В комплексе с черноземами выщелоченными встречаются черноземы обыкновенные солонцеватые и неполноразвитые. Черноземы обыкновенные приурочены к относительно спокойным элементам рельефа. Характеризуются они повышенным содержанием карбонатов в нижней части перегнойного горизонта. Содержание гумуса в горизонте А при его мощности 30-40 см колеблется в пределах 4,9-9,8 %. Солонцеватые разновидности обыкновенных черноземов содержат значительное количество обменно-поглощенного натрия (до 20 % от суммы катионов), который при содержании более 10 % ухудшает физические свойства почвы.
Черноземы неполноразвитые – это маломощные (10-15 см) почвы, которые формируются на повышенных элементах рельефа с близким залеганием коренных пород.
Таким образом, в почвенном покрове северной лесостепной зоны Челябинской области, наряду с почвами, обладающими высоким естественным плодородием (черноземы выщелоченные, обыкновенные, солонцеватые, осолоделые и оподзоленные), встречаются и такие (солонцы, солонцеватые почвы и солоди), для повышения, плодородия которых требуется мелиоративное вмешательство [5].
Без удобрений во всех зонах Зауралья самую высокую урожайность озимой ржи обеспечивает чистый пар (таблица 2). В отдельные годы неплохую ее продуктивность можно получить при размещении и после других предшественников. Больше всего таких исследований в нашей зоне в 1980-е годы после появления сорта Чулпан. Поэтому сошлемся на их результаты. В 1984 г., например, сравнительно хорошим предшественником, особенно с учетом продукции самой предшествующей культуры, оказался горох. При размещении после него озимая рожь дала 30,2 центнеров зерна с гектара, после чистого пара – 34,2. В 1983 г. с посевов после донника собрали 37,3 ц/га, по чистому пару – 41,2. Однако в другие, причем нередкие годы, посевы озимой ржи нормально переносят зиму лишь при размещении по чистому пару. В 1985 г. ее продуктивность при размещении после гороха составила 24,0 ц/га, после донника – 19,5, а после чистого пара – 41,5, чистого кулисного пара – 42,6. В 1981 г. рожь полностью погибла при посеве после гороха, в 1982 г. – после донника.
Таблица 2 – Средняя за 11981-1990 гг. урожайность озимой ржи сорта Чулпан по предшественникам в опытах И.Г. Смилных (1996)
| Предшественники | Урожайность, ц/га | Снижение по сравнению с чистым паром |
| Горох | 12,5 | -21,0 |
| Донник | 13,0 | -20,5 |
| Чистый пар | 33,5 | |
| Пар кулисный | 34,3 | +0,8 |
Из зерновых культур при посеве по чистому пару продуктивнее озимая рожь. То количество почвенной влаги, которое она использует осенью, к весне почти полностью восстанавливается. Кроме того, у озимой ржи более мощная по сравнению с яровой пшеницей корневая система, способная использовать влагу и элементы минерального питания из более глубоких слоев почвы, у нее меньше транспирационный коэффициент, она экономнее использует почвенную влагу. При размещении озимых культур паровое поле меньше обрабатывается и меньше времени парится, поэтому здесь меньше минерализация органического вещества почвы и значительно меньше потери нитратного азота за счет миграции его в глубинные профили.
При возделывании озимой ржи на парах экономические, организационные и технологические преимущества зернопаровых севооборотов без удобрений и с использованием лишь фосфорных удобрений перед другими севооборотами еще более возрастает. При наличии чистых паров равномернее используются трудовые и материальные ресурсы, сглаживаются сезонные пики полевых культур. При качественной обработке парового поля уменьшается, а не редко сводится к нулю потребность в гербицидах и азотных удобрениях. При высокой доле пара появляется реальная возможность минимизации обработки почвы и снижения затрат.
Основной недостаток чистого пара связан, прежде всего, с возможным усилением ветровой эрозии и избыточной минерализацией органического вещества, проникновением нитратов за пределы корнеобитаемого слоя, накоплением их в грунтовых водах. Причем миграция может продолжаться до июня следующего после парования года, то есть уже в посевах по пару. Проникновение нитратов в глубокие слои грунта связано не только с потерей удобрений, снижением плодородия почв, но и с загрязнением окружающей среды. Особенно большую опасность представляет проникновение их в водоемы. В организме млекопитающих нитраты превращаются в нитриты, создавая угрозу организму, так как, при соединении с гемоглобином крови они образуют метгемоглобин, уменьшающий способность крови транспортировать кислород. Попадая в водоемы, азот и фосфор резко усиливают развитие специфической растительности, в первую очередь, сине-зеленых водорослей. В результате образуется дефицит кислорода в воде, ухудшается ее вкус, в водоемах гибнет все живое.
При размещении на нем озимой ржи эрозионная опасность исчезает. Ветровая эрозия на парах, обычно, проявляется в осеннее, зимнее и весеннее время. При нормальном развитии озимых культур эрозионных процессов в это время быть недолжно. При возделывании по чистому пару озимых культур сокращается период парования почвы, снижается количество образовавшихся подвижных форм азота. При уборке яровой пшеницы по пару в слое 0-100 см в среднем за 1989, 1991-1993 гг. содержалось 86 кг/га нитратного азота, в слое 100-200 см – 56, в слое 200-300 см – 30 кг/га, при уборке озимой ржи – соответственно 31; 28; 31. Еще больше разница в этих показателях на удобренном N40P20 варианте. После яровой пшеницы в слое 0-100 см обнаружен 161 кг/га нитратов, в слое 100-200 см – 129, в слое 200-300 см – 109; после ржи – соответственно 37; 37; 17 [2].
Чистый пар лучший предшественник для озимой ржи в Западной Сибири, Зауралье и районах недостаточного увлажнения, так считают и А.Ф. Неклюдов (1980), И.Г. Смирных (1196), Л. В. Викулова (2006), М.А. Глухих (2008) и др.
Предотвратить же излишнюю минерализацию почвы и потерю нитратного азота в севооборотах с паром кроме размещения на нем озимых культур можно за счет:
1.Внесения фосфорных удобрений при посеве по пару. Р20-30 на среднесуглинистом выщелоченном черноземе.
2. Снижения интенсивности механических обработок почвы. В зернопаровых севооборотах с высокой долей чистого пара плоскорезная обработка, сдерживая процессы нитрификации, способствует более сбалансированному питанию растений по азоту и фосфору, сокращает потери азота из корнеобитаемого слоя.
По утверждению А.И. Пупонина и Б.Д. Кирюшина (1989), «В интенсивном земледелии минимальная обработка способствует закреплению питательных веществ в пахотном слое в составе как органических, так и минеральных соединений в результате накопления органического вещества, снижения горизонтальной и вертикальной миграции водорастворимых солей и биологической иммобилизации питательных веществ».
3. Не удаления соломы, а равномерного распределения по полю, особенно при уборке последней культуры севооборота. На разложение 1 т соломы зерновых культур, как известно, расходуется 8-10 кг азота.
4. Использования удобрений без перегрузки ими агроценозов. В четырехпольных зернопаровых севооборотах на среднесуглинистых выщелоченных черноземах достаточно N25-30 Р15-20 [2].
Озимая рожь более требовательна к обработке почвы, особенно к предпосевной, так как семена ржи заделывают неглубоко [3].
Глубина обработки парового поля особого значения в плане почвенной влаги не имеет. При осенней вспашке (черный пар), осеннем и весеннем лущении запасы почвенной влаги к посеву яровых культур и их урожайность практически одинаковы [2]. Это относится не только к условиям Зауралья, но и к другим регионам [6, 7].
Однако от сорняков, особенно от овсюга, паровые поля лучше очищаются, если их обработка начинается с осени, причем на заовсюженных полях дисковыми орудиями, в эрозионных условиях – игольчатыми боронами. У семян овсюга, заделанных в почву, сильнее разрушается оболочка. Это ускоряет их выход из состояния покоя. Зерновки, перезимовавшие на поверхности, прорастают медленно и после первого подсыхания переходят во вторичный покой. Несколько увеличивает их всходы в этом случае заделка в почву сразу же при достижении почвой физической спелости [8].
Срок первой обработки чистого пара имеет особое значение, если поле предназначено для озимых культур, так как основная влагозарядка почвы происходит в первый холодный период. Да и против сорняков черный пар эффективнее.
От корнеотпрысковых сорняков избавиться можно только постоянным подрезанием их розеток до начала оттока питательных веществ в корни. Наступает этот период примерно через две недели после появления розеток сорняков. До этого времени пластические вещества расходуются на развитие ассимиляционного аппарата растений, наблюдается восходящий поток. При обработке парового поля культиваторами или лущильниками на глубину 6-8 см проростки корнеотпрысковых сорняков появляются через 4-5 дней. Поэтому культивировать почву надо через каждые 18-20 дней.