CC BY
180
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 631.412:631.51.01
АГРОФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ОБРАБОТОК ПОЧВЫ
Е.Н. Ефремова, кандидат сельскохозяйственных наук, докторант Волгоградский государственный аграрный университет
В статье приведены агрофизические показатели почвы в зависимости от обработок, т.е. плотность почвы различных культур при прямом посеве и отвальной обработке. Исследования проводились в Астраханской и Волгоградской областях в 2007...2012 гг.
Ключевые слова: плотность почвы, агрофизические показатели, сахарное сорго, сахарная свекла, сахарная кукуруза, прямой посев, отвальная обработка.
Значительная роль почвенной структуре отводится при оценке отдельных приемов или технологий обработки. В современном земледелии агрофизические свойства рассматриваются как своеобразный регулятор почвенных процессов. Они в значительной степени определяют водный, тепловой, воздушный режимы почвы, направление и скорость протекания микробиологических процессов, происходящих в почве, и потому являются одним из важнейших показателей почвенного плодородия.
Влияние плотности на водно-воздушный, тепловой режимы почвы, интенсивность физико-химических и микробиологических процессов подробно рассмотрено в работах Д.И. Бурова, Г.И. Казакова и других ученых [2].
С Костычева П.А. установилось понятие о структуре почвы как факторе плодородия. Наибольшее развитие учение о структуре получило в работах В.Р. Вильямса по травопольной системе земледелия [3]. Но с середины шестидесятых годов прошлого века структуре не уделялось должного внимания. Она не считалась одним из факторов плодородия почвы, хотя важная ее роль в поддержании благоприятных условий для биологических процессов в почве и в жизни растений не вызывает сомнения.
Особую актуальность вопросы регулирования агрофизических свойств почвы приобретают в период высокой энергонасыщенности сельскохозяйственного производства и его интенсификации. Существующие технологии возделывания сельскохозяйственных культур не в полной мере способствуют снижению плотности почвы и улучшению ее структуры. По данным Почвенного института им. В.В. Докучаева, изменения, вызванные уплотняющим воздействием ходовых систем тракторов и сельскохозяйственных машин под пропашные культуры, сглаживаются через три года, а под яровые зерновые - через два года после уплотнения. Даже незначительное увеличение плотности почвы с 0,95 до 1,05 т/м3, например, путем прикатывания, снижает бесполезные потери влаги. В рыхлой почве быстрее разлагаются растительные остатки, ускоряются процессы нитрификации, повышается биологическая активность почвы, однако уменьшается обменная концентрация почвенной влаги и питательных веществ, вследствие чего, вода и пища достаются растениям с большим усилием. Кроме того, рыхлые почвы сильно оседают и при этом повреждают молодую корневую систему растений, что, в конечном итоге, отрицательно влияет на формирование урожайности.
Комплексным показателем, отражающим всю совокупность физических свойств почвы, является плотность. Плотность почвы определяет величину ее интегральной по-розности, воздухоемкость (чем крупнее частички почвы, тем больше в них находится пор и тем выше воздухопоглотительная способность), характер водно-воздушного и
теплового режимов, интенсивность и направленность физико-химических, микробиологических и окислительно-восстановительных процессов, которые, в конечном итоге, влияют на продуктивность растений. От всего этого зависит мобилизация водных ресурсов и элементов питания, а также развитие корневой системы растений [1].
Десятилетними исследованиями установлено, что по колее тракторов плотность увеличивалась на 0,04.. ..0,12 кг/м , количество пылеватых фракций - на 20.. .50 %.
Этим в значительной степени обусловлено то, что урожайность большинства сельскохозяйственных культур растет медленно, а в ряде мест на протяжении многих лет она стоит на месте и даже снижается, несмотря на то, что энерговооруженность труда возросла в 3,5 раза, а поставки минеральных удобрений увеличились в 2,5 раза. Поэтому решение проблемы переуплотнения почв выдвигается в число первоочередных в теории и практике земледелия [5, 6].
Для нахождения необходимых параметров системы обработки почвы нужно располагать результатами по разнице между равновесными и оптимальными величинами плотности, общей порозности, аэрации, твердости и водопроницаемости пахотного горизонта почвы. Если данные этих показателей почвы, находящейся в естественном состоянии, совпадают с требованиями возделываемых сельскохозяйственных растений, то глубина ее обработки может быть минимальной, а на чистых от сорной растительности полях или при применении высокоэффективных гербицидов, механическая обработка с осени при таких условиях может не проводиться. В результате этого, в исследованиях мы пытаемся изучить влияние прямого посева на продуктивность урожайности пропашных культур в системе нового севооборота, а также уменьшения механического воздействие на почву.
При высокой плотности почвы, когда в ней содержится менее 15 % пор от объема почвы, обмен почвенного и атмосферного воздуха практически прекращается, сравнительно быстро расходуются запасы кислорода и увеличивается концентрация углекислого газа. В распаханных почвах увеличивается содержание недоступной для растений влаги.
Плотность почвы в период вегетации сельскохозяйственных культур обладает большой сезонной динамикой.
В тесной связи с плотностью сложения почвы находится ее твердость. Избыточная твердость почвы оказывает отрицательное влияние на продуктивность растений. Наиболее благоприятное для водно-воздушного режима почвы соотношение между объемами капиллярной и некапиллярной скважности находится в переделах от 1 в увлажненных и до 3,0.3,5 в засушливых районах, при общей скважности не менее 50____55 % и пористости аэрации не менее 8.13 [4]
Исследования проводились в Волгоградской области на опытном участке ООО АКХ «Кузнецовская» Иловлинского района, а также в Астраханской области на базе научно-исследовательского института ГНУ Прикаспийский НИИ аридного земледелия в 2007.. ..2012 гг.
Агротехнические приемы возделывания сахарной кукурузы, сахарной свеклы и сахарного сорго в опыте применялись на основе принятой научно-обоснованной системы земледелия Волгоградской области. Использовались районированный сорт сахарной кукурузы Хуторянка и гибриды Лакомка и Хони Бэнтам, сахарной свеклы Льговский МС-29, Рамонский МС-90, РМС-90, сахарного сорго Славянское приусадебное, Славянское поле ВС, Дебют.
На основании изложенного можно сделать вывод о том, что структурное состояние почвы дает возможность провести оценку того или иного способа обработки почвы под возделываемую культуру.
В таблице 1 и 2 приведена плотность почвы за 2007.2012 гг. в результате анализа данных таблиц видно, что плотность почвы при прямом посеве была ниже, чем при отвальной обработки почвы. Среднее значение по годам исследования плотности почвы в Волгоградской области при отвальной обработке было равно под сахарной кукурузой -
3 3
1,22 т/м , сахарной свеклой - 1,17, сахарным сорго - 1,21 т/м . Пористость почвы колебалась в пределах 50,95.52,75 %. В результате исследований при прямом посеве данные
3 3
результаты были равны соответственно 1,19 т/м ; 1,13 и 1,18 т/м . Общая пористость изменялась в интервале 54,35...55,3 %. Снижение уплотнения почвы при прямом посеве было связано с отсутствием механического воздействия на почву. Устройства для механической обработки почвы могут увеличивать уровень кислорода в почве, однако этот эффект начинает быстро уменьшаться в тот момент, когда почву перестают обрабатывать.
В Астраханской области была заметна такая же тенденция снижения плотности почвы при прямом посеве. Средние данные за 2007.2013 гг. были равны при отвальной обработки почвы сахарной кукурузы 1,24 т/м3, сахарной свеклы - 1,22, сахарного сорго - 1,24 т/м3. Пористость почвы была в диапазоне 49,2.51,6 %. При прямом посеве среднемноголетние данные равны - 1,2 т/м3, 1,17 и 1,19 т/м3 соответственно. Изменение пористости почвы при прямом посеве с 54,1 до 56,2 % было связано с повышением аэрации почвы. Увеличение плотности при отвальной обработке обусловлено уплотнением, вызванным увеличенным движением разнообразной сельскохозяйственной техники. Механизация приводит к уплотнению почвы. При прохождении трактором стандартными узкими шинами она создает больше давления на м2 почвы, тем самым увеличивает уплотнение, вследствие этого затрудняется рост корней. Если шины техники будут высокой проходимости, то поверхность большего протектора сокращает вес трактора и сообщает меньше давления на почву, это не уплотняет структуру почвы.
Все сельскохозяйственные почвы склонны к уплотнению. Основными факторами уплотнения являются механическая обработка, дождь, пастбище и сельскохозяйственное оборудование. Агентами, разрушающими уплотнения, являются рост корней культур, а также представители микро- и мезофауны, населяющие регион.
Таблица 1 -Плотность сложения почвы при отвальной обработке почвы в пахотном слое (среднее 2007...2012 гг.)
Культура Волгоградская область Астраханская область
плотность почвы, т/м3 пористость, % плотность почвы, т/м3 пористость, %
перед посевом перед уборкой среднее перед посевом перед уборкой среднее перед посевом перед уборкой среднее перед посевом перед уборкой среднее
Сахарная кукуруза 1.19 1,25 1,22 52,1 49,8 50,95 1,20 1,27 1,24 50,3 48,1 49,2
Сахарная свекла 1.15 1,19 1,17 54,3 51,2 52,75 1,19 1,25 1,22 52,1 49,8 50,95
Сахарное сорго 1.18 1,24 1,21 53,4 50,1 51,75 1,21 1,27 1,24 53,0 50,2 51,6
&S §
as ft to о
N
2 * * *
2 *
3 * ° *
¡ь § ©
i
§ *
2 * 3 *
о *
Ц *
о Si
о §
§
Й Si о ¡ь.
Таблица 2 -ГХтотность сложения почвы при No-till в пахотном слое (среднее 2007...2012 гг.)
Культура Волгоградская область Астраханская область
плотность почвы, т/м3 пористость, % плотность почвы, т/м3 пористость, %
перед посевом перед уборкой среднее перед посевом перед уборкой среднее перед посевом перед уборкой среднее перед посевом перед уборкой среднее
Сахарная кукуруза 1,17 1,21 1,19 57,5 53,1 55,3 1,18 1,23 1=2 56,4 52,0 54,2
Сахарная свекла 1,12 1,14 1,13 55,2 53,5 54,35 1,15 1,19 1,17 55,9 52,3 54,1
Сахарное сорго 1,15 1,20 1,18 56,8 53,4 55,1 1,16 1,22 1,19 57,6 54,8 56,2
bj
Микро- и макропоры, оставляемые корнями, кольчатыми червями и членистоногими, являются основными творцами улучшенных условий внутри почвы. Все это обеспечивает присутствие должного уровня кислорода и воды в почве. Благодаря этому, корни культур хорошо развиваются, не нуждаясь в повторной обработке.
Несмотря на то, что оборудование для механической обработки способствует аэрации почвы, эти устройства разрушают биологические факторы, которые помогают формировать микро- и макропоры. Именно поэтому механическая обработка будет неизбежной на тех почвах, где нет растительных остатков, создающих искусственное и временное обогащение кислородом.
Использование растительных остатков при No-till повышают плодородие почвы, уменьшают плотность почвы. Растительные остатки обеспечивают оптимальную физическую защиту почвы, являются бесценным источником питательных веществ для биологии почвы и питания культур.
При No-till увеличивается популяция дождевых червей и членистоногих (акари-ны, коллемболы, насекомые), а также популяция микроорганизмов (ризобия, бактерии, актиномицеты), становятся разнообразными грибы и микориза. No-till позволил увеличить плодородный почвенный горизонт за счет накопления органического вещества и его последующей гумификации, отвальная обработка привела к обычной деградации, вызванной чрезмерной водной эрозией.
Библиографический список:
1. Аникович, В. Плоскорезная обработка зяби и удобрения [Текст]/ В. Аникович, Н. Тихомирова// Урал Нивы. - 1982. - № 8. - С. 22-23.
2. Буров, Д.И. Использование плоскорезов в системе зяби и паровой обработки почвы в южной части лесостепи Заволжья [Текст]/ Д.И. Буров, И.А. Чуданов, Г.И. Казаков //Теоретические вопросы обработки почвы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - С. 73-77.
3. Костычев, П.А. Избр, тр. [Текст] / П.А. Костычев. - М. : Изд-во АН СССР, 1951. -
667 с.
4. Коротич, А.И. Система основной обработки светло-каштановых почв в зернопаровом севообороте Нижнего Поволжья [Текст] : автореф. .канд. с.-х. наук: 06.01.01 /Коротич Александр Иванович. - Воронеж, 1986. - 175 с.
5. Лобачева, Е.Н. Продуктивность полевых севооборотов зерновой специализации в зависимости от их биологизации и минимализации основной обработки на светло-каштановых почвах Волгоградского Правобережья [Текст] : автореф. дисс. ...канд. с.-х. наук: 06.01.01/ Лобачева Елена Николаевна. - Волгоград, 2007. - 24 с.
6. Сухов, А.Н. Оценка баланса гумуса и источников его пополнения в полевых севооборотах полупустынной зоны Нижнего Поволжья [Текст] / А.Н. Сухов, А.И. Беленков, А.В. Гу-лин // Вестник РУДН. - 1994. - № 1. - С. 49-51.
E-mail: [email protected]
