Г.А. Зайцева

ФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет», г. Мичуринск, Россия

Введение

Растения при своем развитии нуждается в питательных веществах, в воде, воздухе и тепле. Та почва, которая способна удовлетворить эти запросы культурного растения, и будет плодородной [2, 3]. Почва, как и всякое физическое тело, обладает рядом физических свойств, которые определяют ее специфические физические свойства: структуру, общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства.

Объекты и методы исследований

Целью наших исследований последних 9-ти лет (2001-2009 гг.) является сравнительная оценка водно-физических свойств и содержания элементов питания в черноземе выщелоченном и лугово-черноземной почве типичных агрофитоценозов. В данной работе представлены отдельные результаты, полученные в 2007-2008 гг. Опыт был заложен в полевом агрофитоценозе учебно-производственного хозяйства ФГОУ ВПО «Мич-ГАУ» Мичуринского района Тамбовской области – учхозе «Роща».

Целью конкретных исследований являлось изучение изменения общих физических свойств под воздействием минеральных удобрений.

В задачи конкретных исследований входило:

-    определение общих физических свойств;
-    установление влияния данных показателей на плодородие почвы. Объекты исследований – лугово-черноземная почва. Методика исследований. В исследованиях применялись общепринятые методики по определению общих физических свойств [4].

Результаты исследований и их обсуждение

К числу общих физических свойств относят плотность твердой фазы, плотность почвы, пористость (скважность). Различные типы почв и даже отдельные почвенные горизонты имеют разную плотность твердой фазы: минеральные почвы – 2,4-2,8, бедные органическим веществом – 2,65-2,7 и торфяники – 1,4-1,8 г/см3. Плотность почвы изменяется по почвенным горизонтам, увеличиваясь с глубиной профиля. Плотность минеральных почв изменяется от 0,9 до 1,8 г/см3. На изменение плотности почвы большое влияние оказывает механическая обработка. Для большинства культурных растений оптимальная плотность 1,0-1,25 г/см3. Отклонение от оптимальной величины плотности в любую сторону приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Не менее важным фактором является пористость почвы. Она достигает наибольших величин в верхних, гумусовых, горизонтах и составляет 55-70%.

Основными показателями, характеризующими общие физические свойства, являются коэффициент водопрочности (Кв.) и коэффициент структурности (Кст.), которые служат оценочными показателями свойств почвы. Общие физические свойства и их влияние на плодородие почвы – важный, а иногда и решающий фактор формирования урожая сельскохозяйственных культур и эффективности различных приемов их возделывания (табл. 1).

Анализ общих физических свойств исследуемой почвы показал, что средние ее показатели колеблются в узких пределах.

Верхние горизонты почвенного профиля, содержащие больше органического вещества, лучше оструктуренные, подвергающиеся рыхлению, имеют более низкую плотность. В пахотном горизонте пределы колебаний плотности почвы составили – 0,94-0,96 г/см3. По бонитировочной шкале почв Тамбовской области плотность лугово-черноземной почвы рыхлая и равна 10 баллам. На плотность почвы основное влияние в нашем регионе оказывает характер её обработки, вид возделываемых культур и величина содержания гумуса.

Плотность твердой фазы находится также в пределах оптимальной нормы и составляет 2,13-2,52 г/см3.

По мнению А.Д. Воронина, структура почвы тесно связана с пористостью. Благоприятное соотношение пор обеспечивает оптимальные условия водного и воздушного режимов почв, способствует поступлению в почву необходимого количества кислорода и удалению из почвы углекислого газа. Общая пористость исследуемой почвы колеблется в пределах 55-63%. Непрерывная распашка почв приводит к сильному разрушению структуры пахотного слоя. В связи с этим большое значение приобретает коэффициент водопрочности, который может колебаться в различных пределах в зависимости от состояния почвы.

Таблица 1 - Общие физические свойства в пахотном горизонте лугово-черноземной почвы (2007 г.)

В лугово-черноземной почве коэффициент водопрочности составляет 27-41%, такой значительный разрыв в водопрочности агрегатов по полям севооборота говорит о сильном воздействии на пахотный слой почвы почвообрабатывающих орудий. Коэффициент структурности в исследуемой почве незначительно колебался и составлял 0,87-0,9. Общие физические свойства исследуемой почвы влияют на почвенные процессы и режимы и, соответственно, на урожай сельскохозяйственных растений. Воздействуя на почву различными агроприемами, возможно значительно улучшить ее агрономические свойства и тем самым сохранить или увеличить плодородие почвы.

Экспериментальные данные нашей работы подтверждаются выводами многих ученых [1] об ухудшении водно-физических и агрохимических свойств черноземных почв и их деградации в связи с антропогенным воздействием. Изменение физических свойств в лучшую сторону может быть достигнуто в результате агротехнического, химического и биологического воздействия. В качестве таких действий использовалось применение минеральных удобрений в подкормку (1 ц/га нитроаммофоски + 2 ц/га мочевины). В результате этого были заметны изменения в свойствах исследуемой почвы (табл. 2).

Таблица 2 - Общие физические свойства в пахотном горизонте лугово-черноземной почвы (2008 г.)

В результате вышеперечисленных действий произошли заметные, в сторону улучшения, изменения общих физических свойств.

На лугово-черноземной почве значительно улучшились коэффициенты структур¬ности и водопрочности, что говорит об улучшении структурно-агрегатного состава. Зна¬чения коэффициента структурности колебались в пределах 0,94-1,28, а коэффициента водопрочности в пределах 47,4-50,8%, что в 1,3 раза выше по сравнению с предыду¬щим годом. Значения общей пористости также увеличились и составляли 63,1-65,1%, что по оценочной шкале Качинского соответствует оценке «отлично». Плотность твер¬дой фазы почвы составляет 2,59-2,72 г/см3, что говорит об увеличении минерализации данной почвы. Остальные показатели качества данной почвы претерпели незначитель¬ные изменения.

Выводы

Таким образом, длительное использование почв сопровождается разрушением структурно-агрегатного состава, ухудшением физических и химических свойств, не¬большим снижением гумуса. Поэтому проведение комплекса мероприятий, включающих применение минеральных удобрений, значительно улучшает почвенные свойства, по¬вышает плодородие и, как следствие, урожайность сельскохозяйственных культур.

Литература

1.    Ахтырцев А.Б., Адерихин П.Б., Ахтырцев Б.П. Лугово-черноземные почвы центральных областей Русской равнины. – Воронеж: Изд-во ВГУ. 1981. – 176 с.
2.    Качинский Н.А. Почва, ее свойства и жизнь. – М.: Изд-во АН СССР, 1956. – 349 с.
3.    Листопадов И.Н. Плодородие почвы в интенсивном земледелии / И.Н. Листопадов, И.М. Шапошникова. – М.: Россельхозиздат, 1984. – 205 с.
4.    Практикум по почвоведению / Под ред. И.С. Кауричева. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986. – 336 с.

Источник - ВЕСТНИК МИЧГАУ, научно-производственный журнал, 2010, № 1,  Печатная версия.