CC BY
35
УДК 631.51: 633.358 (470.32)
Эффективность различных приемов основной обработки почвы под горох
В.И. ТУРУСОВ, доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН, директор (е-mail:[email protected])
B.М. ГАРМАШОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
И.М. КОРНИЛОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Н.А. НУЖНАЯ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
C.Е. ДУДЧЕНКО, аспирант Научно-исследовательский институт сельского хозяйства ЦентральноЧерноземной полосы им.
В.В. Докучаева, квартал 5, 81, пос. 2 участка Института им. Докучаева, Таловский р-н, Воронежская обл., 397463, Российская Федерация
С целью разработки наиболее эффективных ресурсосберегающих способов основной обработки почвы под зернобобовые культуры в условиях юго-восточной части ЦЧЗ в 20142016 гг. в ФГБНУ«НИИСХЦЧП» на черноземе обыкновенном изучали различные её приемы под горох. Наилучшая влагообеспеченность почвы отмечена по вспашке на 20-22 см (в среднем 23,1 мм - в пахотном слое и 138,5 мм - в метровом), уменьшение глубины и интенсивности обработки снижало содержание доступной влаги. В этом же варианте установлена самая высокая обеспеченность нитратным азотом, содержание подвижного фосфора и обменного калия имело меньшие различия по обработкам без четкой направленности. На фоне естественного плодородия почвы наилучший питательный режим складывался при отвальной обработке, в случае использования удобрений различия между способами обработки сглаживались. Наибольшая урожайность гороха, независимо от условий минерального питания, отмечена по вспашке, безотвальная и поверхностная обработки приводили к её уменьшению на 2,4-2,8 ц/га. Самый низкий сбор семян установлен при прямом посеве (14,1 ц/га). Уменьшение глубины обработки почвы в отвальной системе (вспашка 14-16 см) приводило к снижению урожайности гороха на 0,6 ц/ га, по сравнению с контролем. Наибольшая прибавка от применения минеральных удо-«О брений в дозе Ы6ЮР6ХК6„ получена по отвальной £ вспашке на глубину20-22 см (2,8 ц/га). Углу-сч бление пахотного слоядо 25-27см, а также уменьшение глубины обработки до 14-16 см 2 снижали эффективность их использования. ^ В условиях юго-восточной части ЦЧЗ лучший ^ способ обработки почвы под горох - вспашка
4 на глубину 20-22 см. В агроландшафтах с ^ почвами с незначительным гумусовым гори-
5 зонтом и при необходимости минимализации $ обработки в севообороте возможно уменьше-
ние глубины в отвальной системе обработки почвы до 14-16 см.
Ключевые слова: обработка почвы, горох, почвенно-климатические условия, плодородие почвы, урожайность.
Для цитирования: Эффективность различных приемов основной обработки почвы под горох/ В.И. Турусов, В.М. Гармашов, И.М. Корнилов, Н.А. Нужная, С.Е. Дудченко// Земледелие. 2016. № 8. С. 22-24.
Несмотря на многочисленные исследования по обработке почвы, проблемы снижения энергозатрат, степень адаптивности различных систем обработки почвы к конкретным условиям остаются недостаточно изученными и дискуссионными [1, 2, 3, 4, 5].
Интенсификация и повышение культуры земледелия, с одной стороны, а также проблемы ресурсо- и энергосбережения с другой, вызывают необходимость поиска и освоения приемов и систем обработки почвы, которые позволили бы затрачивать на производство урожая сельскохозяйственных культур необходимый минимум технологических операций.
В Центрально-Черноземной зоне, в частности в НИИСХ ЦЧП, на протяжении многих лет изучают возможности совершенствования систем основной обработки почвы. Ключевые положения этих исследований и разработок технически (теоретически) и практически обоснованны, прошли широкую, всестороннюю производственную проверку. Однако проблемы снижения энергозатрат, степень адаптивности различных систем обработки почвы к конкретным условиям при постоянной интенсификации земледелия остаются открытыми, о чем свидетельствуют непрекращающиеся дискуссии ученых и практиков [6, 7, 8]. Поэтому необходимо дальнейшее, более углубленное, изучение способов обработки почвы, направлений и тенденций ее минимализации при разных уровнях возможной интенсификации земледелия.
Цель нашихисследований - разработка наиболее эффективных, менее затратных приемов основной обработки почвы для адаптивно-ландшафтных систем земледелия Центрального Черноземья, обеспечивающих стабильно высокую урожайность сельскохозяйственных культур, сохранение почвенного плодородия и экологическую устойчивость агроландшафтов.
Работа выполена в 2014-2016 гг. в полевом стационарном опыте отде-
ла адаптивно-ландшафтных систем земледелия ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева».
Объект исследований - чернозем обыкновенный среднегумусный сред-немощный тяжелосуглинистый с благоприятными физико-химическими показателями и следующей агрохимической характеристикой слоя почвы 0-40 см: содержание гумуса (по Тюрину в модификации В.Н. Симакова, ГОСТ 2613-91) - 7,1 %, общего азота (по Гинзбургу) - 0,36 %, общего фосфора (по Гинзбургу и Щегловой) - 0,33 %, общего калия (по Ожигову) - 1,87 %, азота гидролизуемого(по Тюрину и Кононовой) - 63,3 мг/кг почвы, сумма поглощенных оснований (ГОСТ 2782188) - 68,7 мг/кг почвы, рН солевой вытяжки - 7,14 %, гидролитическая кислотность - 0,70 мг-экв/100 г почвы.
В годы исследований погодные условия складывались по-разному. Начало вегетации в 2014 г было засушливым. В мае при среднемесячной температуре на 4,4 0С выше нормы выпало 32,3 % среднемноголетней нормы осадков, месячный ГТК составил 0,5. Хорошая влагообеспеченность при температурном режиме в пределах нормы в июне способствовала интенсивному росту растений (ГТК за июнь 2,5). Конец вегетационного периода 2014 г сложился засушливым. ГТК за июль составил 0,1, хотя в целом за период вегетации он был близок к среднемноголетним и составил 1,0. Вегетационный период 2015 г по температурному режиму и влагообеспе-ченности оказался наиболее благоприятным для роста и развития гороха. Сумма осадков в мае находилась в пределах нормы, в июне - превысила многолетнюю в два раза, в июле составила 79,2 мм, при норме 57 мм на фоне температурного режима несколько выше нормы в мае и июне. ГТК за вегетационный период составил 1,3. Рост и развитие гороха в условиях 2016 г проходили при высокой влагообеспеченности в начале весны, что привело к затягиванию сроков сева. Также хорошей влагообеспеченно-стью на фоне температурного режима близкого к норме отличались май и июнь с месячными ГТК 1,1 и 1,3. Однако в конце вегетации гороха (в июле) погодные условия были крайне засушливыми. ГТК в июле составил 0,3, а за вегетационный период 2016 г - 0,9.
Схема стационарного опыта включала следующие варианты: вспашка на глубину 20-22 см (контроль); вспашка на 25-27 см; вспашка на 14-16 см; безотвальная обработка почвы на 14-16 см (чизелевание); минимальная обработка почвы (безотвальная на 6-8 см КПЭ-3,8); нулевая обработка.
Системы обработки почвы изучали на удобренном и неудобренном фонах. Норма внесения удобрений по 60 кг/ га ЫРК под все культуры севооборота.
1. Содержание доступной влаги в почве под горохом в течение вегетационного периода при различных способах основной обработки (среднее за 2014-2015 гг.), мм
Фаза развития Слой почвы, см Об работка почвы
вспашка на 20-22 см вспашка на 14-16 см чизелевание на 14-16 см поверхностная на 6-8 см нулевая
Начало 0-20 34,1 31,7 36,2 30,3 32,5
полевых 0-50 97,0 82,5 93,9 81,9 91,9
работ 0-100 225,2 183,2 208,5 176,0 188,1
Всходы 0-20 30,3 25,0 24,2 24,7 22,1
0-50 81,7 74,2 77,4 78,1 74,3
0-100 170,3 168,1 170,8 167,7 178,7
Цветение 0-20 11,7 9,3 12,4 13,2 12,9
0-50 35,1 25,8 37,5 35,7 36,8
0-100 88,2 74,9 94,7 82,7 85,5
Созрева- 0-20 16,3 14,0 12,9 15,3 12,6
ние 0-50 35,8 33,2 25,6 28,1 24,7
0-100 70,1 64,9 57,8 54,1 57,5
Среднее 0-20 23,1 23,4 21,4 20,9 20,0
за вегета- 0-50 62,3 53,9 58,6 54,2 56,9
цию 0-100 138,5 122,7 131,9 118,3 127,5
В период цветения гороха благодаря увеличению вегетативной массы растений, которое приводит к нарастанию теневого эффекта от проективного покрытия поверхности почвы, а также в результате того, что плотность сложения почвы возвращается к близкому к равновесному состоянию, запасы влаги по изучаемым вариантам практически выравнивались как в пахотном, так и в метровом слоях и составляли 9,313,2 мм и 74,9-94,7 мм, соответственно.
В конце вегетации гороха наилучшую влагообеспеченность почвы отмечали при отвальной обработке на 20-22 см и 14-16 см. Применение безотвальной, поверхностной и нулевой обработок приводило к ее снижению, по сравнению с контролем, в метровом слое - на 17,5-22,8 %.
В целом в почвенно-климатических условиях юго-востока ЦЧЗ в среднем за
слое оставалось на уровне контроля, а в метровом слое - снижалось на 11,4 %.
Изучение питательного режима чернозема обыкновенного при различных приемах основной обработки почвы в течение вегетации гороха показало (табл. 2), что в среднем за этот период наибольшее содержание нитратного азота в слое почвы 0-40 см на фоне без удобрений отмечали при вспашке на глубину 20-22 см.
Безотвальная и поверхностная обработки почвы приводили к снижению обеспеченности почвы азотом на 10,011,8 %. При нулевой обработке величина этого показателя в слое 0-40 см находилась на уровне мелкой вспашки - 10,7 мг/кг абс. сухой почвы. Уменьшение глубины отвальной обработки до 14-16 см, также как и ее увеличение до 25-27 см вызывало ухудшение нитратного режима почвы, по сравнению со вспашкой на 20-22 см.
вегетационный период наибольшее со
2. Содержание элементов минерального питания в слое 0-40 см в среднем за вегетацию гороха при различных приемах обработки почвы (2014-2016 гг.)
Показатель 0бработка почвы и глубина
вспашка безотвальная поверхност- нулевая
на 20-22 см на 25-27 см |на 14-16 см на 14-16 см ная на 6-8 см
N03* Р205** 11,0 Без применения удобрений 10,0 10,1 9,9 9,7 10,7
11,3 12,0 10,8 12,2 11,2 11,9
К20** 8,1 7,3 7,1 7,1 6,9 7,9
^0Р60К60 13,0 11,5
N03* Р205** 12,9 12,6 11,7 10,3
13,0 11,8 12,1 12,3 13,4 11,8
К20** 9,4 8,2 8,8 9,0 9,4 8,3
* мг/кг абсолютно сухой почвы, **мг/100 г абсолютно сухой почвы
Гербициды применяли фоном на всех культурах. В системах обработки почвы во всех вариантах, за исключением прямого посева, кроме изучаемых приемов основной обработки, проводили предпосевную и после посевную обработки, рекомендованные в зоне. В вариантах с прямым посевом после уборки предшественника применяли гербицид Торнадо 500 с нормой внесения 2,0 кг/га.
Опыт заложен в трехкратной по-вторности, размещение повторений и делянок систематическое. Схема опыта построена по методу расщепленных делянок. Площадь делянок первого порядка (обработка почвы) - 532 м2 (76 х 7 м), второго (удобрение) -175 м2(25 х 7 м), учетная - 100 м2 (25 х 4 м).
Исследования проводили в зерно-пропашном севообороте со следующим чередованием культур: горох - озимая пшеница (пожнивно посев горчицы) -кукуруза на зерно - ячмень - рапс яровой - озимая пшеница - подсолнечник -ячмень. В стационаре было заложено три поля севооборота. В опыте высевали горох сорта Дударь с нормой высева 1,2 млн всхожих зерен/га. Предшественник ячмень. Исследования проводили в первой ротации севооборота.
Урожайность учитывали путем обмолота растений на учетной площади комбайном Сампо-500 с последующим взвешиванием. Показатель урожайности пересчитывали на 14 %-ную влажность и 100 %-ную чистоту. Обработку экспериментальных данных осуществляли методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [9] с использованием программного обеспечения ПК.
В почвенно-климатических условиях региона с недостаточным естественным увлажнением влажность почвы зачастую основной фактор, лимитирующий получение высокого урожая и эффективное использование средств интенсификации. Согласно нашим результатам (табл. 1), наибольшие запасы влаги перед началом весенних полевых работ накапливаются по вспашке на глубину 20-22 см, их сумма в метровом слое составляет 225,2 мм, в пахотном (0-20 см) -34,1 мм. Уменьшение интенсивности и глубины обработки почвы приводило к ухудшению условий для накопления влаги в осенне-зимне-весенний период и снижению влагообеспеченности почвы благодаря аккумуляции осадков, выпадающих в это время.
После предпосевной обработки почвы и посева, в период всходов гороха наибольшие запасы влаги в метровом слое почвы отмечены по нулевой обработке - 178,7 мм, при величине этого показателя в контроле 170,3 мм. Хотя в слое 0-20 см в тот же период запасы влаги в почве после прямого посева были минимальными в опыте - 22,1 мм, при максимальной величине на делянках после вспашки - 30,3 мм.
держание доступной влаги установлено по вспашке на глубину 20-22 см: 23,1 мм в пахотном горизонте и 138,5 мм в метровом слое. Уменьшение глубины и интенсивности обработки чернозема обыкновенного приводило к снижению величины этого показателя в пахотном слое (0-20 см): при чизелевании на14-16 см - на 7,4 %, при поверхностной обработке - на 9,5 %, при нулевой - на13,4 %, в метровом слое - на 4,8, 14,6 и 7,9 %, соответственно. При уменьшении глубины отвальной обработки почвы (вспашка на 14-16 см) содержание влаги в пахотном
Аналогичную закономерность изменения содержания нитратного азота в почве отмечали на удобренном фоне. Здесь также наибольшая величина этого показателя отмечена по е вспашке, что обусловлено заделкой | вносимых туков в обрабатываемый д слой почвы. е Поверхностная, нулевая и мелкая и безотвальная обработки почвы способ- № ствовали сосредоточению вносимых 8 удобрений в верхнем горизонте, что при- м водило к уменьшению эффективности 1 их действия и обусловливало снижение 6
3. Урожайность гороха при различных способах основной обработки почвы (среднее 2014-2016 гг.), ц/га
Обработка и глубина (фактор А) Удобрение (с актор В) Среднее (А), НСР05=2,2
без удобрений N Р К 60 60 60
Вспашка:
на 20-22 см (контроль) 20,9 23,7 22,3
на 25-27 см 21,5 23,7 22,6
на 14-16 см 21,2 22,2 21,7
Безотвальная обработка на 14-16 см 18,8 21,0 19,9
Поверхностная на 6-8 см 18,8 20,2 19,5
Нулевая 13,7 14,5 14,1
Средняя (В), НСР05=0,69 19,4 21,1
количества нитратного азота в почве, по сравнению со вспашкой.
Содержание подвижного фосфора в почве на обоих фонах имело меньшие различия по обработкам, при этом четкой его зависимости от приемов обработки почвы не установлено. При нулевой обработке на фоне естественного плодородия почвы отмечено достаточно высокое содержание подвижного фосфора -11,9 мг/100 г абс. сухой почвы.
Калийный режим почвы на неудобренном фоне был несколько лучше при вспашке на 20-22 см. Снижение глубины и интенсивности обработки приводило к уменьшению содержания обменного калия в черноземе обыкновенном. На фоне с применением удобрений содержание калия в почве, в зависимости от приема основной обработки, изменялось разнонаправленно, а различия между изучаемыми вариантами были менее значимыми.
В целом, как показывают результаты исследований, на фоне естественного плодородия чернозема обыкновенного наилучший питательный режим складывается после вспашки. При внесении удобрений отмеченная тенденция сохраняется, но различия между разными приемами основной обработки становятся менее значимыми.
Результирующий показатель плодородия почвы - урожайность возделываемых культур. В нашем опыте в почвенно-климатических условиях юго-востока ЦЧЗ наибольший сбор семян гороха, независимо от фона удобренности, отмечен по отвальной обработке почвы (вспашка на глубину от 14-16 до 25-27 см). Он составил в среднем 21,7-22,6 ц/га (табл. 3). При этом уменьшение глубины отвальной обработки почвы до 14-16 см привело к минимальному снижению сбора семян гороха, по сравнению с контролем, на 0,6 ц/га. Применение безотвальной и поверхностной основной обработки почвы вызвало уменьшение величины этого «о показателя на 2,4-2,8 ц/га. Самая низкая о урожайность гороха (14,1 ц/га) отмечена в Ф варианте с прямым посевом независимо ^ от фона удобренности. о» В современном земледелии с широ-| ким применением средств интенсификации все большее значение приобретает ® повышение эффективности их использо-5 вания. Наибольшая прибавка (2,8 ц/га) от $ улучшения условий минерального пита-
ния путем внесения под горох N60P60K60 отмечена при вспашке на глубину 2022 см. В вариантах с безотвальной, поверхностной и нулевой обработкой почвы эффективность минеральных удобрений снижалась: увеличение урожайности гороха, по сравнению с неудобренным фоном, составило 0,8-2,2 ц/га.
Углубление пахотного слоя до 2527 см, а также уменьшение глубины обработки до 14-16 см несколько снижало эффективность применения минеральных удобрений. Прибавка урожайности гороха в этих вариантах составила 2,2 и 1,0 ц/га.
Таким образом, в почвенно-клима-тических условиях юго-восточной части ЦЧЗ наиболее эффективный способ обработки почвы под горох - вспашка на глубину 20-22 см.
В агроландшафтах с почвами с незначительным гумусовым горизонтом и при необходимости минимализации обработки почвы в севообороте с целью ее уменьшения эффективнее применять под горох вспашку на глубину 14-16 см.
Литература.
1. Черкасов Г.Н., Пыхтин И.Г. Комбинированные системы основной обработки наиболее эффективны и обоснованы // Земледелие. 2006. № 6. С. 20-22.
2. Обработка почвы как фактор регулирования почвенного плодородия /А.Ф. Витер,
B.И. Турусов, В.М. Гармашов, С.А. Гаврилова. Воронеж: «Истоки», 2011. 208 с.
3. Кирюшин В.И. Проблема минимализации обработки почвы: перспективы и задачи исследований // Земледелие. 2013. № 7.
C. 3-6.
4. Дедов А.В., Трофимова ТА., Селищев Д.А. Приемы основной обработки как факторы оптимизации агрофизических свойств почвы // Вестник Воронежского государственного университета. 2015. № 1. (44) С. 24-29.
5. Pimtntel D., Burgess M. Soil Erosiion Threatens Food Production // Agriculture. 2013. № 3. Рр. 443-463.
6. Сабитов М.М., Шарипова Р.Б. Эффективность способов обработки почвы и средств химизации в зернопаровом севообороте // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 10. С. 31-34.
7. Шабаев А.И. Особенности адаптивно-экологических систем земледелия по типам агроландшафтов Поволжья // Модели и технологии оптимизации земледелия: сб. докл. междунар. науч.-практ. Конф., 9-11 сентября 2003 г. Курск: ВНИИЗ и ЗПЭ, 2003. С. 103-108.
8. Плодородие чернозема типичного при минимализации основной обработки /ПН. Черкасов, Е.В. Дубовик, Д.В. Дубовик, С.И. Казанцев // Земледелие. 2007. № 4. С. 23-25.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта М.: «Колос». 335 с.
Efficiency of Various Soil Tillage for Pea
V.I. Turusov, V.M. Garmashov, I.M. Kornilov, N.A. Nuzhnaja, S.E. Dudchenko
Research Institute of Agriculture Central
Black Earth strip them.
V.V Dokuchaev, kvartal 5, 81,
pos. 2 uchastka Instituta im. Dokuchaeva,
Talovskii r-n, Voronezhskaya obl., 397463,
Russian Federation
Summary. In order to develop the most effective resource-saving methods of tillage for legumes under conditions of the southeast part of the CentralBlack-Earth Zone, we studied different tillage methods for pea in the Research Institute of Agriculture of the Central Black-Earth Zone on the common chernozem in 2014-2016. The best moisture-provision of the soil was registered at plowing to the depth of20-22 cm (23.1 mm in the topsoil and 138.5 mm in one-meter layer); the decrease in the depth and intensity of the cultivation reduced the content of available water. In this variant the highest provision with nitrate nitrogen was revealed; the content of mobile phosphorus and exchange potassium has less variation over different methods without clear trends. Against the background of natural fertility the best nutrition regime forms at the moldboard plowing; at fertilizer application, the differences between variants smoothed. The highest yield of pea, regardless of fertilizer background, was obtained at moldboard tillage; nonmoldboard and surface cultivation reduced it by240-280 kg/ha. The minimum yield of pea was obtainedatdirectseeding - 1.41 t/ha. The decrease in the depth of soil treatment in the moldboard system (plowing at 14-16 cm) led to the reduction of pea productivity by 60 kg/ha, in comparison with the control. The greatest gain from the use of mineral fertilizers N60P60K60 was obtained by moldboard plowing to the depth of 2022 cm (280 kg/ha). The deepening of the arable layerup to25-27cm, as well as reducing the depth of processing to 14-16 cm, reduced the effectiveness of mineral fertilizers. Under conditions of the southeast part of the Central Black-Eiarth Zone, the most effective way of soil cultivation for pea is plowing to the depth of20-22 cm. In agricultural landscapes with soils with thin humus horizon and with the necessity of minimization of cultivation in crop it is possible to reduce the depth of soil treatment in the moldboard system to 14-16 cm.
Key words: soil cultivation, pea, soil and climatic conditions, soil fertility, productivity.
Author Details: V.I. Turusov, D. Sc. (Agr.), corresponding member of the RAS, director (e-mail:[email protected]); V.M. Garmashov, Cand. Sc. (Agr.), head of division; I.M. Kornilov, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; N.A. Nuzhnaja, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; S.E. Dudchenko, post graduate student.
For citation: Turusov V.I., Garmashov V.M., KornilovI.M., Nuzhnaja N.A., Dudchenko S.E. Efficiency of Various SoilTillage for Pea. Zemledelie. 2016. No. 8. Pp. 22-24 (in Russ.).
