CC BY
32
УДК 631.67:631.51.633.18 (470.44/47)
ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПОЧВЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ МЕЛИОРАТИВНЫХ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ РИСОВЫХ ПОЛЕЙ В УСЛОВИЯХ САРПИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ
MODIFICATION OF SOIL DENSITY UNDER INFLUENCE OF DIFFERENT MELIORATIVE RECEIVES FOR PROCESSING OF DRAWING FIELDS UNDER CONDITIONS OF SARPIN LOWER
Е.П. Боровой, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.М. Душкина, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А.А. Наливаева, кандидат сельскохозяйственных наук, ассистент
E.P. Borovoy, E^. Dushkina, A.A. Nalivaeva
Волгоградский государственный аграрный университет Volgograd State Agrarian University
В статье представлены результаты исследований по изучению влияния мелиоративных приемов обработки почв рисовых полей, таких как: зяблевая вспашка на глубину 0,2-0,22 м (контроль); - зяблевая вспашка с почвоуглублением до 0,4 м; - зяблевая вспашка + щелевание на глубину 0,4-0,5 м; - зяблевая вспашка + кротование на глубину 0,4-0,5 м на их водно-физические свойства. Исследовано строение почвенного профиля на опытном участке. Проанализированы экспериментальные данные по водно-физическим показателям. Установлено, что наибольшую эффективность обеспечивают комбинированные приемы обычной вспашки в сочетании с щелеванием и кротованием, при которых снижается плотность сложения верхнего горизонта почвы и, следовательно, эти мелиоративные приемы способствуют эффективному улучшению агрофизических свойств почв рисовых полей, прослеживающемуся на протяжении всего вегетационного периода, и сохраняющемуся в последующий сезон возделывания риса.
The article presents the results of studies on the effect of meliorative methods of soil treatment in rice fields, such as: autumn plowing to a depth of 0.2-0.22 m (control); - autumn plowing with soil tillage up to 0.4 m; - autumn plowing + creasing to a depth of 0.4-0.5 m; - autumn plowing + mowing to a depth of 0.4-0.5 m on their water-physical properties. The structure of the soil profile in the experimental plot was studied. The experimental data on water-physical parameters are analyzed. It is established that the most effective methods are provided by combined methods of ordinary plowing combined with crevice and mulching in which the density of the upper soil horizon is reduced and, consequently, these meliorative methods contribute to an effective improvement of the agro-physical properties of the rice field soils that can be traced throughout the growing season and persists in the subsequent season of cultivation of rice.
Ключевые слова: мелиоративные приемы, кротование, щелевание, плотность сложения, пористость, уплотнение.
Key words: reclamation methods, mending, creasing, addition density, porosity, compaction
Введение. При возделывании риса значительно изменяются водно-физические и химические свойства почвы. Посев риса при затоплении вызывает сильное уплотнение верхних горизонтов почвы, в результате чего уменьшается их водопроницаемость. Поэтому агротехнические мероприятия должны быть в первую очередь направлены на острук-туривание почв рисовых полей и улучшение их водно-физических свойств, уничтожение слитности при наименьшей глыбистости, изолирование верхних горизонтов от капиллярного увлажнения солеными грунтовыми водами, усиление аэрации и окислительных процессов. Эти мероприятия заключаются, прежде всего, в тщательной обработке почвы. Требования риса к глубине, рыхлости и плотности пахотного слоя определяют современную систему разноглубинной обработки почвы. При выборе той или иной системы обработки почвы должны быть учтены специфические почвенно-климатические условия земледелия и биологические особенности возделывания риса. [1, 11, 2, 10].
Хорошие результаты по снижению плотности почв дают такие мелиоративные приемы, как щелевание и кротование. Большинство авторов рассматривают данные приемы как средство регулирования водного и воздушного режимов активного слоя почвы мощностью 50-60 см. Кротование и щелевание обычно применяют на тяжелых избыточно увлажненных почвах для отвода воды и улучшения аэрации почвы [5, 10].
Материалы и методы. Исследования по изучаемой теме проводили в 2012-2014 гг. на рисовом инженерном участке ФГУП «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия. В полевом эксперименте изучали два фактора. Схема опыта по предшественнику риса (фактор А) предусматривала два варианта: А 1 - рис, А 2 - люцерна 3-го года жизни. Агромелиоративные приемы (фактор В) включали следующие варианты: В 1 - зяблевая вспашка на глубину 0,2-0,22 м (контроль); В2 - зяблевая вспашка с почвоуглублением до 0,4 м; В3 - зяблевая вспашка + щелевание на глубину 0,4-0,5 м; В4 - зяблевая вспашка + кротование на глубину 0,4-0,5 м. Варианты опытов размещались в рисовых чеках на площади по 4 га. Полевые опыты закладывали методом организованных повторений на двух предшествующих культурах - риса и люцерны 3-го года жизни [3]. Основная обработка почвы включала зяблевую вспашку на глубину 0,20,22 м (контрольный вариант). Ранней весной проводили дискование зяби и выравнивание поверхности рисовых полей под нулевую плоскость. Щелевание и кротование поверхности почвы на глубину 0,4 м осуществляли после посева риса перед его затоплением с помощью специальных орудий - с щелерезом и кротователем. Ширина щелей до 0,05 м, диаметр кротовин - 0,08 м, расстояние между щелями и кротодренами -1,5 м. В качестве основного способа полива риса во всех вариантах опыта применяли режим укороченного затопления с оросительной нормой 18-19 тыс. м3/га.
Зональные бурые полупустынные почвы опытного рисового участка имеют сложный гранулометрический состав, который и определят структурные водно-физические их свойства, существенно изменяющиеся по глубине профиля (таблица 1). Если верхний слой (0...0,2 м) слагают средние суглинки, то далее (в горизонтах 0,2...1,2 м) размещаются тяжёлые суглинки с периодическими небольшими прослоями глин, а глубже их подстилают глины лёгкого и среднего состава [6, 8].
Таблица 1 - Строение почвенного профиля на опытном участке
Горизонт Глубина залегания, см Описание почвенного разреза
А 0.20 Светло-бурый, увлажненный, суглинистый, бесструктурный, имеются корни растений, переход в следующий горизонт заметный.
В 20.45 Темно-бурый, влажный, суглинистый, глыбистый, плотный, имеются корни растений, переход в следующий горизонт заметный.
С: 45.65 Темно-палевый, влажный, суглинистый, уплотненный, комковатый, переход в следующий горизонт постепенный..
С2 65.90 Темнее предыдущего горизонта, влажный, суглинистый, уплотненный, имеются пятна белоглазки.
Сз 90.125 Темно-бурый, влажный, суглинистый, бесструктурный, уплотнен, имеются гнезда солей.
С4 125.160 Темно-коричневый, влажный, глинистый, бесструктурный, уплотненный, имеются включения солей.
Следует также учитывать, что в рисовых севооборотах Сарпинской низменности, помимо основной культуры, в качестве главной сопутствующей выступает люцерна, являющаяся не только хорошим предшественником для риса, но и структуроулуч-шителем тяжёлых почв [9].
Результаты и обсуждение. Изучение водно-физических свойств почв рисовых полей показало, что при использовании стандартной технологии зяблевой вспашки (принятой за контрольный вариант) наибольшие величины плотности сложения почв наблюдались в варианте, где предшествующей культурой являлся рис, возделываемый при режиме постоянного или укороченного затопления: в слое 0...0,2 м они в среднем составляли 1,35 т/м3, в слое 0.0,4 м - 1,38 т/м3 и в слое 0.0,6 м - 1,44 т/м3.
Если предшественником выступает люцерна, возделываемая в течение 2.3 лет при периодических поливах, то весной, перед затоплением риса, показатели плотности сложения почв по выше рассмотренным горизонтам составляли, соответственно, 1,32; 1,37 и 1,40 т/м3. Это на 1,5.2,8 % ниже, по сравнению с вариантами риса в качестве предшественника. Далее, в более глубоких слоях почвы, плотность их сложения приобретает практически одинаковые величины при всех вариантах опытов и плавно увеличивается по мере утяжеления гранулометрического состава (в слое 0,6.1,1 м - с 1,47 до 1,58 т/м3, в слое 1,1.1,4 м - до 1,66 т/м3 и в слое 1,44.2,2 м - до 1,70 т/м3) (таблица 2).
Таблица 2 - Водно-физические свойства зональных бурых полупустынных почв
опытного участка в зависимости от способов мелиоративной обработки _(предшественник - люцерна) в период (2012.2014 гг.)_
Плотность сложения почвы, т/м « о 3 Пористость, %
способ обработки почвы способ обработки почвы
Горизонт почв, см 31 й 0 Е й ■й с ю о о И о ю И 5 и д^к Й о я с я <и и о с И Й 0 И Й Й с ^ Й 8 и , и + 8 й Я И Й а и а £ 5 ° 8 & И м" Н Л ¡5 ^ О ° о с Е 3 ° я 31 й 0 Е й ■й с ю о о И о ю и 5 6 д^к й ощ с м <и и о с + ^ сЗ щ Й й 0 « Й й с ^ Й ^ « & + 8 й Я И й а и Я £ В 8 &
0.10 1,30 1,30 1,18 1,19 2,47 47,37 47,37 52,23 51,82
10.20 1,34 1,33 1,20 1,20 2,50 46,40 46,80 52,00 52,00
20.30 1,40 1,36 1,28 1,27 2,53 44,66 46,88 49,41 49,80
30.40 1,43 1,38 1,34 1,35 2,56 44,14 46,09 47,66 47,27
40.50 1,46 1,44 1,43 1,44 2,58 43,41 44,19 45,74 45,74
50.60 1,47 1,46 1,46 1,47 2,59 43,24 43,63 43,63 43,24
60.70 1,48 1,49 1,48 1,48 2,60 43,08 42,69 43,08 43,08
70.80 1,52 1,52 1,52 1,52 2,66 42,86 42,86 42,86 42,86
80.90 1,53 1,53 1,53 1,53 2,68 42,91 42,91 42,91 42,91
90.100 1,56 1,56 1,56 1,56 2,69 42,01 42,01 42,01 42,01
100.110 1,58 1,58 1,58 1,58 2,70 41,48 41,48 41,48 41,48
110.120 1,64 1,65 1,64 1,64 2,71 39,48 39,11 39,48 39,48
120.140 1,66 1,66 1,66 1,66 2,72 38,97 38,97 38,97 38,97
140.160 1,68 1,68 1,68 1,68 2,73 38,42 38,42 38,42 38,42
160.180 1,68 1,68 1,68 1,68 2,74 38,69 38,69 38,69 38,69
180.200 1,69 1,69 1,69 1,69 2,74 38,32 38,32 38,32 38,32
200.220 1,70 1,70 1,70 1,70 2,74 37,96 37,96 37,96 37,96
Плотность твёрдой фазы также имеет тенденцию к возрастанию по глубине и изменяется от 2,47 до 2,74 т/м3. Пористость почвы, зависящая от соотношения плотности сложения к плотности её твёрдой фазы, по глубине плавно уменьшалась в горизонте 0.1,0 м с 46.47 до 43 % от объёма почвы, а в слое 1,0.2,4 м - до 38 %.
Применение таких специальных мелиоративных приёмов более глубокой обработки почв рисовых полей, как зяблевая вспашка с почвоуглублением до 0,4 м, зяблевая вспашка и ранневесеннее щелевание на глубину 0,4...0,5 м, а также зяблевая вспашка с весенним кротованием на глубину 0,4.0,5 м, как показали исследования, оказывают положительное влияние на изменение водно-физических свойств в верхнем слое почвы (до 0,6 м) [5].
Анализ полученных экспериментальных данных по водно-физическим показателям в весенний период - до первоначального затопления риса показывает, что наибольшую эффективность обеспечивают комбинированные приёмы обычной вспашки в сочетании со щелеванием и кротованием [7]. Плотность сложения верхнего горизонта почвы (0.0,2 м) снижается при предшественнике - люцерне до 1,19.1,20 т/м3 и до 1,24.1,25 т/м3 при предшественнике - рисе, что на 10.13 % меньше, по сравнению с обычной обработкой (таблица 3).
Таблица 3 - Водно-физические свойства зональных бурых полупустынных почв опытного участка в зависимости от способов мелиоративной обработки (предшественник - рис) в период (2012.2014 гг.)
Горизонт почв, см Плотность сложения почвы, т/м3 Плотность твёрдой фазы почвы, т/м3 Пористость, %
способ обработки почвы способ обработки почвы
31 й 0 Е й .й с ю о о Я о ю И 5 и д^к Й о я с я <и и о с И Й 0 Я Й Й с ^ Й 8 и , и + 8 й Я И Й а я а £ 5 ° 8 & 31 й 0 Е й ып ю о ов о ю »5 и д^к Йо я с я <и во п + ^ ан И ¡3 0 Я Й й пл Й <и я 0-
0.10 1,34 1,34 1,24 1,23 2,48 45,97 45,97 50,00
10.20 1,36 1,35 1,26 1,26 2,52 46,04 46,43 50,00
20.30 1,44 1,38 1,33 1,32 2,54 43,31 45,67 47,64
30.40 1,46 1,41 1,38 1,37 2,57 43,19 45,14 46,30
40.50 1,46 1,45 1,42 1,43 2,61 44,06 44,44 45,59
50.60 1,47 1,47 1,46 1,47 2,65 44,53 44,53 44,91
60.70 1,48 1,48 1,48 1,48 2,68 44,78 44,78 44,78
70.80 1,50 1,50 1,50 1,50 2,70 44,44 44,44 44,44
80.90 1,52 1,52 1,52 1,52 2,71 43,91 43,91 43,91
90.100 1,56 1,56 1,56 1,56 2,70 42,28 42,28 42,28
100.110 1,58 1,58 1,58 1,58 2,71 41,70 41,70 41,70
110.120 1,66 1,66 1,66 1,66 2,73 39,20 39,20 39,20
120.140 1,67 1,67 1,67 1,67 2,74 39,05 39,05 39,05
140.160 1,68 1,68 1,68 1,68 2,74 38,69 38,69 38,69
Аналогичная картина наблюдается и глубже, но с убывающим эффектом - в слое 0.0,4 м уплотнение несколько ниже (6,2.11,0 %), а в слое 0.0,6 м - всего уже на 6,5.7,0 %.
Проведение вспашки с почвоуглублением также обеспечивает уменьшение плотности сложения почв, по сравнению с контролем, но только в горизонте 0,2.0,4 м (на 2,9.4,4 %). В то же время эти показатели уступают щелеванию и кротованию при предшественнике - рисе на 3,0.3,8 %, а при предшественнике - люцерне ещё больше (на 3,2.7,0 %).
В ходе исследований установлено, что на плотность твёрдой фазы почвы рисовых полей приёмы мелиоративной обработки существенного влияния не оказывают. Но отмечено, что при проведении щелевания и кротования, по сравнению с контрольным вариантом, на 6,6.10,6 % возрастает пористость в верхнем слое 0.0,6 м.
Также установлено, что наименьшая влагоёмкость почвы рисовых полей напрямую зависит от уровня плотности их сложения. На контрольном варианте (обычная вспашка) она изменялась в слое 0.0,5 м в сторону уменьшения с 25,8.26,0 до 24,2.24,7% (от объёма почвы). Возделываемые культуры на её величины влияния не оказывали. В то же самое время проведение таких приёмов обработки, как щелевание и кротование способствовало увеличению значений НВ в верхнем слое (0.20 см) до 27,4.28,5 % от объёма, что на 7,5.9,6 % выше, по сравнению с контролем. В слое 0.0,4 м зафиксирован такой же прирост. Далее по глубине по всем вариантам опытов наблюдаются одинаковые значения наименьшей влагоёмкости: на тяжёлосуглинистых почвах - уменьшение до 22%, а на глинистых - возрастание до 31,3 %, что совпадает с ранее опубликованными данными Н.С. Кандаурова [4].
Исследования выявили, что к концу сезона при возделывании риса на всех вариантах опытов наблюдалось ухудшение водно-физических свойств почв, но только в верхнем слое - 0.0,5 м.
Особенно сильно подвергается уплотнению самый верхний 0,3-м горизонт, так как именно здесь проявляется максимальное воздействие тяжёлой сельскохозяйственной техники на почвы при уборочных работах.
Так, плотность сложения самого верхнего горизонта почвы 0.0,2 м осенью на контрольном варианте (обычная вспашка) составляла 1,40.1,41 т/м3, что на 4,4.6,1 % превышало весенние показатели. В слое 0,2.0,4 м уплотнение было гораздо меньше и достигало уже всего 1,4.2,8 %. Соответственно, произошло и уменьшение значений пористости почвы: в горизонте 0.0,2 м - на 5,5.7,7 % и в слое 0,2.0,4 м - на 2,7.5,4 %. Вместе с тем, далее по глубине плотность сложения и пористость сохраняли величины, совершенно идентичные весенним данным, что свидетельствует о стабильности, достигнутой в результате многолетней регулярной эксплуатации рисовых систем.
При вспашке с почвоуглублением до 0,4 м к осени верхний слой почвы (0. 0,2 м) имел уровень уплотнения, ничем не отличающийся от контрольного варианта. В горизонте 0,2.0,4 м наблюдалось увеличение плотности сложения на 2,2.4,8 %, но в целом они были на 7,0.10,5 % меньше, по сравнению с контролем. Пористость почвы уменьшилась, соответственно, на 6,0.7,6 % и 2,6.6,1 %.
В вариантах вспашки с дополнительным щелеванием и кротованием прослеживались наиболее хорошие тенденции. Хотя к осени плотность сложения почвы в верхних слоях 0.0,2 и 0,2.0,4 м возросла, соответственно, на 9,2.11,3 % и 4,4.8,8 %, однако, по сравнению с контролем, плотность этих горизонтов всё равно оставалась более низкой - на уровне 1,33.1,36 и 1,40.1,41 т/м3, т.е. меньше на 3,7.5,2 %. Пористость в слое 0.0,2 м уменьшилась с 50.52 % до 45,6.46,4 % или в 1,15 раза, а в горизонте 0,2.0,4 м - с 46,3.48,0 % до 44,8.45,4 % (в 1,05.1,12 раза).
Заключение. Полученные экспериментальные данные показали, что наибольшую эффективность обеспечивают комбинированные приемы обычной вспашки в сочетании с щелеванием и кротованием при которых снижается плотность сложения верхнего горизонта почвы и, следовательно, эти мелиоративные приемы способствуют эффективному улучшению агрофизических свойств почв рисовых полей, прослеживающемуся на протяжении всего вегетационного периода, и сохраняющемуся в последующий сезон возделывания риса.
Библиографический список
1. Багненко, В.К. Режим орошения в связи со способами получения всходов [Текст]/ В.К. Багненко // Вестник с/х. науки. - 1980. - №2. - С. 115-119.
2. Дедова, Э.Б. Эколого-мелиоративное состояние рисовых земель в лиманной части Сарпинской низменности [Текст]// Э.Б. Дедова, Е.А. Ли, С.Н. Чимидов // Устойчивое производство риса: состояние и перспективы: материалы Международной науч.-практ. конф. - Краснодар, 2006.
3. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта [Текст]/ Б.А. Доспехов. - М.: Агропром-издат, 1985. - 352 с.
4. Кандауров, Н.С. Возделывание риса на уплотнённой почве [Текст]/ Н.С. Кандауров, П.Н. Патрин, Ю.Г. Шабельников // Земледелие. - №6. - С. 74-78.
5. Костяков, А.Н. Основы мелиорации [Текст] / А.Н. Костяков. - М., 1960. - 621 с.
6. Практикум по почвоведению [Текст]/ Под ред. И.С. Кауричева - М.: Агропромиз-дат, 1986. - 336 с.
7. Рау, А. Г. Водораспределение на рисовых системах [Текст]/ А.Г. Рау. - М.: Агро-промиздат, 1988. - 86 с.
8. Роде, А.А. Почвоведение [Текст] / А.А. Роде, В.Н. Смирнов. - М., 1972. - 479 с.
9. Смыков, А.В. Влияние люцерны на мелиоративное состояние, плодородие бурой полупустынной почвы и урожайность сортов риса в Сарпинской низменности Республики Калмыкия [Текст]: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / А.В. Смыков. - Саратов, 2003. - 22 с.
10. Тулякова З.Ф. Рис на засоленных землях [Текст] / З.Ф. Тулякова. - Изд.2-е, пере-раб. и доп. - М., «Колос», 1978. - 239 с.
11. Эколого-энергетическая эффективность рисовых агроландшафтов Сарпинской низменности [Текст]/ В.В. Бородычёв, А.В. Левина, Э.Б. Дедова, Е.Н. Очирова // Плодородие. -2011. - №2. - С. 21-23.
References
1. Bagnenko, V. K. Rezhim orosheniya v svyazi so sposobami polucheniya vsxodov [Tekst]/ V. K. Bagnenko // Vestnik s/h. nauki. - 1980. - №2. - S. 115-119.
2. Dedova, Je. B. Jekologo-meliorativnoe sostoyanie risovyh zemel' v limannoj chasti Sarpinskoj nizmennosti [Tekst]// }. B. Dedova, E. A. Li, S. N. Chimidov // Ustojchivoe proizvodstvo risa: sostoyanie i perspektivy: materialy Mezhdunarodnoj nauch. -- prakt. konf. - Krasnodar, 2006.
3. Dospehov, B. A. Metodika polevogo opyta [Tekst]/ B. A. Dospehov. - M.: Agropromiz-dat, 1985. - 352 s.
4. Kandaurov, N. S. Vozdelyvanie risa na uplotnjonnoj pochve [Tekst]/ N. S. Kandaurov, P. N. Patrin, Yu. G. Shabel'nikov // Zemledelie. - №6. - S. 74-78.
5. Kostyakov, A. N. Osnovy melioracii [Tekst] / A. N. Kostyakov. - M., 1960. - 621 s.
6. Praktikum po pochvovedeniyu [Tekst]/ Pod red. I. S. Kauricheva - M.: Agropromizdat, 1986. - 336 s.
7. Rau, A. G. Vodoraspredelenie na risovyh sistemah [Tekst]/ A. G. Rau. - M.: Ag-ropromizdat, 1988. - 86 s.
8. Rode, A. A. Pochvovedenie [Tekst] / A. A. Rode, V. N. Smirnov. - M., 1972. - 479 s.
9. Smykov, A. V. Vliyanie lyucerny na meliorativnoe sostoyanie, plodorodie buroj polup-ustynnoj pochvy i urozhajnost' sortov risa v Sarpinskoj nizmennosti Respubliki Kalmykiya [Tekst]: avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni kandidata sel'skohozyajstvennyh nauk / A. V. Smykov. - Saratov, 2003. - 22 s.
10. Tulyakova Z. F. Ris na zasolennyh zemlyah [Tekst] / Z. F. Tulyakova. - Izd.2-e, pere-rab. i dop. - M., "Kolos", 1978. - 239 s.
11. Jekologo-]nergeticheskaya jeffektivnost' risovyh agrolandshaftov Sarpinskoj nizmennosti [Tekst]/ V. V. Borodychjov, A. V. Levina, Je. B. Dedova, E. N. Ochirova // Plodorodie. - 2011. - №2. - S. 21-23.
E-mail: [email protected] 205
