Національний науковий центр "Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського",
Досліджено водно-фізичні властивості, морфологічні та просторові особливості плужной підошви. Найбільш надійно наявність плужной підошви в кореневмісному шарі діагностується макро- і мікроморфометріческі за параметрами складання, а також з питань сталого зменшення межагрегатной пористості і діапазону активної вологи. Плугова підошва не має сплошности, її поява в профілі грунту залежить від гранулометричного складу і зволоження і, як правило, приурочене до знижених, більш зволоженим, елементам мезорельефа. Середньо-і важкосуглинисті грунту в більшій мірі схильні до утворення плужної підошви. Сучасна система землеробства сприяє просуванню переущільнення вглиб профілю грунтів. Площа контурів з плужной підошвою в розорювати поле змінюється в широких межах. Основними причинами несприятливих фізичних властивостей підорного шару в ріллі є: природне ослаблення грунтоутворювального процесу в цьому шарі, що виявляється в гальмуванні агрегації, і залишкові явища багаторічного тиску мобільних машинно-тракторних агрегатів. Усунути плужную підошву пропонується шляхом періодичного глибокого чизелевание із застосуванням технології точного землеробства.
Відповідно до критеріїв ФАО, які використовуються для визначення порівняльного потенціалу продуктивності грунтів світу, оптимальна глибина кореневого шару для більшості культур повинна бути в межах від 40 до 70 см [21]. У профілі дуже багатьох розорювати грунтів для розвитку коренів в глибину є перешкоди природного або антропогенного походження. Це або неглибоко залягають щільні іллювіальниє горизонти, або плужна підошва, про яку відомо, що вона формується при оранці на одну і ту ж глибину за рахунок надзвичайно високих тисків в зоні контакту леза плуга з грунтом [4]. Якщо для грунтів з диференційованим будовою профілю давно і добре відомі прийоми поглиблення орного шару з одночасним його окультуренням [15, 17, 18], то про способи подолання плужной підошви відомо набагато менше. Для усунення плужной підошви зазвичай рекомендується чергувати глибину основного обробітку або використовувати чизель [3]. Однак у виробничих умовах чизелевание підорного шару здійснюється лише при близькому заляганні до поверхні ущільненого іллювіального горизонту в підзолистих або солонцюватих грунтах, а також на еродованих схилах, залучених в ріллю.
Незважаючи на вжиті профілактичні заходи, ущільнена прошарок на кордоні між
орним і підорним шарами присутній практично завжди. На жаль, про властивості плужной підошви і про шкоду, яка вона завдає родючості грунтів і врожаю, відомо мало. Спираючись на зібрані нами дані, можна стверджувати, що якщо твердість в плужной підошві перевищує 35-40 кгс / см2, ріст коренів в глибину обмежується. Це означає, що при такій твердості зменшуються адаптивні можливості культур, особливо в умовах нестачі доступною грунтової вологи. Отже з плужной підошвою слід боротися не тільки профілактичними засобами, а й за допомогою глибокого розпушування.
Мета статті - дати характеристику будови і фізичних властивостей плужной підошви, встановити просторову неоднорідність її властивостей на прикладі конкретних полів полісся, лісостепу і степу, а також сформулювати вказівки для її розпушування в системі точного землеробства.
МЕТОДИ І ОБ'ЄКТИ
Таблиця 1. мікростроенія агрегатів і порового простору орного шару і плужной підошви в чорноземних грунтах
Варіант коефіцієнт оформ-лінощів * поряд-ковость співвідношення агрегатів високого і низького порядків (в 20 випадково обраних об'єктах) видимі в шліфах стандартної товщини,% кількість неагрегірованного матеріалу в порах розміром 0.05 мм,% ставлення видимих межагрегатних пір до внутрішньо-агрегатним
Чорнозем типовий потужний середньосуглинистих (Сумська обл.)
Орний шар Плугова підошва
Орний шар Плугова підошва
12. 8 (> 4 /<4) 15. 5 (>4 /<4)
Чорнозем звичайний важкосуглинисті (Дніпропетровська обл.)
15. 5 (> 4 /<4) 17. 3 (>4 /<4)
Чорнозем південний важкосуглинисті (Херсонська обл.)
Орний шар 0.10-0.15 2 15. 5 (> 2 /<2) 14 50 2.00
Плугова підошва <0.10 2-4 16. 4 (>3 /<3) 10 25 1.00
* По Уейделлу-Кухаренко, по відношенню до еталону при рівноважної щільності складення [1]. ** Помилка середнього арифметичного в межах 5-15% при числі вимірів в шліфах 10-20.
включає інформацію про грунтах Полісся (дерново-підзолистих в різній мірі оглеєних глинисто-піщаних і супіщаних), лісостепу (чорноземах типових, чорноземах опідзолених, сірих лісових опідзолених грунтах легко-і середньосуглинистих) і степу (чорноземах звичайних, чорноземах південних, темно-каштанового і каштанових важкосуглинистих і глинистих) відповідно до грунтової картою 1. 750000, легенда якої налічує 40 видів грунтів. В роботі також використовували результати досліджень мікроморфологічного будови грунтів [7]. Просторову неоднорідність фізичних властивостей у плужной підошві досліджували на трьох полях полісся (Волинська і Чернігівська обл. Об'єкти Романів, Колки та Ведильці), двох полях лісостепу (Харківська обл. Об'єкти Коротич і Комунар) і поле степу (Донецька обл. Об'єкт Донецьк). Ґрунтовий покрив полів - переважно типовий для зон - відповідно дерново-підзолисті оглеєні, чорноземи типові і темно-сірі ґрунти, чорноземи звичайні. Розмір полів від 11 до 105 га. Програма польових робіт включала визначення основних індикаторних властивостей, використовуваних для планування точної обробки: структурного складу, щільності складення, твердості, вологості ґрунтів в орному і подпахотном шарах і врожаю відповідно методом Саввинова в 3-кратною повторності, Качинського в 5-кратної повторності кільцями об'ємом 100 см3, методом Ревякіна в 10-кратної повторності та метрівці в 5-кратної повторності. У польових умовах закладали регулярну мережу елементарних де-
лянок 5 х 5 м з розрахунку 1-2 ділянки на 1 га. Обробку даних здійснювали геостатистичного методом з визначенням основних параметрів, 2D- і 3D-діаграм.
РЕЗУЛЬТАТИ І ОБГОВОРЕННЯ
Макро- і мікроморфологічного особливості будови плужной підошви. У польових умовах ущільнення грунту на переході між орним і підорним шарами виявляється зі зміни твердості (яка встановлюється за допомогою ножа або Мікротвердоміри), формі структурних окремо-стей і наявності коренів. Перепад в твердості може досягати 0.5-5 кгс / см2, агрегати в плужной підошві мають неправильну кутасту або пластинчасту форму, кількість коренів зменшується, і вони стають тоншими.
У мікроморфологічного щодо характерні зміни в плужной підошві зазнають агрегати і поровий простір (табл. 1). Порядковість агрегатів у порівнянні з орним шаром кілька зростає, але, швидше за все, це неправдиві агрегати, так як їх водостійкість в даному шарі зменшується. Зменшується також оформленість агрегатів, вони ще більше віддаляються від типової для чорноземів ізометричної кулястої форми. Як зазначено раніше [7], разом з втратою округлості агрегатів знижується їх водостійкість.
Обсяг порового простору і загальна протяжність великих пір в плужной підошві зменшуються за рахунок межагрегатной пористості.
Таблиця 2. Водно-фізичні властивості чорнозему південного в кореневмісному шарі
0-10 0.93 / 64 11.0 71/58 6.4 12.5 31.6 10.5
10-20 1.10 / 58 15.0 68/59 5.5 16.3 23.5 11.4
27-37 1.26 / 52 30.4 63/52 3.6 21.6 16.5 22.5
40-50 1.46 / 45 49.1 55/52 2.0 20.5 11.4 35.0
50-60 1.36 / 49 53.9 53/50 0.5 13.7 13.3 27.8
60-70 1.40 / 46 65.0 - / - 0.3 9.2 12.2 23.6
* Коріння відмиті з використанням ультразвукової обробки зразків [11]. ** У кільцях об'ємом 50 см3 в 5-кратної повторності.
Структурний склад і водно-фізичні властивості ґрунтів в плужной підошві. Порівняємо водно-фізичні властивості чорнозему південного тяжелосуглинистого (Миколаївська обл. Ново-Одеський госсортоучасток) в орному шарі і в плужной підошві. На варіанті досвіду, де був закладений розріз, протягом 18 років здійснювалася оранка на 25-27 см. У результаті приблизно на глибині 27-37 см сформувалася плужна підошва. Її присутність легко встановили за результатами макроморфоло-ня спостережень в розрізі і підтвердили при проведенні вимірювань водно-фізичних і деяких інших властивостей (табл. 2). Погіршення фізичних, водних і фізико-механічних властивостей на цій глибині позначається на сприйнятті вологи атмосферних опадів, її проникнення в глиб корнеобітаеомого шару і, в кінцевому підсумку, на зростанні і розвитку рослин.
Наявність плужной підошви і погіршення внаслідок цього фізичних властивостей і порового простору відзначається практично у всіх розорювати грунтах на цій глибині (табл. 3). Примітно, що в чорноземах типових і звичайних, в яких відсутня диференціація грунтового профілю і величина щільності складення істотно менше, погіршення зазначених властивостей проявляється ясніше, ніж у по
Для подальшого прочитання статті необхідно придбати повний текст. Статті надсилаються в форматі PDF на зазначену при оплаті пошту. Час доставки становить менше 10 хвилин. Вартість однієї статті - 150 рублів.