Влияние приемов основной обработки на пищевой режим черноземных и каштановых почв СССР

Большим количеством исследований установлено, что содержание усвояемых соединений азота и отчасти фосфора в почве с глубиной уменьшается. На основании этого делается вывод, что главным источником обеспечения питательными веществами растений является пахотный слой почвы. Между тем рассмотренные выше данные показывают, что общие запасы азота, фосфора и калия при переходе от пахотного к подпахотному слою изменяются весьма незначительно. Следовательно, задача сводится к тому, чтобы малоподвижные соединения подпахотного горизонта перевести в более деятельное состояние и использовать их для питания растений. Важность решения этой задачи усиливается еще и тем, что в самом верхнем слое (0—10 см) усвояемые вещества не всегда могут быть использованы из-за недостатка влаги.

Косвенным показателем мобильности питательных веществ почвы является заселенность ее микроорганизмами.

Исследования Института микробиологии АН СССР, проведенные на обыкновенном черноземе, показали, что количество всех видов микроорганизмов резко падает с глубины 30 см. Их количество уменьшается также в послеуборочный период, что объясняется большей иссушенностью почвы в это время. Последнее подтверждается и тем, что в раннелетний период, когда еще имеется достаточный запас влаги в верхнем слое почвы, максимум микроорганизмов сосредоточивается в слое 0—20 см, а после уборки, когда самый верхний слой становится наиболее иссушенным, максимум микроорганизмов перемещается на глубину 10—30 см, где, по-видимому, сохраняется более высокая влажность. Однако заселенность почвы микроорганизмами может существенно изменяться под воздействием приемов и глубины вспашки почвы.

На Краснокутской опытной станции (каштановые почвы) количество аммонифицирующих бактерий на пару в слое 20—35 см при вспашке на 35 см было в 10—20 раз больше, чем при вспашке на 20 см.

В работах Института масличных культур в посевах клещевины в среднем из четырех наблюдений за лето в слое 0—25 см было следующее количество аэробных бактерий (в млн. штук на 1 г почвы): при вспашке на 25 см — 60,1; на 25 см с почвоуглублением на 10 см — 97; на 35 см — 237; соответственно-аммонифицирующих бактерий было 3,6; 9,0; 7,9.

При глубокой вспашке самый верхний слой (0—10 см), богатый питательными веществами, переносится глубже, где обеспеченность влагой более устойчива, в силу чего полнее будут использоваться и питательные вещества.

Глубокое рыхление, улучшая аэрацию, должно способствовать более интенсивному развитию процесса нитрификации в более глубоких слоях почвы.

Наблюдения над питательным режимом, проведенные нами на Безенчукской станции, подтвердили преимущество глубокой вспашки. В среднем за четыре года содержание нитратов на зяби весной в слое 0—20 см при глубокой вспашке было выше на 17%, чем при обычной. Запасы нитратов в слое 20—35 см при глубокой вспашке достигли 184% от запасов их в этом же слое при обычной вспашке. Поэтому нужно считать, что примешивание к пахотному слою подпахотного при раннем подъеме зяби и черного пара не влечет за собой ухудшения тарификационного процесса в верхнем слое. В то же время процесс глубокого рыхления и перенос слоя 0—10 см вниз обусловливает значительно большее накопление нитратов в слое 20—35 см.

Некоторое уменьшение микробиологического населения при переносе подпахотного слоя вверх, видимо, компенсируется более быстрым размножением микроорганизмов. Энергичная вспышка деятельности микроорганизмов в верхнем слое (0—20 см), очевидно, и обеспечивает большее накопление нитратов весной при глубокой вспашке. Особенно резкое накопление нитратов в слое 20—35 см объясняется не только переносом туда активного верхнего слоя (0—10 см) и увеличением его рыхлости, но и более быстрым прогреванием.

Повышенное количество фосфатов в верхнем слое при глубокой вспашке может быть объяснено тем, что в подпахотном горизонте, благодаря многократному увлажнению, высушиванию и воздействию других атмосферных факторов, наиболее сильно увеличивается подвижность фосфорных соединений.

Нами также изучалось влияние глубокой вспашки на динамику азота легкогидролизуемых соединений. Пробы для анализа брались в 1945 г. после уборки яровой пшеницы на участках, пахавшихся в различные годы на 32—35 см.

Верхний слой почвы, по сравнению с подпахотным, как показывают данные контрольных делянок (вспашка на 20 см), содержит несколько больше гидролизуемых форм азота. При глубокой вспашке сохраняется та же закономерность. Следовательно, вынос малоподвижного органического вещества подпахотного слоя на поверхность сопровождается переходом его в более подвижные формы. Эта особенность проявляйся не только в первый год после глубокой вспашки, но и в последующие.

Подвижность перенесенного вниз органического вещества несколько падает. Однако нарастание подвижности в верхнем слое идет быстрее, в результате чего количество гидролизуемого азота по всем вариантам глубокой вспашки заметно выше.

На обыкновенных черноземах Эрастовского опытного поля содержание нитратного азота в пару перед посевом озими в среднем за три года было следующим: при обычной вспашке в слое 0—20 см — 81 кг/га, в слое 0—50 см — 156 кг/га, при трехъярусной по методу Чикалики соответственно 34 и 94 кг/га. Таким образом, ярусная вспашка не способствовала усилению нитрификации. Перенос малоактивного в биологическом отношении подпахотного слоя наверх без смешивания с пахотным, по-видимому, замедлял процесс размножения нитрифицирующих бактерий, а перемещение на большую глубину активного верхнего слоя ухудшило нитрификацию и здесь. Наблюдения в этом опыте показали, что только на третий год после ярусных обработок обнаруживается их заметное преимущество в накоплении нитратов перед обычной вспашкой.

На мощном черноземе в Мичуринском районе Тамбовской области в среднем из пяти наблюдений, проведенных в течение лета на паровых площадках, содержалось следующее количество нитратов в мг на 1000 г сухой почвы: при вспашке на 20—22 см в слое 0—20 см — 39,1; в слое 20—30 см — 20,6; при вспашке на 28—30 см соответственно — 61,6 и 41,6. Глубокая вспашка увеличила содержание нитратов почти в два раза.

На предкавказских черноземах по данным Ин-та масличных и эфиро-масличных культур содержание нитратов в слое 0—25 см в среднем из четырех определений за лето составляло (в мг на 1000 г сухой почвы): яри вспашке на 25 см — 18; на 25 см с почвоуглублением на 10 см — 28,1; на 35 см — 31,2; соответственно содержание воднорастворимого фосфора было 4,6; 5,9 и 6. Углубление вспашки увеличивало накопление усвояемых азота и фосфора. Лучшие результаты дает вспашка плугом с предплужником на 35 см.

На южных черноземах в Ново-Анненском районе Сталинградской области в черном пару перед посевом озимых в зависимости от глубины вспашки содержание нитратов (в мг на 1000 г сухой почвы) изменялось следующим образом: при вспашке на 20 см в слое 0—10 см их было 98,5; в слое 10—20 см — 222,7; в слое 20—30 см — 183,5; при вспашке на 25—27 см соответственно 131,1; 225; 229; при вспашке на 30—32 см — 190,3; 207; 240,3.

Южные черноземы отличаются повышенной нитрификационной способностью. Несмотря на большое количество нитратов при обычной вспашке, преимущество глубокой обработки сохраняется и здесь.

На парующих площадках в посеве яровой пшеницы продолжало сохраняться преимущество глубоких обработок и на второй год. Содержание нитратов в мг на 1000 г сухой почвы составляло: при вспашке на 20 см в слое 0—10 см —114; в слое 10—20 см — 54,3; в слое 20—30 см — следы; при вспашке на 27—28 см соответственно 112,8; 75,3; 52,1; при вспашке на 30—32 см — 114; 88,3; 75,7. Особенно большое преимущество в накоплении нитратов при глубоких вспашках отмечается в слое 20—30 см.

На каштановых почвах изучение нитрификации в связи с различной глубиной вспашки проводилось в учебном хозяйстве Саратовского сельскохозяйственного института.

Содержание нитратов (в миллиграммах на 1000 г) под свеклой в разных горизонтах (0—20 и 20—40 см) в первый и второй (годы после глубоких вспашек (по данным 1954 г.) было следующим:

Для первого года после глубокой вспашки даны средние результаты из двух определений (9 и 16 мая), для второго — из трех определений (7, 19 мая и 16 июня).

В первый год заметное усиление нитрификации, особенно в слое 0—20 см, отмечено только при вспашке на 35 см. На второй год преимущество глубоких обработок проявляется более четко, особенно при плантажной вспашке на 45 см.

Аналогичная закономерность в динамике нитратов отмечена в исследованиях Херсонского сельскохозяйственного института. Сравнивалось действие вспашек плугом с предплужником на 20 и 30 см. Почвы каштановые, солонцеватые, с содержанием гумуса в пахотном слое 1,81%, в подпахотном — 1,39%. В год действия в почве под озимыми и яровыми весной не было разницы в количестве нитратов по указанным глубинам вспашки, только под хлопчатником (при определении в июне месяце) при глубокой вспашке их было больше. Зато на второй и особенно на третий год при глубокой вспашке количество нитратов было значительно больше. Так, на третий год под яровой пшеницей весной (12.IV) при обычной вспашке в слое 0—20 см нитратов было 41,6, при глубокой — 59,9 мг на 1000 г сухой почвы, под озимой пшеницей соответственно 21,6 и 38,4.

На каштановых почвах, по-видимому, вследствие бедности их гумусом усиление нитрификации под влиянием глубоких вспашек проявляется слабее, чем на черноземах.

Таким образом, можно считать установленным, что глубокая вспашка на черноземных и каштановых почвах является одним из важных средств перевода менее подвижных форм азотистых соединений подпахотного слоя в более подвижные. Менее четко это проявляется в отношении фосфорных соединений. Однако улучшение питательного режима под влиянием глубокой вспашки может быть обеспечено только при определенной степени и способе углубления. Лучше всего это достигается, когда глубокая вспашка проводится плугом с предплужником; в этом случае инертный подпахотный слой смешивается с частью пахотного (10—20 см), что ускоряет его окультуривание. При более резком углублении больше требуется времени для окультуривания вновь созданного пахотного слоя. В этом случае преимущество глубокой вспашки начинает проявляться иногда только на второй или третий год.