Обработка почвы как фактор регулирования почвенного плодородия

Москва

ИНФРА-М

202ОБРАБОТКА ПОЧВЫ 

КАК ФАКТОР РЕГУЛИРОВАНИЯ 

ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ

ÌÎÍÎÃÐÀÔÈß
ÌÎÍÎÃÐÀÔÈß

À.Ô. ÂÈÒÅÐ, Â.È. ÒÓÐÓÑÎÂ, 
À.Ô. ÂÈÒÅÐ, Â.È. ÒÓÐÓÑÎÂ, 

Â.Ì. ÃÀÐÌÀØÎÂ, Ñ.À. ÃÀÂÐÈËÎÂÀ
Â.Ì. ÃÀÐÌÀØÎÂ, Ñ.À. ÃÀÂÐÈËÎÂÀ

УДК 631.51:631.452
ББК 41.43
 
В54

ISBN 978-5-16-008982-9 (print)
ISBN 978-5-16-100163-9 (online)

Витер А.Ф.

Обработка почвы как фактор регулирования почвенного плодо
родия : монография / А.Ф. Витер, В.И. Турусов, В.М. Гармашов, 
С.А. Гаврилова. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 173 с. — (Научная 
мысль). — DOI 10.12737/1506.

ISBN 978-5-16-008982-9 (print)
ISBN 978-5-16-100163-9 (online)

В книге изложены основы научного земледелия, современные пред
ставления об обработке почвы, приемах борьбы с сорными растениями, 
защите почвы от эрозии применительно к почвенно-климатическим условиям Центрально-Черноземной зоны.

Книга рассчитана на специалистов сельского хозяйства, научных ра
ботников, преподавателей и аспирантов сельскохозяйственных вузов.

УДК 631.51:631.452

ББК 41.43

В54

© Коллектив авторов, 2014

Подписано в печать 27.09.2022.

Формат 6090/16. Бумага офсетная. Гарнитура Newton. 

Печать цифровая. Усл. печ. л. 10,81. ППТ12. Заказ № 00000

Цена свободная

ТК 222400-1911160-251113

ФЗ 

№ 436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Оригинал-макет подготовлен в НИЦ ИНФРА-М

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
E-mail: books@infra-m.ru              http://www.infra-m.ru

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

Рекомендовано к публикации 

Ученым советом ГНУ Воронежского НИИСХ Россельхозакадемии 

17 марта 2011 г., протокол № 6

ВВЕДЕНИЕ 
 
Одной из актуальнейших задач современного интенсивного земледелия является воспроизводство и рациональное использование плодородия почвы. Лишь результаты исследований, полученные в длительных стационарных опытах, могут приблизить нас к решению этой задачи. 
В предлагаемой монографии приводится глубокий всесторонний 
анализ результатов длительных исследований по проблеме рационального использования черноземных почв Центрально-Черноземной зоны. 
На основе сопоставления и анализа экспериментальных данных 
краткосрочных и длительных стационарных опытов установлены закономерности течения почвенных процессов в черноземах и дается им 
научное обоснование. 
Выявлены взаимосвязи и взаимозависимости между основными 
факторами плодородия, явление синергизма. Установлена роль биологического фактора в формировании плодородия черноземных почв. 
Показано, что в сложной системе биосферы земли микроорганизмы 
являются важнейшим звеном в цепи биологического круговорота веществ – растения, животные, человек, почва. 
Воздействием на почву различными приемами можно регулировать 
агрофизические, биологические и агрохимические показатели, через 
посредство которых создавать оптимальные условия для развития полезных групп микроорганизмов и с их помощью создавать на желаемом 
уровне синтез и минерализацию органического вещества черноземов, 
то есть целенаправленно управлять плодородием почвы. 
Вскрыты причины влияния основной обработки почвы на показатели 
почвенного плодородия. Дается научное обоснование оптимальной глубины основной обработки почвы для районов Центрально-Черноземной 
зоны, освещены пути повышения эффективности удобрений в сочетании 
с обработками, взаимосвязь и взаимозависимость между ними. 
Монография рассчитана на специалистов сельского хозяйства, преподавателей и студентов агрономических специальностей. 

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ 
И ИХ ОТРАЖЕНИЕ В СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ 
 

1.1. Земледелие и человек 

Много еще не разгаданных тайн в росте и развитии растений, и человек по мере накопления своих знаний постепенно раскрывает их, но ясно 
одно, что вся деятельность земледельца должна подчиняться единой 
цели – повышению эффективности фотосинтеза растений, максимальному накоплению органического вещества на каждом квадратном метре. 
Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур 
необходимо обеспечить для них оптимальное питание на весь период 
роста и развития. Для растений также необходимы свет, тепло, вода и 
воздух. Регулированием этих факторов и занимается наука и практика 
по земледелию. 
Питательные вещества, как фактор почвенного питания растений, 
являются составной частью почвенного плодородия и характеризуют 
его величину. Земледелец повышает почвенное плодородие путем активизации микробиологических процессов с помощью севооборотов, обработки почвы, применения удобрений, различных мелиоративных мероприятий. 
Высокоплодородные почвы создаются человеком в процессе хозяйственной деятельности путем применения физических, химических, 
биологических и мелиоративных методов окультуривания. 
К физическим факторам повышения плодородия почвы, как известно, относятся приемы механического воздействия человека сельскохозяйственными машинами и другими орудиями труда. 
Чередование различных групп сельскохозяйственных культур и 
применение бактериальных препаратов влияют биологически на повышение плодородия почв. 
Химические средства воздействия на плодородие почвы (применение удобрений, известкование, гипсование) проявляются в различной 
степени в зависимости от климатических, погодных и других условий, 
особенно обработки почвы. В обработанной почве создаются лучшие 
условия для жизнедеятельности микроорганизмов, с помощью которых 
осуществляется обмен между живой и неживой природой. 
По современным понятиям система земледелия – это комплекс взаимосвязанных агротехнических, мелиоративных и организационных мероприятий, направленных на эффективное использование земли, сохранение и повышение плодородия почвы, получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. 
Важнейшая задача земледелия как науки – изыскание путей наиболее эффективного использования почв. Решение этой задачи неминуемо 
ведет к усилению зональной специализации, обеспечивающей лучшее 
использование природных условий. В связи с этим должны все в большей мере иметь зональную дифференциацию, разрабатываемые и применяемые приемы агротехники. 

Основоположник учения о почвах В.В. Докучаев писал: «Характер 
земледельческой культуры, способы обработки почвы, сорта, виды удобрений и, вообще, весь способ и строй земледелия должны быть строго 
приурочены к тем или иным естественноисторическим особенностям 
главных почвенных типов и районов России» (Докучаев В.В., 1949). 
Между тем, отсутствие указанной дифференциации, копирование и 
некритический перенос отдельных агротехнических приемов из других 
зон страны, недостаточный учет условий внесли в систему земледелия 
центральных районов зоны ряд спорных приемов, требующих более 
глубокого изучения. 
 
 
1.2. Особенности черноземов 
 
Центрально-Черноземная зона является своеобразным регионом 
нашей страны, где сочетание природных условий способствует формированию уникальных почв – черноземов, отличающихся благоприятными физическими, химическими, биологическими свойствами и высоким 
потенциальным плодородием.  
Центрально-Черноземная зона относится к районам неустойчивого 
увлажнения, и обработка здесь рассматривается как важное средство 
регулирования водного режима почвы. Она охватывает шесть административных областей – Воронежскую, Тамбовскую, Орловскую, Липецкую, Курскую, Белгородскую и расположена в средней части Европейской территории России. 
Климат областей зоны умеренно-континентальный с увеличением 
континентальности с северо-запада на юго-восток. Северо-западная 
часть зоны находится под влиянием Атлантического океана. По мере 
продвижения на юго-восток это влияние заметно уменьшается и увеличивается солнечная инсоляция, уменьшается облачность и сумма атмосферных осадков, увеличивается амплитуда температурных колебаний. 
Суммы активных температур изменяются от 2200 до 2800-3000. Самым 
теплым месяцем в году везде является июль. Годовые суммы атмосферных осадков соответственно колеблются от 550 до 400 мм. 
Характерной особенностью зоны является наличие ряда неблагоприятных факторов, отрицательно влияющих на урожай сельскохозяйственных культур. Это засушливость условий, значительные потери 
влаги за счет стока талых вод, эрозия почвы и др. Наиболее опасны из 
них засухи. Часто они наступают в конце весны – начале лета. Число их 
возрастает с увеличением континентальности климата. Атмосферная 
засуха обычно сопровождается суховеями, которые даже при наличии в 
почве продуктивной влаги иногда в очень короткие сроки губят урожай. 
Центры засух в большинстве случаев располагаются либо юговосточнее Воронежской области, либо южнее Белгородской области и 
оттуда воздействуют на всю территорию Центрально-Черноземной полосы. Наиболее опасны юго-восточные засухи. 

Примером подхода к решению этого вопроса является создание в 
Воронежской области огромным трудом предыдущих поколений ученых – «Каменной Степи» – в нашей стране выдающийся образец водного режима в степи. 
Преобладающими почвообразующими породами в зоне являются 
лессовидные глины и суглинки, продукты ледниковых отложений. На 
этом субстрате сформировались преимущественно высокоплодородные 
почвы. На всей территории черноземных областей Центральной России 
почвенный покров представлен следующими основными разностями: в 
северо-западной части – серыми лесными и дерново-подзолистыми, в 
северной и средней частях – оподзоленными, выщелоченными и мощными черноземами, а на крайнем юго-востоке – обыкновенными и южными черноземами. 
Изучение свойств черноземов, начиная с классических работ 
В.В. Докучаева и П.А. Костычева, велось многими исследователями в 
самых разнообразных направлениях (Афанасьева Е.А., Болотина Н.И., 
Большакова А.Ф., 1961; Роде А.А., 1963; Адерихин П.Г., 1964; Тюрин И.В., 1965; Щербаков А.П., 1982; Пономарева В.В., 1984; Ахтырцев Б.П., Яблонский Л.А., 1986; Протасова Н.А., и др.). 
Этого нельзя сказать в отношении изучения использования черноземов. В частности обработка черноземов изучалась меньшим числом исследователей (Квасников В.В., 1961; Тур П.З., 1965; Байко В.П., 1966; 
Мухортов Я.Н., 1967; Яценко В.Г., 1975; Круссер И.Ф, Сидоров М.И., 
1981; Витер А.Ф. и др., 1984). 
Между тем, использование черноземов основано на их обработке, вызывающей наряду с другими следствиями усиление процессов минерализации органического вещества и повышение эффективного плодородия. 
Недостаточно изучен также основной компонент почвенного плодородия черноземов – гумус. По выражению В.В. Пономаревой, гумус черноземов до сих пор представляет собой загадку (Пономарева В.В., 1984). 
Дальнейшее повышение продуктивности растениеводства требует 
повышения общего уровня культуры земледелия. В этом особенно 
большое значение принадлежит творческому применению различных 
приемов обработки почвы, при помощи которых осуществляется регулирование почвенного питания растений, физико-химических и биологических показателей в почве. 
Следует учитывать также тот факт, что за 200-300 лет использования 
черноземы изменились, теперь они содержат меньше гидролизуемых 
веществ, стали как бы более скупыми, изменились их физические свойства. Все это накладывает определенный отпечаток на вопросы обработки почвы, которые на одном и том же типе почвы должны со временем уточняться.  
Однако положение дела с изученностью вопросов обработки почвы, 
как отмечал академик А.Ф. Иоффе – «… находится еще в начальной 
стадии. Процесс рыхления и оборота пласта почвы мало изучен; основные представления не убедительны, а основные закономерности не 
установлены» (Иоффе А.Ф., 1954). 

Современный уровень изученности проблемы состояния и генезиса 
черноземов требует при их использовании учитывать наличие ряда особенностей: 
Во-первых, они имеют высокое потенциальное плодородие за счет 
биогенного вещества – гумуса, изменяющегося во времени. Плодородие 
черноземов уменьшается сверху вниз по профилю почвы. Отсюда, чем 
глубже вспашка, тем больше выносится на поверхность малоплодородной почвы, что может быть причиной снижения урожая возделываемых 
культур. 
Во-вторых, обработка почвы усиливает аэробиозис и минерализацию 
органического вещества, ведущих к постепенному уменьшению его содержания в почве. В первую очередь снижается содержание более подвижных форм органического вещества, со временем гумус становится 
все более консервативным, трудно мобилизуемым. В настоящее время 
черноземы центральной зоны потеряли часть гумуса (Адерихин П.Г., 
1964; Щербаков А.П., 1982; Чесняк Г.Я., Гаврилюк Ф.Я., Крупенников А.И. и др., 1983; Панников В.Д., 1987; Николаева Н.И.) и все более 
важной становится задача разработки эффективных способов мобилизации плодородия черноземов. 
В-третьих, наиболее важным направлением мобилизации черноземов 
является биологическое. Следует помнить, что более 30 % от общей 
биомассы растений, а на многолетних травах до 50-55 % остается в почве после уборки урожая и при создании определенных условий является 
источником пополнения гумуса, прежде всего подвижной ее части. Отсюда изучение биогенности черноземов, разработка путей, способствующих ее повышению, является важной задачей. С другой стороны, 
обеднение черноземов перегноем, необходимость повышения продуктивности возделываемых культур делают особенно актуальными вопросы применения удобрений. В связи с этим изучение взаимосвязи и взаимозависимости обработки почвы и применения удобрений выдвигается как важнейшая задача. 
В-четвертых, при использовании черноземов, особенно при их обработке крайне важно учитывать твердо установленный факт снижения эффективного плодородия в нижней части пахотного слоя, если он остается 
без обработки и имеет слабую биогенность. На черноземах процесс дифференциации плодородия пахотного слоя особенно ярко проявляется.  
Чернозем, содержащий огромную энергию, является достоянием 
всенародным, а потому правильное его использование приобретает особую актуальность. 
 

1.3. Почва и ее плодородие 

В числе проблем охраны биосферы как среды, окружающей человека, 
проблема почвенного покрова планеты занимает существенное место, 
т.к. именно он обеспечивает наличие всего растительного и животного 
мира на планете, существование самого человека. Поверхностный слой 
земли является продуктом взаимодействия живых организмов и горных 

пород. Почвенный и растительный покров представляют единую почвенно-экологическую систему, в которой растения и почвы функционируют совместно. 
Может быть закономерно, а может быть случайно, но случилось на 
нашей планете чудо – возникли зеленые растения, способные улавливать поступающую на землю энергию и превращать ее в органическую 
массу. Вначале простейшие, а затем и более сложные виды постепенно 
появлялись и распространялись по поверхности земли. Зеленые растения жили и отмирали, оставляя на поверхности и в коре земли органическое вещество, корнями разрушали породу. Именно таким образом на 
земле возник почвообразовательный процесс. В ходе эволюции сформировался современный почвенный покров с его гумусовой оболочкой. 
Почвенный гумус, образовавшийся в результате почвообразовательного 
процесса, является одним из последних звеньев пищевых цепей, последним звеном малого биологического круговорота веществ в природе. 
Следует отметить особо важную роль микроорганизмов в круговороте 
веществ в природе и жизни почвы. На внутрипочвенные организмы ложится функция минерализации органического вещества и формирования гумуса в почве. В этой связи гумус считают «общепланетарным 
аккумулятором и распределителем энергии, прошедшим через фотосинтез растений, и универсальным экраном, удерживающим в биосфере 
важнейшие биофильные элементы (углерод, азот, фосфор, серу, кальций, калий) от геохимического стока в мировой океан». 
Бурное развитие промышленности и земледелия стало нарушать 
нормальный ход развития системы «почва – животные». 
В результате многолетней деятельности человека наблюдается 
уменьшение содержания гумуса в старопахотных землях за счет наиболее ценной фракции, сформировалась уплотненная прослойка почвы 
(чему способствуют тяжелые тракторы и сельскохозяйственные машины), понизилась водопроницаемость, увеличились коэффициент завядания растений и бесполезное испарение влаги из почвы. Распыление 
почв увеличило их податливость водной эрозии и пыльным бурям, что 
еще больше ускоряет потери гумуса. 
Поэтому неудивительно, что проблема роли почвенного покрова в 
экологическом и биологическом благополучии человека и его материальном обеспечении беспокоит общественное мнение. 
При современном уровне знаний почва является наиболее управляемым компонентом биосферы. Вода поддается управлению в меньшей 
степени, а атмосфера и климат пока не управляемые даже в обозримом 
будущем. Вот почему следует усилить изучение воздействия человека 
на устойчивость биосферы планеты, особенно почвенного покрова. 
Во многих регионах нашей страны отмечается повышенная потеря 
органического вещества почвы, ее деградация. Перерасход гумуса в 
почве при возделывании сельскохозяйственных культур все больше 
усложняет технологию их возделывания. При уменьшении гумуса снижается водопрочность агрегатов, повышается плотность почвы, что вызывает необходимость увеличения количества проходов агрегатов в це

лях улучшения воздушного режима в почве и т. д. Однако это в свою 
очередь приводит к большему распылению структуры и уплотнению. 
Недаром академик В.Д. Панников в статье «Теория и практика повышения плодородия почв» отмечал, что высокие урожаи можно получать лишь на структурной почве с достаточным количеством активного 
свежего гумуса. 
Органическое вещество служит своеобразным резервом необходимых для растений элементов питания, оказывает большое влияние на 
агрофизические показатели почвы, является энергетическим источником для многих почвенных микроорганизмов, источником пополнения 
углекислоты для растений. 
В системе «растения – животные – человек – почва» почвенные микроорганизмы, как связующее звено малого биологического круговорота 
веществ в природе, занимают основное место в минерализации органического вещества до простых химических соединений, обеспечении ими 
растений и создании гумуса.  
Поэтому органическое вещество почвы, ее гумус являются важными 
показателями плодородия почв. 
 
 
1.4. Обработка как фактор регулирования почвенного 
плодородия и условий питания растений 
 
Существенное влияние на плодородие черноземов, повышение эффективности земледелия и устойчивости производства сельскохозяйственной продукции оказывает обработка почвы. При этом она определяет эффективность удобрений, продуктивность севооборотов и т.д. 
А научнообоснованная и правильно подобранная обработка позволяет 
регулировать почвенное питание растений и физические условия в почве, предотвращать их деградацию и эрозию. 
В этой связи, в НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, в течение двадцати 
лет в стационарном опыте в десятипольном севообороте проводились 
исследования по изучению различных способов и глубин основной обработки почвы в сочетании с удобрениями и влиянию их на элементы 
почвенного плодородия и урожай сельскохозяйственных культур. Исследования проводились на черноземе обыкновенном суглинистом 
среднемощном с агрохимической характеристикой слоя почвы 0-40 см: 
рН солевой вытяжки – 6,9; гидролитическая кислотность – 1,1 мгэкв./100 г; сумма поглощенных оснований – 56,2 мг-экв./100 г; степень 
насыщенности основаниями – 98,1 %; содержание гумуса – 7,8 %; общего азота – 0,41 %; общего фосфора – 0,2 %; общего калия – 1,7 %. На 
удобренных делянках минеральные удобрения вносили ежегодно перед 
основной обработкой почвы в дозе N60P60K60 под каждую культуру. 
С ростом интенсификации сельскохозяйственного производства и 
усилением энерго-, ресурсо- и влагосбережения в земледелии как за 
рубежом, так и у нас в стране стали разрабатываться новые способы 
обработки почвы и виды почвообрабатывающих орудий: чизельные, 

плуги со стойками СибИМЭ, орудие типа «параплау» и т. д., отличающиеся по энергозатратности и характеру воздействия на почву как от 
плоскорезных орудий, так и между собой. К тому же, в последние годы 
в научной литературе все чаще стали приводиться сведения о высокой 
эффективности и положительном влиянии на плодородие почвы и урожай сельскохозяйственных культур обработок с применением этих орудий. В связи с ростом энергоносителей очень часто стал рассматриваться и крайний вариант минимализации – нулевая обработка. 
Изучение эффективности обработок почвы с применением чизельных орудий, орудия типа «параплау», плугами различных конструкций, 
стойками СибИМЭ и нулевая обработка почвы проводились в краткосрочных опытах отдела земледелия. 
Длительными исследованиями установлено, что влажность почвы, 
содержание в ней нитратов, подвижной фосфорной кислоты и калия, 
интенсивность микробиологических процессов, накопление корневых 
остатков, свободных гуминовых кислот, физические свойства почвы 
изменяются при различных обработках. При этом показатели по перечисленным свойствам почвы бывают более благоприятными по вспашке 
почвы на глубину от 20-22 см до 25-27 см (табл. 1, 2). 
Важным фактором плодородия является почвенная влага. Исследования показали (рис. 1), что по содержанию и динамике доступной влаги обработка почвы с применением чизельных орудий, орудия типа 
«параплау», стоек СибИМЭ существенно не превосходили отвальные 
обработки на нормальную глубину.  
 

 
Рис. 1. Содержание доступной влаги в 0-100 см слое почвы в период 
вегетации подсолнечника при различных способах и глубине 
 обработки, мм (1989-1991 гг.)