Мероприятия по восстановлению и поддержанию агрономически ценной структуры

Структура почвы динамична. Она разрушается и восстанавливается под влиянием различных факторов. Управление ими позволяет поддерживать почву в необходимом структурном состоянии.

Причины утраты структуры: механическое разрушение, физико-химические явления и биологические процессы.

Механическое разрушение структуры протекает под влиянием обработки почвы, передвижение по ее поверхности машин и орудий, животных, ударов капель дождя. Важнейшие пути уменьшения механического разрушения – обработка почв в состоянии ее спелости, а также минимализация обработок.

Физико-химические причины – связаны с реакциями обмена двухвалентных катионов (Ca, Mg) в ППК на одновалентные (Na и аммоний). При этом коллоиды, прочно цементирующие механические элементы в агрегаты, пептезируются при увлажнении и структурные отдельности разрушаются. Поэтому процессы химической мелиорации почв (известкование, гипсование) приводящие к обогащению ППК обменным Са способствуют улучшению структуры.

Биологические причины разрушения структуры связаны с процессами минерализации почвенного гумуса – главного клеящего вещества при образовании структуры.

Восстановление и сохранение структуры в условиях с/х использования почв осуществляется агротехническими методами. Улучшение структурного состояния почв возможно также с помощью искусственных структуро-образователей. К агротехническим мероприятиям относят обработку почв в состоянии физической спелости, известкование кислых почв, гипсование солонцов, внесение органических и минеральных удобрений. Прочная структура восстанавливается под действием многолетних трав и однолетних с/х культур.

Важнейшие мероприятия по сохранению, улучшению и восстановлению структуры в пахотных почвах включают:

- пополнение запасов органического вещества;

- воздействие на состав и состояние почвенных коллоидов;

- рациональную механическую обработку;

- применение искусственных структуро-образователей.

Применение органических удобрений (навоза, компостов, сидератов) — широко распространенный прием оструктуривания почв. Содержащиеся в удобрениях органические соединения, в том числе и гумусовые, способствуют образованию в почве макро- и микроагрегатов. Вспышка микробиологической деятельности, отмечающаяся после внесения органического удобрения, также благоприятствует структурообразованию.

Посев многолетних трав. Они развивают мощную корневую систему и обогащают почву большим количеством свежего органического вещества, что способствует интенсивной деятельности червей, насекомых и микроорганизмов. Благодаря этому в почву поступают продукты трансформации растительных остатков, а также продукты жизнедеятельности и автолиза почвенной биоты. Все это в совокупности способствует существенному улучшению структурного состояния почв за сравнительно короткий период (2-3 года).

Структурообразованию способствуют и однолетние сельскохозяйственные растения, образующие хорошо развитую корневую систему (пшеница, кукуруза и другие.) при достаточном количестве влаги и элементов питания. Если однолетние культуры формируют небольшой урожай, то их роль в структурообразовании невелика. В общих чертах оструктуривающее действие сельскохозяйственных культур проявляется через пожнивно-корневые остатки, остающиеся в почве после уборки урожая и подвергающиеся гумификации. Когда содержание гумуса в почве увеличивается, то возрастает и количество органических и органоминеральных коллоидов. Но устойчивый структурообразующий эффект может быть получен только в том случае, если коллоиды необратимо скоагулированы.

В северной части земледельческой зоны в подзолистых и дерново-подзолистых почвах с кислой реакцией среды заметное количество органических веществ находится в миграционно-способной форме. Под влиянием этих веществ соединения полуторных оксидов приобретают подвижность, а тонкодисперсные частицы пептизируются, что сопровождается общим ухудшением структуры почв. Известкование в сочетании с применением органических удобрений и посевами многолетних трав способствует коагуляции подвижных органических и минеральных коллоидов, в результате чего возрастает количество агрономически ценных агрегатов.

В южных районах широко представлены почвы с щелочной реакцией среды и высоким содержанием обменного натрия (солонцы и солонцеватые почвы). Эти почвы характеризуются повышенной дисперсностью почвенной массы, что негативно отражается па их структурном состоянии. Для улучшения почвенной структуры здесь практикуют гипсование в сочетании с внесением органических удобрений, орошением и посевом многолетних трав.

Рациональная механическая обработка предусматривает не только вспашку почвы в состоянии физической спелости, но и минимизацию воздействия на почву тяжелой сельскохозяйственной техники. Например, при соответствующих условиях традиционную многократную механическую обработку пропашных культур сокращают, а для некоторых культур ее не проводят вообще. В. Р. Вильямс подчеркивал, что механическое воздействие на почву должно быть по возможности редким, чтобы уменьшить неизбежное распыление структуры при частой механической обработке почв.

Быстрым и эффективным приемом улучшения структурного состояния пахотных почв считается применение искусственных структуро-образователей. Они представляют собой высокомолекулярные соединения (полимеры и сополимеры), получившие собирательное название «крилиумы». Крилиумы - это производные трех органических кислот: акриловой, метакриловой и малеиновой. Эти соединения применяют в небольших дозах (0001-0,05% от массы почвы).

Наибольшего эффекта достигают при внесении искусственных структуро-образователей в виде раствора, поскольку в этом случае происходит более полное и более равномерное взаимодействие их с почвой. Оструктуривающее действие крилиумов на суглинистых и глинистых почвах прослеживается на протяжении трех - пяти лет, тогда как на песчаных и супесчаных почвах чаще всего ограничивается одним вегетационным сезоном.

Структурообразующее влияние крилиумов проявляется тем сильнее, чем богаче почва органическими (гумусом) и минеральными коллоидами, т. е. чем выше ее потенциальная способность к оструктуриванию. При этом искусственные структуро-образователи в большей степени обеспечивают водопрочность уже существующих природных агрегатов по сравнению с агрегатами, образовавшимися под их воздействием из распыленной почвы. Это связано с тем, что высокомолекулярные соединения легче проникают в те места, где частицы или микроагрегаты отделились друг от друга в результате набухания или механического воздействия.

Поскольку агрегаты распадаются прежде всего по тем направлениям, где скрепляющие силы наиболее слабые, то заполнение этих мест крилиумами приводит к стабилизации структурных отдельностей и их упрочнению. В итоге суммарный эффект от действия агрегирующих систем почвы и искусственного структуро-образователя оказывается выше, нежели от одного крилиума. Поэтому сохранение имеющейся в почве агрономически ценной структуры считается одной из важнейших задач, поскольку создание новой структурной пашни из распыленной массы почвы требует гораздо больше сил и средств, чем улучшение уже существующей структуры.