CC BY
7УДК 631.51:631.58
ДИНАМИКА АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ БОГАРНЫХ ПОЧВ В КОРОТКОРОТАЦИОННЫХ СЕВООБОРОТАХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ
ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ.
А.И. Иорганский, Б.М. Амангалиев
Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства
Представлены результаты и агрохимическая оценка влияния короткоротационных севооборотов и систем основной обработки на содержание в светло-каштановых богарных почвах Заилийского Алатау общего, лабильного гумуса и подвижных элементов питания (МРК).
ВВЕДЕНИЕ
Как известно, дегумификация почв становится одной из острейших агроэко-логических проблем современного мирового земледелия. Так, в Российской Федерации дегумификации почв подвержено 42,8 % пашни, в том числе критический уровень содержания гумуса (очень низкий) имеют 15 % обследованных еще в 1996 году почв [1].
Значительное развитие имеет дегумификация почв на Украине и Молдове. В последней в распаханных черноземах по сравнению с целинными содержание гумуса уменьшилось в 2,5 раза. Ежегодные потери гумуса за счет дегумифика-ции и эрозии оцениваются в 0,01 % [2].
Неблагополучное в данном отношении положение отмечается и у нас в отечественном земледелии, где по данным Т.Д. Джаланкузова [3] процессами дегу-мификации почв в слабой степени охвачено 4,5, умеренной - 5,2 и сильной - 1,5 млн. га пашни. Содержание гумуса в пахотных почвах республики снизилось в среднем на 20-30 % от исходного коли-
чества. В связи с этим, во многих регионах страны начали изучаться технологии возделывания сельскохозяйственных культур, основанные на системах минимальной основной обработки и без основной обработки, о высокой влагос-берегающей эффективности которых имеются многочисленные научные зарубежные и отечественные публикации. Такие исследования весьма актуальны также в экономическом отношении, так как минимизация обработки обеспечивает значительное сокращение материальных и трудовых затрат, что особенно важно в современных рыночных условиях сельскохозяйственного производства.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ Исследования проводились в 20082011 годы на предгорных светло-каштановых богарных почвах Заилий-ского Алатау в комплексном с отделом земледелия опыте, включающем 6 севооборотов - 3 четырех и 3 - трехпольных, 2 из которых, как видно из нижеприведенных схем, были зернопаровыми, осталь-
I схема Пар чистый Озимая пшеница Озимая пшеница Ячмень
ные - зерновыми.
Схемы севооборотов
II схема Овес+горох Озимая пшеница Озимая пшеница Ячмень
III схема Нут
Озимая пшеница Озимая пшеница Ячмень
IV схема Пар чистый Озимая пшениц а Ячмень
V схема Овес+горох Озимая пшеница Ячмень
VI схема Нут
Озимая пшеница Ячмень
На данные севообороты накладывались две системы основной обработки почвы - вспашка на 20-22 см, плоскорезная на 10-12 см и третьей была система без обработки.
Содержание гумуса в верхнем горизонте изучаемых почв варьирует в основном в пределах 1,6-2,0 %, при содержании на целине 2,2-2,4 %. Сумма обменных оснований составляет 14-18 мг/экв на 100 г почвы, засоление отсутствует, плотный остаток в 1,5 м толще не превышает 0,1 %. По механическому составу почвы в основном среднесуглинистые.
Содержание общего азота в слое почвы 0-30 см составляет 0,15 %, фосфора - 0,21 %. Калием почвы обеспечены в достаточной мере. В работе применялись следующие методики исследований почв:
- общий и лабильный гумус определялись по И.В. Тюрину;
- щелочногидролизуемый азот - по Корнфилду;
- нитраты - по альфанафтиламинову методу;
- подвижный фосфор по Б.П. Мачиги-
ну;
- обменный калий по Б.П. Мачигину;
Отбор почвенных образцов проводился 2 раза в год - в фазы кущения и молочно-восковой спелости на глубину 0-20 и 20-30 см. Полученные экспериментальные результаты обрабатывались методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [4].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изучение основных показателей агрохимических свойств рассматриваемых почв показало, что различные севообороты и системы основной обработки оказали заметное влияние на динамику содержания общего и лабильного гумуса. Так, из данных таблицы 1 видно, что опытный участок характеризовался значительным варьированием по исходно-
му содержанию в почве данных элементов плодородия - от 2,06 до 1,45 % общего и от 3055 до 1390 мг/кг лабильного гумуса. В связи с этим оценку влияния указанных факторов на изменение гумусового состояния почв мы провели путем сравнения данных по содержанию в них общего и лабильного гумуса в конце ротаций севооборотов по отношению к их содержанию в начале ротаций, выраженных в относительных и абсолютных показателях.
Так, в первую очередь обращает на себя внимание факт значительного ухудшения гумусового состояния почвы в зер-нопаровых севооборотах (№1 и №4), особенно с системой вспашки, при которой содержание общего гумуса снизилось к концу ротации на 9,9-10,1 %, а лабильного на 30,8-15,3 % в относительных и на 0,20-0,19 % и 940-365 мг/кг в абсолютных величинах по сравнению с исходным количеством соответственно (таблица 1).
Применение здесь систем плоскорезной обработки почвы на 10-12 см или без обработки сокращает потери общего гумуса по сравнению с системой вспашки в 4-х польном севообороте в 2,0 и 6,6 раз, в трехпольном в 1,9 и 1,3 раз, а лабильного гумуса - в 3,8 и 3,4 раз в 4-х польном и -в 1,4 и 1,3 раз в трехпольном в абсолютном отношении соответственно. Как видим, более высокая эффективность по сохранению содержания общего гумуса в почве от изучаемых обработок отмечается в 4-х польном севообороте, а лабильного - в трехпольном. При этом баланс содержания общего гумуса в почве остается в целом отрицательным в обоих севооборотах, а лабильного гумуса -отрицательным в 4-х польном севообороте и только в трехпольном положительным, так как его содержание в конце ротации незначительно превышает исходное количество, которое практически можно считать тенденциозным.
Таблица 1. Содержание общего (%) и лабильного (мг/кг) гумуса в богарной светло-каштановой почве в зависимости от применения различных севооборотов и систем основной обработки (в среднем за вегетацию культур в 20092011гг., слой 0-30 см).
и о н о Л о \о о о и
и
о н
о к
Л 8
О X
\о га
* р
&
Ч о
Пар чистый
Озимая пшени ца
Озимая пшеница Ячмень
Относительное уменьшение (-) или увеличение (+) от исходного Абсолютное уменьшение (-) или увеличение (+) от исходного
ч о п а
и
т о б
а р
б О
В-20-22
22
й и
а б О
2,02
1,86
1,77 1,82
-9,9
-0,2
у
м у
г й ы н ь л и б а
3050
2040
1870 21 15
-30,8
-940
в ч о п а
и
т о б
а р
б О
П -1012 -//-
й и
а б О
2,04
1,84
1,80 1,94
-4,9
-0,10
у
м у
г й ы н ь л и б а
2565
2165
2195 2360
-8,0
-205
ч о п а
и
т о б
а р
б О
Без обр. Без обр. -//-
у
м у
г й и
а б О
10 2,06
1,95
1,92 2,03
-1,5
-0,03
Овес+горох
Озимая пшеница Озимая пшеница Ячмень Абсолютное уменьшение (-) или увеличение (+) от исходного Относите льное уменьшение (-) или увеличение (+) от исходного
В-20-22 22
1.63
1,70
1.64 1,51
-7,4
-0,12
1660
20 05 2025 1720
+3,6
+60
П-10-12
1,51
1,60 1,62 1,59
+5,3
+0,08
1660
1700 1920 1795
+8,1
+135
Без обр. -//-
1,53
1,60 1,59 1,62
+ 5,9
+0,09
Нут
Озимая пшеница Озимая пшеница Ячмень
Относительное уменьшение (-) или увеличение (+) от исходного Абсолютное уменьшение (-) или увеличение (+) от исходного
В-20-22
1,85
1,90 1,84 1,88
+1,6
2125
1885 2495 2435
+14,6
+310
П-10-12
1,78
1,83 1,87 1,90
+6,7
+0,12
1955
2030 2330 2175
+11,2
+220
Без обр. -//-
1,72
1,81 1,89 1,87
+8,7
+0,15
+245
1
1
2
3
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Пар чистый В-20-22 1,89 239 5 П-10-12 1,85 1990 Б ез обр. 1,86 2075
Озимая пшеница -//- 1,78 198 5 -//- 1,69 1775 Без обр. 1,74 1845
Ячмень 1,70 203 0 1,75 2150 -//- 1,72 2180
Относительное
уменьшение (-)
4 или увеличение (+) от исходного Абсолютное -10,1 -15,3 -5,4 +8,0 -7,6 +5,1
уменьшение (-) или увеличение - -0,19 -365 - -0,10 +160 - -0,14 + 105
(+) от исходного
Овес+горох В-20-22 1,79 2075 П-10-12 1,68 1695 Без обр. 1,67 1825
Озимая пшеница 1,88 2640 1,75 2420 Без обр. 1,71 1970
Ячмень 1,70 1945 1,81 1890 -//- 1,80 1975
Относительное
уменьшение (-)
5 или увеличение (+) от исходного Абсолютное -5,1 +6,3 +7,74 +11,5 +7,8 +8,2
уменьшение (-) или увеличение - -0,09 -13 0 - +0,13 +195 - -0,13 + 150
(+) от исходного
Нут В-20-22 1,65 1975 П-10-12 1,62 1900 Без обр. 1,45 1390
Озимая пшеница 1,70 1940 1,59 1705 Без обр. 1,51 1365
Ячмень 1,71 1855 1,6 1 1885 -//- 1,46 1540
Относительное
уменьшение (-)
6 или увеличение (+) от исходного Абсолютное +3,6 +6,1 -0,6 -0,08 +0,6 +10,8
уменьшение (-) или увеличение - -0,06 -120 - +0,01 -15 - +0,0, 1 + 150
(+) от исходного
В - вспашка на 20-22 см.
П - плоскорезная обработка на 10-12 см.
Без обр. - без обработки
В целом, такое положение с гумусовым балансом обусловлено в основном наличием в данных севооборотах парового поля, способствующего усилению процессов минерализации гумуса почвы, которую не в состояние эффективно ослабить принятые чередование культур и приемы минимализации обработки.
Использование в данных севооборота вместо пара посевов овес-гороховой смеси или нута создает более благоприятные условия для гумусового состояния характеризуемых почв, что особенно проявлялось на системах плоскорезной обработки и без обработки. В этом отношении более высокая эффективность отмечает-
ся в 4-х польном севообороте с нутом, в котором положительный баланс общего и лабильного гумуса наблюдается при всех применяемых системах основной обработки, тогда как в 4-х и 3-х польных севооборотах с полем овсяно-гороховой смеси отмечается отрицательный баланс в первом по содержанию общего и во-втором - общего и лабильного гумуса на системе вспашки, а в 3-х польном севообороте с нутом - отрицательный баланс лабильного гумуса на системе вспашки и поддержание общего и лабильного гумуса на системе плоскорезной обработки практически на исходном уровне с тенденцией их повышения на системе без обработки почвы.
Оценка питательного режима изучаемых почв свидетельствует, что используемые севообороты и системы основной обработки не оказали существенного влияния на содержание в них щелочногидро-лизуемого азота, так как его количество
на начало и завершение ротаций севооборотов было практически одинаковым, оставаясь на уровне очень низкой и низкой степени обеспеченности почв данным элементом питания - 73-99 и 102-111 мг/кг соответственно (таблица 2).
я со е е е
Н О о Е-1 ы у з ы у з ы у з
СР о О р чв и ч чв и ч чв и ч
ю о о со ш и р ш о ю о о со ш и 3 о п а и т о б а р б от ро дз к я гй ° 2 * ^ о ч О г о п а и т о б а р б от ро дз к я гй £ 3 * 2 о ч О г о п а и т о б а р б от ро дз к я гй ° 2 * 2 о ч О г
Ж X и О ё О ё О ё
Пар чистый В-20-22 106 71 П-10-12 105 65 Без обр. 111 48
Озимая пшеница 87 41 97 32 92 35
1 Озимая пшеница 93 28 97 31 100 35
Ячмень 104 46 102 36 97 40
В среднем по севообороту 97 46 100 41 100 39
Овес + горох В-20-22 83 28 П-10-12 85 20 Без обр. 82 26
Озимая пшен ица 98 37 100 33 90 33
2 Ячмень 88 25 83 34 93 27
В среднем по севообороту 89 30 89 29 88 28
Нут В-20-22 82 32 П-10-12 86 33 Без обр. 91 44
Озимая пшеница 91 56 94 43 95 58
3 Озимая пшеница 107 24 95 31 97 27
Ячмень 93 29 87 43 88 31
В среднем по севообороту 93 35 90 37 92 40
Пар чистый В-20-22 95 92 П-10-12 100 55 Без обр. 99 57
Озимая пшеница 89 32 93 28 91 25
4 Ячмень 98 27 99 30 94 37
В среднем по севообороту 94 50 97 37 95 39
Овес + горох В-20-22 81 30 П-10-12 879 22 Без обр. 77 22
Озимая пшен ица 91 59 93 29 88 26
5 Озимая пшеница 93 30 86 22 80 26
Ячмень 87 36 89 28 88 25
В среднем по севообороту 88 38 88 25 83 25
Нут В-20-22 84 25 П-10-12 82 23 Без обр. 74 17
Озимая пшеница 88 33 88 33 77 23
6 Ячмень 98 32 84 24 73 26
В среднем по севообороту 90 30 84 26 74 22
Таблица 2. Содержание щелочногидролизуемого азота (мг/кг) и N03 (мг/кг) в богарной светло - каштановой почве в зависимости от применения различных систем обработки и севооборотов (за 2009 - 2011гг., слой 0 - 30 см)
По содержанию нитратов отмечается более высокое их количество в севооборотах с чистым паром, особенно на системе вспашки, что и следовало ожидать, так как парование в комплексе с отвальной обработкой способствует усилению процессов минерализации органического вещества почвы, ведущей к накоплению нитратов. Так, их содержание в слое пашни 0-30 см составляло в среднем по данным севооборотам 46-50 мг/ кг почвы, что свидетельствует о средней степени её обеспеченности нитратами для зерновых колосовых культур только на системе вспашки, так как на остальных систе-
севооборотах при всех системах обработки обеспеченность почв данным элементом питания оставалось на уровне низкой степени - 22-40 мг/кг (таблица 2).
Не отмечается также особого влияния на содержание в почве подвижного фосфора и обменного калия от применяемых севооборотов и систем обработки, так как показатели данных элементов питания растений варьировали в первом случае в пределах очень низкой и низкой, а во-втором - средней и повышенной степени обеспеченности в начале ротаций севооборотов и оставались на этом же уровне по их завершению, что отчетливо видно из данных таблицы 3.
мах в зернопаровых и всех остальных
Таблица 3 - Содержание Р205 (мг/кг) и КО (мг/кг) в богарной светло-каштановой почве в зависимости от применения различных систем обработки и севооборотов (за 2009-2011 гг., слой 0-30 см)
СВ Е- в о а а а
Номер севооборс Схемы севооборо- Обработк почвы 1Л о м Оч О И Обработк почвы 1Л о м Оч О И Обработк почвы 1Л о м Оч О И
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Пар чистый В-20-22 16 416 П-10-12 14 446 Без обр. 15 472
Озимая пшеница -//- 9 295 -//- 10 261 -//- 9 286
1 Озимая пшеница 12 338 12 372 15 265
Ячмень 11 227 13 266 12 437
В среднем по севообороту 12 319 12 336 13 365
Овес + горох В-20-22 9 221 П -10-12 9 244 Без обр. 7 214
Озимая пшеница 10 280 11 261 9 300
2 Ячмень 9 252 11 267 9 321
В среднем по севообороту 9 251 10 257 8 278
Нут В-20-22 9 309 П-10-12 9 306 Без обр. 11 285
Озимая пшени ца 10 326 11 348 12 354
3 Озимая пшеница 10 327 13 385 13 457
Ячмень 13 352 12 252 10 362
В среднем по севообороту 10 328 11 322 11 364
Пар чистый В-20-22 11 305 П -10-12 12 318 Без обр. 12 402
Озимая пшеница 9 287 9 250 8 292
4 Ячмень 10 340 10 381 10 360
В среднем по севообороту 10 310 10 316 10 351
Продолжение таблицы 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Овес + горох В-20-22 8 293 П-10-12 8 203 Без обр. 9 206
Озимая пшеница -//- 1 0 385 -//- 9 308 -//- 10 220
5 Озимая пшеница 10 314 9 340 8 283
Ячмень 9 247 11 216 8 251
В среднем по севообороту 9 385 9 266 9 240
Нут В-20-22 9 278 П-10-12 9 218 Без обр. 10 209
Озимая пшеница 1 0 291
6 Ячмень В среднем по севообороту 9 9 340 303
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучаемые короткоротационные севообороты и системы обработки оказывают разностороннее влияние на динамику содержания в светло-каштановых богарных почвах общего и лабильного гумуса, что необходимо иметь в виду при их земледельческом использовании. За ротацию зернопаровых севооборотов отмечается снижение содержания общего гумуса в почве на всех применяемых системах обработки и оно наиболее значительно на системе вспашки, где составляет в абсолютном отношении 0,19-0,20 %. Применение в данных севооборотах систем основной плоскорезной обработки почвы на 10-12 см или без обработки уменьшает по сравнению с вспашкой потери общего гумуса при этом в 4-х польном севообороте в 2,0-6,6, лабильного - 3,8-3,4 раз, при остающемся в целом отрицательном балансе, а в трехпольном в 1,9-1,3 раз соответственно при тенденции к положительному балансу содержания лабильного гумуса.
Замена в зернопаровых севооборотах поля чистого пара на посевы овса с горохом, то есть превращение их в зерно-
вые севоо ороты, не о еспечив ет в основном положительного баланса содержания в почве общего и лабильного гумуса за их ротацию на системе вспашки, который достигается при этом на системах плоскорезной основой обработки и без основной обработки и более эффективно в трехпольных севооборотах. При посевах нута вместо чистого пара обеспечивается более высокая эффективность по гумусонакоплению в 4-х польном севообороте по сравнению с севооборотами с посевами овса с горохом и 3-х польным с нутом, так как здесь отмечается положительный баланс содержания общего и лабильного гумуса в почве по всем системам обработки, чего не наблюдается в последних.
Испытываемые севообороты и системы обработки не способствовали улучшению питательного режима изучаемых почв, который оставался преимущественно на низком уровне обеспеченности растений основными подвижными элементами питания (№К), что свидетельствует о необходимости разработки и применения на них оптимальной системы удобрений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель Российской Федерации за 1996 г. // Гос.комитет Российской Федерации по земельным ресурсам и землеустройству М. 1997. С. 18-45.
2. Чебарь В.В. Деградации почв и проблемы рационального использование и охраны земель Молдовы //Агроэкологическая оптимизация земледелия: Сб. докл. межд.
научно-практ. конф., посвященной 75-летию Россельхозакадемии и 100 летию со дня рождения С.С. Соболева. 14-16 сентября 2004 г. Курск. 2004. С. 405-412.
3. Джаланкузов Т.Д. Изменение природных свойств черноземов Северного Казахстана при сельскохозяйственном использовании: автореф....докторс/хнаук: 03.00.27. Ташкент. 1997.49 с.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М: Агропромиздат. 1985.350 с.
ТУЙ1Н
1ле Алатау аймагыныц ашьщ к;ара цоцыр топыращты тэл1м1 жершщ цараппрж жагдайын жаксарту мацсатында кдлданылатын к;ыск;ы ротациялы cypi танапты дэнд1 дак;ыл ауыспалы ericiH дэнд1ге ауыстырып, таза cypi жер тал1мш, сулы-буршак; цоспасына немесе нок;ат^а алмастыруды усынады. Егшшшжтщ экологияльщ жэне экономикальщ жагдайын арттыру ушш eHflipicTe крлданылатын жер жырту жуйесшщ орнына дацылдарды 10-12 см Heri3ri сыдыражыртцышпен ендеу немесе ендеуазжуйесш ^олдану к;ажет.
RESUME
At cultivation crops to use the basic system plainly the carved processing for 10-12 cm with or without processing, which provides a significant increase in the overall environmental and economy of agriculture in comparison with the system used in the manufacture of ploughing. In the subzone of light chestnut soils Iii Alatau in order to improve their humus status on non-irrigated arable land is recommended to use short rotary grain steam converted into grain crop rotations, by replacing the fields of pure steam on the field with oat-pea mixture, or better with a chickpea.
