Травопольная система земледелия В.Р.Вильямса
Теория травопольной системы земледелияВ.Р.Вильямса создана на основе послойной структурной дифференциации пахотного горизонта. Он считал, что «до тех пор, пока почве не придано прочной комковатой структуры, все мероприятия, направляемые к увеличению урожаев: применение новых селекционных сортов хлебов, применение искусственных удобрений, борьба с засоренностью посевного материала, сортировка посевного материала, введение усовершенствованных орудий обработки почвы и т.д. и т.п. – все обречено на неизбежную неудачу …».
“… В верхнем горизонте почвы при всяких условиях сильнее, чем в нижних горизонтах, выражен аэробный процесс разложения органического вещества, доставляющий растениям минеральную пищу. Но вместе с тем с мертвыми органическими остатками аэробные бактерии разрушают перегной. С уничтожением перегноя и структура почвы уничтожается. Кроме того, верхние горизонты почвы приходят в непосредственное соприкосновение с атмосферною водою, и она не только механически действует на разрушение структуры, содержащийся всегда в атмосферных осадках аммиак замещает поглощенный перегноем катион кальция, который будет вытесняться в нижние горизонты почвы. Лишенный катиона кальция перегной, как мы уже знаем, теряет свою прочность и цементирующие свойства. Нижний горизонт пласта представляет во всех отношениях полную противоположность верхнему.
|
|
|
Поэтому наиболее совершенным способом обезвредить этот верхний горизонт, утративший свои технические производственно положительные свойства, будет удаление его и замена новым горизонтом, обладающим необходимыми производственными свойствами.
Верхний же горизонт нужно поставить в такие условия, в которых он мог бы восстановить свои первоначальные свойства – способность крошиться и приобрести прочность придаваемой ему структуры.
Комбинацию таких условий мы найдем в нижнем горизонте пахотного слоя. Влияние содержащей аммиачные соли воды атмосферных осадков будет целиком парализоваться верхним горизонтом. Вода будет приникать в нижний горизонт в форме медленного тока волосной воды, пробирающегося по поверхности бесчисленных комков верхнего горизонта. Вместе с тем аммоний, содержащийся в воде, будет поглощен перегноем верхнего горизонта, и на его место станет вытесненный кальций, который будет поглощаться перегноем нижнего горизонта.
Кроме того, в верхнем горизонте будет совершаться энергичный анаэробный распад органических остатков, и в числе прочих солей будут освобождаться соли кальция. Эти соли будут растворяться водой, омывающей комки верхнего горизонта с их поверхности, на которой и совершается процесс распада органического вещества, перегной почвы нижнего горизонта постепенно будет насыщаться катионом кальция, и будет восстанавливаться прочность структуры почвы нижнего горизонта.
|
|
|
Наконец, хорошо выраженный анаэробный процесс верхнего горизонта будет служить лучшим фильтром для задержки проникновения свободного кислорода воздуха в нижние горизонты, и по мере углубления все более будет затухать аэробный процесс и все ярче выражаться анаэробный процесс, наличие которого обеспечит возможность накопления перегноя в нижнем горизонте.
Одно из главных условий правильной обработки - эо категорическое требование осенней вспашки, производимой по возможности тотчас за уборкой урожая».
«Полное объяснение требованию ранней зяблевой вспашки заключается в следующем. Процесс анаэробного разложения, при котором образуется перегной, обусловливающий прочность почвы, требует как исходного материала непременно не разрушенных органических остатков в виде корней, жнивья и т.п.
Все культурные однолетние растения принадлежат к степной растительной формации, органические остатки которой на невспаханном жнивье разрушаются исключительно аэробным процессом. Уже через две недели после уборки однолетних растений никаких следов их отмерших корней в почве не остается. Аэробный процесс целиком разрушает органические остатки. Поэтому в почве при поздней осенней вспашке жнивья не будет материала для образования свежего перегноя».
|
|
|
Ошибочность теории В.Р.Вильямса прежде всего, в том, что она искусственно ограничивает мощность пахотного слоя. Во-вторых, еще в 1907 году Б.И.Сазоновым, а несколько позднее А.Н.Лебедянцевым было установлено, что плодородие почвы уменьшается от верхних слоев к нижним, а не наоборот.
Известна была и большая разница в урожайности возделываемых культур по пахотному и подпахотному горизонтам. Причем при сравнительно одинаковом валовом содержании питательных веществ для растений и лучшей структуры в подпахотном горизонте урожайность на нем значительно ниже, чем на пахотном. Это доказывалось опытами А.Балихина на Плотянской сельскохозяйственной опытной станции, П.Б.Яковлева – на Каменно-Степной опытной станции, Н.С.Авдонина – в Воронежском СХИ и др.
В.Р.Вильямс объяснял такое явление влиянием марказита. «В черноземах глубокие горизонты отличаются почти всегда значительным содержанием питательных элементов и безукоризненной структурой – они и называются крупкой.
|
|
|
Но горизонт крупки всегда содержит значительное количество марказита – двухсернистого железа. Вследствие господства в подпахотном горизонте анаэробного процесса все сернокислые соли, проникающие в этот горизонт, восстанавливаются в сернистое железо. Пока марказит лежит в горизонте абсолютного анаэробиоза, он, как нерастворимый в воде, не приносит растениям никакого вреда, но как только сернистое железо будет вывернуто вспашкой в поверхностные горизонты почвы, оно быстро окисляется кислородом воздуха, образуя свободную серную кислоту и сернокислую соль закиси железа… как сернокислая закись железа (железный купорос), так и свободная серная кислота представляют чрезвычайно сильные яды для высших растений».
Однако уже в то время знали, что свободной серной кислоты в черноземной почве никогда не бывает. Какие бы ни были там превращения серы, SO4 всегда будет связан кальцием почвы, которого в черноземах огромное количество. Гипс же для растений безвреден.
Буферные свойства этих почв велики, и вредное действие кислоты проявиться не может. Случаи гибели растений из-за высокой концентрации водородных ионов в черноземах неизвестны. Поэтому довод об образовании серной кислоты и ее губительных действиях на растения черноземов не имел под собой никакой реальной базы.
Кроме того, исследованиями профессора М.А.Егорова доказывалось, что в нормальных почвах закиси железа нет, и она не образуется (1927). Опытами М.Е.Пронина и Т.Т.Демиденко установлена безвредность закисного железа для растений.
Веским аргументом против теории марказита является и тот факт, что при внесении удобрений урожайность сельскохозяйственных культур на пахотном и подпахотном горизонтах мощных черноземов сглаживается. Основная причина – в разной обеспеченности растений питательными веществами, так как в подпахотных горизонтах они инертны, находятся в малоподвижном состоянии.
Образование идеальной структуры почвы сопровождается консервированием питательных веществ. При обработке же происходит некоторое разрушение структуры, но вместе с тем и перевод богатств почвы в ее плодородие. Подпахотный горизонт мощных черноземов богат питательными веществами, но подвижность их, доступность для растений увеличиваются после обработки.
Менее продуктивными могут быть и целинные почвы с их идеальной структурой по сравнению со старопахотными, где хуже структура. Причина такого явления, прежде всего, в разнице «микробиологического населения» этих почв. В целинной почве в несколько раз меньше микроорганизмов, особенно азотобактера, чем в старопахотной (Н.С. Авдонин, 1935).
Энергия нитрификационного процесса в старопахотной почве по методу Ваксмана в 3-4 раза выше, чем на целине. Беднее микроорганизмами не только целинная почва по сравнению со старопахотной, но и подпахотный горизонт в сравнении с пахотным (Е.А. Домрачева, 1926).
По причине значительного замедления биологических процессов на идеальных в отношении структуры целинных и залежных почвах много ниже и подвижность питательных веществ для растений, чем на постоянно обрабатываемых (Н.С. Авдонин, 1932).
В исследованиях кафедры агрохимии Воронежского СХИ в слое 0-20 см, например, под бессменной рожью в среднем содержалось за май-сентябрь 3,56 мг на килограмм почвы нитратного азота, в бессменной залежи с ее идеальной структурой – 1,28.
По трехлетним наблюдениям В.Карабицкой (1932) на полях с костром, житняком, пыреем, люцерной и озимой пшеницей черноземе Западной Сибири было установлено, что нитрификация в посевах пшеницы значительно интенсивнее, чем под травами. Причем под травами этот процесс с их возрастом затухает.
Было установлено также, что азот целинной почвы устойчивее азота старопахотной и слабее поддается нитрификации. Разная нитрификационная способность и почвенных горизонтов. На Сумской опытной станции для исследований брали почву с горизонтов 0-20, 20-50, 50-70 см и в лабораторных оптимальных условиях определяли нитрификацию. Почва пахотного слоя благодаря тому, что она подвергалась постоянному культурному воздействию, дала наибольший размах нитрификации. Чем ниже горизонт, тем она слабее. Идеальные в отношении структуры подпахотные горизонты при одинаковом валовом содержании азота процесс нитрификации в оптимальных условиях развивали в два-три раза слабее, чем с худшей структурой почвы пахотный горизонт.
С.М.Драчевым установлено, что буферность окультуренной почвы по отношению к фосфорной кислоте значительно выше, чем целинной. Старопахотная почва способна дольше и сильнее удерживать определенную концентрацию фосфорной кислоты, независимо от ее потребления. При увеличении количества воды на одну и ту же навеску почвы растворимость Р2О5 на культурной почве растет в два раза быстрее, чем на дернине.
Вытеснение из поглощающего комплекса части кальция и замена его водородом или натрием сопровождается сильным увеличением всех питательных веществ чернозема. И, наоборот, при полном насыщении почвы кальцием подвижность фосфорной кислоты падает.
А между тем при насыщении почвы кальцием ее структура приобретает идеальные свойства и, наоборот, хотя бы при частичном насыщении поглощающего комплекса водородом или натрием происходит ослабление комплекса и структура почвы ухудшается.
На западно-предкавказском выщелоченном черноземе все взятые почвенные фракции (0,5 мм и меньше, 0,5-2 мм, 2-7 мм, нерассеянная) дали одинаковую урожайность как без удобрений, так и с ними.
В опытах сотрудников кафедры земледелия Харьковского института и кафедры агрофизики Воронежского СХИ при одинаковом химическом составе фракций в условиях вегетационного опыта выше урожай там, где нарушена структура, где почва распылена. В Харьковском институте на размолотой до 0,25 мм почве урожайность на 30% выше, чем на неизмельченной.
Особенно сильный вред земледелию, по мнению В.Р.Вильямса, наносит боронование почвы. «В результате прямых определений оказывается, - писал он, - что в среднем 60% всей массы почвы всего пробороненного слоя превращается в пыль.
Таковы результаты применения бороны на вспаханном жнивье. При применении бороны на неправильно вспаханной дернине получаются такие же результаты.
Если вспомнить, что достаточно 22-25% всей массы почвы обратить в пыль, чтобы почва приобрела все свойства раздельно-зернистой, то борону следует признать вреднейшим орудием обработки. Борона – это реликт доисторического варварства, и сохранилась она только в отсталых странах, в том числе и в нашем Союзе».
При дисковании, считал В.Р.Вильямс, приблизительно 50% верхнего горизонта почвы превращается в пыль.
Опыты же тех лет показывали, что разрушающее действие почвообрабатывающих орудий не так катастрофично. В почве, помимо корней многолетних трав, действуют другие факторы структурообразования, которые смягчают отрицательное действие орудий обработки и определенным образом восстанавливают утраченную структуру.
Даже боронование в 46 следов и прикатывание тяжелыми катками в 10 следов на выщелоченных черноземах не снижают количество и качество урожая. Некапиллярная скважность сохраняется на прежнем уровне. Количество органического вещества, водорастворимого и поглощенного кальция на контрольном и многократно пробороненном и прикатанном вариантах близки между собой (А.П. Красинский, 1934).
Наблюдениями за структурой почвы в течение вегетационного периода в 1928 году на Тамбовской опытной станции установлено, что изменения в ее составе происходят не только под многолетними травами, но и в посевах овса и в паровом поле. Процесс воссоздания структуры наблюдается даже в парах, которые постоянно обрабатываются (Н.С. Авдонин, 1935).
Структура почвы динамична. Во время вегетационного периода мелкокомковатые отдельности укрупняются, крупнокомковатые – распадаются.
Даже после размола и пропуска через сито 0,25 мм через 40 дней после выдержки при влажности 70% от полной влагоемкости и оптимальной температуре почва по своему агрегатному составу возвращается к исходному положению.
Было известно и то, что даже длительное (с 1912 по 1931 гг.) бессменное возделывание озимой ржи на опытном поле сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева мало изменило прочность макроструктуры пахотного слоя.
Многолетние травы оказывают положительное влияние на агрегатный состав почвы, но в сухой степи из-за недостатка влаги и в связи с этим низкой продуктивности трав это влияние невелико.
На Шатиловской опытной станции клевер в качестве предшественника льна оказался лучше, чем злаковые культуры. Однако главное оказалось не в структуре почвы, а в обеспеченности растений азотом (М.М. Рыбаков, 1936).
Старопахотные черноземы содержат меньше гумуса, чем целинные, но эта разница редко превышает один процентный пункт.
Контрольные вопросы
1. Основные положения теории отвальной обработки почвы В.Р.Вильямса
2. Требования ранней зяблевой вспашки по В.Р. Вильямсу
3. Пренебрежение В.Р. Вильямса к уже известным результатам исследований по плодородию слоев почвы
4. Теория марказита – двухсернистого железа В.Р. Вильямса и ее несостоятельность
5. Фактическое плодородие целинных почв и пашни
6. Вред поверхностных обработок почвы поВ.Р. Вильямсу
7. Фактические материалы по поводу поверхностных обработок почвы
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 724; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!