труды крупнейшего ученого-физиолога К. А. Тимирязева (1843—1920).
Основоположником современного учения об удобрении сельскохозяйственных культур был Д. Н. Прянишников (1865—1948). Он по праву считается создателем отечественной агрохимии— науки, основу которой составляет изучение взаимосвязей в системе растение — удобрение — почва — условия внешней среды, одним из создателей отечественной индустрии по производству минеральных удобрений.
Применение удобрений является одним из основных условий интенсификации сельского хозяйства. Поэтому в нашей стране существует широкая сеть специальных учреждений, занимающихся изучением действия удобрений, внедрением достижений агрохимической науки. Она включает институты Академии наук СССР, всесоюзные отраслевые, зональные институты и областные опытные станции Министерства сельского хозяйства, учебные вузы, а также систему специальной агрохимической службы.
Обеспечение растений питательными элементами и создание благоприятной среды для их возделывания достигаются в основном за счет внесения минеральных, органических и известковых удобрений.
Применение удобрений должно не только способствовать получению с наибольшим экономическим эффектом запланированного урожая, но и обеспечивать непрерывное повышение плодородия почвы.
МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ
Минеральные удобрения делят на простые и комплексные. Простые удобрения содержат один питательный элемент. Комплексные удобрения имеют в своем составе два и более элемента питания и подразделяются на сложные, получаемые при химическом взаимодействии исходных компонентов, сложно-смешанные, вырабатываемые из простых или сложных удобрений, но с добавлением в процессе изготовления фосфорной или серной кислот с последующей нейтрализацией, и смешанные, или тукосмеси— продукт механического смешивания готовых простых и сложных удобрений.
Азотные удобрения. Основными исходными продуктами при производстве удобрений являются аммиак (NHs) и азотная кислота (HN03).
Аммиак получают в процессе взаимодействия газообразного азота воздуха и водорода (обычно из природного газа) при температуре 400—500° С и давления в несколько сот атмосфер в присутствии катализаторов. Азотная кислота получается при окислении аммиака. Около 70% всех азотных удобрений в нашей стране не выпускается в виде аммиачной селитры— мочевины, или карбамида — CO (NH2)2 (46% N). Это гранулированные или мелкокристаллические соли белого цвета, легко растворимые в воде. Благодаря сравнительно высокому содержанию азота, неплохим при правильном хранении свойствам и высокой эффективности практически во всех почвенных зонах и на всех культурах аммиачная селитра и мочевина являются универсальными азотными удобрениями. Следует, однако, учитывать ряд их специфических особенностей.
Аммиачная селитра требовательнее к условиям хранения, чем мочевина. Она не только более гигроскопична, но также и взрывоопасна. В то же время наличие в аммиачной селитре двух форм азота — аммиачной, способной поглощаться почвой, и нитратной, обладающей большой подвижностью, допускает более широкую дифференциацию способов, доз и сроков применения в различных почвенных условиях.
Преимущество мочевины перед аммиачной селитрой установлено в условиях орошения, при некорневых подкормках овощных, плодовых, а также и зерновых культур для увеличения содержания белка. В этом случае ее вносят в виде водного раствора 0,6%-ной концентрации в период колошения и .налива зерна. Однако мочевина, внесенная на поверхность почвы, как правило, должна быть заделана в течение 1—2 дней. Иначе азот мочевины, в особенности на легких, нейтральных или щелочных почвах, а также на лугах и пастбищах, может быть потерян в результате улетучивания в форме аммиака. В почве скорость гидролиза мочевины возрастает с понижением влажности и повышением температуры.
Около 10% выпуска азотных удобрений составляют аммиачная вода— NH4OH (20,5 и 16% N) и безводный аммиак— NH3 (83% N). При транспортировке, хранении и внесении этих удобрений следует принимать меры к устранению потерь аммиака. Емкости для безводного аммиака должны быть рассчитаны на давление не менее 20 атм. Потерь азота во время внесения жидких аммиачных удобрений можно избежать путем заделки на глубину 10—18 см водного и 16—20 см безводного аммиака. На легких песчаных почвах глубина размещения удобрений должна быть больше, чем па глинистых.
Аммиачный азот фиксируется почвой, и поэтому жидкие азотные удобрения вносят не только весной под посев яровых культур и под пропашные культуры в подкормку, но и осенью под озимые и при зяблевой вспашке.
Достаточно широко применяется в сельском хозяйстве сульфат аммония—(NH4)2SÎ4 (20% N), побочный продукт промышленности. Это эффективное удобрение с хорошими физическими свойствами, одна из лучших форм азотных удобрений в условиях орошения. При систематическом применении сульфата аммония на дерново-подзолистых почвах возможно подкисление их.
Практическое значение из азотных удобрений имеют также аммиакаты—растворы азотсодержащих солей (аммиачной селитры, мочевины, карбоната аммония) в концентрированном водном аммиаке. Обычно это полупродукты химического производства, имеющие высокую концентрацию азота (35—50%). Эти удобрения по эффективности не уступают твердым удобрениям, но требуют для перевозки емкостей с антикоррозионным покрытием. При внесении аммиакатов в почву необходимо принимать меры, исключающие потери аммиака.
В качестве азотного удобрения в сельском хозяйстве применяется также некоторое количество натриевой селитры — NaNO3 (15% N), кальциевой селитры—Ca(NO3)2 (15% N) и цианамида кальция—Ca(CN)2 (21% N). Это в основном отходы других отраслей промышленности. Будучи физиологически щелочными, указанные формы эффективны на кислых почвах.
Нитратные формы азотных удобрений имеют преимущество как наиболее быстродействующие туки. Поэтому они с большие успехом могут применяться при подкормках.
О потребности почв в азотных удобрениях лучше всего говорят результаты местных полевых опытов, определения в почве содержания легкогидролизуемого азота, а также нитратов и нитрификационной способности почвы.
Слабее отзываются на азотные удобрения культуры, возделываемые по чистому пару, так как в нем, особенно на черноземах, в процессе нитрификации накапливается много нитратного азота. При возделывании полевых и овощных культур в севооборотах без парового поля потребность в этих удобрениях. проявляется значительно шире, они эффективны почти на всех почвах.
Все азотные удобрения повышают не только урожай сельскохозяйственных культур, но и качество продукции: например, в зерне возрастает содержание белка и клейковины, в кормах—сырого протеина и каротина.
Более высокие прибавки урожая от азотных удобрений обычно получают при внесении их совместно с фосфорными, а иногда и с калийными удобрениями (если в них нуждаются растения на данной почве).
Вносят азотные удобрения обычно в дозах от 30 до 180 кг действующего вещества на 1 га и выше. Под зерновые культуры применяют чаще от 30 до 90 кг азота на 1 га. Под картофель, овощи дозу увеличивают до 60—120 кг. Высокопродуктивные пастбища и ценные технические культуры получают азота 120—150 кг на 1 га и более. Считается, что на каждый килограмм азота приходится не меньше 10 кг зерна дополнительного урожая или 10— 15 кг кормовых единиц другой продукции.
Фосфорные удобрения. Для производства фосфорных удобрений используют природные залежи фосфорсодержащих руд— фосфоритов и апатитов. В Советском Союзе богатые месторождения апатитов находятся на Кольском полуострове, в Хибинах; залежи фосфоритов имеются в Московской, Курской, Актюбинской и Челябинской областях, в Поволжье, на Украине, в Эстонии. Крупнейшие месторождения фосфоритов имеются в горах Каратау.
Однако запасы разведанных фосфоритных месторождений в СССР ограничивают перспективу выпуска больших количеств фосфорных удобрений, требуют экономного их использования. Основным видом фосфорных удобрений является простой и двойной суперфосфат. Он составляет более 95% всех выпускаемых промышленностью простых туков, содержащих фосфор.
Простой суперфосфат— Са(Н2РО4)2 х Н2О+2СаSO4 (14—20% Р2О5) получают путем обработки обогащенных природных фосфатов верной кислотой. Ñîñòàâ и качество конечного продукта во многом зависят от исходного сырья. Суперфосфат из апатитового концентрата выпускают в основном в гранулированном виде. Для улучшения физических свойств суперфосфата Каратау продукт подвергают обработке аммиаком для нейтрализации кислотности, получая аммонизированный суперфосфат (2,5% N).
У скоренными темпами развивается производство более концентрированного фосфорного удобрения — двойного суперфосфата [Са(Н2РО4) 2 x H2O] (46% Р2О5). В условиях нашей страны курс на производство концентрированных удобрений экономически обоснован. При использовании таких удобрений значительно снижаются расходы на перевозку, хранение и внесение туков.
Получают двойной суперфосфат из того же сырья, что и простой, но путем обработки его фосфорной кислотой Удобрение выпускается в гранулированном виде и имеет хорошие физические свойства. И тот, и другой суперфосфат по эффективности равноценны. Он может применяться на всех почвах и под все культуры.
В кислой почве растворимые фосфорные удобрения переходят в труднодоступные формы фосфатов алюминия и железа, а в почвах, богатых известью, —в трёхкальциевые фосфаты также трудно доступные растениям. Эти процессы снижают коэффициент использования фосфорных удобрений. При низкой обеспеченности почв фосфором и внесении малых доз, особенно при смешивании их со всем пахотным горизонтом, можно не получить желаемого результата от фосфорных удобрений. В почвах с высоким содержанием фосфора опасность перехода фосфатов в труднодоступное состояние уменьшается. На почвах с малым содержанием подвижных фосфатов основную часть дозы фосфорных удобрений вносят под глубокую обработку почвы во влажный слой, например с осени под вспашку, а часть применяют локально в рядки, лунки и борозды. При рядковом внесении фосфаты имеют меньший контакт с почвой и ближе располагаются к корням растений в ранний период их развития. Особенно высокие прибавки от местного применения получают на почвах, бедных подвижным фосфором.
Для локального внесения гранулированных удобрений под сахарную свеклу, зерновые, зерновые бобовые, просо, кукурузу, картофель в дозах 10—20 кг Р2О5 на 1 га используются комбинированные сеялки или сажалки. Возможно и смешивание гранул хорошего качества с семенами зерновых перед посевом.
В зоне дерново-подзолистых почв важным источником фосфора является фосфоритная мука. Она нерастворима в воде и для большинства растений доступна только при определенной кислотности почвы, достаточной для ее разложения. Так, в сильнокислых дерново-подзолистых, а также в серых лесных почвах и оподзоленных черноземах фосфор из фосфоритной муки постепенно переходит в усвояемые для растений формы. Чем кислее почва и меньше ее насыщенность, тем вероятнее высокое действие фосфоритной муки.
Люпин, гречиха, эспарцет, горчица особенно хорошо усваивают фосфор этого удобрения. Неплохо усваивают его также озимая рожь, клевер, горох, несколько хуже — яровые зерновые, картофель. Считается, что каждый центнер фосфоритной муки равноценен по эффективности 50—75 кг и более растворимых фосфорных удобрений, например суперфосфата.
Применяют фосфоритную муку в паровых полях под озимые, а также под клевер и горох, на севере под лен и другие культуры. Вносят ее с осени под зяблевую вспашку, или летом в чистом пару, или весной при более глубокой обработке почвы. Высокий и длительный эффект от фосфоритной муки на кислых почвах получают при внесении ее в высоких дозах (500—700 кг PgO3 на 1 га). Эффективность фосфоритной муки значительно повышается пр, и размоле ее до частиц менее 0,1 мм. Однако при этом резко ухудшаются условия ее внесения. Пыление фосфоритной муки уменьшают путем грануляции или смешивания с хлористым калием.
В меньших объемах в качестве фосфорных удобрений применяют мартеновские шлаки металлургических заводов (8—12% Р2О5) •и термофосфаты: плавленый магниевый фосфат (20% ^205), обесфторенный фосфат (28—32% Р2О5), получающиеся из фосфоритом и апатитов сплавлением с различными добавками. Обесфторенный фосфат используется в основном в качестве кормовой добавки. Хотя фосфорные соединения этих удобрений нерастворимы в воде, на дерново-подзолистых почвах они не уступают по эффективности суперфосфату. В зоне черноземов действие их будет ослаблено.
Калийные удобрения. Калийные удобрения получают из калийных руд природных месторождений. В Советском Союзе сосредоточены богатейшие залежи калийных солей. Наибольшие запасы калия имеет Верхне-Камское месторождение, на базе которого работают и вновь строятся калийные комбинаты в Соликамске и Березниках. Кроме того, разрабатываются запасы калия в Белоруссии (Солигорск), в прикарпатской части Украины. Открыты залежи солей калия в Средней Азии, Закавказье, Казахстане. ' Основным сырьем для получения калийных удобрений служат пласты сильвинита в Верхне-Камском месторождении и в Белоруссии. Сильвинит—это смесь солей хлористого калия и хлористого натрия. Технология его переработки в калийное удобрение заключается в освобождении от балласта—хлористого натрия и многочисленных примесей путем растворения и кристаллизации при соответствующих температурах и концентрациях, а также методом флотации.
Хлористый калий—КС1 (60% К2О)—соль, хорошо растворимая в воде. Это самое распространенное калийное удобрение. Хлористый калий составляет более 90% всех источников калия для растений в различных удобрениях, в том числе и сложных.
Разработка новых технологических процессов с получением крупнозернистого продукта, обработка специальными добавками позволили свести к минимуму слеживаемость хлористого калия при хранении и значительно упростить весь цикл транспортировки удобрения от завода до поля.
В небольшом количестве продолжается выпуск также смешанных калийных солей, главным образом 40%-ной калийной соли, которую приготовляют, смешивая хлористый калий с непереработанным молотым сильвинитом.
В процессе переработки сопутствующего сильвиниту минерала карналита получают удобрение электролит (44% К2О, 3% Mg0).
Продуктами переработки прикарпатских калийных месторождений являются удобрения, содержащие в своем составе сернокислый калий и сернокислый магний и в меньшем количестве хлористый калий. Это прежде всего калимагнезия (30% К2О, 11% Mg0), калийномагниевый концентрат (18,5% К2О, 6% Mg0), сернокислый калий (46% К2О), а также каинит (10% К20, 5% Mg0) и калийные соли на его основе. Все эти удобрения имеют хорошие физические свойства. Они подлежат длительному хранению и смешиванию с другими туками.
В незначительном количестве сельское хозяйство получает несколько видов. бесхлорных удобрений—побочных продуктов различных производств. Это сульфат калия — отход алюминиевой промышленности Закавказья, порошковидное удобрение с хорошими физическими свойствами. Поташ—К2СО3 (57—64% К20) — щелочное, сильно гигроскопическое удобрение, отход переработки нефелина. Цементная пыль (10—14% К2О), конденсируемая на некоторых цементных заводах, универсальное удобрение для кислых почв с неплохими физическими свойствами.
Результаты многочисленных полевых опытов показывают, что опасность применения хлорсодержащих солей и прежде всего хлористого калия в значительной степени преувеличена. Во вся ком случае она значительно уменьшается по мере окультуривання почвы. На зерновых, злаковых травах, большинстве овощных культур, силосных культурах хлористый калий является наиболее эффективной формой калийного удобрения. На сахарной свекле и кормовых корнеплодах, культурах, отзывчивых на натрий, лучше действуют низкопроцентные смешанные соли калия.
Установлено, что при систематическом применении хлорсодержащих калийных удобрений снижается содержание крахмала в клубнях картофеля, ухудшаются свойства курительных сортов табака, в некоторых районах качество винограда, а также урожай некоторых крупяных культур, в частности гречихи. В этих случаях следует отдавать предпочтение сернокислым солям или чередовать их с хлористыми. Важно учитывать также, что хлор, внесенный в составе удобрений с осени, практически полностью вымывается из корнеобитаемого слоя почвы.
Все калийные удобрения можно вносить в почву отдельно пли в смеси с другими туками. При повышенной влажности их смешивают не раньше чем за 1—2 дня до внесения. Обычно дозы калийных удобрений под зерновые, лен, травы составляют 45—60 кг К20 на 1 га; под картофель, кукурузу, овощи эти дозы могут быть удвоены и утроены в зависимости от потребности культуры в конкретных почвенных условиях и доз сопутствующих удобрений. На почвах, менее обеспеченных обменным калием, получивших в достаточном количестве другие питательные вещества, действие калийных удобрений сильнее. Одни калийные удобрения применяют лишь на некоторых разновидностях торфяных почв, богатых азотом и фосфором. Влияние калия усиливается с известкованием. В севообороте с культурами, выносящими много калия (картофель, сахарная свекла, клевер, люцерна, корнеплоды), потребность в нем и эффективность его выше, чем в севооборотах лишь с зерновыми культурами. На фоне навоза, особенно в год его внесения, эффективность калийных удобрений снижается.
Коэффициент использования калия из калийных удобрений колеблется от 40 до 80%, в среднем в год внесения может быть принят 50%. Последействие калийных удобрений проявляется 1—2 года, а после систематического применения более длительный срок.
В большинстве случаев для оптимального питания сельскохозяйственных культур в обычных почвенных условиях требуется несколько элементов. Поэтому агротехнически удобно и экономически выгодно применять питательные вещества в определенном комплексе. При этом снижаются затраты и, что особенно важно для быстрого проведения весенних полевых работ, сокращается время на приготовление и внесение удобрений. В перспективе намечено не менее 50% потребляемых туков использовать в виде комплексных удобрений.
Сложные удобрения. Основными видами сухих сложных удобрений, которые выпускает химическая промышленность, являются: аммофос, нитрофоски, нитрофос. нитроаммофоска. калийная селитра, а жидких—комплексные удобрения (ÆÊÓ на основе ортофосфорной и суперфосфорной кислот. Все эти удобрения получены в процессе химического взаимодействия исходных компонентов.
Более половины сложных удобрений в нашей стране представлено аммофосом (NH4H2PO4) с соотношением N: P2O5: K2O 12:50:0 Получают его в процессе нейтрализации аммиаком продукта взаимодействия апатита или фосфорита с фосфорной кислотой. Фосфор этого тука целиком растворим в воде. Аммофос не только высокоэффективное концентрированное удобрение на всех почвах и для всех культур, но это также идеальный полу-продукт для организации производства смешанных удобрений с заданным соотношением питательных веществ. Он обладает хорошими физическими свойствами как в гранулированном, так и в порошковидном состоянии, малогигроскопичен и поэтому не слеживается и хорошо высевается. Смеси на основе аммофоса со всеми простыми удобрениями выдерживают длительное хранение. Еще более концентрированным удобрением является диаммофос — (NH4)2HPO4 (21: 53: 0). В незначительных количествах он производится как кормовая добавка.
Д. Н. Прянишников еще в 1908 г. предложил разлагать фосфорит не серной кислотой, как при производстве суперфосфата, а азотной для получения азотно-фосфорного удобрения. Практичен ское воплощение эти идеи нашли спустя полвека, после преодоления многих технических трудностей.
Наиболее распространенным продуктом азотнокислого разложения фосфатного сырья с добавлением хлористого калия является нитрофоска (12: 12: 12). Около 60% фосфора в нитрофоске содержится в виде водорастворимых форм. Это важно учитывать при применении ее на бедных фосфором почвах. В большинстве других случаев нитрофоска благодаря отличным физическим свойствам, удобству в обращении находит широкое применение во всех зонах страны. В районах с низкой потребностью в калии используют нитрофос (20: 20: 0), получающийся при том же технологическом процессе, но без добавления хлористого калия.
В процессе нейтрализации аммиаком фосфорной кислоты с добавлением аммиачной селитры получают нитроаммофос (23: : 23: 0), а при добавлении хлористого калия—нитроаммофоску (18: 18: 18). Фосфор в этих удобрениях полностью водорастворим. Эти перспективные удобрения практически без ограничений в географии применения. Следует учитывать только, что на почвах с повышенным содержанием фосфатов внесение высоких доз нитроаммофоски и нитрофоски может привести к нерациональному использованию фосфора.
Выпуск в гранулированном виде всех указанных выше форм сложных удобрений значительно упрощает применение их не только вразброс, но и в рядки с семенами или в борозды с клубнями.
Широкое применение в овощеводстве находит безбалластное удобрение калийная селитра (13: 0: 46). Это белый кристаллический порошок, обладающий малой гигроскопичностью и хорошо растворимый в воде, может применяться самостоятельно и в смеси с другими удобрениями.
Химической промышленностью освоено и постоянно наращивается производство нескольких марок растворина, комплексного, без осадка растворимого в воде—удобрения для— защищенного грунта. Выпускаются эти удобрения с соотношениями N:P2O5: K2O =10: 5: 20: 6 (MgO); 20: 16: 10.
В последние годы все большее распространение в сельском хозяйстве находит применение жидких комплексных удобрений (ЖКУ), которые получают путем нейтрализации аммиаком фосфорной кислоты (ортофосфорной или полифосфорной). Они могут иметь различное количество и соотношение питательных веществ. Например, в ЖКУ на ортофосфорной кислоте при соотношении N: P2O5: 1 суммарное количество питательных веществ может колебаться от 27 (прозрачный раствор) до 40% (суспензия). ЖКУ на полифосфорной кислоте содержит 44% питательных веществ (10: 34: 0). Жидкие комплексные удобрения позволяют полностью механизировать трудоемкие процессы по погрузке, разгрузке и внесению в почву. Они не содержат свободного аммиака, поэтому их можно разбрызгивать по поверхности почвы с последующей заделкой, а также вносить местно в рядки.
Сложно-смешанные удобрения (ССУ). Их получают мокрым смешением готовых односторонних удобрений и полупродуктов, а также фосфорной и серной кислот с одновременной нейтрализацией смесей газообразным аммиаком или аммиакатами. В удобрениях с соотношением N: Р2О5 : К2О = 1: 1: 1 на основе простого суперфосфата сумма питательных веществ составляет около 33%, на основе двойного суперфосфата—42—44%. На основе фосфата аммония аммиачной селитры и хлористого калия можно получить комплексные удобрения с любым соотношением азота, фосфора и калия при общей сумме питательных веществ до 58%. В настоящее время освоено производство семи марок ССУ —1: 1: 1; 0: 1: 1: 1: 1: 1, 5; 0: 1: 1,5; 1: l, 5: l; l: l, 5: 0; 1: 2: 2.
Смешанные удобрения. Эти удобрения получают путем механического смешения готовых гранулированных или порошковидных туков. В результате можно с использованием относительно простого оборудования быстро получить тукосмесь с неограниченным диапазоном соотношения питательных веществ, что имеет большое значение в зонах интенсивного применения удобрений. Непрерывное улучшение качества выпускаемых удобрений значительно расширяет возможности сухого тукосмешения.
Так, гранулированный стандартный суперфосфат и неслеживающийся хлористый калий в нормальных складских условиях могут храниться до 10 месяцев. Добавление к такой смеси азотного компонента, в особенности аммиачной селитры, приводит к слеживанию и снижению сыпучести. Однако при добавлении мочевины удобрение с соотношением 1: 1: 1 может быть заготовлено за б—6 дней до внесения. Наилучшим компонентом тукосмесей является аммофос. Смеси на его основе хранятся насыпью в складских условиях до 4 месяцев.
Удобрения, содержащие микроэлементы. Эти удобрения могут быть как простые, так и комплексные. Эффективность микроэлементов в значительной степени зависит от количества их в доступной форме в почве и от биологических особенностей сельскохозяйственных культур.
Чаще всего возникает необходимость в применении бора. Урожай корней сахарной и кормовой свеклы, овощных и плодово-ягодных культур, семян льна, клевера, овощей в значительной степени зависит от содержания этого элемента в почве. Количество бора возрастает при систематическом внесении навоза и падает при известковании почвы. Универсальным источником бора является борная кислота (2,5% В). Ее используют для опрыскивания или опудривания семян, а также для корневой подкормки растений. Для внесения в почву промышленностью выпускается обогащенный бором простой (22% Р2О5, 0,2% В) и двойной (45% Р2О5, 0,4% В) суперфосфат. В отличие от обычных фосфорных удобрений его окрашивают в голубовато-синий цвет. Намечается
производство борсодержащей нитроаммофоски. Широкое распространение получило бормагниевое удобрение (14% В, 19% Mg). Борные удобрения вносят в почву в дозе 0,5—1,0 кг бора на 1 га. При обработке семян или опрыскивании это количество в расчете на 1 га уменьшается в 5—7 раз.
Молибден применяют главным образом на неизвесткованных подзолистых почвах под бобовые: клевер, люцерну, бобы, горох, вику. На почвах с низким содержанием молибдена урожай этих культур повышается на 25—50%. Молибден улучшает развитие клубеньковых бактерий повышает содержания â—растениях белка и сахара. Молибден оказывает также положительное влияние на урожай льна, сахарной свеклы, овощных растений. Основное молибденсодержащее удобрение — молибденовокислый аммоний (52% Мо). Применяют его в виде корневой подкормки или для обработки семян перед посевом. Для опудривания или опрыскивания семян перед посевом молибденовокислого аммония требуется примерно 50 г на гектарную норму семян. Семена обрабатывают молибденом перед посевом совместно с протравливанием или с нитрагинизацией.
Выпускают также молибденизированный суперфосфат.
Марганец оказывает на черноземных почвах положительное действие на сахарную свеклу, картофель, кукурузу, зерновые культуры и плодовые насаждения.
Медь высокоэффективна на осушенных торфяниках, торфоболотных и некоторых песчаных почвах.
В качестве медных удобрений вносят медный купорос или сернокислую медь (25 кг на 1 га). Применяют и колчеданные (пиритные) огарки—отходы сернокислотного производства или целлюлозно-бумажной промышленности. В этих отходах содержится 0,3—0,4% меди. Вносят их 6—8 ц на 1 га.
Цинк вносят в почву в виде сульфата цинка в дозе 2—4 кг на 1 га. Используют цинк и в растворах, содержащих 0,61—0,05% сульфата цинка, для намачивания семян. Наиболее устойчивое действие цинковые удобрения оказывают на сахарную свеклу, бобовые культуры, особенно на известкованных почвах.
Выпускается специальное цинкосодержащее порошковидное полимикроудобрение ПМУ-7 (25% Zn), которое применяется для допосевного внесения в почву и предпосевной обработки семян.
Кобальт применяют на легких и торфяно-болотных почвах под бобовые, сахарную свеклу, злаковые травы. Его вносят в виде сульфата кобальта в почву или поверхностно в дозе 300—350 г в год или с запасом на 3—4 года по 1—1,5 кг на 1 га.
В большом количестве растения потребляют магний. Зерновые выносят 10—15 кг Mg0 с 1 га; картофель, свекла, клевер в 2—3 раза больше. При недостатке магния резко падают урожаи, особенно ржи, картофеля, клевера. Обычно растения удовлетворяют потребность в этом элементе из почвы. Однако в почвах, слабо насыщенных кальцием, мало и магния. Особенно недостает магния растениям на легких почвах и на полях, где применялось аммиачные удобрения, вытесняющие из поглощающего комплекса магний. Потребность в магниевых удобрениях можно удовлетворить применением доломитизированных известняков или доломитов с высоким содержанием MgCO3. Магний можно вносить в почву в виде магнезита (МgСОз), дунита, сульфата магния. Последний под названием эпсомит выпускает Карабогазский сульфатный завод. В этой соли содержится 1,7% MgÎ. Применяют сульфат магния из расчета 60—120 кг MgÎ на 1 га.
Источником магния могут быть и другие удобрения, в частности калийные: калимагнезия, каинит, электролит.
ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ
Навоз. Значение его для удобрения сельскохозяйственных культур огромно. Советская агрохимия в оценке навоза стоит на точке зрения
Д. Н. Прянишникова, в трудах которого отчетливо выражена мысль о необходимости рационального сочетания навоза и минеральных удобрений: «Как бы ни было велико производство минеральных удобрений в стране, навоз никогда не потеряет своего значения, как одно из главнейших удобрений в сельском хозяйстве» .
В навозе находятся все жизненно важные элементы питания растений, в том числе микроэлементы, поскольку он образуется из растительных остатков, в которых все эти элементы в том или ином количестве содержатся. На этом основании навоз принято считать полным удобрением.
Вносимый в почву навоз является источником органического вещества; при систематическом использовании он увеличивает содержание гумуса в почве, улучшает ее физико-химические свойства: буферность, емкость поглощения.
Навоз — постоянный источник микроорганизмов, минерализущих органическое вещество, увеличивающих содержание подвижных форм азота; в 1 г хорошо перепревшего навоза находится около 90 млрд. микробов. Микроорганизмы навоза активизируют минерализующих органические процессы в других органических удобрениях, если они смешиваются (компостируются) с навозом.
Многочисленные опыты говорят о том, что навоз оказывает действие в течение ряда лет. При внесении его в первом поле севооборота он, как правило, повышает урожай всех последующих культур до конца 5—8-летней ротации. Считается, что от внесения навоза первая культура дает 50% суммарной прибавки, вторая—20—30%. На легких почвах в первые годы действие навоза проявляется сильнее, но быстро затухает.
Навоз представляет собой смесь твердых и жидких экскрементов животных с подстилкой. Состав его зависит от вида животных,
качества кормов, качества и количества подстилочных материалов, а также от способа хранения.
В зависимости от количества и качества корма содержание азота в моче крупного рогатого скота колеблется от 0,23 до 0,95%; калия—от 0,62 до 1,80%. Кал крупного рогатого скота содержит 16% сухого вещества, 0,29% азота, 0,17% фосфора, 0,10% калия, 0,35% кальция.
Количество твердых и жидких выделений на голову скота в сутки колеблется в зависимости от массы животных и кормления в таких пределах:
Следовательно, крупный рогатый скот в течение года может в среднем на одну голову дать около 7 т твердых выделений и свыше 3 т жидких. Разумеется, при выпасе скота преобладающая часть кала и мочи теряется на пастбищах. Зато при стойловом содержании все количество выделений остается в хозяйстве.
Принято считать, что в навозе (экскременты животных+подстилка) содержится в среднем 0,5% N; 0,25% Ð2Î5; 0,6% К2О и 0,5% СаО. _что на 1 т навоза составляет 5 кг N, 2,5 кг Р2О5 6 кг К2О и 5 кг СаО. В составе навоза большинство из необходимых для питания растений микроэлементов, в частности (в г на 1 т навоза): бора 3—5, марганца 30—50, меди 3—4, цинка 15—25, молибдена 0,3—0,5. Однако указанное количество питательных веществ нельзя считать постоянным. Оно зависит от соотношения кала, мочи и подстилки, а также от качества хранения навоза. Очень часто именно из-за плохого хранения содержание азота в навозе снижается до 0,4%.
Наиболее распространенными подстилочными материала-ми являются: солома злаковых растений, торф верховой, мох, опилки древесные. Поглотительная способность их следующая (в %): солома злаков—180—300, торф верховой—900—1800, опилки древесные — 420—445.
Лучшим подстилочным материалом считается верховой слаборазложившийся торф, применяемый в виде сухой крошки.
Для наиболее полного поглощения жидкости торф на подстилку следует брать с влажностью 30—40%. Для крупного рогатого скота его необходимо 5—6 кг в сутки, для свиней 2—3 кг, для овец 1—1,5 кг, для лошадей 3—4 кг. Низинный торф, отличающийся высокой степенью разложения, слабее удерживает влагу, чем верховой, и потому для подстилки малопригоден, так как быстро насыщается жидкими экскрементами, втаптывается животными и загрязняет их. Если верхового торфа нет, то можно использовать и низинный, но сверху его следует обязательно застидать слоем соломы. Низинного торфа на голову крупного рогатого скота в сутки требуется 8—10 кг.
Хорошим подстилочным материалом является солома. На голову крупного рогатого скота ее требуется 4—5 кг в сутки.
Для повышения водоудерживающей способности, улучшения качества навоза и удобства его удаления со скотного двора и распределения по полю солому на подстилку следует использовать только в виде резки. Изрезанную солому можно вносить в качестве подстилки в несколько большем количестве, чем цельную. Однако применять подстилку свыше 5 кг на голову скота даже в виде резки не следует. Это приводит к получению навоза низкого качества.
Самым плохим из перечисленных подстилочных материалов являются древесные опилки. Хотя они хорошо поглощают жидкость но в них мало азота, много клетчатки, которая медленно разлагается в почве, а главное навоз на подстилке из опилок вызывает сильное биологическое закрепление азота в почве. Такой навоз целесообразно применять в овощеводстве закрытого грунта с последующим (через 1—2 года) использованием его в качестве удобрения.
Выход навоза зависит от вида животных, их ж. живой массы, уровня кормления, количества и качества подстилки и от способом хранения навоза, а также от продолжительности стойлового периода. Среднее количество навоза, которое может быть накоплено за один год на одно животное, составляет (в т):
Более точно выход навоза в хозяйстве подсчитывают по количеству подстилки и кормов. Расчет ведут по формуле:
Н = (К/2 + П) х 4
где Н—количество навоза; П—количество подстилки; К—сухое вещество корма (все в т). Последнее делят пополам, принимая во внимание, что половина корма усваивается животными, а половина идет в навоз; коэффициент 4 вводят потому, что масса сырого навоза в 4 раза превышает массу сухого вещества, содержащегося в нем.
Пользуются также упрощенной, но достаточно точной формулой В. Н. Варгина (Пермский СХИ):
Н=КП х 1,7,
где Н—количество навоза; КП—количество воздушно-сухого вещества в кормах и подстилке; 1,7—постоянный коэффициент.
Сухие корма (зерно, сено, солома) берут по их массе в натуре. Массу сочных кормов умножают на коэффициенты: картофеля на 0,3, силоса на 0,23, зеленой травы на 0,23, корнеплодов на 0,12.
В зависимости от степени разложения изменяется и масса навоза. Так, масса 1 м куб свежего навоза 300—400 кг, уплотненного 700, полуразложившегося 800, а влажного разложившегося 900 кг.
Хранение навоза—задача сложная Во время хранения надо максимально сберечь и органическое вещество навоза, предотвратив улетучивание в воздух азота и углекислоты и вымывание в почву азота, калия и отчасти фосфора. Биологические процессы в навозе в период хранения регулируют так, чтобы не произошло полной минерализации органического вещества. При разогревании навоза до 70—90°С теряют всхожесть семена сорняков, попавшие в него вместе с соломой и с кормами для животных.
Наиболее правильное хранение навоза достигается в навозохранилищах, устраиваемых в виде неглубоких котлованов, навозных площадок с водоупорной, преимущественно бетонированной, поверхностью. Навоз укладывают плотно, правильными штабелями и в них выдерживают его в течение 3—4 месяцев, а затем 2—3 раза в год (осенью, весной, летом) вывозят на поле'
Типовое навозохранилище, рассчитанное на хранение 300 т навоза, полученного от 100 голов скота за 2,5—3 месяца, имеет дно 9 м шириной и 21 м длиной; штабель навоза укладывают высотой 1,5—2 м.
В хозяйстве могут быть и другие рациональные приемы хранения навоза. Например, складывают его на площадках вблизи удобряемых полей или на осушенных торфяниках, где приготовляется навозно-торфяной компост.
В процессе разложения навоза различают последовательно четыре его стадии: 1) свежий, слаборазложившийся; 2) полуперепревший навоз, теряет— 25% первоначальной массы: 3) перепревший, когда подстилка разложилась и трудно отделима этой стадии он теряет 50% своей массы 4) перегной —рыхлая землистая масса. Для удобрения целесообразнее использовать навоз второй или третьей стадии хранения.
Вывозить навоз непосредственно со скотного двора на поле и использовать в качестве удобрения нежелательно. Такой навоз служит источником засорения полей семенами сорняков и в связи с биологическим поглощением азота может не дать прибавки урожая.
Потери питательных веществ значительно возрастают, если разбросанный на поле навоз тут же не запахивают. В этом случае он высыхает, а аммиак улетучивается. Нельзя надолго оставлять навоз и в малых кучах, так как под влиянием высокой температуры и ветра он теряет аммиак; при дождливой погоде азотистые вещества из него вымываются в почву. Навоз в полевых севооборотах в первую очередь получают озимые или пропашные культуры; там, где озимые сеют по чистому пару, навоз вносят на паровое поле. Если озимые идут после занятого пара, то целесообразнее вносить навоз с осени под яровые парозанимающие культуры; навоз применяют и под яровую пшеницу, которую высевают по чистому пару. Из пропашных культур наиболее высоко оплачивают навоз картофель, сахарная свекла, кукуруза. Специализированные овощеводческие колхозы и совхозы много навоза применяют под овощные растения.
Основное условие применения навоза и других органических удобрений—полная механизация всех работ. Наиболее целесообразным признан отрядный метод. В состав отряда обычно включаются 3—4 разбрасывателя 1-ПГУ-3,5 и РПГУ-2, 0А и один погрузчик ПБ-35, а также трактор с плугом для одновременной заделки удобрений. При комплектовании отрядов следует учитывать местные условия: контурность полей, качество и количество навоза, производительность машин.
Бесподстилочный навоз. Создание крупных животноводческих комплексов вызвало необходимость коренного пересмотра принятых ранее классических методов накопления, хранения и использования навоза. В промышленном животноводстве предусматривается полная механизация и автоматизация работ всего производственного цикла, в том числе и наиболее трудоемкого процесса—удаления навоза. Это возможно при технологии бесподстилочного содержания животных и получении жидкого и полужидкого навоза. Система использования такого навоза предусматривается при создании каждого комплекса с учетом природных условий (продолжительности безморозного периода, типа почвы, рельефа местности, близости водоемов и возможности возделывания кормовых культур).
Четкая организация работ по удалению, хранению и внесению бесподстилочного навоза не только способствует получению ценного высокоэффективного удобрения, но и определяет успешное функционирование всего промышленного комплекса.
Общий выход смеси экскрементов при обычной влажности (90%) определяют по формуле:
Г = С (1- К) х 10,
где Г—годовой выход экскрементов (в т); С—сухое вещество корма (в т); К—средний коэффициент переваримости кормов.
Жидкий навоз необходимо подвергать обеззараживанию, его нельзя использовать для некорневых подкормок овощных культур. Содержание основных питательных элементов в бесподстилочном и обычном навозе существенно не различается. В равных дозах прямое действие на удобряемую культуру жидкого навоза обычно выше, а в последействии слабее, чем подстилочного навоза.
Для удаления навоза наибольшее распространение получила самотечная система. При этом хранение осуществляется путем сочетания прифермских и полевых навозохранилищ, объемы которых зависят не только от размеров комплекса, но и от способа удаления навоза, путей его дальнейшего использования и времени хранения. Имеется несколько схем использования жидкого навоза.
1. Прифермское навозохранилище — цистерна — полевое навозохранилище — цистерна — разбрасыватель — поле.
2. Прифермское навозохранилище—трубопроводная сеть—дождевальная установка — поле.
3. Прифермское навозохранилище—трубопровод—полевое навозохранилище — цистерна — разбрасыватель — поле.
В комплекс машин, используемых для внесения навоза, входят погрузчик-измельчитель ПНЖ-250 и цистерна-разбрасыватель РЖГ грузоподъемностью 5,9 и 17 т. Для полива получила распространение машина ДДН-70.
На лугах и пастбищах максимальная ежегодная доза неразбавленного жидкого навоза на 1 га не должна превышать 60— 80 т, под зерновые — 25—35, картофель — 40—60, кукурузу на силос — 60—80 т.
Навозная жижа. Это удобрение представляет собой жидкие выделения животных, разбавленные водой, применяемой на скотных дворах, атмосферными осадками. За стойловый период от каждой головы крупного рогатого скота можно собрать примерно 2 т жижи. В среднем в ней содержится около 0,1—0,4% азота. и 0,3—0,6% калия. При плохом хранении и сильном разбавлении количество азота и калия уменьшается.
Навозная жижа—ценное азотно-калийное удобрение. Вся навозная жижа, не поглощаемая подстилкой, должна улавливаться в жижесборники и по мере накопления расходоваться на удобрение, или для поливки навоза или торфа в хранилищах, или для приготовления компостов. При удобрении навозной жижей лугов, овощных и технических культур ее разбавляют в 2—3 раза и вносят автожижеразбрасывателями (АНЖ-2) и другими приспособлениями и тотчас заделывают.
Птичий помет очень ценное удобрение, что видно из среднего состава куриного помета (в % на сырое вещество):
Помет можно сушить и молоть. Питательных веществ в высушенном помете примерно в 2 раза больше, чем в сыром.
В среднем за год получается помета от одной курицы 5—6 кг, утки 8—9, гуся 10—II кг. От каждой тысячи кур хозяйство может иметь 5 т сырого помета, в котором содержится 75 кг N, 90 кг Р2О5, 45 кг К2О, 150 кг CaO+MgO.
Азот в свежем птичьем помете находится в устойчивой форме. При длительном хранении влажного помета азот из него может Легко улетучиваться. Теряется он и при промораживании птичьего помета.
Птичий помет—легкоусвояемое удобрение. На гектар его вносят 2—3 т, а при подкормке озимых—только 8—10 ц. При содержании птицы на торфяной подстилке птичий навоз используют в количестве до 10т на 1 га- Его можно вносить также в борозды, гнезда при посадке картофеля, кукурузы, рассады овощных культур.
Торф. В народном хозяйстве торф используется весьма разнообразно. В сельском хозяйстве его широко применяют для подстилки или в качестве удобрения в виде компостов.
Торф различается по условиям образования, характеру слагающей его растительности, а также по степени разложения (минерализации).
Применение хорошо разложившегося низинного торфа в количестве 30—40 т на 1 га дает прибавку (по данным опытных учреждений РСФСР) зерновых 1,8 ц, картофеля 16 ц, капусты 30 ц на 1 га. Однако целесообразнее использовать торф в виде компостов.
Компосты. Это смесь разных органических или органических и минеральных удобрений, в которой во время хранения протекают биологические процессы, способствующие повышению доступности для растений питательных элементов, содержащихся в органических и минеральных компонентах.
Компостирование лучше всего протекает в весенне-летний и летне-осенний периоды. Влажность торфа как компонента компостов допустима 50—70%. Для компостирования с жидкими веществами (фекалиями, навозной жижей) следует использовать более сухой торф. Но чем он суше, тем этот процесс длительнее. Для созревания компоста требуется от 3 до 9 месяцев.
Наиболее распространенным приемом увеличения количества и повышения эффективности органических удобрений служит компостирование торфа с навозом. Для приготовления торфонавозных компостов берут низинный или переходный проветренный торф влажностью 60—70%. При закладке торфонавозных компостов летом (для использования в будущем году) можно взять на 1 часть навоза 2—3 части торфа, в зимнее время соотношение должно быть иное: на 1 часть навоза не больше 1—2 частей торфа. Для обогащения кислого торфа фосфором следует добавлять в компост 2—3% фосфоритной муки (на 1 т компоста 20—30 кг).
Наиболее распространенная техника приготовления торфонавозных компостов состоит в следующем. На выделенной площадке или на части парового поля укладывают параллельно друг другу два вала торфа. Между ними делают валок навоза (в соответствии с принятым соотношением торфа к навозу). Затем бульдозерами перемешивают торф с навозом и образуют один общий валок компоста.
Вносят торфонавозные компосты в тех же дозах, что и навоз преимущественно под сахарную свеклу, картофель, кормовые корнеплоды, кукурузу, однолетние травы. При местном (гнездовом)" внесении дозу снижают до 5—10 т на 1 га.
Аналогично торфонавозному готовят и другие компосты— торфофекальный, торфожижевый, смешанный с использованием различных отходов растительного происхождения, мусора, разных отбросов хозяйства (органического характера). При отсутствии торфа в некоторых случаях, например при использовании свиного навоза, целесообразно его компостировать с дерновой землей, чтобы придать навозу удобное для распределения рыхлое состояние.
Торфоминерально-аммиачные удобрения (ТМАУ). Производство их организовано на некоторых крупных торфяниках в Московской и Ленинградской областях. В получаемом туке содержится органическое вещество с поглощенным азотом, фосфором, калием.
Применяют ТМАУ в дозе от 8 до 20 т на 1 га при сплошном внесении и 3—6 ц при гнездовом, в зависимости от содержания в них азота.
Вопрос о целесообразности и экономичности использования ТМАУ должен быть решен на месте. Как правило, это удобрение лучше применять только при перевозке его непосредственно с завода на поле.
Каких-либо особых преимуществ от смешивания торфа с удобрениями ожидать нельзя.
Зеленое удобрение. Это зеленая масса растений, выращенных для запашки в почву в качестве удобрения. Этот прием называют сидерацией, а растения, возделываемые на удобрение,—сидератами.
Применение зеленого удобрения позволяет внести в почву органическое вещество, выращенное тут же на месте без особых затрат на перевозку. Это органическое вещество обычно легко минерализуется и может служить существенным источником питания сельскохозяйственных культур.
В качестве сидератов чаще всего используют бобовые культуры, способные не только давать высокий урожай зеленой массы, но и усваивать азот из воздуха. Таким образом, зеленое удобрение из бобовых обогащает почву органическим веществом и азотом. В зеленой массе люпина содержится 0,45—0,50% азота. При урожае ее 20 т с 1 га в почву вносится этого элемента около 100 кг. Кроме того, некоторое количество азота и других питательных веществ остается в корнях.
Установлено, что систематическое внесение зеленого удобрения изменяет свойства почвы: повышает содержание гумуса, снижает кислотность, уменьшает подвижность алюминия.
Особый интерес представляет применение зеленого удобрения на песчаных малоплодородных почвах, которые трудно другим путем обеспечить достаточным количеством органического вещества.
Можно применять на зеленое удобрение клевер, вику, бобы, горох, донник, в Средней Азии маш, а также и некоторые небобовые растения (гречиху, горчицу), запахивая зеленую, еще не огрубевшую массу. В орошаемых районах применяют зимние и подзимние посевы сидератов.
Солома. По хозяйственной структуре на многих сельских предприятиях имеются излишки соломы — ценного органического материала. Она содержит 0,5% азота, 0,25% фосфора, 0,8% калия, 35—40% углерода, а также бор, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт. При правильной организации работ соломенную резку, полученную при комбайновой уборке, заделывают на глубину 8—10 см и вносят бесподстилочный навоз. В результате не только повышается содержание питательных веществ в почве, но и улучшаются ее физико-химические свойства и общие условия питания растений.
Прочие источники. С каждым годом возрастает значение как удобрения отходов городского мусора, осадков сточных вод.
Непременным условием их применения является компостирование для разложения органического вещества и дезинфекции, иногда с добавлением торфа, опилок, древесной коры, отходов деревоперерабатывающей промышленности. Последние в настоящее время имеют и самостоятельное значение как органическое удобрение. Эффективность всех этих видов органики и их сочетаний определяется количеством и растворимостью питательных элементов, а также степенью разложения органического вещества с целью дезинфекции. Эти удобрения не уступают навозу.
БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ
Бактериальные препараты непосредственно не служат для питания растений, а лишь способствуют развитию полезных микроорганизмов, которые влияют на питательный режим почвы.
Для приготовления бактериальных препаратов, как правило, берут чистые культуры определенных бактерий, размножают их в какой-либо благоприятной среде и выпускают в виде торфяной массы или сухого порошка с большим содержанием определенных видов бактерий.
В настоящее время вырабатывается и имеет практическое применение главным образом нитрагин, который содержит культуру клубеньковых бактерий, размножающихся на корнях бобовых растений и живущих в симбиозе с ними.
Большинству бобовых культур (клевер, соя, фасоль) присущи определенные специфические расы клубеньковых бактерий. Некоторые расы живут одновременно на нескольких видах растений, например одна и та же раса клубеньковых бактерий пригодна для гороха, вики, чечевицы, бобов. Одна и та же раса бактерий свойственна люцерне и доннику пли люпину и сераделле. Специфичность клубеньковых бактерий устойчива, передается по наследству.
Выпускается несколько видов нитрагина: нитрагин для клевера, нитрагин для люпина, нитрагин для вики, гороха, бобов и т. д. Расфасован нитрагин в стеклянные банки, ящики, рассчитанные на гектарную (или больше) норму семян.
Нитрагин усиливает активность клубеньковых бактерий, уже имеющихся в почве, специфичных для культур, давно возделываемых в данной местности. Разные расы клубеньковых бактерий обладают неодинаковой активностью, поэтому важно подобрать такие штаммы бактерий, которые лучше фиксируют азот.
Семена обрабатывают нитрагином (нитрагинизация, или инокуляция) перед самым посевом в закрытом помещении или в тени, так как на солнце бактерии в препарате погибают. Положенное количество нитрагина высыпают в чистую посуду, размешивают в воде из расчета 10 стаканов воды на 100 кг семян и полученной болтушкой обливают семена, тщательно их перемешивая.
Если семена нуждаются в протравливании химическими препаратами, то его проводят не меньше чем за месяц до посева, а непосредственно перед посевом обрабатывают семена нитрагином. Предпосевную обработку семян удобрениями, например молибденом, бором, можно совмещать с нитрагинизацией.
Глава
VIII
ИЗВЕСТКОВАНИЕ И ГИПСОВАНИЕ
Известкование кислых почв. Внесение извести оказывает многогранное и длительное влияние на плодородие кислых почв. В результате реакции нейтрализации, обменных превращений и снижения подвижности алюминия, железа, марганца резко уменьшается кислотность почв. Увеличение содержания кальция приводит к улучшению не только физико-химических, но и физических (водных и воздушных) свойств почвы.
Известкование значительно улучшает фосфорное и ослабляет калийное питание растений. Это обычно учитывается при внесении фосфорных и калийных удобрений.
Следствием положительного действия извести является улучшение условий для развития полезной микрофлоры в почве (нитрификаторов, клубеньковых бактерий, свободноживущих фиксаторов азота атмосферы клостридиум), благодаря чему заметно улучшается азотное питание растений. В то же время подавляется активность грибной флоры, в том числе и вредных паразитирующих форм. В результате оптимизации условий корневого питания растений на известкованных почвах улучшается качество продукции всех сельскохозяйственных культур.
При известковании значительно возрастает общая кормовая ценность урожая культурных сенокосов и естественных лугов и пастбищ в первую очередь за счет количества бобовых компонентов и ценных злаковых трав, во-вторых, за счет увеличения количества азота, кальция, фосфора в растениях.
Следует, однако, учитывать различную реакцию отдельных культур на известкование. К культурам, наиболее чувствительным к кислотности почвы и положительно отзывающимся на известкование, принадлежат люцерна, клевер, свекла (сахарная, столовая, кормовая), капуста, горчица, ячмень. К культурам второй группы по отзывчивости на известкование относятся горох бобы, пшеница, кукуруза.
Следует выделить также культуры, нуждающиеся в известковании при условии внесения умеренных доз извести и равномерного ее распределения. Сюда относятся лен-долгунец, картофель, люпин. На почвах, излишне удобренных известью, наблюдается опадение головок льна, снижение качества волокна. Картофель на переизвесткованных почвах заболевает паршой. Особенно опасно неравномерное внесение извести.
Под лен и картофель желательно вносить известь со значительным содержанием магния, например доломитизированные известняки (тонкоразмолотые), и применять борные удобрения.
Известно много признаков, по которым можно установить необходимость известкования, его очередность и даже дозу извести. Однако значительно точнее потребность в известковании определяют химическим методом.
В лабораториях нуждаемость почв в извести можно определить по величине рН солевой вытяжки, обменной и гидролитической кислотности, степени насыщенности почвы основаниями.
Наиболее распространен метод установления потребности почвы в извести с помощью показателя рН солевой (КС1) вытяжки из почвы. Считается, что при рН 4,5 и менее потребность в извести высокая, при рН 4,6—5 средняя, при рН 5,1—5,5 слабая, при рН выше 5,5 в большинстве случаев отсутствует.
Дозы извести (в т СаСОз на 1 га) на основании определения рН солевой вытяжки с учетом механического состава почвы определяют по таблице (табл. 16)'
Для известкования кислых подзолистых почв применяют различные известковые удобрения. Это прежде всего известняковая и доломитовая мука промышленного производства, а также используемые в меньших количествах отходы промышленности (сланцевая зола, цементная пыль, шлаки, дефект) и местные известковые материалы (мергель, мел, известковые туфы, озерная известь). Нейтрализующая способность этих удобрений существенно изменяется в зависимости от содержания и качественного состояния основного действующего вещества карбоната кальция (СаСОз) и количества соединений типа карбонатов и гидроокисей других щелочных металлов.
Исследованиями доказано и многолетней практикой подтверждено, что эффективность известкования зависит не только от дозы извести и вида известковых удобрений, но и от тонины их помола и равномерного распределения по площади. Поэтому в последние годы широкое распространение получили известковые материалы с частицами размером меньше 0,25 мм и низкой влажностью (0,2—0,5%). Для их использования разработана полностью механизированная система погрузки, разгрузки и внесения. Она включает вагоны-цементовозы, специальные автомобильные разбрасыватели (Аруп-8) и автоцементовозы. Нейтрализующее действие в почве известковых материалов грубого помола более растянуто. Применение их осуществляется почти всеми типами машин для внесения минеральных удобрений.
Наиболее интенсивное действие извести на свойства почвы, а следовательно, и на урожай сельскохозяйственных культур наблюдается в течение первых десяти лет, затем постепенно затухает, но остается достаточно ощутимым в течение весьма длительного времени.
На песчаных почвах, бедных поглощенными основаниями, наиболее эффективно применение известковых материалов, содержащих магний—доломитов и доломитизированных известняков.
Поскольку известь длительно действующее удобрение, ее можно вносить, не приноравливаясь к той или другой культуре севооборота, в любое время: осенью после уборки урожая, летом в пару, весной (перед культивацией) и даже зимой по мелкому снегу.
Выгодно вносить известь ближе к посевам клевера, люцерны (например, под покровную культуру), поскольку эти культуры очень быстро отзываются на известкование. В этом случае заделывать известь можно или под вспашку с осени, или под культивацию весной.
Таблица 15
Дозы извести (СаСО3) в зависимости от рН солевой втяжки и механического состава почвы в т СаСО3 на 1 кг
Гипсование солонцов. Внесение гипса на эти почвы, особенно в сочетании с глубокой вспашкой и применением навоза, дает очень большой эффект. Например, в опытах почвенной лаборатории АН УССР гипс в дозе 4—6 т на солонцеватых черноземах оказывал действие на все культуры ротации севооборота в течение более 10 лет. Гипсование повышало урожай озимой пшеницы, сахарной свеклы и ячменя в 1,5—2 раза.
На корковых солонцах действие гипса еще выше, на участках, где его не вносили, урожая многих культур совсем не было. Сильное влияние гипсование оказывает на люцерну. Этот прием в зоне орошения необходимо сочетать с поливами при условии дренирования солонцов и отвода промывных вод. Дозу гипса на засоленных почвах рассчитывают по содержанию в почве поглощенного натрия.
Глава
IX
СИСТЕМА УДОБРЕНИЯ
Система удобрения—это комплекс организационно агротехнических мероприятий для получения запланированных урожаев и непрерывного повышения плодородия почвы с помощью различных удобрительных средств.
Комплекс включает не только теоретическое обоснование размещения видов удобрений в севообороте и творческое практическое осуществление этих разработок, но и экономически обоснованную организацию мероприятий, связанных с заготовкой, хранением, транспортировкой и внесением удобрений. Без научна обоснованной и четко разработанной с учетом реальных возможностей хозяйства системы удобрения не приходится говорить о получении высоких и устойчивых урожаев.
Поскольку практически нет двух хозяйств с одинаковыми возможностями, то не может быть и единой системы удобрения. Общими остаются основные требования к ее построению, которые следует учитывать.
1. Направление развития и перспективы интенсификации хозяйства, а также реальный уровень его химизации, необходимость и возможность применения органических удобрений, извести, гипса и т.д.
2. Климатические и почвенные условия хозяйства.
3. Биологические особенности возделываемых культур и планы по их урожайности.
4. Наличие результатов опытов по изучению действия удобрений в хозяйстве или близлежащих исследовательских учреждениях.
В правильно составленной системе удобрения предусматривается получение прибавки урожая не только за счет прямого действия, но и последействия вносимых удобрений.
Основное звено системы—полное использование в условиях хозяйства всех источников накопления местных органических удобрений и в первую очередь навоза.
В условиях кислых подзолистых и торфяных болотных почв важнейшей составной частью общего комплекса будет известкование. Важно учесть, чтобы возделывание требовательных к реакции среды культур по севообороту совпадало с наибольший ' действием извести.
Необходимый элемент системы удобрения—составление баланса питательных веществ. Подсчитывают, сколько вынесут планируемые урожаи азота, фосфора, калия, сколько питательных элементов будет восполнено заделкой навоза, сколько азота оставят в почве многолетние и однолетние бобовые, сколько потребуется минеральных удобрений. Следует иметь в виду, что на почвах, бедных органическим веществом, для получения высоких урожаев должен быть обеспечен бездефицитный баланс азота, т. е. все его количество, выносимое растениями, за вычетом поступающего с навозом и накапливаемого бактериями, должно быть дано с минеральными удобрениями. Только на почвах, богатых органическим веществом, особенно в севооборотах с паровым полем, можно рассчитывать на мобилизацию некоторого количества азота почвы.
Для поддержания баланса фосфора необходимо, чтобы и почве был создан необходимый уровень содержания фосфатов, лишь тогда можно вносить фосфорные удобрения по выносу их планируемыми урожаями. На почвах, бедных подвижными фосфатами, и при отсутствии возможности создать их запас внесением удобрений всегда есть риск не получить планируемого урожая.
При ограниченном количестве фосфорных удобрений исключительную роль играет внесение их в рядки при посеве зерновых, гороха, гречихи и др. или в борозды при посадке картофеля в дозе 10—20 кг P2O5 на 1 га.
Калийные удобрения в большинстве случаев вносят с учетом потребности культур в них и возможной мобилизации калия из почвы.
При проектировании системы удобрения предусматривают не только дозы и виды, но и формы удобрений, размещение их под отдельные культуры, время и способы внесения.
Установлено, что внесение калийных удобрений и особенно фосфорных в запас (на два-три года) дает такой же результат, как и ежегодное их применение. Поэтому фосфорные и калийные удобрения могут быть внесены в повышенной дозе с расчетом использования несколькими культурами.
Система удобрения рассчитывается на различную насыщенность севооборотов удобрениями: на ближайшее время и на перспективу. Для севооборотов животноводческо-зернового направления и кормовых севооборотов можно ориентироваться на такую насыщенность удобрениями.
Общее количество минеральных удобрений в стандартных туках в первом варианте составит 2,5—4,5 ц, во втором—6,7— 10 ц на 1 га. В первом варианте можно получить урожайность 20—30 ц, во втором—50—60 ц кормовых единиц с 1 га.
Таблица 16
Примерная насыщенность удобрениями
(навоз - в т на 1 га, минеральные удобрения - в кг действующего
вещества на 1 га)
Глава
X
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ДОЗ УДОБРЕНИЙ
Классическим методом определения реакции культур в конкретных условиях на изменение дозы тех или других минеральных удобрений является полевой опыт. Однако подъем в последние годы уровня химизации и гибкость системы севооборотов обусловливают необходимость более быстрого расчета доз удобрений. Достаточно надежной основой для такой работы являются данные агрохимической службы.
Безусловно прогрессивными являются методы расчета доз, основанные на обработке большого массива исходных данных по каждому полю с помощью ЭВМ. Так, для многих районов разработаны и широко применяются способы расчета по системе «Радоз». Разработка на ЭВМ планов применения удобрений в хозяйствах позволяет быстро учесть влияние большого числа факторов в их взаимосвязи, поскольку в основе программы заложены экспериментальные данные научно-исследовательских учреждений.
Имеющиеся в каждом хозяйстве данные агрохимического обследования почв на содержание фосфора, калия и величину кислотности с успехом можно использовать для расчета доз удобрений. За основу при этом принимают средние дозы и соотношения элементов питания, рекомендуемые под те или иные культуры местными научными учреждениями. Например, в данной зоне под кукурузу рекомендуется вносить 60 кг азота (N), 60 кг фосфора (Р2О5) и 90 кг калия (К2О). В зависимости от плодородия почвы эту дозу уточняют. Так, при низкой или очень низкой обеспеченности фосфором его дозу увеличивают соответственно в 1,5 или 2 раза, а при повышенной обеспеченности этим питательным веществом ее снижают в 1,5 раза, при высокой совеем не вносят фосфор. Такой же расчет делают и по калию: при низкой обеспеченности почвы подвижным калием рекомендуемую среднюю дозу увеличивают, а при повышенной снижают.
Некоторые местные опытные учреждения и агрохимлаборатории дают специальные поправочные коэффициенты к рекомендуемым дозам на различную степень обеспеченности почвы подвижными соединениями питательных веществ. Они могут быть положены в основу расчета доз удобрения.
Другая группа методов расчета доз основана на определении величин выноса питательных элементов урожаем. Известно что в состав растений входит очень много химических элементов (свыше 60). Однако к безусловно необходимым относятся семь элементов: азот, фосфор, калий, сера, железо, кальций, магний. Кроме того, для получения высокого урожая обычно требуется обеспечить растения в небольшом количестве еще микроэлементами, такими, как бор, марганец, молибден, медь, цинк.
В среднем в урожаях сельскохозяйственных культур содержится относительно устойчивое количество основных питательных веществ. В значительных количествах растения потребляют кальций и магний. При уровне урожайности зерновых 20—30 ц с 1 га они выносят из почвы от 20 до 40 кг кальция (СаО) и почти столько же магния (Mg0), а бобовые травы и овощи потребляют кальция в 10 раз больше, чем зерновые. Много выносят растения и серы (от 15 до 75 кг на 1 га). Микроэлементы используются растениями в значительно меньших количествах. Например, зерновые выносят бора (В) от 21 до 42 г на 1 га, марганца (Мn) 200—300 г, цинка (Zn) 300 г, меди (Си) от 25 до 160 г на 1 га.
Таблица
Вынос питательных веществ урожаем основных культур
* Вынос приводится на 1 т товарного урожая зерна, сена и на 10т корне-клубнеплодов и силосной массы с соответствующим количеством нетоварной массы (соломы, ботвы и пр.). Данные по выносу могут значительно отклоняться от указанных средних величин.
Эффективность удобрений подчиняется закону минимума, а также законам равнозначности и незаменимости факторов жизни растений. Поэтому при научно обоснованной системе питания растений требуется учитывать нуждаемость их во всех питательных веществах и других факторах роста растений.
В практике в подавляющем большинстве случаев возникает необходимость внесения трех основных элементов: азота, фосфора и калия. Однако со временем, в особенности на песчаных, торфяных, карбонатных и также переудобренных (зафосфаченных) почвах, может возникнуть необходимость применения микроэлементов.
Имеется много методов расчета доз по выносу. Ряд методов основан на учете выноса питательных веществ всем урожаем. Так, часто, особенно для почв с низким плодородием, применяется метод, когда доза удобрений устанавливается из расчета выноса элементов питания планируемым урожаем с учетом коэффициентов использования питательных веществ удобрений для разных условий в пределах: азотных 40—60%, фосфорных 10—25, калийных 40—60%.
Существует также способ установления доз, основанный на расчете количества удобрений, необходимого для получения прибавки к урожаю, который можно получить в данных условиях без внесения удобрений. Например, на участке можно вырастить без удобрений урожай озимой пшеницы 20 ц с 1 га. При плане 40 ц с 1 га разницу в урожае надо получить за счет использования удобрений. Для дополнительного урожая потребуется 94 кг азота, 24 кг фосфора и 36 кг калия. С учетом соответственно коэффициентов использования питательных веществ 50, 20 и 50% получим, дозы удобрений, равные 188 кг N, 120 кг P2O5 и 72 кг K2O на 1 га.
При планировании доз минеральных удобрений необходимо учитывать и вносимые органические удобрения, рассчитав их действие также по содержанию питательных веществ. В 1 т хорошего навоза в среднем 5 кг азота, 2,5 кг P2O5 и 6 кг K2O В первый год действия навоза из него используется азота 25%, фосфора 40 и калия 60%.
При использовании этих методов следует учитывать возможность увеличения доз удобрений для повышения почвенного плодородия.
Наиболее правильно определять дозы удобрений несколькими различными методами. Дополняя друг друга, такие расчеты. исключают возможность ошибок.
Для достижения высокой эффективности минеральных удобрений они должны быть внесены в рекомендуемые сроки и равномерно распределены по полю. Различают три способа использования удобрений: основное (допосевное), припосевное, подкормка.
Основную массу удобрений вносят, как правило, в зону распространения преобладающей массы корней. Поэтому под яровые культуры фосфорные и калийные удобрения вполне могут быть заделаны с осени под вспашку. Однако можно вносить эти
удобрения и весной под культивацию, но на достаточно большую глубину. Более подвижные азотные удобрения можно использовать под яровые культуры весной, аммиачные формы и с осени. Под озимые основную массу удобрений вносят под последнюю перед посевом обработку почвы.
В качестве припосевного удобрения широко применяют гранулированный суперфосфат, сложные гранулированные удобрения. Вносят их в дозе 10—20 кг действующего вещества на 1 га комбинированными зернотуковыми сеялками или специальными приспособлениями к высевающим аппаратам, устанавливаемым на кукурузных сеялках, картофелесажалках, овощных и травяных сеялках.
Удобрения применяют и в подкормку. Наиболее оправдана ран няя весенняя подкормка озимых азотными удобрениями. Ее чаще всего выполняют с помощью сельскохозяйственной авиации. Подкармливают и другие культуры. Так, хлопчатник удобряют за вегетацию несколько раз. Подкормка яровых неорошаемых культур оказывает положительное действие только в зоне избыточного увлажнения.
Иногда, например, для повышения содержания белка в зерне проводят некорневые подкормки минеральными удобрениями в фазе колошения растений и налива зерна.
Природные и особенно искусственные пастбища подкармливают азотными удобрениями как рано весной, так и после каждого укоса.
Равномерность рассева минеральных удобрений достигается правильной установкой и регулировкой туковысевающих агрегатов.
6Применение удобрений в должной системе при научно обоснованном сочетании их доз и форм, обеспечивающее получение запланированных урожаев и повышение плодородия почвы, важнейший путь повышения производительности сельскохозяйственного производства.
