CC BY
2DOI:10.24412/2225-2584-2023-4106-12-17 УДК 631.4:631.445
АСПЕКТ ЗАСОРЕННОСТИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ КАМНЯМИ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ОКУЛЬТУРИВАНИЯ
И.А. ЗАВЕРТКИН, кандидат сельскохозяйственных наук (e-mail:izavyortkin@rgau-msha.ru)
О.А. САВОСЬКИНА, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (osavoskina@rgau-msha.ru),
А.В. ШИТИКОВА, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (plant@rgau-msha.ru)
И.М. ЖОГИН, и.о. заведующего Полевой опытной станции (i.zhogin@rgau-msha.ru)
Российский государственный аграрный университет-Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева
ул. Тимирязевская, д. 49, г. Москва, 127434, Российская Федерация
Резюме. В работе мы изучили засоренность поверхностными камнями дерново-подзолистой почвы Длительного опыта РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. В задачу исследований, которые проводились в 2022 и 2023 годах, входило изучение распределения поверхностных камней в почве по вариантам с разной степенью окультуренности в зависимости от их местоположения и приуроченности к определенной почвенной разности. Для определения засоренности почвы камнями на полях севооборота (121-123) и бессменного возделывания культур (124-126) с каждого варианта (S=56м2) собирали каменистые включения, встречающиеся на поверхности почвы, и учитывали их массу, размер и форму. Установили, что зональные особенности почвенного покрова, представленного агродерново-подзолистыми почвами различного гранулометрического состава на моренных валунных суглинках и супеси, способствуют неравномерному распределению поверхностных камней как по участкам севооборота и бессменных посевов, так и по отдельным полям. На участке Длительного опыта с бессменным выращиванием культур масса каменистых включений составляла в среднем 0,45 т/га с преобладанием гальки и щебня (54%), а на севооборотном участке она повышалась в 3,2 раза и равнялась 1,44 т/га, где большую долю (65%) составляли мелкие камни. В ареале распространения почвенной разности агроземы легкосуглинистые на моренном валунном суглинке отмечался самый высокий выход камней на поверхность при их массе 2,12 т/га в севообороте и 0,74 т/га на бессменном участке. Определено, что форма камней разнообразная - от округлой до формы с острыми краями и сечением близким к ромбу.
Ключевые слова: длительный опыт, каменистость, засоренность почвы камнями, дерново-подзолистая почва, окультуренность.
Для цитирования: Заверткин И.А., Савоськина О.А., Шитикова А.В., Жогин И.М. Аспект засоренности дерново-подзолистой почвы камнями в условиях длительного окультуривания // Владимирский земледелец. 2023. №4. С. 12-17. DOI:10.24412/2225-2584-2023-4106-12-17.
Мониторинг текущего состояния и трансформации разного рода показателей почвенного плодородия, которые как прямо, так и косвенно влияют на продуктивность агроэкосистем, является
неотъемлемой частью научных исследовании в Длительном опыте РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева для оценки действия факторов интенсификации земледелия.
На основании проведенных ранее исследований можно считать почву поля Длительного опыта относительно окультуренной. Эта «окультуренность» есть следствие длительного (более 110 лет) антропогенного воздействия на почву (глубокая пахота, внесение минеральных удобрений, навоза, травосеяние, известкование) [1].
Так же было установлено, что окультуривание почвы Длительного опыта оказалось весьма односторонним. По агрохимическим показателям плодородия почва на вариантах внесения полного минерального, органического и органоминерального удобрений хорошо окультурена, но по агрофизическим показателям она находится на низком уровне окультуренности [2, 3].
Так, например, одинаковые по агрохимическим показателям почвенные разности на самом деле отличаются по характеру и степени выраженности подзолистых горизонтов, что не может не иметь значения при применении таких мероприятий как известкование и других.
В 2011 году А.Б. Хитровым была составлена детальная почвенная карта Длительного опыта, которая выявила значительную пространственную неоднородность почвы по гранулометрическому составу, что предопределило отличия почвообразовательных процессов и водного режима почв по территории Длительного опыта [4].
В последнее время наблюдается увеличение выхода камней различного размера на поверхность почвы. Камни на поверхности почвы могут привести к повреждению или износу рабочих органов сельхозтехники. Они могут затупить лезвия, поломать зубья или даже повредить раму или шасси навесного оборудования. Кроме того, каменистая почва может создавать затруднения для проникновения и развития корней, что может привести к ограниченному росту корневой системы и недостатку питательных веществ, необходимых для роста и развития растений. Камни могут создавать барьер для проникновения влаги в почву, а также усиливать ее водопрницаемость, что в результате может привести к дефициту влаги [5, 6].
Особенности почвенных разностей, выявляемые по морфологическим признакам, должны быть учитываемы при применении тех или иных агротехнических приемов по повышению урожайности и при сравнительном изучении их эффективности.
№ 4 (106) 2023
Владимгрскш ЗешеШецТз
В связи с этим целью исследований являлось изучение засоренности почвы Длительного опыта поверхностными камнями.
Условия, материалы и методы. Изучение засоренности почвы камнями проводили в Длительном опыте РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Он был заложен профессором А.Г. Дояренко в 1912 году и ведется по настоящее время. Опыт многофакторный: 1 - способ возделывания культур (бессменно и севооборот); 2 - система удобрений (восьмерная схема Ж. Вилля); 3 - химическая мелиорация (известкование). Схематический план размещения вариантов представлен на рисунке 1.
На Длительном опыте (на соответствующей половине опытного участка) развернут севооборот: пар^озимая рожь^картофель^ячмень с подсевом клевера^клевер^лен-долгунец.
Исследования проводили в 2022-2023 гг. на бессменном участке - поля 124, 125, 126, где
соответственно выращивают культуры лен-долгунец, клевер, ячмень. На полях севооборота 131, 132, 133 размещались картофель-ячмень, ячмень-клевер, клевер-лен-долгунец соответственно в 2022-2023 гг.
Геологическое строение Длительного опыта представлено моренными валунными отложениями, отличающимися большой пестротой изменения гранулометрического состава как в вертикальном направлении по почвенному профилю, так и в горизонтальных направлениях по площади участка.
Н.Б. Хитров (2011) классифицировал почвенный покров Длительного опыта. Он представлен тремя типами почв и соответствующим почвенным реферативным группам: 1) типом агродерново-подзолистых почв по РК, или Stagnic Cutanic Albeluvisol (Siltic, Eutric, Ruptic) по WRB (международная реферативная база почвенных ресурсов - World Reference Base for Soil Resources); 2) типом агродерново-подзолов иллювиально-железистых по РК, или Stagnic
180-
160-
140-
120-
100
NPK
NPK+Навоз
О РОГА
40 60 S0
124 123 122 121
NPK+Навоз
NPK
Навоз
Дозы удобрений кг/га ДВ: N -100 (амиачная селитра), Р -150 (двойной суперфосфат), К -120 (калий хлористый); навоз - 20 т/га;
известь - по полной гидролитической кислотности (1 раз в ротацию севооборота)
1 - агродерново-подзолистые легкосуглинистые почвы на моренных валунных легких и средних суглинках с линзами песка и супеси (ДП);
2 - агродерново-подзолы иллювиально-железистые легкосуглинисто-супесчаные на моренных валунных супесях с линзами легкого суглинка и песка;
3 - агроземы легкосуглинистые на моренном валунном суглинке.
Составлено по Н.Б. Хитрову
Рис. 1. Схематический план Длительного опыта и почвенная карта
g/iaduMipckiu ЗемлеЗЪдеф
№ 4 (106) 2023
Albic Podzol (Siltic, Eutric, Ruptic) по WRB; 3) группой типов агроземов по РК, или Haplic Regosol (Siltic, Eutric) по WRB.
Оценка засоренности почвы камнями проводилась согласно ГОСТ 20915-2011 [7]. Камни собирали с поверхности почвы на площади всей делянки ^=56м2), взвешивали и разбирали по фракциям (галька и щебень - 1-5 см; мелкие камни - 5-10 см; небольшие камни - 10-30 см). Средних (30-60 см) и крупных (60100 см) на поверхности почвы не встречалось. Важно отметить, что этот метод дает лишь предварительную оценку каменистости почвы.
Результаты и обсуждение. Для
агропроизводственной характеристики почвы характер соотношения в механическом составе имеет большую значимость. Полученные нами ранее результаты механического анализа показали, что дерновый (перегнойный) горизонт состоит, главным образом, из пылеватых и песчаных фракций, а в нижних горизонтах, за счет резкого уменьшения пылеватой фракции, сильно нарастают илистая и особенно песчаная фракции.
Такое распределение механических фракций обусловлено, с одной стороны, природным почвообразовательным процессом дерново-подзолистого периода, с другой стороны -агротехническим воздействием на почву. Иначе говоря, в результате почвообразовательного процесса происходил вынос из верхних горизонтов тонких илистых частей механического состава в нижние горизонты. С другой стороны, в результате углубления пахотного горизонта к его гранулометрическому составу примешивались механические фракции
подзолистого горизонта, обогащая его пылеватыми и песчаными фракциями. К тому же, как отмечалось выше, почвообразующая порода, имеющая значительный процент песка, не могла не влиять на повышение во всех горизонтах содержания песчаной фракции. Все это вызывает необходимость применения агротехнических мероприятий, способствующих формированию водопрочной структуры.
Однако одним из факторов, тормозящим процесс окультуривания почвы, является ее засоренность камнями. Основными показателями каменистости почвы являются масса, размер и форма, а также их характер залегания и петрографический состав.
Проведенные нами исследования показали, что характер распределения камней на поверхности почвы опытного участка весьма неоднородный как по участкам севооборота и бессменных посевов, так и по отдельным полям.
Так, на севооборотном участке (поля 131-133) масса поверхностных камней в среднем составляла 1,44 т/га. Высокий выход камней на поверхность при их массе в среднем по полям 2,12 т/га наблюдается в ареале 3 почвенной разности - агроземы легкосуглинистые на моренном валунном суглинке. Максимальная засоренность почвы камнями отмечена на поле 133 на варианте NP - 2,86 т/га (рис. 2).
Относительно низкие значения каменистости почвы по массе поверхностных камней (в среднем 0,51 т/га) приурочены к ареалу 1 почвенной разности агродерново-подзолистых легкосуглинистых почв на моренных валунных легких и средних суглинках с линзами песка и супеси (поле 132 - варианты N Р, РК, NPK+навоз, NPK на неизвесткованном фоне и поле 133
Рис. 2. Засоренность почвы поверхностными камнями на полях севооборота, т/га
№ 4 (106) 2023
g/ia3uMipclîiù Земледелец,!)
- варианты NPK+навоз, NPK).
В абрисе залегания 2- ой почвенной разности агродерново-подзолов иллювиально-железистых легкосуглинисто-супесчаных на моренных валунных супесях с линзами легкого суглинка и песка (поля 131, 133 - варианты N, P и поле 132 - варианты К) отмечалась средняя засоренность - 1,34 т/га.
На участке Длительного опыта, где культуры выращиваются бессменно, засоренность почвы камнями снижается в 3,2 раза и их масса по полям 134-136 составляет в среднем 0,45 т/га. Это связано, прежде всего, с превалированием почвенной разности агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на моренных валунных легких и средних суглинках с линзами песка и супеси, которая составляет 70% от общей площади этих полей (рис. 3).
В этом почвенном кластере фиксируются минимальные значения массы поверхностнх камней -0,35 т/га (в среднем по полям и вариантам).
Контуры 3 почвенной разности располагаются на поле 126 и приурочены к вариантам NPK+навоз, NPK, навоз, NP, N и оба контроля, поле 125 - контроль 11. Масса камней на этом участке составила в среднем 0,74 т/га при максимальном значении 2,11 т/га на варианте К по фону извести при бессменном возделывании льна-долгунца.
Ареал 2 почвенной разности (рис. 1) приурочен к вариантам NPK+навоз, NPK, навоз на поле 125 и на поле 126 на не известкованном фоне, где, как и в севообороте, отмечена средняя засоренность при массе камней 0,41 т/га.
Таким образом, засоренность почвы Длительного
опыта камнями связана с особенностями геологического образования, а влияния окультуренности под действием длительного применения факторов интенсификации не прослеживается.
При изучении качественных параметров было установлено, что форма камней разнообразная - от округлой до формы с острыми краями и сечением близким к ромбу. Анализируя их размер, выявили что на севооборотном участке большую долю (65%) составляют мелкие камни с параметрами длина х ширина х толщина, соответственно, 5,5 х 3,5х1,5 см (рис. 4).
Небольшие камни с размерами 10-30 см встречаются редко и составляют 6% от общей выборки. Остальные (29%) - это галька и щебень с размерами 1-5 см.
На участке с бессменными посевами культур качественные характеристика камней отличаются от севооборотного участка в сторону уменьшения доли содержания мелких камней до 32% и увеличения в общей массе доли гальки/щебня до 54%, при этом доля мелких камней составляет 14% (рис. 5). Форма более округлая, меньше встречается камней угловатой формы с острыми краями.
По результатам исследования выявлена проблема засоренности почвы камнями полей Длительного опыта, для решения которой необходимо проводить сбор и вывоз каменистых включений, что является трудозатратным процессом, но не дает гарантии их полной ликвидации, так как каждый год будут появляться новые. Поэтому необходима замена ручного труда на механизированный с использованием
Рис. 3. Засоренность почвы поверхностными камнями на полях бессменных посевов, т/га
g/iaduMipckiu ЗешеШеф
№ 4 (106) 2023
Рис. 4. Форма и размер камней, собранных с поверхности почвы севооборотного участка Длительного опыта
Рис. 5. Форма и размер камней, собранных с поверхности почвы бессменного участка Длительного опыта
Рис. 6. Камнеуборочная машина К'т - Рекка современной техники.
В связи с этим в рамках программы развития Университета в соответствии с программой академического стратегического лидерства "Приоритет-2030" (Приказ № 1083 от 01.11.2022 г. "Научный фронтир") при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации была приобретена на полевую станцию камнеуборочная машина КМ - Рекка, которая за один проход выполняет сразу три операции: рыхление почвы, частичное выравнивание поверхности и непосредственно сбор камней. Техника выпускается в Финляндии на заводе PEL-tuote Оу. (рис. 6).
Использование на полях полевой станции камнеуборочной машины позволит более качественно выполнять необходимые агротехнические приемы, улучшить эксплуатацию машинно-тракторного парка, а также существенно увеличить продуктивность пашни.
Выводы. Проведенные исследования показали, что засоренность почвы Длительного опыта камнями связана с особенностями геологического образования, а влияния окультуривания под действием длительного применения факторов интенсификации не прослеживается.
Распределение камней на поверхности почвы опытного участка весьма неоднородно как по участкам севооборота и бессменных посевов, так и по отдельным полям. Оно обусловлено, с одной стороны, природным почвообразовательным процессом, с другой стороны - агротехническим воздействием на почву. На севооборотном участке (поля 131-133) масса поверхностных камней в среднем составляла 1,44 т/га, а на участке, где культуры выращиваются бессменно, засоренность почвы камнями снижалась в 3,2 раза и их масса составляла в среднем по полям (134-136) 0,45 т/га.
Высокий выход камней на поверхность наблюдался в ареале 3 почвенной разности -агроземы легкосуглинистые на моренном валунном суглинке. В севообороте масса камней в среднем по полям составила 2,12 т/га, а на бессменном участке - 0,74 т/га.
Форма камней разнообразная - от округлой до формы с острыми краями и сечением близким к ромбу. На севооборотном участке большую долю (65%) составляют мелкие камни, а на бессменном участке - галька и щебень (54%).
№ 4 (106) 2023
ВлаЭимгрскт Землейдеф)
Литература.
1. Мазиров М. А., Матюк Н.С., Полин В.Д. Трансформация верхней части (0-100 см) почвенного профиля при длительном (более 105 лет) окультуривании дерново-подзолистой почвы // Проблемы агрохимии и экологии - от плодородия к качеству почвы: матер. Всерос. науч. конф., посвященной 90-летию академика РАН В.Г. Минеева. (Москва, 07-08 сентября 2021 года). М.: Изд-во МГУ, 2021. С. 83-87.
2. Шевцов В. А. Влияние длительного окультуривания на агрофизические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайности озимой ржи: автореф. дис.... к. с.-х. наук/РГАУ- МСХА, 2018.24 с.
3. Прудникова А. Г., Прудников А. Д. Экологизация технологий воспроизводства агрофизических свойств дерново-подзолистых почв //Плодородие. 2020. №. 5 (116). С. 76-79.
4. Хитров Н. Б. Почвы длительного полевого опыта ТСХА //Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2012. №. 3. С. 62-78.
5. Бондаренко Ю. В., Шкубель Н.А. Каменистость почв Республики Беларусь и механизация их освоения//Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве. Аграрная наука - сельскохозяйственному производству Сибири, Казахстана, Монголии, Беларуси и Болгарии: матер. Межд. науч.-техн. конф. (Минск, 19-21 октября 2016 года). Том 2. Минск: Республиканское унитарное предприятие «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства», 2016. С. 195-199.
6. Уртаев Т. А., Кудзаев А. Б. Исследование каменистости почв полей горной и предгорной местности РСО-Алания//Известия Горского государственного аграрного университета. 2014. Т. 51. №. 4. С. 238-248.
7. ГОСТ20915-2011 Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. М., 2013. 27 с.
References.
1. Mazirov M. A., Matyuk N. S., Polin V. D. Transformation of the upper part (0-100 cm) of the soil crossover during a long-term (more than 105 years) cultivation of soddy podzolic soil // Problems of agrochemistry and ecology - from fertility to soil quality: mater. All-Russian Scientific conference dedicated to the 90th anniversary of Academician of the Russian Academy of Sciences V.G. Mineev. (Moscow, September 07-08,2021). Moscow: MSU Publishing House, 2021. pp. 83-87.
2. Shevtsov V. A. The influence of long-term cultivation on the agrophysical properties of soddy podzolic soil and the yield of winter rye : abstract of the dissertation of the Candidate of Agricultural Sciences/ RGAU-MSHA, 2018.24 p.
3. Prudnikova A. G., Prudnikov A.D. Greening technologies to reproduce the agrophysical properties of soddy podzolic soil //Fertility. 2020. No. 5 (116). pp. 76-79.
4. Khitrov N. B. Soils of a long-term field experiment of TMAA //News of the Timiryazev Agricultural Academy. 2012. No. 3. pp. 62-78.
5. Bondarenko Yu. V., Shkubel N.A. Rocky soils of the Republic of Belarus and mechanization of their development // Scientific and technological progress in agricultural production. Agrarian Science - agricultural production in Siberia, Kazakhstan, Mongolia, Belarus and Bulgaria : mater. International scientific and technical conf. (Minsk, October 19-21, 2016). Volume 2. Minsk: Republican Unitary Enterprise "Scientific and Practical Center of the National Academy of Sciences of Belarus on agricultural Mechanization ", 2016. pp. 195-199.
6. Urtaev T. A., Kudzaev A. B. Study of rocky soils in fields in mountainous and foothill areas of North Ossetia-Alania // News of the Gorsky State Agrarian University. 2014. Vol. 51. no. 4. pp. 238-248.
7. GOST20915-2011 Testing of agricultural machinery. Methods to determining test conditions. M., 2013. 27p.
LEVEL OF STONE CONTAMINATION OF SODDY PODZOLIC SOIL UNDER CONDITIONS OF LONG-TERM CULTIVATION
I.A. ZAVERTKIN, O.A. SAVOSKINA, A.V.SHITIKOVA, I.M. ZHOGIN
Russian State Agrarian University - Timiryazev Moscow Agricultural Academy, ul. Timiryazevskaya 49, Moscow, 127434, Russian Federation
Abstract. This article presents the level of soil contamination with surface stones within a long-term experiment of the RSAU Timiryazev Moscow Agricultural Academy. The goal of this research conducted in 2022 and 2023, was to study the spreading of surface stones in soil with different cultivation level depending on their location and soil phase. To determine the soil contamination of crop rotation (121-123) and continuous cultivation of crops (124-126), the researcher collected rocky inclusions from each option (S = 56 m2) and took into account their mass, size and shape. It was found that the zonal features of the soil cover, represented by agro soddy-podzolic soils of various granulometric compositions on moraine boulder loams and sandy loams, contribute to the uneven spreading of surface stones both in areas of rotation and permanent crops and in individual fields. On the site of the Long-term experiment with continuous cultivation of crops, the mass of rocky inclusions averaged 0.45 t/ha mostly with pebbles and crushed stone (54%). The crop rotation area showed it by 3.2 times higher and amounted to 1.44 t/ha, where a large proportion (65%) were small stones. Light loamy agrozems on moraine boulder loam provided the highest yield of stones to the surface with a mass of 2.12 t/ha in crop rotation and 0.74 t/ha in the continuous cultivation of crops. It has been determined that the shape of the stones is varied - from round to sharp edges and a cross-section close to a rhombus.
Keywords: Long-term experiment, rockiness, soil contamination with stones, soddy-podzolic soil, cultivation.
Author details: I.A. Zavertkin, Candidate of Sciences (agriculture), (e-mail:izavyortkin@rgau-msha.ru); O.A. Savoskina, Doctor of Sciences (agriculture), professor (e-mail: osavoskina@rgau-msha.ru); A.V. Shitikova, Doctor of Sciences (agriculture), professor; I.M. Zhogin, acting head of the field experimental station.
For citation: Zavertkin I.A., Savoskina O.A., Shitikova A.V., Zhogin I.M. Level of stone contamination of soddy podzolic soil under conditions of long-term cultivation // Vladimir agricolist. 2023. №4. pp. 12-17. D0I:10.24412/2225-2584-2023-4106-12-17.
ВлаЭимгрсШ ЗемлеШеЩ)
№ 4 (106) 2023
