CC BY
45
УДК 631.51:631.425.5
Агрофизическое состояние черноземов Красноярской лесостепи в условиях ресурсосберегающих технологий основной обработки
Н.Л. КУРАЧЕНКО, доктор биологических наук, профессор (e-mail:[email protected]) А.А. КАРТАВЫХ, кандидат биологических наук, старший лаборант Красноярский государственный аграрный университет, просп. Мира, 90, Красноярск, 660049, Российская Федерация
В статье изложены результаты трехлетних (2010-2012 гг.) исследований по изучению влияния ресурсосберегающих технологий основной обработки почвы на агрофизическое состояние черноземов Красноярской лесостепи. Полевые опыты проводили в посевах пшеницы сорта Новосибирская 15 в трех вариантах основной обработки: I - отвальная вспашка ПЛН 4-35 на глубину20-22см; II - осеннее дискование БДМ 6,4 на 10-12 см (минимальная обработка); III - прямой посев сеялкой Agrator 4,8 (нулевая обработка). Перед посевом семена обрабатывали протравителем Де-видент Стар, вегетирующие растения - гербицидом Магнум. Удобрения вносили в дозе N30P30K30. Отбор образцов для определения агрофизических показателей проводили из слоя 0-20 см в фазе всходов пшеницы, колошения и молочной спелости. Запасы продуктивной влаги, накопленные в 0-20 см слое черноземов, достоверно не отличались между вариантами основной обработки и в среднем за период наблюдений были удовлетворительными (32-35 мм). Плотность почвы на фоне вспашки и ресурсосберегающих способов основной обработки изменялась по фазам развития растений от 0,76 до 1,06 г/см3 и соответствовала рыхлому и нормальному сложению. Прямой посев пшеницы способствовал увеличению плотности чернозема на 0,07-0,06 г/см3, по сравнению с отвальной и минимальной об-работкой(НСРС5==0,05). Отвальная обработка формировала отличный структурный состав с содержанием агрегатов ценного размера на уровне 77 % и хорошей водопрочностью структуры (74 %). Ресурсосберегающие технологии основной обработки почвы не оказывали существенного влияния на качественную оценку структурно-агрегатного состава, но приводили к снижению содержания ценных агрегатов размером 100,25 мм в среднем на 2-3 % и водоустойчивых отдельностей - на 1-2 %.
Ключевые слова: чернозем, основная обработка почвы, ресурсосберегающие технологии, запасы продуктивной влаги, плотность сложения, структурный состав, водопрочность структуры.
Для цитирования: Кураченко Н.Л., Картавых А.А. Агрофизическое состояние черноземов Красноярской лесостепи в условиях ресурсосберегающих технологий основной обработки//Земледелие. 2017. № 2. С. 17-19.
В современном растениеводстве исключительно важное место занимают ресурсосберегающие технологии. Ухудшение агрономически важных свойств длительно обрабатываемых почв потребовало пересмотра существующих способов их обработки в сторону уменьшения интенсивности. По мнению [1], все известные способы минимизации обработки, обеспечивающие снижение воздействия машин и орудий на почву, должны осуществляться с учетом ее физических свойств. В условиях Красноярского края ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур нашли широкое применение в производстве, что определяет необходимость оценки влияния способа и глубины основной обработки почвы на процессы накопления влаги, агрофизические свойства почвы,сохранение почвенного плодородия.
Цель исследований - оценить агрофизическое состояние черноземов Красноярской лесостепи в условиях ресурсосберегающих технологий основной обработки почвы.
Работу проводили в 2010-2012 гг на полевом стационаре учхоза «Миндер-линское» Красноярского ГАУ в Красноярской лесостепи. Почвенный покров стационара представлен комплексом черноземов выщелоченных и обыкновенных, характеризующихся высоким и средним содержанием гумуса (9,15,1 %), нейтральной реакцией среды (рНвод - 6,6-6,8), высокой суммой обменных оснований (44-62 м-экв/100 г), содержанием подвижных форм фосфора и калия (по Чирикову) в слое 0-20 см на уровне 152,0 и 263 мг/кг соответственно. Исследования выполнены в звене севооборота пар - пшеница. Схема опыта предусматривала три варианта основной обработки почвы: I - отвальная вспашка ПЛН 4-35 на глубину 20-22 см (контроль); II - осеннее дискование БДМ 6,4 на 10-12 см (минимальная обработ-
ка); III - прямой посев сеялкой Agrator 4,8 (нулевая обработка). В годы исследований возделывали пшеницу сорта Новосибирская 15. Перед посевом семена обрабатывали протравителем Девидент Стар, вегетирующие растения - гербицидом Магнум. Удобрения вносили в дозе N30P30K30. Отбор образцов почвы для определения агрофизических показателей проводили из слоя 020 см в фазах всходов пшеницы (июнь), колошения (июль) и молочной спелости (август). Площадь учетной делянки 60 м2. Плотность сложения определяли по Качинскому, влажность - термовесовым методом, структурный состав - по Саввинову, водопрочность структуры -на приборе Бакшеева [2], химические показатели получены общепринятыми методами [3] .
Вегетационные сезоны 20102011 гг. по условиям увлажнения были одинаковыми и характеризовались как дождливые. В июне - июле 2010 г. осадков выпало в 1,5 раза больше нормы. Вегетационный период 2011 г. отличался превышением количества осадков за май - август на 144-211 % от нормы. Метеоусловия 2012 г. характеризовались высокой среднесуточной температурой воздуха и малым количеством осадков. За период май -сентябрь выпал 161 мм атмосферной влаги, что ниже среднемноголетнего уровня на 36 %.
Результаты анализа показателей водного режима пахотных черноземов Красноярского края [4] свидетельствуют о необходимости его улучшения путем реализации комплекса агротехнических мероприятий, направленных на накопление осенне-зимних осадков. Учет запасов продуктивной влаги, накопленной в 0-20 см слое к периоду появления всходов пшеницы, свидетельствует о хорошей и удовлетворительной влагообеспеченности черноземов (33-44 мм). С началом активной вегетации культуры влага, накопленная в 0-20 см слое, быстро расходовалась на транспирацию и физическое испарение. К июлю в почве под посевами пшеницы, которая в это время находилась в фазе кущение - выход в трубку, отмечали снижение запасов влаги до 34-14 мм. В период молочной спелости влагообеспеченность была хорошей и удовлетворительной (32-42 мм). На фоне различных способов основной обработки запасы продуктивной влаги в агроценозах пшеницы имели оди- е наковый ход сезонной изменчивости, Л сопровождавшийся значительным д снижением содержания доступной е влаги в корнеобитаемом слое в июле. и Результаты статистического анализа № свидетельствуют о незначительном ю сезонном варьировании запасов м продуктивной влаги в слое 0-20 см в 1 дождливые вегетационные сезоны 7
Агрофизическое состояние чернозема в условиях основной обработки (2010-2012 гг.; 0-20 см; n=9)
Тип основной обработки Запасы продуктивной влаги, мм Плотность сложения, г/см3 Содержание агрономически ценных фракций, % Содержание водоустойчивых агрегатов, %
Отвальная 34,8 0,89 77,1 74,1
Минимальная 32,6 0,90 74,4 73,4
Нулевая 33,5 0,96 74,7 72,1
НСР05 FXF ф т 0,05 FXF ф т FXF ф т
2010-2011 гг. (Су = 6-11%). Наибольшее их сезонное варьирование (су = 36-45 %) при всех способах основной обработки отмечали в 2012 г, когда запасы доступной влаги в июле снижались до 14-17 мм.
Оценивая в среднем запасы продуктивной влаги за вегетационные сезоны 2010-2012 гг, следует отметить, что они достоверно не отличались по вариантам основной обработки и характеризовались как удовлетворительные (см. табл.). Аналогичные результаты были ранее получены В.К. Каличкиным [5], который доказал, что на черноземных почвах запасы продуктивной влаги мало зависят от способов основной обработки. В целом величину накопления доступной влаги в большей степени определяло количество выпадающих осадков.
Отрицательное последствие длительной распашки черноземов -переуплотнение почвы и значительное варьирование плотности сложения в течение вегетации. Для черноземов земледельческой зоны Красноярского края, вовлеченных в пашню более 100 лет, как правило, характерна пониженная плотность сложения (0,95-1,10 г/см3) [6]. По результатам наших исследований величина этого показателя в течение вегетационных периодов изменялась по вариантам опыта от 0,76 до 1,06 г/см3 и соответствовала рыхлому и нормальному сложению. В 2010 и 2011 гг. плотность почвы после отвальной обработки составила 0,83-0,94 г/см3. В вариантах с дискатором и прямым посевом она увеличивалась на 0,06-0,08 г/см3. Уменьшение глубины основной обработки в 2012 г. не повлияло на плотность чернозема. Формирование величины этого показателя на уровне 0,89-0,91 г/см3 в вариантах с ресурсосберегающими технологиями основной обработки обусловлено существенным разуплотнением (НСР05=0,05) почвы до 0,92-0,93 г/см3 в июльский период, по сравнению с отвальной вспашкой (1,0 г/см3). Ход сезонной динамики плотности сложения чернозема в условиях применения вспашки и ресурсосберегающих технологий основной обработки достоверно сопряжен с уровнем его увлажнения (г= - 0,70-1,00). В целом плотность сложения черноземов Красноярской лесостепи при уменьшении глубины обработки имеет тенденцию N к увеличению. Прямой посев способ-о ствовал ее увеличению в среднем за 3 ^ года до 0,96 г/см3. Следует отметить, ^ что сигналом, свидетельствующим о о» переуплотнении почвы при сельскохо-| зяйственном использовании, должен служить факт превышения показателя ® равновесной плотности. Она соответ-5 ствует плотности сложения длительно $ необрабатываемой почвы, которую
можно считать константой для каждого типа и для целинного участка чернозема равна 0,93 г/см3.
Процесс образования и разрушения почвенной структуры протекает быстро - в течение вегетационного сезона, что связано с воздействием различных факторов [7]. В наших исследованиях структурный состав черноземов в течение трех вегетационных сезонов изменялся по блокам основной обработки от хорошего до отличного с содержанием агрономически ценных агрегатов размером от 10 до 0,25 мм от 68 до 81 %. Он характеризовался неоднотипной направленностью сезонного ритма с коэффициентом варьирования содержания агрономически ценных фракций 3-17 %, что обусловлено различиями в механизмах формирования структуры по вариантам опыта в сезонном цикле. Так, в условиях отвальной и минимальной обработки почвы отмечено уменьшение агрономически ценных фракций к периоду колошения пшеницы и увеличение к уборке. При прямом посеве наблюдали снижением доли ценных отдельностей к июлю и незначительное увеличение к осеннему периоду. В целом отвальная обработка формировала отличный структурный состав почвы с содержанием агрегатов 10-0,25 мм в среднем за годы исследований на уровне 77 %. Содержание агрономически ценных фракций на фоне минимальной обработки и прямого посева было ниже на 2-3 %. При этом достоверные различия между способами основной обработки были выявлены только в 2010-2011 гг в период молочной спелости пшеницы. Повышенное увлажнение почвы в эти периоды способствовало огрублению структуры и снижению содержания агрономически ценных агрегатов на фоне ресурсоберегающих технологий до 61-64 % (г=0,91-0,94).
Агрегатная организация черноземов, отражающая водоустойчивость структурных отдельностей, свидетельствует о хорошей и отличной их острук-туренности в сезонной динамике. Высокий уровень водопрочной структуры с содержанием водоустойчивых агрегатов 55-85 % обусловлен тяжелым гранулометрическим составом и высокой гумусированностью черноземов Красноярской лесостепи [8]. Оценка среднесезонного агрегатного состояния 0-20 см слоя чернозема в 2010 и 2011 гг указывает на отличную
водопрочность его структуры с долей водоустойчивых агрегатов 83-85 % и незначительным сезонным варьированием (CV=5-12 %). Засушливые условия лета 2012 г вызвали снижение количества водопрочных агрегатов на всех блоках основной обработки до 55-62 % (r=0,5-1,0), что подтверждает значительную роль капиллярных сил в формировании водоустойчивости структурных агрегатов. В целом во-допрочность структуры чернозема на фоне применения минеральныхудо-брений и средств защиты растений по всем блокам основной обработки можно оценить как хорошую (72-74 %).
Таким образом, отвальная вспашка и кратковременное применение ресурсосберегающих технологий основной обработки в течение трёх лет на черноземах Красноярской лесостепи определяют рыхлое и нормальное сложение, хорошую и отличную оструктуренность 0-20 см слоя с сохранением стабильного сезонного ритма этих показателей. Наиболее чувствительна к воздействию ресурсосберегающих способов основной обработки почвы плотность сложения. Прямой посев приводил к ее увеличению на 0,06-0,07 г/см3, по сравнению с отвальной вспашкой и минимальной обработкой.
Литература.
1. Бондарев А.Г. Проблема регулирования физических свойств почв в интенсивном земледелии // Почвоведение. 1988. № 9. С. 64-69.
2. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
3. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970. 478 с.
4. Берзин А.М., Полосина В.А. Динамика запасов почвенной влаги в чистых и сидеральных парах и влагообеспеченность посевов яровой пшеницы // Плодородие почв и агротехника сельскохозяйственных культур в Восточной Сибири. Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1992. С. 110-121.
5. Каличкин В.К. Минимальная обработка почвы в Сибири: проблемы и перспективы // Земледелие. 2008. № 5. С. 24-26.
6. Чупрова В.В., Ерохина Н.Л. База данных плотности сложения почв земледельческой территории Красноярского края // Вестник КрасГАУ. 1999. № 5. С. 82-94.
7. Потапов Б.И. Оценка устойчивости макроструктуры старопахотных почв // Почвоведение. 1983. № 8. С. 54-59.
8. Кураченко Н.Л. Оценка и динамика агрофизического состояния черноземов и
