close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

660

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР
МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА
И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА
гН- vlSuj&f
На правах рукописи
Анна Григорьевна ПРУДНИКОВА
ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ
УДОБРЕНИИ, СЕВООБОРОТА И БЕССМЕННЫХ
ПОСЕВОВ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ
И УРОЖАЙ КУЛЬТУР
(Специальность № 06.01.01 — общее земледелие)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
(
МОСКВА — 1975
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лг'урюн е v. ш,-? £ui
Диссертационная работа выполнена на кафедре земледе­
лия и методики опытного дела Московской ордена Ленина и
ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной
академии им. К. А. Тимирязева.
Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук
профессор В. Е. Егоров, доктор сельскохозяйственных наук
П. У. Бахтин (Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева), кандидат
сельскохозяйственных наук доцент А. М. Лыков.
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных
наук профессор Н. Н. Поддубный, кандидат сельскохозяйст­
венных наук доцент А. Н. Губарев.
Ведущее предприятие — Научно-исследовательский инсти­
тут картофельного хозяйства.
Автореферат разослан « ?$". » * # f * ^ * / * - ^ . 197 С г.
.защита диссертации состоится «
197 б г. в .7с. час. на заседании Ученого совета агрономи­
ческого факультета ТСХА.
С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.
Просим Вас принять личное участие в работе указанного
Совета или прислать письменный отзыв на автореферат по
адресу: 125008, Москва А-8, Тимирязевская улица, 47, корп. 8.
Ученый совет ТСХА.
Отзыва, заверенные печатью, просьба направлять в 2-х эк­
земплярах.
Ученый секретарь Совета/__^^Х-л
академии доцент
""^Ч* Я^ХУ^^'
Ф. А. Девочкин
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Десятилетие, прошедшее после исторического мартовского
(1965 г.) Пленума ЦК КПСС, убедительно показало правиль­
ность генеральной линии партии на всестороннюю интенсифи­
кацию сельскохозяйственного производства нашей страны.
Объем капиталовложений в развитие сельского хозяйства
в период 1965—1974 гг. составил 195 млрд. руб., что в 2,8 ра­
за больше, чем в предшествующее десятилетие.
Важнейшее звено интенсивного сельскохозяйственного
производства — земледелие. Дальнейшее развитие этой отрас­
ли будет осуществляться, как подчеркивается в Программе
КПСС, на основе комплексной механизации, всесторонней
химизации и мелиорации почв. Необходимым материальным
условием проведения этих мероприятий является постоянное
повышение плодородия почв. Особенно обязательно это тре­
бование для малоплодородных по своей природе дерново-под­
золистых почв нашей страны, на которых базируется земледе­
лие всей лесолуговой зоны СССР.
Плодородие почвы — интегральное свойство, формирую­
щееся как результат взаимодействия химических, биологиче­
ских и физических почвенных процессов. Из этого комплекса
свойств в агрономических исследованиях, как правило, мень­
шее внимание уделяется физико-механическим и технологиче­
ским свойствам почвы. В результате недооценки названных.
свойств при возрастающем применении в современном земле­
делии экономически наиболее высокопроизводительных тяже­
лых тракторов и сельскохозяйственных машин происходит за­
метное ухудшение физических свойств почвы и, следовательно,
понижение ее плодородия. Создание благоприятных физикомеханических свойств почвы необходимо также и с точки зре­
ния оптимизации ее механической обработки.
Несмотря на исключительную актуальность вопроса, сов­
ременное состояние исследований физико-механических и тех­
нологических свойств почвы нельзя признать удовлетвори­
тельным. Если для определенных почвенных типов выявлены
в общих чертах некоторые параметры изменения этих свойств,
то влияние агротехнических приемов (севооборота, удобрения,
обработки почвы) на изменение физико-механических свойств
'Лгъ$Щ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
почвы изучено совершенно недостаточно. Требует уточнения и
количественная зависимость физико-механических и техноло­
гических свойств от степени гумусированности почвы, состоя­
ния влажности и других режимов. Большой практический ин­
терес представляет выяснение связи между состоянием физи­
ко-механических свойств почвы и урожаями полевых культур.
Наши исследования, выполненные в 1972—1975 гг. под ру­
ководством профессора В. Е. Егорова, доцента А. М. Лыкова
(ТСХА) и доктора сельскохозяйственных наук П. У. Бахтина
(Почвенный институт им. В. В. Докучаева) ставили своей
целью решение следующих вопросов:
1. Выявить влияние агротехнических приемов интенсивно­
го земледелия (удобрений, севооборота, обработки) на изме­
нение физико-механических и технологических свойств дерно­
во-подзолистой почвы.
2. Определить зависимость физико-механических и техно­
логических свойств от степени гумусированности почвы.
3. Установить связь между физико-механическими свойст­
вами и урожаями полевых культур, а также обосновать эконо­
мически целесообразность регулирования физико-механиче­
ских свойств почвы.
I. Объекты и методы исследований
Исследования физико-механических и технологических
свойств дерново-подзолистой почвы проведены в длительном
опыте ТСХА, заложенном в 1912 г. по схеме Д. Н. Прянишни­
кова и в 10-летнем полевом опыте, заложенном в 1962 г. под
руководством профессора С. А. Воробьева в бывшем учхозе
академии «Щапово» Подольского района Московской обла­
сти.
Методика, задачи и результаты обоих опытов достаточно
подробно описаны в литературе В. Е. Егоровым, Б. А. Доспеховым, С. А. Воробьевым и др. Здесь мы ограничимся лишь
краткими пояснениями.
В длительном опыте ТСХА исследования проводились на
бессменном пару, бессменной ржи, бессменном картофеле и
132-м поле севооборота. В каждом поле для изучения были
взяты следующие делянки: 0 (без удобрений), NPK, навоз (навоз-rNPK — для севооборотного поля) по известкованному и
неизвесткованному фонам. Глубина отбора почвенных проб
0—20 и 20—40 см.
В длительном опыте учхоза «Щапово» образцы почвы от­
бирали с первых полей I—IV четырехпольных севооборотов,
различающихся удельным весом пропашных культур в струк­
туре посевных площадей (севообороты I, II, III, IV — 25, 50,
75, 100% пропашных соответственно). Исследования проводи2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ли на неудобренных делянках (0) и делянках с внесением за
четырехлетнюю ротацию 50 т навоза и N210P130K330 кг/га (еже­
годная средняя доза удобрений: 12,5 т навоза, 52,5 кг азота,
77,5 кг фосфора и 82,5 кг/га калия).
Кроме севооборотных, в работе использовали делянки бес­
сменных культур по вариантам удобрений: 0 (без удобрений),
NPK, навоз. Ежегодные дозы минеральных удобрений на бес­
сменных культурах составляли: для картофеля NmoPnoKuo
кг/га, для люцерны — N3oPsoK6o кг/га. Дозы навоза для лю­
церны— 20, для картофеля — 30 т/га. Глубина отбора образ­
цов почвы — 0—20 и 20—40 см.
В подготовленных соответствующим образом образцах
почвы определяли: границу текучести (верхнюю границу
пластичности) по А. М. Васильеву, границу раскатывания
почвы в жгут (нижнюю границу пластичности) — по Аттербергу. Липкость почвы в зависимости от влажности исследо­
вали на приборе Н. А. Качинского. Набухание почвы опреде­
ляли по методике С. Н. Алешина и А. В. Кузнецова.
В полевых условиях определяли: твердость почвы — при­
бором К. А. Алексеева, коэффициент трения — скольжения
почва — сталь прибором Г. Н. Синеокова, уплотнение — на
сдвиговом приборе А. И. Литвинова П-10С.
Механический и мнкроагрегатный анализ почвы выполнен
по методике Н. А. Качинского, макроагрегатный — методом
качания сит на приборе И. М. Бакшеева.
Строение пахотного слоя определяли методом насыщения
почвы водой в патронах.
В целях получения представления о прочностных л дефор­
мационных свойствах изучаемых почв была предпринята по* пытка применения методов физико-химической механики, раз­
работанных академиком П. А. Ребиндером. Для выявления
природы прочностных свойств почв, преобладающих типов
структурных связей были изучены реологические свойства поч­
вы. Подготовка образцов к анализу и эксперимент выполнены
по методике Почвенного института им. В. В. Докучаева
(Л. П. Абрукова, 1973). В пастах почв измерения проводили
с помощью прибора РВ-8 при двух состояниях влажности, рав­
ной нижней границе текучести (Wf ) по Аттербергу и макси­
мального набухания (WH ) по А. М. Васильеву. В почвенных
суспензиях измерения проводили с помощью прибора СНС-2
и реовискометра Хепплера.
При экономическом обосновании эффективности работы па­
хотного агрегата на дерново-подзолистых легкосуглинистых
почвах разной степени окультуренности использовали такие
показатели, как производительность агрегата, погектарный
расход топлива и прямые эксплуатационные затраты.
з
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
П. Физические свойства дерново-подзолистой
легкосуглинистой почвы при ее интенсивном
сельскохозяйственном использовании
Физико-механические и технологические свойства в значи­
тельной степени зависят от механического состава и структур­
ности почвы.
По механическому составу почва длительного опыта
ТСХА — легкий песчанисто-пылеватый суглинок. Содержание
илистой фракции колеблется в пределах 6—8%, физической
глины — 17,8—21,4%. Большой удельный вес среди механиче­
ских фракций приходится на долю песка и пыли (по 40 и бо­
лее процентов каждой фракции).
Почва опытного участка отличалась слабой водопрочностыо макроструктуры. Содержание водопрочных макроагре­
гатов размером более 0,25 мм было максимальное (20,6%),
в почве унавоженной делянки бессменной ржи, минимальное
(примерно 8,1%) —на неудобряемон делянке бессменного па­
ра. Длительное применение навоза способствовало заметному
повышению содержания в пахотном слое водопрочных макро­
агрегатов. Результатом слабой водопрочности макрострукту­
ры почвы явилось плотное ее сложение (общая скважность по
вариантам опыта колебалась в пределах 40,4—49,8%) и высо­
кий объемный вес пахотного слоя, достигающий 1,53 г/см3.
Для выяснения причин неблагоприятного состояния струк­
туры нами проведены исследования прочностных свойств и
изучен характер структурообразования в почве.
Деформационное изменение почвы исследовали при раз­
личных нагрузках:
Р*, — напряжение сдвига, обусловливающее начало тече­
ния системы,
Р*, —напряжение сдвига, характерное для быстрого раз­
рушения структуры,
Рт —напряжение сдвига, соответствующее полному раз­
рушению структуры.
Р iР \
Отношением-^!-^2-1 мы характеризовали прочность струк­
турной связи.
Исследованиями установлено, что легкосуглинистые дер­
ново-подзолистые почвы в реологическом отношении характе­
ризуются проявлением плывунно-дилатантных свойств. Как
показывают реологические кривые (рис. 1 а), коагуляционная
структура, сформировавшаяся в более концентрированных
пастах, при влажности нижней границы текучести обладает ма­
лой прочностью и с увеличением влажности (рис. 1 б) быстро
разрушается.
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
\^
:Ретшш
С5
ыриШ;1$/с •'••
К»
Ч" '»".» Г"\ ! • , . . - ,
• •-••••--
•-•••
•••
• •
'
1- Г " 1 Г 1 г— р
-
* z *
-кг-••
:
л - . т - " " . » • •
•
&
1*т:;л—I—I—t i : , ч — r r ' "|"4— g.
Цф^тиЫ» i/Mseat л, ж
*g>
У- 1 Г —Г
••,-•.••.••
- ь
t »
g
g>
«s
„.
i>
r. " • i " " i
4
Зависимость эффективной вязкости т«=/(Р) в -реологические кривые N=>f(P)
';. -•
,- дерново-подзолнстой легкреугл шстой почвы.
PTK.^%.
в-~ коятролышв вариант \бе«же*яого пара яре влажности нижней' границы текучести 1Р^*=*1Г,4ть;
Л-—то ж». j p « «лажаост» максимального вабухаяяя 5Г„=2е.7%;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
• ьг тин.
Рис Д/Структурообразованяе в суспензиях дервово-подзшшстой "лепюсугдшв — контрольный вариант бессменной ржк, В7=74,1%.~ б ~ бесскепжж рож*, но аааоэ;W»34.7%; е-— хонтрольвыв варвавт бессменного пара. ВГ-*Т9,0Ъ; « — т о же.ЛС,-»№иИ*.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
^
Таблица 1
Реологическая характеристика дерново-подзолистой
легкосуглинистой почвы, 1974 г.
Варианты опыта
Влаж­
ность,
Напряжение сдвига, дин/см2
• * i
Вязкость, пуаз
'"А,
к,
Чт
При влажности границы текучести
Пар бессменный:
•контроль . .
навоз . . .
Рожь бессменная:
контроль .
навоз
. . .
17,4
1,6X10'
1,6X10*
2,5X10*
406,6
40,5
11,2
1,6
15,5
3
1.4Х10
1,6X10*
3,0X10*
908,0
48,6
22,4
1,9
20,0
2,5X10'
1,6X10'
2,3X10*
1,1X10'
36,9
10,0
1,4
ООО
2,5X10'
3,6X10'
1,1X10*
420,0
17,0
9,5
3,0
При влажности максимального набухания
Пар бессменный:
контроль . ,
навоз . . .
Рожь бессменная:
контроль . .
ел
навоз
. . .
26,4
1,6X103 З.ОХЮ2
2
2
27,7
0,5 XI О
31,8
2,3 XI О2 1,4X10'
31,7
2
0,9 Х10
2.5ХЮ
1,1X10'
3,8X10'
24,9
8,3
7,9
12,7
3
1.6Х10
10,8
'6,8
5,2
6,4
3,7X103
28,2
7,6
6,0
2,6
5,0X10'
51,0
10,8
7,3
4,5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Однако, как следует из таблицы 1, почва, длительное время удобрявшаяся навозом, имеет более прочную связь -ц- и
меньшую величину тиксотропного разжижения — по сравнению с неудобряемой почвой. Наиболее прочная связь \ур =
3,0) и меньшая величина тиксотропного разжижения при
влажности нижней границы текучести отмечается в почве уна­
воженного варианта бессменной ржи. Внесение навоза в бес­
сменной ржи способствует частичному ослаблению дилатантности системы, в связи с этим несколько усиливается коагуляционное структурообразование.
Явление дилатантности подтверждается более рельефно
при изучении кинетики тиксотропного структурообразования
в почвенных суспензиях различной концентрации (рис. 2).
Кривые структурообразования показывают, что структурная
сетка четко формируется только в первые 1—3 минуты, а че­
рез 4—5 минут сопротивление деформации уменьшается. Это
связано с изменением концентрации твердой фазы вследствие
расслаивания системы на твердую и жидкую фазы.
III. Изменение фнзико-механнческих и технологических
свойств дерново-подзолистой почвы в связи с ее
сельскохозяйственным использованием
1. Роль полевых культур в изменении физико-механических
и технологических свойств почвы
Длительное возделывание сельскохозяйственных растений
бессменно или в севообороте на дерново-подзолистой почве
разного механического состава, по нашим данным, оказывает
равнозначное действие на физико-механические и технологи­
ческие свойства почвы.
Как следует из таблицы 2, границы пластичности зависят
прежде всего от характера возделываемой культуры. Наибо­
лее высокие значения границы раскатывания, означающей,
как правило, рубеж физической спелости почвы для обработ­
ки, отмечаются в почве бессменной ржи (15,57%) и севообо­
ротном поле (15,82%). В почве под бессменным картофелем
влажность нижней границы пластичности составляла 14,8%.
Влажность границы текучести изменяется аналогичным об­
разом.
Увеличение влажности верхней и нижней границ пластич­
ности в среднесуглинистой почве опыта «Щапово» связано
в большой мере с ее более тяжелым механическим составом.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 2
Влияние длительной культуры растений на показатели
пластичности почвы, слой 0—20,
' средние данные за 1972—1973 гг.
Культуры
Почвенная
разновидность
Границы пластич­
ности в %•
Число
влажности
пластич­
ности
верхняя нижняя
Длительный опыт ТСХА
Рожь бессменная . .
Картофель бессменный
Севооборот, 132-е пола
19,43
18,07
19,78
15,57
14,87
15,82
3,86
3,20
3,96
Средний суглинок
>
28,45
36,75
22,18
29,35
6,27
7,40
»
28,12
27,74
27,61
28,29
20,46
20,68
22,57
21,88
7,66
7,06
5,07
G.41
Легкий суглинок
»
»
Опыт «Щапово»
Картофель бессменный
Люцерна бессменная .
Севообороты:
I
II
III
IV
>
Между бессменным картофелем и севооборотными полями
существенных различий во влажности границ пластичности не
наблюдается.
Длительное бессменное возделывание зерновой культуры
(озимая рожь) обусловило большой процент набухания поч­
вы по сравнению с севооборотным полем (увеличение объема
почвы при набухании 5,47 и 4,39% соответственно). Среднесуглинистая почва длительного опыта «Щапово» имела пример­
но в полтора раза большие показатели набухания почвы, чем
легкий суглинок длительного опыта ТСХА. В севооборотных
делянках набухание почвы было ниже, чем на делянках бес­
сменной люцерны.
Биологические особенности возделываемых культурных ра­
стений и связанные с ними особенности агротехники оказы­
вают значительное влияние на величину твердости почвы.
Наименьшей твердостью в длительном опыте ТСХА отличается
поле бессменного картофеля 2 (8,2 кг/см2), затем следует бес­
сменная рожь
(13,4 кг/см ) и 132-е поле севооборота
(17,8 кг/см2) (табл. 3). Динамика твердости почвы под раз­
личными культурами показывает, что в 1972 и 1974 гг. под бес­
сменным картофелем твердость почвы складывалась значи­
тельно выше
оптимальных пределов для этой культуры
(5—8 кг/см2 по П. У. Бахтину) и лишь в 1974 г. в связи с боль­
шей влажностью почвы твердость понизилась до 4,8 кг/см2.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3
Влияние длительного возделывания полевых культур
на твердость почвы. Опыт ТСХА
Культуры
Рожь бессменная
Слой
почвы,
см
1972 г.
• .а
а. н
В) О
•
л
о <•>
ад О
1- П
197 г.
Средние
за 3 года
а, *-*
tt О
а —
«Я
03 О
1- П
ft о
га о
11
11,6 12,6
10,6 26,3
14,7 13,4
12 2 31,8
12,5
10,4
9,2
27,8
12,8 10,7 10,6 4,8
11,9 30,6 10,0 20,1
13,5 8,2
12,4 26,2
12,3
11,4
26,4
52,4
10,6 5,8
8,7 31,2
. . 0—20 15,5
20—40 41,0
Картофель бессменный 0—20
20—10
Севооборот, 132-е по­
0—20
ле
20—40
к£
ft о
1973 г.
11,2 12,0
8,4 28,2
11,6 20,4 13,0 17,5 11,7
11,9 34,5 10,6 39,4 10,4
Под бессменной рожью твердость, как правило, всегда поддер­
живается в пределах оптимальных значений (10—20 кг/см 2 ).
Резкое колебание твердости почвы в севооборотном поле
обусловливается видом возделываемых культур. Наибольшая
2
твердость наблюдается под озимой рожью (26,4 кг/см
), за­
2
тем следует ячмень
с
подсевом
клевера
(20,4
кг/см
)
и
карто­
2
фель (5,8 кг/см ).
Твердость подпахотного слоя почвы в длительном опыте,
как правило, в 2—3 раза превосходила твердость почвы пахот­
ного слоя.
2. Интенсивное применение органических и минеральных
удобрений и извести как средство регулирования
физико-механических и технологических свойств почвы
Систематическое применение органических и минеральных
удобрении и извести является решающим средством регулиро­
вания физико-механических и технологических свойств почвы.
Как следует из табл. 4, длительное применение NPK не
оказало влияния на границы пластичности почвы. Длительное
унавоживание способствовало повышению на 1—2% границы
раскатывания почвы. Периодическое известкование еще боль­
ше усиливало положительный эффект от применения навоза.
Самая высокая влажность границы раскатывания почвы от­
мечается под бессменной рожью в варианте «навоз + известь»
(18,46%), нижняя граница текучести (верхняя граница пла­
стичности) почвы изменялась по вариантам удобрений анало­
гично изменению границы раскатывания почвы. Уменьшение
влажности границ пластичности с глубиной соответствует
изменению окультуренности почвы по ее профилю.
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица
Влияние систематического применения удобрений
на пластичность легкосуглинистой дерново-подзолистой почвы,
длительный опыт ТСХА, средние данные за 1972—1973 гг.
В слое 0—20 см
Варианты опыта
о
к а к
s
я
Н О
о
о
о
О
3 " °
я Сге
Р о ж ь бессменная:
0 . . . .
NPK
навоз
В слое 20—40 см
R
Я C1О.ПЯ
Я U К
о
о ^3
а- с
О
К сЗ •?
X н <->
т.
Ь-
н
я
£ да е-к
--
я; « та
о та
О Q,^
Ю 1— К
19,43
10,39
21,54
23,83
15,57
15,23
16,87
18.46
3,86
4,16
4,67
4,92
18,32
17,48
17,60
18,13
15,02
13,73
14,07
14,67
3,30
3,75
3,53
3,16
Картофель бессменный:
0
NPK
навоз
18,06
18,15
17,90
14,88
14,78
14,78
15,82
3,18
3,37
3,12
3,31
17,27
15,92
15,98
16,24
13,08
13,66
12,93
13,42
4,19
2,26
3,05
2,82
Сезооборот, 132-е поле:
0
NPK
NPK+навоз
NPK+навоз+известь
19,78
20,0
21,25
. . . . 20,90
15,82
16,82
17,60
17,37
3,96
3,18
3,63
3,53
17,69
19,65
18,40
19,33
14,16
16,24
14,77
15,81
3,53
3,41
3,63
3,49
Длительное применение органических и минеральных удоб­
рений оказывает влияние на показатели набухания почвы. По
нашим данным (табл. 5), применение только минеральных
удобрений не увеличивало максимального набухания почвы,
соответственно и процент набухания по NPK был ниже
(4,14%). Известкование увеличивало набухание но NPK
в 1,8 раза. Наибольшую величину набухания почвы (8,96%)
Таблица 5
Влияние длительного применения удобрений на набухание почвы,
опыт ТСХА, бессменная рожь, слой 0—20 см, 1974 г.
Варианты удобрений
0
NPK
. . . .
Навоз . . .
Известь . . .
NP+Кизвесть
Навоз+известь
Максималь­
ное набуха­
ние
QX0.01 мм
46,5
35,1
47,2
65,9
64,7
76,2
Увеличение Поглощение
объема в % воды
1г
к объему сухой на
почвы
сухой почвы
5,47
4,14
5,75
7,73
7,60
8,96
0,33
0,38
0,40
0,45
0,42
0,45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
обусловливает применение навоза и известкование. Поглоще­
ние воды на 1 г сухой почвы, характеризующее собой водопоглотительные свойства почвы, было также выше но унаво­
женной и известкованной делянке (0,45 г).
Систематическое внесение удобрений имеет важное зна­
чение в изменении границы залипания дерново-подзолистой
почвы. Почва, длительно удобрявшаяся NPK, имеет начало и
максимум залипания при меньшей влажности (при 10 и 17%
влажности соответственно), чем унавоженная почва. Совмест­
ное применение навоза и известкования смещает границы на­
чального и максимального залипания в сторону большей
влажности (15 и 23,5% соответственно).
В отличие от липкости, длительное применение органиче­
ских и минеральных удобрений не оказало и наших опытах за­
метного влияния на величину коэффициента трения почва—
сталь. Коэффициент трения дерново-подзолистой почвы о сталь
подвержен значительной динамике в зависимости от влажно­
сти почвы (от 0,2 до 0,7). Наибольшая величина коэффициен­
та трения отмечается при влажности 7—9%. Грубые механи­
ческие частицы почвы, освобождаясь от водных оболочек, спо­
собствуют увеличению коэффициента трения и повышают аб­
разивный лзнос рабочих органов почвообратывающих машин.
Систематическое унавоживание и периодическое известко­
вание легкосуглинистой почвы опыта способствовало заметно­
му снижению твердости почвы. Наименьшая величина твер­
дости по всем полям опыта отмечается в варианте «навоз+
известь». Применение навоза на фоне извести способствовало
не только резкому снижению твердости (примерно в 2 раза)
почвы, но и оказало влияние на значительно большее накоп­
ление влаги в этих вариантах.
3. Влияние обработки на физико-механические
свойства почпы
Механическая обработка почвы — важная составная часть
интенсивных систем земледелия. Правильное и своевременное
проведение обработки способствует разрыхлению и оструктурнванию почвы, оптимальному соотношению воды и воздуха в
пахотном слое.
Вместе с тем излишне интенсивная обработка почвы обус­
ловливает ряд нежелательных изменений в свойствах и пло­
дородии почвы.
По нашим данным, обработка почвы по типу бессменного
пара привела к формированию весьма отрицательных в агро­
номическом отношении физико-механических и технологиче­
ских свойств почвы.
Данные таблицы 6 показывают, что почва бессменного пара
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 6
Физико-механнческне свойства почвы бессменного пара,
слои 0—20 см, средние данные за 1972—1974 гг.
начала
максим.
Удель­
ное со­
против­
ление
%'
ниж­
няя
Твер­
дость,2
кг/см
Набуха­
ние в с/о
к объему
почви
Влажность
залипания,
верх­
няя
Варианты
удобрений
Пластич­
ность в %
влажности
0
16,64
13,23
17,0
2,0
10,0
17,6
0,33
NPK
17,05
13,56
13,4
2.9
10,0
17,2
0,29
Навоз
16,64
13,35
П.1
2.9
11.0
18.6
0,25
поспевает для обработки при очень незначительной влаж­
ности (13,23—13,56%).
Быстрая потеря влаги из почвы приводит к резкому увели­
чению твердости. Обработка пересушенной почвы сопровож­
дается ее распылением и требует больших энергетических
затрат. Сильное распыление почвы способствует быстрому ее
залипаншо (при 10—11% влажности) и слабому набуханию.
Внесение минеральных удобрений не вызывает заметного
улучшения физико-механических свойств бессменного пара.
Длительное внесение навоза, хотя и способствует некоторому
снижению твердости почвы и увеличению влажности залипа­
ния, однако не способно поддерживать эти свойства на опти­
мальном уровне.
Отрицательное действие интенсивной обработки почвы на
ее физические свойства значительно меньше для окультурен­
ных, хорошо гумусированных почв. В наших исследованиях
уплотнение почвы при воздействии на
нее возрастающего
внешнего давления от 0,5 до 2,0 кг/см32 достигало на неудоб­
ренной почве бессменной ржи 1,73 г/см . В то же время уплот­
нение на хорошо окультуренной почве варианта 3 «навоз+из­
весть» при той же влажности было равно 1,62 г/см .
IV. Зависимость физико-механических свойств
дерново-подзолистой почвы от содержания в ней
органического вещества
Вышеизложенные экспериментальные данные касаются
влияния отдельных агротехнических приемов интенсивного
земледелия на состояние физических и физико-механических
свойств дерново-подзолистой почвы. Эти данные при всей их
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
•важности'тем не менее не дают конкретного ответа на во­
прос о механизме;действия того или иного земледельческого
мероприятия на комплекс физических свойств почвы. В своей
роботе мы,'пытались хотя бы частично решить этот вопрос.
Исходя из ранее высказанных положений о высокой агро­
номической ценности в интенсивном земледелии органического
вещества почвы (В. Е. Егоров, А..Л\. Лыков, 1971; А. М. Лы­
ков, 1973; П. У. Бахтин и др., 1974), на основе корреляционно­
го и регрессионного анализов нами изучена теснота и форма
связи основных физико-механических свойств почвы с содер­
жанием в ней органического вещества.
Наши расчеты показывают, что существует определенная
связь между границами пластичности почвы, с одной стороны,
и содержанием • в ней органического вещества — с другой.
Теснота связи определяется коэффициентом корреляции, рав­
ным для нижней границы пластичности 0,51, для верхней —
0,61. Уравнения регрессии У=3,37Х+12,59 (для нижней гра­
ницы пластичности) и.У=5,08Х+14,5 (для верхней границы
пластичности) позволяют определить границы пластичности
для легкосулиннстых почв с интервалом содержания органи­
ческого вещества от 0,5 до 1,6%.
Установлена тесная отрицательная коррелятивная связь
между твердостью почвы и ее гумусированностью. Коэффи­
циенты корреляции для разных сроков определения твердости
колеблются от —0,63 до—0,77. Снижение влажности почвы
до 5—6%, а также увеличение ее выше 16% ослабляет связь
между твердостью и гумусированностью почвы. Самая тесная
связь (г =—0,77) отмечается при влажности, оптимальной для
обработки почвы, соответствующей для разноокультуренных
вариантов опыта ТСХА 13—16%.
Содержание органического вещества в почве влияет на
степень ее.набухания. Количественно связь между этими по­
казателями определяется коэффициентом корреляции г = 0,63
и выражается уравнением У=4,67Х+0,56.
Повышение содержания гумуса в почве, по нашим данным,
является наиболее важным способом снижения липкости поч­
вы. Зависимость влажности начальной липкости от содержа­
ния в почве органического вещества характеризуется коэффи­
циентом г—0,86, максимальной липкости — г=0,90.
Па основе экспериментальных данных мы рассчитали обоб­
щенный показатель физико-механических свойств дерновоподзолистой. легкосуглинистой
почвы — «агрофизический
балл». Величина балла варьирует в зависимости от степени
окультуренности почв изучаемых вариантов. Наибольший
балл соответствует почве унавоженных и известкованных ва­
риантов (88,5 почва бессменной ржи, 71,9—почва бессменного
картофеля). Неудовлетворительное состояние физико-меха12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
нических и физических свойств в почве бессменного пара обус­
ловило и самый низкий агрофизический балл (12,7).
Между степенью гумусированности почвы и агрофизиче­
ским баллом, по нашим расчетам, существует тесная корреля­
ционная зависимость (коэффициент корреляции г=0,81).
V. Урожаи полевых культур в длительном опыте
в зависимости от состояния
физико-механических свойств почвы
В диссертации приведены средние за 64 года опыта уро­
жаи озимой ржи и картофеля при бессменном возделывании.
В целом за 64-летний период опыта максимальные уро­
жаи бессменной ржи и картофеля получены на унавоживае­
мых делянках (табл. 7).
Таблица 7
Урожаи озимой ржи и картофеля при бессменном возделывании
в длительном опыте ТСХА, ц/га
Урожай по периодам
Варианты опыта
|_
С
1 со
I.O
§7
Рожь бессменная:
0
NPK
Картофель бессменный:
0
NPK
(-.
CD CD
о—.
2 |
С
ю—
21
СОСЛ
Средние
за
64 года
(^ —.
2 I
9,8
10,7
14,0
5,1
11,3
13,9
12,5
18,8
18,2
1-U
25,8
18,2
8,2
14,0
15,4
108,0
139,0
178,5
70,8
165,3
162,8
67,6
143,9
137,5
92,4
219,6
153,9
85,3
148,5
159,7
Почва этих делянок имеет и наибольший «агрофизический
балл». Однако за последние годы (1973—1975 гг.) урожаи на
вариантах с внесением NPK. заметно выше, чем при унавожи­
вании.
Следовательно, лучшие физико-механические и технологи­
ческие свойства почвы на вариантах «навоз» не соответство­
вали более высоким урожаям на этих делянках.
Этот факт подтверждает предположение об условности
установления связи между физико-механическими свойствами
почвы и урожаями культур.
Методически более правильно влияние физико-механиче13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ских и технологических свойств почвы на урожай культур изу­
чать при внесении высоких доз минеральных удобрений на
предварительно созданных моделях окультуренности.
Такая возможность в длительном опыте ТСХА появилась
с 1973 года, когда на четных полях севооборота начали вно­
сить минеральные удобрения в одинаковом количестве сплошь
по всему полю.
Полученные результаты (табл. 8) показывают, чтр окуль­
туренные почвы с более благоприятными физико-механически­
ми свойствами'обеспечивали получение значительно больших
урожаев картофеля — культуры, требовательной к высокому
уровню агротехники! ,;
•;
•'"",Таб'лица 8
Влияние окультуренности почвы на урожай картофеля
(клубни, ц/га) при внесении одинаковой дозы минеральных удобрений
. •« •;;•••'
. ( N W P I M K I * ) ) , 1 9 7 3 - 1 9 7 5 гг.
Урожай при
Уровень окультуренности дифференциро­
почвы (предварительное
ванном вне­
длительное внесение .,сении удоб­
удобрений)
рений
0 (без удобрений) . . . . ' .
NPK . : • . ; . . . ' . ; . ' ..'
Навоз+NPK . " . _ . . . ,.
Известь .'». . .: . . . .
NPK+известь . - . ., ..
Навоз+ЫРК+известь
73,4
128,0
156,1
62,3
111,6
153,9
Урожай при
внесении
одинаковой
дозы NPK
178,9
260,0
291,6
199,8
248,2
295,0
Увеличение
урожая в %
к контролю
100
145,3
164,7
101,1
138,7
164,9
Наибольшая прибавка урожая, равная 64,9%, получена в
варианте, длительное время удобрявшемся навозом, минераль­
ными удобрениями и известью.
Тем не менее утверждать о наличии обязательной прямой
положительной связи между урожаем и физико-механически­
ми свойствами почвы, если все факторы создания урожая, кро­
ме плодородия почвы, не выровнены, при относительно невы­
соких дозах органических и минеральных удобрений нельзя.
VI. Экономическая эффективность регулирования
физико-механических и технологических свойств почвы
Расчет экономической эффективности работы пахотного аг­
регата на почвах с разными физико-механическими свойства­
ми проведен ^использованием уравнения тягового сопротив­
ления плуга, полученного Е..Н. Крастиным (1974).
Как следует из табл. 9, физико-механические и технологи­
ческие свойства, в частности твердость и плотность, оказыва14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица О
Экономическая эффективность работы пахотного агрегата
(ДТ-75М+П-5-35)
на разноокультурснной дерново-подзолистой почве
Варианты опита
бессменной ржи
Почвенные и эко­
номические показатели
I. Физико-механические
показатели почвы:
1. Твердость, кг/сма 3
2. Объемный вес, г/см
3. Общее сопротивление плуга при пахо­
те, кг
4. Удельное сопротивление плуга, кг/см2
II. Эксплуатационные показатели:
1. Производительность агрегата, га/час.
2. Расход топлива, кг/га
3. Прямые эксплуатационные затраты,
руб/га
Контроль
13,5
1,53
2230
0,446
NPK
Навоз+
-f-нзвесть
14,6
1,52
6,2
1,44
2287
0,458
1774
0,355
0,97
15,0
0,95
15,7
1,22
12,3
3,17
3,26
2,54
ют существенное влияние на общее, а следовательно, и удель­
ное сопротивление плуга.
Менее твердая почва варианта «навоз + известь» отлича­
лась минимальным общим и удельным сопротивлением.
Снижение общего и удельного сопротивления позволяет
увеличить рабочую скорость с 6 км/час (на контроле и ва­
рианте с внесением NPK) до 7,5 км/час (на варианте «навоз +
известь»). Последнее ведет, в свою очередь, к повышению про­
изводительности и снижению расхода топлива. Эксплуатацион­
ные затраты снижаются при этом примерно на 20%.
Необходимо отметить, что систематическое применение
исключительно минеральных удобрений не способствует улуч­
шению эксплуатационных показателей пахотного агрегата.
ВЫВОДЫ
1. Агротехнические приемы интенсивного земледелия
(удобрение, севооборот, обработка) оказывают неодинаковое
действие на состояние физико-механических и технологиче­
ских свойств дерново-подзолистой почвы, от природы малопло­
дородной с неблагоприятными физическими и физико-механи­
ческими свойствами,
2. Излишне интенсивная механическая обработка почвы
(но типу бессменного пара) вызывает резкое ухудшение мак­
ро- и микроагрегатного состава, ее распыление, уменьшение
порозностн и увеличение плотности. При этом механизм
структурообразования микроструктуры претерпевает опреде15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ленные изменения: коагуляционное структурообразование за­
меняется частично эффектом дилатансии. При увеличении
влажности почв происходит разрушение слабых коагуляционных структурных связей за счет сил тяжести грубых механиче­
ских элементов. *
3. Бессменно парующая почва характеризуется весьма не­
благоприятными физико-механическими и технологическими
свойствами (пластичность, твердость, липкость и т. д.). В ре­
зультате не только создаются неблагоприятные условия для
роста растений, но и затрудняется качественная обработка
почвы в оптимальные сроки, увеличивается сопротивление об­
работке, растут затраты на ее проведение.
4. Возделывание однолетних полевых культур бессменно
или в севообороте на дерново-подзолистых почвах разного ме­
ханического составапо сравнению с бессменно парующей поч­
вой оказывало положительное влияние на комплекс ее физи­
ческих и физико-механических свойств. Это влияние было тем
большим, чем большую корневую массу формировала данная
культура и чем менее интенсивной обработкой сопровождалось
ее возделывание.
5. Систематическое применение органических и минераль­
ных удобрений, а также периодическое известкование являет­
ся действенным приемом регулирования физических и физикомеханических свойств интенсивно используемых дерново-под­
золистых почв. Вместе с тем необходимо отметить, что приме­
нение только минеральных удобрений, хотя и оказывает неко­
торое косвенное положительное влияние на физические и фи­
зико-механические свойства почвы, однако не в состоянии под­
держивать их на оптимальном уровне.
В отличие от минеральных удобрений, унавоживание спо­
собствует прогрессивному улучшению физического состояния
почвы. Эффект унавоживания возрастает при сочетании его с
периодическим известкованием. ,
6. Физико-механические свойства дерново-подзолистой поч­
вы в сезонном цикле,
по нашим данным, подвержены замет­
ной динамике. :
Наиболее общими причинами количественных изменений
этих свойств в течение вегетационного периода являются варь­
ирование влажности почвы, механическое воздействие на поч­
ву корневых систем растений, механические обработки и по­
следующее естественное оседание почвы и др.
7. На основе корреляционного и регрессионного анализов
установлена "количественная зависимость физико-механиче­
ских и технологических свойств дерново-подзолистой легкосу­
глинистой почвы от содержания в ней органического вещества.
Она подчиняется уравнениям линейной регрессии.
8. Как обобщенный показатель физико-механических и
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
технологических свойств почвы, характеризующий сложное
взаимодействие изучаемых свойств и определяющий ее физи­
ческую спелость, может быть использован условно рассчитан­
ный интегральный показатель — агрофизический балл почвы.
Зависимость агрофизического балла от содержания гумуса в
почве в пределах 0,5—1,6% углерода подчиняется уравнению
регрессии У=68,6Х—20,2.
9. При сравнении агрофизического балла по вариантам
опыта с урожаями культур установлено, что, как правило, бо­
лее высокие урожаи получены на вариантах с благоприятными
физико-механическими свойствами почвы.
10. В результате экономических расчетов найдено, что
улучшение физико-механических свойств почвы экономически
вполне оправдано, так как при обработке почвы с лучшими
физико-механическими и технологическими свойствами замет­
но повышается производительность почвообрабатывающих аг­
регатов, сокращается расход топлива на проведение обработ­
ки. Сокращение в целом эксплуатационных расходов, на­
пример, при пахоте составляет примерно 20%. Кроме того, за
счет повышения производительности могут быть значительно
сокращены сроки обработки почвы.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Влияние длительного применения удобрений, севооборо­
та и бессменных культур на физико-механические свойства
дерново-подзолистой почвы. Доклады ТСХЛ, вып. 204, 1974
(в соавторстве).
2. Физико-механические и технологические свойства дерно­
во-подзолистой почвы при ее длительном и интенсивном ис­
пользовании. Известия ТСХЛ, вып. 6, 1974 (в соавторстве).
3. Реологическая характеристика дерново-подзолистых
легкосуглинистых почв. Известия ТСХЛ, вып. 3, 1975 (в соав­
торстве) .
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Объем l'/ч п. л.
Зак. 2212.
Тираж 150
Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева
125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
5
Размер файла
953 Кб
Теги
660
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа