Влияние уплотнения почв на урожайность с/х культур

• Влияние уплотнения почвы на кормовые культуры
  

Воздействие транспорта на люцерну и злаковую дернину представляет сочетание уплотнения почвы и повреждения посевов. Согласно недавнему исследованию, обычное движение техники по полям вызывает ежегодные потери урожая люцерны до 37 процентов.

На основе этой работы был инициирован проект для лучшего понимания потерь урожая из-за перевозки люцерны. Потери урожая варьировались от 1 до 34 процентов. Повреждение люцерны через 5 дней после скашивания значительно выше, чем через 2 дня после скашивания, что подчеркивает важность своевременной уборки силоса или сена с поля.

• Влияние уплотнения почвы на вспаханные почвы

Часто обработка почвы выполняется для устранения колеи, и фермеры полагают, что она предотвращает уплотнение почвы. В результате они становятся беспечными и игнорируют условия влажности почвы при движении транспорта и другие важные меры предотвращения уплотнения почвы, полагаясь на обработку почвы для решения этой проблемы.

Необходимо различать уплотнение верхнего слоя и подпочвенного слоя почвы. Исследования показали, что обработка почвы может смягчить последствия уплотнения верхнего слоя почвы на песчаных почвах уже через 1 год. Однако для более тяжелых почв требуется больше проходов обработки почвы и повторные циклы сублимационной сушки для уменьшения последствий поверхностного уплотнения. Следовательно, урожайность на этих почвах снижается из-за последствий уплотнения верхнего слоя, несмотря на обработку.

Уплотнение почвы происходит ниже глубины обработки почвы. Исследования показывают, что циклы замораживания-оттаивания и увлажнения-высыхания грунта не влияют на глубину уплотнения грунта ни на одном типе почвы. В международных исследованиях, включающих обработку почвы после уплотнения, средние потери урожая в первый год составили примерно 15 процентов, хотя результаты различались в зависимости от года и конкретного участка. Было установлено, что эти потери в первый год в основном являются результатом остаточного эффекта уплотнения верхнего слоя почвы. Без повторного уплотнения потери урожая снизились примерно до 3 процентов через 10 лет после уплотнения. Окончательные потери урожая, вероятнее всего, связаны с уплотнением грунта и считаются постоянными. Последствия уплотнения грунта наблюдаются при высоких осевых нагрузках (более 10 тонн) на влажную почву и воздействуют на все типы почв, включая песчаные.

Обработка почвы также может привести к образованию борозды. Наиболее разрушительной формой обработки почвы является отвальная вспашка одним колесом в борозде, что приводит к непосредственному уплотнению почвы. Наземная отвальная вспашка, безусловно, предпочтительнее этой практики. Однако даже в этом случае отвальный плуг может вызвать уплотнение почвы непосредственно под плугом. Диск – еще один инструмент, который может стать причиной образования такой борозды.

Обработка почвы также может привести к образованию борозд. Одной из самых разрушительных форм обработки почвы является отвальная вспашка одним колесом в борозде, что непосредственно приводит к уплотнению почвы. Наземная отвальная вспашка является предпочтительной альтернативой этой практике. Однако даже в этом случае отвальный плуг может вызывать уплотнение почвы непосредственно под собой.

Для создания условий для посева в уплотненной почве требуется больше операций по обработке почвы и больше мощности. Это приводит к более интенсивному измельчению почвы и общему ухудшению ее структуры, что делает почву более чувствительной к повторному уплотнению. Таким образом, уплотнение может спровоцировать порочный круг обработки, который ухудшает состояние почвы и приводит к увеличению выбросов парниковых газов (углекислого газа, метана и закиси азота) из-за увеличения расхода топлива и замедления просачивания воды. Потери аммиака также увеличиваются из-за снижения инфильтрации в уплотненную почву. Усиление эрозии и потеря питательных веществ и пестицидов в поверхностные воды являются следствиями увеличения стока. В то же время, снижение просачивания через почвенный профиль ограничивает возможность пополнения подземных вод из уплотненных почв. Этот порочный круг уплотнения/обработки почвы представляет экологическую угрозу, выходящую за пределы отдельного поля.

• Влияние уплотнения почвы на производство сельскохозяйственных культур при No-till

Технология No-till имеет множество преимуществ перед обработкой почвы, таких как снижение трудозатрат, затрат на оборудование, стока и эрозии, повышенная засухоустойчивость сельскохозяйственных культур, а также повышенное содержание органических веществ и биологической активности. Большее содержание органического вещества и биологической активности при использовании метода No-till делает почву более устойчивой к уплотнению.

Одно исследование очень хорошо это иллюстрирует. Верхний слой почвы с полей с длительной нулевой обработкой и с обычной обработкой почвы подвергался стандартной уплотнительной обработке при различном содержании влаги. "Тест на плотность Проктора" использовался для определения максимальной плотности почвы. Обработанная почва может быть уплотнена до максимальной плотности 1,65 г/см3, что считается ограничением для роста корней в этой почве. Почва без обработки может быть уплотнена только до 1,40 г/см3, что не считается критерием, ограничивающим рост корней. Таким образом, уплотнение верхнего слоя почвы представляет меньшую проблему на полях без обработки почвы. Повышенная плотность почвы на обработанных участках приводит к ухудшению условий для роста корневой системы сельскохозяйственных культур. Метод No-till, благодаря сохранению структуры и влажности почвы, способствует уменьшению уплотнения и повышает урожайность сельскохозяйственных культур.

При этом уплотнение все еще может оказывать значительное негативное влияние на продуктивность почв без обработки. Проведенные исследования показали, что на сильно уплотненной почве без обработки урожайность кукурузы составила всего 2 процента от урожайности на неуплотненной почве в первый год после уплотнения. Интересно, что урожайность восстановилась до 85 процентов на второй год после уплотнения и продолжала стабилизироваться на уровне около 93 процентов после этого. Это свидетельствует о устойчивости почв без обработки под воздействием биологических факторов, но также подтверждает, что уплотнение может привести к значительным краткосрочным и долгосрочным потерям урожая, если не проводить соответствующую обработку.


📚 Источник: перевод по материалам Effects of Soil Compaction
Автор: Sjoerd Willem Duiker, Ph.D., CCA;   Professor of Soil Management and Applied Soil Physics
www.extension.psu.edu