Научная статья на тему 'Динамика структурно-агрегатного состава чернозёмов обыкновенных в звене зернопаропропашного севооборота на склонах'

Динамика структурно-агрегатного состава чернозёмов обыкновенных в звене зернопаропропашного севооборота на склонах Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
233
71
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗЕРНОПАРОПРОПАШНОЙ СЕВООБОРОТ / ЧЕРНОЗЁМ ОБЫКНОВЕННЫЙ / СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНЫЙ СОСТАВ / КОЭФФИЦИЕНТ СТРУКТУРНОСТИ / GRAIN ROOT-CROP ROTATION / COMMON CHERNOZEM / STRUCTURE-AGGREGATE COMPOSITION / STRUCTURAL COEFFICIENT

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Кисс Николай Николаевич, Сафонова Ирина Викторовна

В статье представлены результаты анализа структурно-агрегатного состава пахотного слоя почвы в звене севооборота чёрный пар озимая пшеница как важнейшего показателя комплекса агрофизических свойств чернозёмов обыкновенных. Показаны изменения коэффициентов структурности почвы, характеризующиеся отношением суммы фракций агрономически ценных почвенных агрегатов к сумме оставшихся фракций при посеве, весеннем отрастании и уборке. Установлено, что в период от посева озимой пшеницы осенью до возобновления её весенней вегетации при основной отвальной обработке почвы количество агрегатов размером от 3 до 10 мм уменьшилось в среднем на 2,9 %. От возобновления весенней вегетации озимой пшеницы до её уборки (полной спелости) как при чизельной, так и при отвальной обработке количество агрегатов размером от 0,25 до 2 мм снизилось в среднем на 2,8 %. Послеуборочный период характеризовался разрушением агрегатов более 10 мм в среднем на 8,0 %, и разрушением агрегатов 2 3 мм в среднем на 5,5 %. Математически значимых закономерностей динамики структурно-агрегатного состава в звене зернопаропропашного севооборота чистый пар озимая пшеница в зависимости от обработки почвы не обнаружено.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Кисс Николай Николаевич, Сафонова Ирина Викторовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DYNAMICS OF STRUCTURE-AGGREGATE COMPOSITION OF COMMON CHERNOZEM SOILS IN THE SYSTEM OF FALLOW AND GRAIN ROOT-CROP ROTATION ON SLOPES

The results of structure-aggregate composition of the arable soil layer in the system of autumn fallow-winter wheat crop rotation, as the most important indicator of the complex of agro-physical properties of common chernozem lands, are presented in the article. The changes of soil structure coefficients, being characterized by the ratio of fraction total of agronomically valuable soil aggregates to the amount of fractions remained in the process of sowing, growing and harvesting, are described. It is ascertained that during the period from winter wheat sowing in autumn to the resumption of its vegetation in spring, with the basic mouldboard soil cultivation used, the amount of 3 10 mm size aggregates was reduced, in the average, at 2.9 %. In the period from winter wheat spring vegetation resumption to its harvesting (full ripeness), using both the chisel and the mouldboard soil cultivation, the amount of aggregates sized 0.25 2 mm reduced in the average at 2.8 %. The post-harvesting period was characterized by destruction of aggregates sized 10 mm in the average at 8 % and aggregates of 2 3 mm in the average at 5.5 %. As dependent on soil treatment, there were not observed mathematically significant features in the dynamics of structural and aggregate composition in the system of fallow grain root-crop rotation, clean fallow winter wheat.

Текст научной работы на тему «Динамика структурно-агрегатного состава чернозёмов обыкновенных в звене зернопаропропашного севооборота на склонах»

Динамика структурно-агрегатного состава чернозёмов обыкновенных в звене зернопаропропашного севооборота на склонах

Н.Н.Кисс, к.с.-х.н., ИВ. Сафонова, н.с., Донской зональный НИИСХ

Агрофизические свойства почв являются комплексом свойств, определяющих как противоэро-зионную устойчивость, так отчасти и плодородие чернозёма обыкновенного, в частности основную составляющую почвенного плодородия в степной зоне — наличие доступной для растений влаги.

Агрофизические свойства чернозёмов — очень объёмное понятие. Сюда входит множество признаков, основными из которых являются гранулометрический, микроагрегатный и агрегатный состав чернозёмов; водные, воздушные, тепловые, физико-механические свойства, плотность сложения почвы, передвижение тепла и влаги по слоям и некоторые другие [1].

В земледелии на склоновых землях влага играет двоякую роль. С одной стороны, она является важнейшим условием жизни сельскохозяйственных культур, с другой — одним из основных эрозион-но образующих факторов. Производным таких агрофизических свойств почвы, как структурно-агрегатный состав и плотность, выступает водопроницаемость, в свою очередь влияющая как на наличие влаги в почве, так и на поверхностный сток

и смыв [2]. Этим определяется важность изучения динамики показателей структурно-агрегатного состава и плотности почвы в звеньях различных конструкций почвозащитных севооборотов на склоновых землях.

Материалы и методы исследований. Обобщённым показателем структурно-агрегатного состояния почвы является коэффициент структурности, который представляет собой отношение суммы фракций агрономически ценных почвенных агрегатов (от 0,25 до 10 мм в диаметре) к сумме остальных фракций в навеске [3] . Считается, что чем выше коэффициент структурности почвы, чем больше агрономически ценных почвенных агрегатов и меньше агрегатов менее ценных, тем более благоприятные условия создаются как с точки зрения удовлетворения выращивания сельскохозяйственных культур, так и с точки зрения защиты почв от эрозии на склонах.

С целью выявления закономерностей динамики структурно-агрегатного состава чернозёма обыкновенного среднесмытого в звене севооборота на склонах нами проведён анализ изменений коэффициента структурности.

Стационарный опыт заложен в 1986 г. методом рендомизированных повторений и расщеплённых

делянок [4], расположенных на юго-восточном склоне балки Большой лог Аксайского р-на Ростовской обл. крутизной 3,5 — 4°. В зернопропашном севообороте принято следующее чередование культур: 1 — пар чистый; 2 — озимая пшеница; 3 — озимая пшеница; 4 — подсолнечник; 5 — яровой ячмень. Исследования проводили в звене севооборота чёрный пар — озимая пшеница.

Чизельную систему обработки почвы осуществляли чизельным плугом ПЧ—2,5 как основную обработку на глубину 27 — 30 см в паровом поле. Уход за паровым полем и предпосевную обработку почвы под озимую пшеницу проводили противоэро-зионным культиватором КПЭ—3,8.

Для отвальной обработки почвы, как основной — под чёрный пар на глубину 25 — 27 см, использовали плуг ПН—4 — 35. В течение весенне-летнего периода вегетации паровое поле обрабатывали культиватором КПС—4 на убывающую глубину. Предпосевную обработку под озимую пшеницу проводили культиватором КПС—4 на глубину посева семян до 6 см.

Структурно-агрегатный состав определяли по методу Н.И. Савинова (метод качания сит), водопрочных агрегатов — на приборе И.М. Бакшеева в слоях почвы 0 — 10, 10 — 20, 20 — 30 см (ежегодно в три срока — при посеве, возобновлении весенней вегетации и полной спелости озимой пшеницы) [5].

Почва опытного участка представляет собой чернозём обыкновенный, тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке. Степень эродированности

почвенного покрова опытного участка средняя; мощность Атах — 25 — 30 см; А + Б — от 40 до 90; порозность пахотного горизонта — 61,5%, подпахотного — 54%; наименьшая влагоёмкость — 33 — 35%, влажность завядания — 15,4% к массе сухой почвы. Содержание общего азота, по опытным данным, в слое 0 — 30 см составляло 0,14 — 0,16%, исходное содержание подвижных фосфатов — 15,7 — 18,2 мг, обменного калия — 282 — 337 мг на 1 кг почвы.

Количество осадков в годы проведения исследований было различным и составляло в 2010 — 2011 сельскохозяйственном году 536 мм, в 2011 - 2012 гг. - 284 мм, в 2012 - 2013 гг. -415 мм. Среднемноголетняя норма осадков (за 1956 - 2013 гг.) составила 522 мм.

Результаты исследований. Анализ динамики изменений структурно-агрегатного состава чернозёма обыкновенного в паровом поле показывает, что при отвальной системе обработки почвы в осенне-зимний период коэффициент структурности при чизельной обработке почвы уменьшился в 1,8 раза, а при отвальной - в 1,6 раза (рис.).

Это происходило в основном за счёт образования агрегатов размером более 10 мм и 3 - 2 мм. Содержание агрегатов более 10 мм увеличилось на 11,4% при чизельной и на 10,6% при отвальной обработке. Содержание агрегатов размером 3 - 2 мм увеличилось в этот период при чизельной основной обработке почвы на 9,0%, а при отвальной - на 10%. При чизельной обработке почвы увеличение содержания агрегатов размером более 10 мм произо-

8,0

7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,0

3,4 _3± 3,4

1,9

5,9

Время посева озимой пшеницы

Весеннее отрастание

Чистый пар 2010-2011 гг.

Уборка

Время посева озимой пшеницы

Весеннее отрастание

Уборка

Озимая пшеница после пара 2011-2012 гг.

Время посева озимой пшеницы

Весеннее отрастание

Уборка

Чизельная

Озимая пшеница после озимой пшеницы 2012-2013 гг.

Отвальная

Рис. - Динамика структурно-агрегатного состава почвы в звене зернопаропропашного севооборота чистый пар - озимая пшеница - озимая пшеница в зависимости от способов основной обработки почвы в слое 0 - 30 см

шло за счёт объединения агрегатов размером 10 — 7, 7 — 5, 5 — 3 и 2 — 1 мм. При отвальной обработке помимо увеличения количества агрегатов размером более 10 мм увеличилось и количество агрегатов размером от 3 до 10 мм на 6,7%. Но при отвальной обработке почвы это увеличение произошло за счёт агрегирования более мелких отдельностей, чем при чизельной обработке, размером от 2 до 0,25 мм.

При одинаковой технологии работ в поле чёрного пара в весенне-летний период парования, состоящей в культивациях на убывающую глубину по мере развития сорной растительности и выпадения осадков, противоэрозионный культиватор КПЭ—3,8 и культиватор прицепной КПС—4 оказывают одинаковое разрушающее воздействие на структурно-агрегатный состав верхнего слоя почвы. Несмотря на то что коэффициент структурности при обработке парового поля культиватором КПЭ— 3,8 от возобновления весенней вегетации озимой пшеницы до её уборки не изменился и составил 3,4, структура агрегатов изменилась. Количество агрегатов размером более 10 мм уменьшилось на 5,4%. Также уменьшилось количество агрегатов размером от 2 до 10 мм — на 14,9%. Количество агрегатов от 0,25 мм до 2 мм увеличилось на 20,2%, т.е. произошло механическое разрушение почвенных агрегатов. При обработке чёрного пара культиватором КПС—4 количество крупных агрегатов от 10 до 1 мм в диаметре уменьшилось на 19,1%, а количество агрегатов от 1 до 0,25 мм и меньше увеличилось на 19,3%.

В послеуборочный период под воздействием интенсивной обработки почвы продолжилось разрушение крупных (более 10 мм) почвенных агрегатов. Ко времени посева озимой пшеницы их стало меньше на 0,3% при чизельной и на 17% при отвальной обработке, чем во время уборки. Также уменьшилось количество агрегатов размером 2 — 3 мм на 6,9% при чизельной и на 3,3% при отвальной обработке почвы. Количество агрегатов размером от 3 до 10 мм увеличилось при чизельной обработке почвы на 10,8%, при отвальной — на 8,1%, а увеличение количества агрегатов размером 1 — 2 мм составило 5,8 и 14,0% соответственно. Это обусловило повышение коэффициента структурности к моменту посева озимой пшеницы в 1,7 раза при чизельной и в 3,6 раза при отвальной обработке почвы.

В осенне-зимний период развития озимой пшеницы 2011 — 2012 гг. в её посевах при различных системах основной обработки почвы происходили разнонаправленные изменения структурно-агрегатного состава почвы. Ко времени весеннего отрастания озимой пшеницы, посеянной по чёрному пару при чизельной системе обработки почвы, весной 2012 г. содержание агрегатов размером более 10 мм снизилось на 1,7%. Количество агрономически ценных агрегатов при этом увеличилось на 1,6%, а агрегатов размером менее

0,25 мм стало меньше на 0,2%. Противоположные процессы происходили при применении отвальной обработки почвы. Количество агрегатов более 10 мм повысилось на 1,5%, агрономически ценных агрегатов уменьшилось на 2,6%, пылевидных агрегатов размером менее 0,25 мм увеличилось на 0,9%. В результате коэффициент структурности при использовании чизельной обработки понизился на 28,8%, а при отвальной — на 6,25%.

На структурно-агрегатный состав почвы в посевах озимой пшеницы в весенне-летний период её вегетации 2012 г. от времени возобновления весенней вегетации до времени полной спелости определяющее влияние также оказали условия произрастания культуры. Об этом свидетельствуют одинаковые тенденции изменения структурно-агрегатного состава как при чизельной, так и при отвальной обработках почвы. В этот период количество агрегатов размером более 10 мм увеличилось при чизельной обработке почвы на 4,2%, а при отвальной — на 3,7%. Количество агрономически ценных агрегатов уменьшилось при чизельной обработке на 8,4%, при отвальной — на 9,0%. Пылевидных агрегатов менее 0,25 мм в этот период стало больше на 4,1 и 5,5% соответственно. Коэффициент структурности при этом понизился на 40,2 и 44,8% при чизельной и отвальной обработках почвы соответственно.

В период от уборки озимой пшеницы урожая

2012 г. до её посева под урожай 2013 г. уменьшилось количество агрегатов размером более 10 мм при чизельной и отвальной обработках почвы на 8,7 и 6,1% соответственно. Количество агрегатов размером от 0,25 до 10 мм увеличилось соответственно на 11,8 и 8,9%. Пылевидных агрегатов стало на 3,1 и 2,9% меньше, чем после уборки озимой пшеницы урожая 2012 г. Коэффициент структурности повысился в 1,8 — 2,2 раза.

К значительному уменьшению (в 1,6 раза) коэффициента структурности при чизельной обработке ко времени возобновления весенней вегетации озимой пшеницы, посеянной после озимой пшеницы, привело уменьшение на 5,7% количества агрегатов размером более 10 мм и увеличение на 5,9% количества агрономически ценных агрегатов. Этот показатель при отвальной обработке не изменился — увеличился на 4% при неизменном соотношении агрегатов структуры почвы.

Ко времени уборки озимой пшеницы урожая

2013 г. коэффициент структурности при чизельной обработке изменился незначительно — увеличился только на 2%. Аналогичный показатель при отвальной обработке уменьшился на 24,4%. Если при чизельной обработке количество агрономически ценных агрегатов изменилось незначительно (на 0,3 — 1%), то при отвальной обработке колебания были более значительные и составили 0,5 — 3,9%.

Выводы. В период от посева озимой пшеницы осенью до возобновления её весенней вегетации при

основной отвальной обработке почвы количество агрегатов размером от 3 до 10 мм уменьшилось в среднем на 2,9%.

От возобновления весенней вегетации озимой пшеницы до её уборки (полной спелости) как при чизельной, так и при отвальной обработке количество агрегатов размером от 0,25 до 2 мм снизилось в среднем на 2,8%.

Послеуборочный период характеризовался разрушением агрегатов более 10 мм в среднем на 8,0% и разрушением агрегатов 2 — 3 мм в среднем на 5,5%.

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Литература

1. Влияние различных почвообрабатывающих орудий на структуру почвы и её устойчивость к эрозионным процессам // Вопросы экологии в системе земледелия: сб. науч. трудов. Ставрополь: ССХИ, 1993. С. 63-69.

2. Полуэктов Е.В. Водопроницаемость и эрозия почв. Новочеркасск, 1994. 127 с.

3. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М.: Высшая школа, 1973. 399 с.

4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

5. Доспехов Б.А., Васильев, И.П.,Туликов A.M. Практикум по земледелию: учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений. М.: Колос, 1987. 384 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.