CC BY
36
В условиях Западной Сибири максимальная активность микроорганизмов отмечается в середине лета (60 дн. экспозиции) за счёт улучшения увлажнения разлагающегося льняного материала и обработки препаратами [9]. В нашем опыте скорость разложения в сравнении с первоначальным значением увеличилась на 12,5—31,0%. Положительные температуры, оптимальное увлажнение и совместное действие мочевины (7 кг/га), препаратов Стернифаг (80 г/га) и Росток (300 мл/га) создали самые благоприятные условия для протекания биохимических процессов — убыль составила 53,0%, что было больше контрольных значений на 34,3%.
На 90-е сутки отмечалось максимальное разложение полотна — 41,5—70,0%. На контрольном варианте убыль в слое 10 см составляла 41,5%, из которых 38,0% приходилось на последние 60 дн., на глубине 20 см — 20,1%, 30 см — практически отсутствовала. Применение мочевины не привело к значительной активизации микробиологической активности, в слое 0—30 см в сравнении с контролем она составляла 2,0%. Внесение агропрепаратов Стернифаг и Росток увеличило скорость биохимических процессов, особенно в слое 10—20 см, где убыль составила 15,3 и 23,5%.
Вывод. Каждый из изучаемых показателей плодородия чернозёма выщелоченного оказал влияние на урожайность культур севооборота. За годы исследования существенную прибавку урожая 0,3 т/га обеспечило безотвальное рыхление ПЧ-2,1
на глубину 20—22 см. В целом по зернопаровому севообороту прибавка 0,5 т/га (при НСР05 = 0,1) отмечалась на варианте с максимальным применением препаратов. Обработка почвы, сочетание агрохимикатов и Стернифага усиливают микробиологические процессы в первой половине лета, скорость убыли льняного полотна достигает 22—70%.
Литература
1. Алёхин В.Т. Пути оптимизации защиты зерновых культур // Защита и карантин растений. 2014. № 8. С. 3—7.
2. Ярошенко В.А., Бабенко С.Б. Убрал урожай — оздоравливай поле // Специальный выпуск «Плодородие почвы». 2012. № 2 (№3). С. 4-5.
3. Тейт Р. Органическое вещество почвы: биологические и экологические аспекты. М.: Мир, 1991. 399 с.
4. Богатырёва Е.В. Использование соломоразлагающих биопрепаратов в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края // Земледелие. 2013. № 8. С. 14-16.
5. Морозов Д.О., Юваров В.Н. Новый высокоэффективный препарат для разложения стерни и соломы // Земля и жизнь.
2011. № 3. С. 3-8.
6. Сабаганова К.С., Харалгина О.С. Влияние основных обработок чернозёма выщелоченного на засорённость и урожайность яровой пшеницы в зернопаровом севообороте // Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения: сб. матер. L Междунар. студенч. науч.-практич. конф. 2016. С. 712-716.
7. Ознобихина Л.А., Шахова О.А. Видовой состав семян сорных растений по ресурсосберегающим технологиям основной обработки в Тюменской области // АПК: регионы России.
2012. № 4. С. 41-43.
8. Конищева В.А., Ерёмин Д.И. Влияние минеральных удобрений на фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы в лесостепной зоне Зауралья // Земледелие. 2014. № 3. С. 43-45.
9. Ерёмин Д.И., Ахтямова А.А. Влияние уровня минерального питания на скорость разложения соломы яровой пшеницы в лесостепной зоне Зауралья // Агропродовольственная политика России. 2015. № 2 (38). С. 68-71.
Динамика изменения агрофизических свойств почвы при возделывании полевых культур по технологии No-till
В.К. Дридигер, д.с.-х.н., профессор, В.В. Кулинцев, д.с.-х.н, Р.С. Стукалов, к.с.-х.н., Р.Г. Гаджиумаров, аспирант, ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ
В технологии возделывания сельскохозяйственных культур без обработки почвы (технология No-till) очень важно, чтобы физические свойства почвы не ухудшались, а были в оптимальных значениях для роста и развития возделываемых растений в течение длительного времени [1, 2]. Одним из важнейших показателей агрофизических свойств почвы является её плотность, от которой зависят водно-воздушные, тепловые и биологические свойства, а также водопроницаемость почвы, водоудерживающая способность, распространение корней и создание условий для произрастания возделываемых растений и их урожайности [3].
В связи с этим целью нашего исследования является определение динамики плотности почвы в течение шести лет при возделывании сельскохозяйственных культур без обработки почвы в
севообороте на чернозёме обыкновенном зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края.
Материал и методы исследования. Исследование проводили в стационарном опыте на опытном поле Северо-Кавказского ФНАЦ, расположенном в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края. Годовая сумма эффективных температур здесь составляет 3000—3200°С. Продолжительность безморозного периода 180 дней. Годовое количество осадков колеблется от 540 до 570 мм, за вегетационный период выпадает 350—400 мм, ГТК=0,9-1,1 [4].
Почва опытного участка — чернозём обыкновенный среднемощный слабогумусированный тяжёлосуглинистый, со средней обеспеченностью фосфором, калием и низким содержанием гумуса. Годы исследования различались по количеству осадков. В 2013—2014 и 2016—2017 гг. при климатической норме 554 мм выпадало от 626 до 652 мм осадков, наиболее засушливым был 2015 г. — 528 мм. При этом годовая среднесуточная температура воздуха
составляла 10,0—10,6°С, что на 1,6—2,2°С больше средних многолетних значений, что происходило из-за повышения температуры воздуха в зимние месяцы и во второй половине лета — в июле и августе. Особенностью всех лет исследования было выпадение обильных осадков в мае, когда при обычных 64 мм выпадало от 103 мм в 2015 и 2016 гг., до 135 и 174 мм — в 2014 и 2017 гг., тогда как в августе наблюдались атмосферная и почвенная засухи — 12—28 мм при месячной норме 48 мм.
Опыты проводили в двух севооборотах: 1) соя — озимая пшеница — подсолнечник — кукуруза, где все культуры возделываются по рекомендованной научными учреждениями технологии (контрольный); 2) аналогичный первому, но с возделыванием культур без обработки почвы.
Перед закладкой опыта в 2011 г. проводили вспашку опытного участка на глубину 22—24 см с последующим выравниванием поверхности почвы и уравнительным посевом всех культур обоих севооборотов в 2012 г. В течение шести лет исследования (2013—2018) на всех полях обоих севооборотов поочерёдно возделывали все культуры.
Основная обработка почвы в контрольном севообороте под яровые культуры включала лущение стерни в два следа и зяблевую вспашку на глубину 20—22 см. Под озимую пшеницу проводили двукратную обработку дисковой бороной (8—10 см) и предпосевную культивацию. В варианте возделывания культур без обработки почвы ни основную, ни какие-либо другие обработки не проводили, но за 5—7 дней до посева яровых культур делянки опрыскивали гербицидом сплошного действия из группы глифосатов. Перед посевом озимой пшеницы (после сои) гербициды не применяли.
Под все культуры вносили рекомендованные научными учреждениями дозы минеральных удобрений. Доза удобрений под сою составляла ^5Р45К30, которую вносили частями: 25 кг/га аммофоса разбросным способом перед посевом и 187 кг/га нитроаммофоски в рядки при посеве. Под озимую пшеницу вносили ^0Р60Кв0 — в разброс перед посевом 250 кг/га нитроаммофоски, при посеве сеялкой — 125 кг/га нитроаммофоски и весной подкормка аммиачной селитрой в дозе 88 кг/га. Под подсолнечник при посеве вносили 200 кг/га нитроаммофоски ^32Р32К32), столько же нитроаммофоски вносили при посеве кукурузы с дополнительным опрыскиванием растений через 4 недели после появления всходов растворённой в воде мочевины, 70 кг/га (^4Р32К32).
Озимую пшеницу и сою сеяли по рекомендованной технологии рядовой дисковой сеялкой С3-3,6, подсолнечник и кукурузу — пропашной сеялкой Оптима, по необработанной почве все культуры сеяли сеялкой Gimetal (производство — Аргентина), оборудованной гофрированными дисками (турбодисками) и двухдисковыми сошниками для посева семян и удобрений.
Плотность почвы перед уходом в зиму, весной при наступлении физической спелости почвы (до весеннего боронования), перед посевом изучаемых культур, в фазе колошения озимой пшеницы, цветения яровых культур и в период полной спелости определяли по методике Б.А. Доспехова, И.П. Васильева, А.М. Туликова [5]. Повторность опыта трёхкратная, площадь делянки — 300 м2, учётная — 90 м2.
Результаты исследования. В результате зяблевой отвальной обработки почвы по рекомендованной технологии её плотность перед уходом в зиму и рано весной в слое почвы 0—10 см в среднем за годы исследования составляла 0,85—0,86, в слое 10—20 см — 0,91—0,93 г/см3, что указывает на её чрезмерную вспушённость [6] и приводит к непроизводительным потерям влаги из почвы за счёт физического испарения с её поверхности [7]. В севообороте, где почва не обрабатывалась, её плотность в это время составляла соответственно 1,07-1,08 и 1,13 г/см3.
К посеву яровых культур в результате весеннего боронования, промежуточной и предпосевной культивации и прикатывания, проводимых по рекомендованной технологии, верхний слой почвы уплотнился до 1,00-1,05 г/см3, что является оптимальным сложением почвы для прорастания семян и получения всходов (табл. 1).
Плотность необработанной почвы во все годы исследования и под всеми культурами была достоверно больше, чем по рекомендованной технологии, и составляла 1,13-1,15 г/см3, что также находилось в пределах оптимальных значений для получения всходов и первоначального роста растений. Увеличение плотности почвы до 1,25-1,28 г см3 перед посевом сои в 2015 и 2018 гг. было обусловлено не технологией возделывания, а засухой, наблюдавшейся перед посевом культуры в эти годы.
Слой почвы 10-20 см к моменту посева яровых культур по рекомендованной технологии уплотнился в среднем за 6 лет исследования до 1,05-1,09 г/см3, тогда как плотность этого слоя почвы при посеве озимой пшеницы по этой технологии составила 1,20 г/см3, что обусловлено обработкой почвы перед посевом озимой пшеницы на глубину 8-10 см (табл. 2). Плотность данного слоя необработанной почвы под яровыми культурами, так же как и верхнего слоя, была достоверно больше и в пределах оптимальных значений и составляла в среднем за годы исследования 1,16-1,21 г/см3.
Плотность слоя почвы 10-20 см при посеве озимой пшеницы по обеим технологиям во все годы исследования была одинаковой, имеющиеся небольшие различия находились в пределах ошибки опыта. Но по рекомендованной технологии этот слой почвы в севообороте не обрабатывался только перед посевом озимой пшеницы. Три года подряд под кукурузу, подсолнечник и сою в результате вспашки он перемещался ближе к поверхности
1. Влияние технологии возделывания полевых культур на плотность слоя почвы 0—10 см перед посевом, г/см3
Технология Культура Год Среднее
2013 2014 2015 2016 2017 2018
соя 0,91 0,95 1,00 1,03 1,03 1,06 1,00
Рекомен- пшеница 1,04 0,92 0,99 1,15 0,99 1,18 1,05
дованная подсолнечник 1,03 1,08 0,96 1,06 1,05 1,11 1,05
кукуруза 0,93 1,10 1,08 1,01 1,01 1,06 1,03
соя 1,07 1,01 1,25 1,16 1,10 1,28 1,15
Без обработки пшеница 1,11 1,13 1,13 1,18 1,05 1,27 1,14
почвы подсолнечник 1,21 1,08 1,09 1,23 1,00 1,18 1,13
кукуруза 1,24 1,10 1,16 1,20 1,10 1,07 1,15
НСР0,05 0,06 0,07 0,07 0,08 0,06 0,08 0,07
2. Влияние технологии возделывания полевых культур на плотность слоя почвы 10—20 см перед посевом, г/см3
Технология Культура Год Среднее
2013 2014 2015 2016 2017 2018
Рекомендованная соя пшеница подсолнечник кукуруза 0,90 1,22 0,96 1,02 1,05 1,05 1,16 1,15 1,06 1,14 0,99 1,10 1,09 1,32 1,09 0,98 1,06 1,17 1,06 1,02 1,20 1,28 1,02 1,10 1,06 1,20 1,05 1,09
Без обработки почвы соя пшеница подсолнечник кукуруза 1,19 1,22 1,24 1,11 1.15 1,06 1,21 1.16 1,19 1,16 1,11 1,21 1,18 1,32 1,22 1,13 1,23 1,23 1,05 1,15 1,29 1,28 1,12 1,17 1,21 1,21 1,16 1,16
НСРе,05 0,07 0,07 0,08 0,08 0,07 0,06 0,07
почвы, и таким образом происходило его крошение и рыхление. В технологии No-till этот слой почвы не подвергался обработке семь лет подряд (включая уравнительный посев в 2012 г.), и по одинаковой с рекомендованной технологией его плотности можно заключить, что чрезмерного уплотнения чернозёма обыкновенного в течение всех лет исследования не происходило.
Во время колошения озимой пшеницы и цветения яровых культур плотность верхнего слоя почвы увеличилась под всеми культурами и по обеим технологиям, что обусловлено наступлением засухи, особенно во время цветения сои, подсолнечника и кукурузы. При этом между технологиями различия по этому показателю во все годы исследования были математически не доказуемы, но проявилась явная тенденция незначительного роста плотности почвы по технологии без её обработки (табл. 3).
Тем не менее и при этом плотность десятисантиметрового слоя почвы была оптимальной для произрастания озимой пшеницы, подсолнечника и кукурузы [8]. Исключение составляла соя, где плотность этого слоя почвы в среднем за годы исследования была равна 1,30 г/см3, с колебаниями по годам от 1,20 до 1,35 г/см3. Такое уплотнение наблюдалось по обеим технологиям и во все годы исследования, что, по-видимому, обусловлено особенностями строения корневой системы, не способной оказать сопротивление подсыхающей почве и разрыхлить её. Всё это приводит к умень-
шению вегетативной массы растений и снижению урожайности культуры [9].
Аналогичное наблюдалось и в слое почвы 10—20 см, плотность которого в это время составляла 1,35 г/см3 по рекомендованной технологии и 1,32 г/см3 — по технологии без обработки почвы с колебаниями по годам исследования от 1,25 до 1,42 г/см3. Различия между технологиями во все годы были математически не доказуемы, но прослеживалась тенденция к увеличению плотности в рекомендуемой технологии (табл. 4).
Под остальными культурами севооборота плотность слоя 10—20 см в среднем за годы исследования между технологиями отличалась несущественно и находилась в интервале 1,22—1,28 г/см3. Не наблюдалось существенных различий по годам исследования и между этими культурами.
К полной спелости происходило небольшое разуплотнение верхних горизонтов почвы по обеим технологиям и всем возделываемым культурам, что было обусловлено выпадающими в это время осадками, способствующими разуплотнению почвы. По обеим технологиям в слое почвы 0—10 см она в среднем за годы исследования по полям севооборота составляла 1,16—1,17 г/см3, в слое почвы 10—20 см — 1,21—1,22 г/см3.
Плотность нижележащего слоя почвы 20—30 см подвергалась сезонным колебаниям во все годы исследования. Весной при наступлении физической спелости почвы она в среднем составляла 1,19—1,20 г/см3, к посеву уплотнялась до 1,20—1,22,
3. Влияние технологии возделывания полевых культур на плотность слоя почвы 0—10 см во время вегетации растений, г/см3
Технология Культура Год Среднее
2013 2014 2015 2016 2017
Рекомендованная соя пшеница подсолнечник кукуруза 1,29 1,09 1,22 1,23 1,34 1,14 1,40 1,19 1,31 1,19 1,06 1,19 1,20 1,11 1,07 1,11 1,35 1,26 1,03 1,15 1,30 1,16 1,16 1,17
Без обработки почвы соя пшеница подсолнечник кукуруза 1,25 1,13 1,15 1,21 1.30 1,20 1.31 1,17 1,33 1,20 1,22 1,18 1,26 1,16 1,21 1,21 1,35 1,27 1,18 1,29 1,30 1,19 1,19 1,21
НСР0,05 0,07 0,07 0,07 0,05 0,06 0,06
4. Влияние технологии возделывания полевых культур на плотность слоя почвы 10—20 см во время вегетации растений, г/см3
Технология Культура Год Среднее
2013 2014 2015 2016 2017
соя 1,36 1,42 1,37 1,27 1,33 1,35
Рекомен- пшеница 1,20 1,29 1,30 1,25 1,29 1,25
дованная подсолнечник 1,26 1,37 1,28 1,22 1,08 1,22
кукуруза 1,27 1,22 1,25 1,21 1,19 1,23
соя 1,30 1,34 1,38 1,32 1,25 1,32
Без обработки пшеница 1,25 1,24 1,22 1,20 1,33 1,24
почвы подсолнечник 1,26 1,28 1,28 1,25 1,22 1,26
кукуруза 1,26 1,27 1,29 1,26 1,31 1,28
НСРе,05 0,07 0,08 0,08 0,06 0,07 0,08
достигая максимальных значений во время вегетации растений — 1,30—1,31 и снижаясь к полной спелости до 1,25—1,26 г/см3. При этом математически доказуемые различия между технологиями и возделываемыми культурами во все годы отсутствовали.
Выводы. Возделывание сельскохозяйственных культур без обработки почвы (технология No-till) на обыкновенном чернозёме зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края в течение шести лет не привело к её уплотнению. Все изменения плотности почвы по технологии без обработки находились в пределах оптимальных значений для произрастания возделываемых культур, в то время как плотность обработанной почвы перед уходом в зиму и при наступлении физической спелости весной была ниже оптимальной.
Литература
1. Дорожко Г. Р. Влияние длительного применения прямого посева на основные агрофизические факторы плодородия почвы и урожайность озимой пшеницы в условиях засушливой зоны / Г.Р. Дорожко, О.И. Власова, О.Г. Шабалдас [и др.] // Земледелие. 2017. № 7. С. 7-10.
2. Белоусова Е.Н., Белоусов А.А. Агрофизические свойства чернозёма выщелоченного в условиях нулевой технологии // Агрофизика. 2017. № 1. С. 1-9.
3. Дридигер В.К., Стукалов Р.С., Матвеев А.Г. Влияние типа почвы и её плотности на урожайность озимой пшеницы, возделываемой по технологии No-till в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края // Земледелие. 2017. № 2. С. 19-22.
4. Бадахова Г.Х., Кнутас А.В. Ставропольский край: современные климатические условия. Ставрополь: ГУП СК «Краевые сети связи», 2007. 272 с.
5. Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М. Практикум по земледелию. М.: Агропромиздат, 1987. 383 с.
6. Перфильев Н.В. Исследование «оптимальной плотности» почвы с урожайностью зерновых культур / Н.В. Перфильев, О.А. Вьюшина, А.А. Конищев [и др.] // Агрофизика. 2017. № 4. С. 16-24.
7. Дридигер В.К. Влияние технологии возделывания на водно-физические свойства чернозёма обыкновенного и урожайность полевых культур в первой ротации полевого севооборота / В.К. Дридигер, Е.И. Годунова, Е.А. Кащаев [и др.] // Бюллетень Ставропольского НИИСХ. 2017. № 9. С. 79-85.
8. Кузыченко Ю.А., Кулинцев В.В. Оптимизация систем основной обработки почвы в полевых севооборотах на различных типах почв Центрального и Восточного Предкавказья: монография. Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2012. 168 с.
9. Дридигер В.К., Гаджиумаров Р.Г. Влияние технологии возделывания сои на водно-физические свойства чернозёма обыкновенного Центрального Предкавказья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 5 (17). С. 65-66.
