Вплив щільності орного шару на родючість та урожайність

Вода і повітря: як щільність ріллі регулює дихання та вологообмін

Фізична будова орного шару визначає, чи перетвориться потенційна родючість ґрунту на реальний урожай. Для багатих, але вимогливих чорноземів Кубані щільність — це головний керований фактор. Регулюючи цей показник, агроном налаштовує водний, повітряний та харчовий режими поля, що особливо важливо в посушливих степових зонах.

Водні властивості ґрунту залежать від загальної шпаруватості та співвідношення капілярних і некапілярних пор. Занадто пухкий ґрунт інтенсивно втрачає вологу через випаровування в сухі періоди. У надмірно щільному ґрунті переважають дрібні капіляри, які утримують воду надто міцно, роблячи її недоступною для кореневих волосків. Додатково в тонких порах утворюються пробки з сорбованої вологи, які блокують доступ рослин до води.

Щільність прямо регулює і повітряний режим, балансуючи вміст води та повітря. На суглинних і глинистих ґрунтах переущільнення перекриває доступ кисню до коренів. Практика показує, що урожай прямо залежить від збереження балансу між щільністю орного шару та його аерацією.

• Оптимальна щільність ґрунту — близько 1,25 г/см³
• Аерація для нормального росту — 15% від об'єму ґрунту
• Критична щільність ґрунту — понад 1,35 г/см³
• Небезпечний рівень аерації — 10% і менше

Живлення і тепло: чому в переущільненому ґрунті «голодують» мікроби

Накопичення доступних поживних речовин залежить від життєдіяльності мікроорганізмів, яким необхідні оптимальна вологість і повітря. Помірне ущільнення ріллі котками в посушливі періоди допомагає зберегти воду від випаровування. Це активізує роботу корисних бактерій і прискорює процеси накопичення азоту в ґрунті.

Ефект від прикочування ґрунту особливо помітний у суху осінь під час підготовки поля під озимі по колосовому попереднику. Збереження вологи у верхньому шарі за рахунок використання котків різко збільшує концентрацію доступних нітратів. Результати польових вимірювань перед сівбою озимих наочно ілюструють користь цього прийому.

На звичайних чорноземах прикочування парів збільшує кількість нітратів на 13,9–27,9 мг на 1 кг абсолютно сухого ґрунту. Однак цей прийом ефективний лише при достатньому рівні вологості. Наприклад, на злитому чорноземі при вологості 20,4% (при вологості в'янення близько 19%) нітрифікація йде слабко незалежно від щільності ґрунту.

На вилугуваних чорноземах накопичення азоту різко гальмується при загальній шпаруватості 47–48%, якщо частка капілярних пор становить близько 90% від загальної. У таких умовах мікробіологічні процеси затухають, оскільки діаметр пор стає занадто малим для розвитку мікроорганізмів. Крім того, щільність впливає на температуру ґрунту: ущільнена волога земля має високу теплоємність і навесні прогрівається повільніше.

Як щільність ґрунту впливає на температуру та розвиток коренів

Щільність орного горизонту прямо визначає температурний режим поля. Пухке складення верхньої частини ріллі працює як теплоізолятор: влітку температура тут на 3–5 °С нижча, ніж на ущільнених ділянках. Висока загальна і особливо некапілярна шпаруватість зменшують глибину як літнього прогрівання, так і зимового промерзання ґрунту. Навпаки, переущільнення підвищує температуропровідність — тепло передається швидше, особливо при зростанні вологості від мертвого запасу до рівня трохи вище вологості розриву капілярного зв'язку, коли водна плівка покращує контакт між ґрунтовими частинками.

Для кореневої системи щільність ґрунту — це фізичний бар'єр. Чим глибше йдуть корені, тим стабільніше рослина переносить посуху в критичні фази розвитку, коли верхній шар пересихає. На важких глинистих і суглинних ґрунтах (у південно-передгірній та західній зонах) переущільнення блокує корені сильніше, ніж на звичайних чорноземах. Частково цей вплив компенсує висока вологість: вода чинить розклинювальну дію і знижує механічний опір ґрунту, тому в дощові роки або при зрошенні шкода від високої щільності менш помітна.

Польові випробування показують, що при вологості 20–22% ущільнення до 1,25 г/см³ не заважає кореню кукурудзи та озимої пшениці — вони ростуть зі швидкістю до 6 см на добу. Однак щільний прошарок товщиною всього 3 см (з щільністю 1,4–1,45 г/см³) затримує просування коренів на три доби. Корені пшениці більш стійкі до ущільнення, ніж кукурудзи, але й їхній ріст углиб припиняється, коли загальна шпаруватість падає приблизно до 42%. На злитому чорноземі при вологості 26% різниця ще помітніша: при щільності 0,8 г/см³ корені пшениці на 18-й день досягають глибини 25,7 см, при 1,2 г/см³ — тільки 17 см, а при 1,4 і 1,5 г/см³ ріст практично зупиняється, корені проникають лише на 0,9 і 0,2 см.

Оптимальні параметри щільності для польових культур

Вимоги до складення ріллі залежать від біології культури. Просапним потрібен більш пухкий ґрунт, тоді як колосові зернові переносять підвищену щільність легше. На вилугуваних чорноземах максимальний урожай озимої пшениці отримують при щільності не більше 1,3 г/см³ — надмірне розпушування знижує збір зерна. Для ярого ячменю оптимальний діапазон ширший — від 1,1 до 1,24 г/см³, а для цукрового буряку рамки жорсткіші — суворо від 1,1 до 1,2 г/см³ у період вегетації.

• Оптимум для цукрового буряку — 1,1–1,2 г/см³
• Оптимум для ярого ячменю — 1,1–1,24 г/см³
• Границя для озимої пшениці — 1,3 г/см³
• Оптимум для кукурудзи в сухій зоні — 1,3 г/см³

У посушливих умовах надмірна пухкість шкідлива, оскільки прискорює втрату вологи. На звичайних чорноземах у північній зоні кукурудза дає найвищий урожай при щільності близько 1,3 г/см³. Аналогічно реагує люцерна: в умовах недостатнього зволоження найнижчі врожаї вона формує на надмірно пухкому ґрунті, хоча загалом її реакція на ущільнення як на вилугуваних, так і на звичайних чорноземах відносно невелика.

Системний підхід до обробітку ґрунту

Жоден прийом обробітку ґрунту окремо не вирішує всіх завдань на полі. Щоб відрегулювати щільність ріллі, зберегти вологу та позбутися бур'янів, проходи техніки потрібно вибудовувати в єдиний технологічний ланцюжок. Вибір конкретних знарядь завжди залежить від ґрунтово-кліматичних умов та поточної обстановки на полі в кожен момент часу.

Вибір системи обробітку завжди прив'язаний до конкретного поля. Агроном враховує біологічні особливості культури, що висівається, її вимоги до умов середовища та якість попередника. Особливе значення тут мають довгострокові прийоми обробітку та глибина закладання основного добрива.

Крім біології рослин, на вибір технології впливають зовнішні умови поточного сезону та технічні можливості конкретного господарства. Агроному доводиться зіставляти фітосанітарний стан поля з парком наявної техніки. При плануванні робіт обов'язково оцінюють такі ключові фактори:

• ґрунтово-кліматичні особливості зони та погоду в конкретний рік;
• забур'яненість полів, присутність шкідників та збудників хвороб;
• технічну оснащеність підприємства — кількість, якість та спеціалізацію тракторів і ґрунтообробних машин.

В умовах Кубані технологію обробітку традиційно прив'язують до строків сівби. Тут на практиці виділяють дві основні Система обробітку ґрунту">системи обробітку ґрунту, кожна з яких залежить від попередника та часу, що залишився до сівби. Вони дозволяють підготувати ріллю під конкретну групу культур:

• Під озимі культури (літньо-осіння та передпосівна). Проводиться після колосових, зернобобових та просапних попередників, а також після багаторічних трав.
• Під ярі культури (зяблева, зимова та передпосівна). Виконується після однорічних культур суцільної сівби, просапних, багаторічних трав, а також під культури другого врожаю і після їхнього збирання врожаю.