Тильт - Tilth

Почва пахота физическое состояние почвы, особенно в отношении ее пригодности для посадки или выращивания сельскохозяйственных культур. Факторы, определяющие пашню, включают формирование и стабильность агрегированных частиц почвы, влажность, степень аэрации, биота почвы, скорость инфильтрации воды и дренажа. Обработка почвы может быстро меняться в зависимости от факторов окружающей среды, таких как изменения влажности, обработки почвы и поправки на почву. Целью обработки почвы (механической обработки почвы) является улучшение обработки почвы, тем самым повышая урожайность сельскохозяйственных культур; однако в долгосрочной перспективе обычная обработка почвы, особенно вспашка, часто дает противоположный эффект, вызывая разрушение почвы и ее уплотнение.[1]

Почва с хорошей обработкой имеет большие поры для проникновения воздуха и движения воды. Корни растут только там, где почва позволяет обеспечить достаточный уровень кислорода в почве. Такая почва также содержит разумный запас воды и питательных веществ.[2]

Обработка почвы поправки на органические вещества, удобрения и орошение могут улучшить почву, но при чрезмерном использовании могут иметь противоположный эффект.[2] Севооборот и покровные культуры может положительно повлиять на почву. Комбинированный подход может дать наибольшее улучшение.

Агрегация

Хорошая обработка почвы обеспечивает сбалансированное соотношение между прочностью на растяжение почвенного заполнителя и рыхлость, в котором он имеет стабильную смесь агрегатных частиц почвы, которые могут быть легко разрушены неглубокой неабразивной обработкой почвы. Высокая прочность на растяжение приведет к образованию больших зацементированных комьев уплотненного грунта с низкой рыхлостью. Правильное управление сельскохозяйственными почвами может положительно повлиять на агрегацию почвы и улучшить качество почвы.[3]

Агрегация положительно связана с пухом. В случае почв с более мелкой текстурой агрегаты, в свою очередь, могут состоять из более мелких агрегатов. Агрегация подразумевает наличие значительных пор между отдельными агрегатами.[4]

Агрегация важна в подпочве, слое ниже пахоты. Такие агрегаты включают более крупные (от 2 до 6 дюймов) блоки почвы, более угловатые и не столь характерные. Эти агрегаты меньше подвержены биологической активности, чем пахотный слой. Подземные агрегаты важны для роста корней вглубь профиля. Глубокие корни обеспечивают больший доступ к влаге, что помогает в периоды засухи. Грунтовые агрегаты также можно уплотнять, в основном тяжелой техникой на влажной почве. Еще одним важным источником уплотнения грунта является практика вспашки тракторными колесами в открытой борозде.[4]

Размер пор

Грунт, который хорошо агрегирован, имеет поры разного размера. Каждый размер пор играет роль в физическом функционировании почвы. Большие поры быстро дренируются и необходимы для хорошего воздухообмена во влажные периоды, предотвращения дефицита кислорода, который может утопить растения и усугубить проблемы с вредителями. Денитрификация за счет преобразования азота в газообразные формы увеличивается во влажной почве с дефицитом кислорода. В деградированном грунте крупные поры сжаты в мелкие.[4]

Маленькие поры имеют решающее значение для удержания воды и помогают культуре переносить засушливые периоды с минимальной потерей урожая.[4]

Управление

Обработка почвы может быть получена с помощью механических и биологических манипуляций.

Обработка почвы

Приемы механической обработки почвы, включая первичную обработку почвы (отвальная или чизельная вспашка) с последующей вторичной обработкой почвы (дискование, мучительный и т. д.), рыхлить и аэрировать почву. Механическое движение и интенсивная обработка почвы отрицательно сказываются на агрегатах почвы, рыхлости, пористости и насыпной плотности почвы. Когда почвы деградируют и уплотняются, такие методы обработки почвы часто считаются необходимыми. Однако пахота, создаваемая обработкой почвы, обычно неустойчивый, потому что агрегация достигается за счет физических манипуляций с почвой, которые недолговечны, особенно после многих лет интенсивной обработки почвы.[4] Уплотнение почвенных агрегатов также может снизить биоту почвы из-за низкого уровня кислорода в верхнем слое почвы. В результате высокая насыпная плотность почвы приводит к более низкому проникновению воды в результате дождя или обычного орошения (поверхностное, дождевальное, центробежное); в свою очередь, ряд процессов естественным образом приведет к эрозии и растворению мелких частиц почвы и органических веществ.[5] Последствия этих процессов циклически требуют большей обработки почвы и вмешательства, таким образом, методы обработки почвы способны нарушить биологические механизмы, которые стабилизируют структуру почвы и качество обработки почвы.[6]

Биологические

Предпочтительный сценарий для хорошей обработки почвы - результат естественных процессов почвообразования, обеспечиваемых деятельностью корней растений, микроорганизмов, дождевых червей и других полезных организмов. Такие устойчивые агрегаты разрушаются во время обработки почвы / посадки и легко обеспечивают хорошую обработку почвы.[4] Биота почвы и органическое вещество работают в унисон, связывая агрегаты почвы и обеспечивая естественную стабильность почвы. Внеклеточные полисахариды (ЭПС), выделяемые бактериями, гифами грибов и дисперсными частицами глины, активно участвуют в процессах пахлообразования, которые способствуют формированию и стабилизации структуры почвы.[3] Полученная в результате структура почвы снижает прочность на разрыв и объемную плотность почвы, в то же время формируя агрегаты почвы за счет их абиотических / биотических связывающих механизмов, которые сопротивляются разрушению во время насыщения почвы. Сети гиф грибов могут играть роль сцепления с ЭПС и ризоотложения, таким образом улучшая агрегативную стабильность.[3] Однако эти органические материалы сами по себе подвержены биологическому разложению, что требует активных добавок органических материалов и минимальной механической обработки почвы.[4] Качество почвы в значительной степени зависит от этих естественных процессов связывания между биотическими микроорганизмами и абиотическими частицами почвы, а также от необходимого поступления органических веществ. Все компоненты этой естественно связывающей сети должны поставляться или управляться в сельском хозяйстве, чтобы обеспечить устойчивость их присутствия в течение вегетационного периода.

Вращение

Севооборот может помочь восстановить почву на уплотненных почвах. Этому достижению способствуют два процесса. Во-первых, под дерновыми культурами заканчивается ускоренное разложение органических веществ от обработки почвы. Другой способ добиться этого - через беспахотное земледелие. Во-вторых, дернины травы и бобовых развивают обширную корневую систему, которая постоянно растет и отмирает. Мертвые корни являются источником активного органического вещества, которое питает почвенные организмы, которые создают агрегации. Полезные организмы нуждаются в постоянных запасах органического вещества, чтобы поддерживать себя, и они откладывают переваренные материалы на почвенные агрегаты и тем самым стабилизируют их. Также живые корни и симбиотические микроорганизмы (например, микоризный грибы) могут выделять органические вещества, питающие почвенные организмы и способствующие агрегации. Таким образом, травяные и бобовые дерновые культуры возвращают в почву больше органических веществ, чем большинство других культур.[4]

Некоторые однолетние севооборотные культуры, такие как гречневая крупа также имеют плотную, мочковатую корневую систему и могут улучшить опушение. Могут быть полезны смеси культур с различными системами укоренения. Например, красный клевер посеян в озимая пшеница обеспечивают дополнительные корни и более богатое белком органическое вещество.[4]

Другие севооборотные культуры более ценны для улучшения почвы. Многолетние культуры, такие как люцерна имеют сильные, глубокие, проникающие стержневые корни, которые могут пробиваться сквозь твердые слои, особенно во влажные периоды, когда почва мягкая. Эти глубокие корни прокладывают пути для воды и будущих корней растений и производят органическое вещество.[4]

Севооборот может продлить период активного роста по сравнению с обычными пропашными культурами, оставляя больше органического материала. Например, в севообороте кукуруза-соя активный рост происходит в 32 процентах случаев, в то время как севооборот «сухая фасоль-озимая пшеница-кукуруза» активен в 72 процентах случаев. Такие культуры, как рожь, пшеница, овес, ячмень, горох и травы в прохладный сезон, активно растут поздней осенью и ранней весной, когда другие культуры неактивны. Они полезны как в севообороте, так и в качестве покровных культур, хотя интенсивная обработка почвы может свести на нет их влияние.[4]

Типы почвы

Методы обработки почвы, необходимые для поддержания вспашки, зависят от типа почвы. Песчаные и гравийные почвы естественным образом не обладают мелкими порами и поэтому подвержены засухе, тогда как суглинки и глины могут удерживать и, таким образом, обеспечивать сельскохозяйственные культуры большим количеством воды.[4]

Крупнозернистые песчаные почвы

Песчаная почва имеет меньшую способность удерживать воду и питательные вещества. Воду поливают чаще, в меньших количествах, чтобы избежать вымывания и переноса питательных веществ ниже корневой зоны. Регулярное внесение органических веществ увеличивает способность песчаной почвы удерживать воду и питательные вещества в 10 и более раз.[2]

Мелкозернистые глинистые почвы

Глинистые почвы не имеют крупных пор, что ограничивает движение воды и воздуха. Во время орошения или дождя ограниченное большое поровое пространство в мелкозернистой почве быстро заполняется водой, снижая уровень кислорода в почве. Помимо обычного внесения органических веществ, важную роль в обработке почвы оказывают микроорганизмы и дождевые черви. По мере того как микроорганизмы разлагают органическое вещество, частицы почвы соединяются в более крупные агрегаты, увеличивая поровое пространство. Глинистые почвы более подвержены уплотнению почвы, что уменьшает большие поровые пространства..[2]

Гравийные и разложившиеся гранитные почвы

Такие почвы изначально малопахотные, особенно после того, как они были нарушены. Это компенсирует добавление органических веществ до 25% по объему. Например, при обработке почвы на глубину до восьми дюймов добавьте два дюйма органических материалов.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Тилт". Британская энциклопедия. Получено 2015-09-10.
  2. ^ а б c d е Уайтинг, Дэвид. «Управление почвенным пахотом: текстура, структура и поровое пространство». www.ext.colostate.edu. Архивировано из оригинал на 2011-01-19. Получено 2015-09-10.
  3. ^ а б c Schjønning, Per; Munkholm, Lars J .; Эльмхольт, Сюзанна; Олесен, Йорген Э. (октябрь 2007 г.). «Органическое вещество и обработка почвы в пахотном земледелии: управление имеет значение в течение 5–6 лет». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда. 122 (2): 157–172. Дои:10.1016 / j.agee.2006.12.029.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Ван Эс, Гарольд. «Севооборот и обработка почвы». www.sare.org. Получено 2015-09-10.
  5. ^ Вэй, Юйцзе; У, Синьлянь; Цай, Чонгфа; Ван, Цзе; Ся, Цзиньвэнь; Ван, Чжунгуан; Го, Чжунлу; Юань, Зайцзянь (30.08.2019). «Влияние деградации земель, вызванной эрозией, на инфильтрацию дождевых осадков в различных типах почв при полевом моделировании». Деградация земель и развитие. 30 (14): 1751–1764. Дои:10.1002 / ldr.3382. ISSN  1085-3278.
  6. ^ Лал, Р. (1999-10-21). «Долгосрочная обработка почвы и влияние движения колес на качество почвы для двух почв Центрального Огайо». Журнал устойчивого сельского хозяйства. 14 (4): 67–84. Дои:10.1300 / j064v14n04_07. ISSN  1044-0046.