Уплотнение почвы приводит к сдавливанию пор, которые должны проводить воду и воздух. Это препятствует росту корней и вызывает недостаток кислорода. Результатом уплотненности почвы может стать серьезное снижение урожайности.
Уплотнение грунта по определению означает, что плотность почвы увеличивается, когда она сжимается. Иными словами, почва сжимается и каждый литр почвы весит больше, когда поры сжаты. Это легче понять и оценить, наблюдая за следом колеса трактора на рыхлой почве во влажных условиях.
Уплотнение почвы влияет на рост корней, ограничивая его, и оказывает механическое сопротивление развитию корней двумя способами:
Уплотнение почвы ограничивает движение воды вниз. Это приводит к насыщению водой верхних слоёв, которое, в свою очередь, может вызвать недостаток кислорода в зоне корней, как показано на рисунке. Кроме того, интенсивность аэрации почвы влияет на доступность питательных веществ, таких как азот и марганец. В анаэробных условиях денитрификация может привести к серьезной потере азота путем выхода оксида азота и газообразного азота в атмосферу. Уплотнение почвы тем самым уменьшает доступность азота в почве.
Необходимый воздух: приблизительные значения для воздушной пористости: более 25% воздушных пор означает хорошую аэрацию, 10-25% может привести к некоторым ограничениям в определенных условиях, менее 10% воздушных пор – показатель дефицита кислорода.
Во избежание уплотнения почвы необходимо применять меры, способствующие улучшению структуры почвы в будущем. Они включают в себя дренаж, известкование, укрытие почвы растительным покровом и поддержка поступления органического вещества извне. Эти методы уменьшают ее уплотненность.
Севооборот и обработка почвы также критично влияют на ее уплотненность. Наиболее опасной является обработка влажной почвы. Сухая земля может переносить большие нагрузки, в то время как увлажненная под таким же давлением уже уплотняется. Благодаря большей площади соприкосновения, достигающейся шириной колес или спаренными колесами, уменьшается их давление. Количество проходов, как показано на рисунке ниже, также важно, как и сохранение наименьшего общего веса техники.
Испытания в хозяйстве Оннестад, Швеция, 2000 г. показали, как уплотнение почвы перед весенним севом влияет на доходность различных культур (ячмень, пшеница, овес, сахарная свёкла, горох). Опыт включал в себя разное количество проходов техники с тяжелым грузом по полю перед посевом.
Результаты показывают, что урожайность яровой пшеницы, ячменя и овса повысилась после небольшого уплотнения, т.е. посева с одним проходом. Однако для сахарной свёклы и гороха после этого урожайность уменьшилась. Когда уплотнение почвы за счет количества проходов увеличивалось – урожайность культур падала. Наиболее негативно воспринял это горох, который очень чувствителен к недостатку кислорода.
Поры - почвенные поры – это полости, каналы и трещины в почве, которые заполняются либо водой, либо воздухом, в зависимости от текущей влажности.
Денитрификация - это процесс, протекающий в почве при низкой концентрации кислорода, в результате которой денитрифицирующая бактерии превращают доступные растениям нитраты (NO3) в азот (N2). Если денитрификация не завершена, образуется оксид азота (N2O), являющийся сильным парниковым газом.
