CC BY
2DOI:10.24412/2225-2584-2023-3105-4-11 УДК 631.431.1/631.51.01
О ВЛИЯНИИ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ В ЗЕРНОТРАВЯНОМ СЕВООБОРОТЕ НА ПЛОТНОСТЬ СЛОЖЕНИЯ
СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ
С.И. ЗИНЧЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник, (е-таН: zinchenkosergei@ mail.ru)
Верхневолжский федеральный аграрный научный центр
ул. Центральная, д. 3, п. Новый, Суздальский р-он, Владимирская обл., Российская Федерация
Резюме. Представлены результаты исследований с 2012 по 2021 гг. по изучению влияния приёмов основной обработки на динамику плотности сложения серой лесной среднесуглинистой почвы в слое 0-30 см в зернотравяном севообороте: овес с подсевом многолетних трав (клевер+тимофеевка) - многолетние травы первого года пользования - многолетние травы второго года пользования - озимая рожь - яровая пшеница - яровой ячмень. В опыте изучались варианты основной обработки: ежегодная плоскорезная на 6-8 см и на 20-22 см; ежегодная вспашка на 20-22 см; ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры вспашка на 20-22 см; ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры плоскорезная на 6-8 см. Исследования показали значительные сезонные изменения плотности сложения в период вегетации сельскохозяйственных культур, которые связаны, в первую очередь, с особенностью возделываемых культур и приёмами основной обработки почвы. На вариантах с системами основной обработки интервал плотности сложения в период вегетации изучаемых культур за ротацию зернотравяного севооборота был в интервале: на ежегодной плоскорезной обработке на 6-8 см - 1,34-1,50 г/см3; ежегодной плоскорезной на 20-22 см -1,29-1,54 г/см3; ежегодной вспашке на 20-22 см -1,24-1,46 г/см3; на ярусной вспашке на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры вспашка на 20-22 см - 1,281,50 г/см3; на ярусной вспашке на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры плоскорезная на 6-8 см - 1,241,52 г/см3. На участке залежи в слое 0-30 см в период вегетации сельскохозяйственных культур равновесная плотность сложения была в интервале 1,37-1,50 г/см3.
Ключевые слова: серая лесная почва, зернотравяной севооборот, плотность сложения, приемы основной обработки почвы, культуры севооборота.
Для цитирования: Зинченко С.И. О влиянии приемов основной обработки в зернотравяном севообороте на плотность сложения серой лесной почвы // Владимирский земледелец. 2023. №3. С. 4-11. DOI:10.24412/2225-2584-2023-3105-4-11.
Одним из главных показателей физического состояния пахотного слоя является его плотность сложения. С ней непосредственно связаны условия механической обработки, водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы почвы, т.е. ее эффективное плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур.
Механическое воздействие почвообрабатывающих орудий на почву меняет расположение или упаковку почвенных частиц. Частицы переходят из гексагонального
расположения в более рыхлое - кубическое, за счет этого изменяются и показатели плотности сложения обрабатываемого слоя почвы. Рыхление почвы приводит к изменению соотношения твердой и газообразной фазы, что определяет способность почвы как впитывать, так и удерживать и сохранять почвенную влагу.
В районах достаточного увлажнения, на легких по механическому составу почвах для развития растений более благоприятна высокая плотность сложения. На дерново-подзолистых почвах для зерновых культур она составляет в 1,25-1,35 г/см3. В целом общими пределами, между которыми лежат оптимальные величины плотности сложения почвы, являются 0,8 и 1,60 г/см3 и более. Низкие пределы плотности (0,8 - 1,0 г/см3) относятся к выщелоченным черноземам, высокогумусированным, хорошо структурным. Высокие пределы (1,30-1,60 г/см3) относятся к малогумусным песчаным, супесчаным и легкосуглинистым почвам [1]. В сухих районах оптимальная плотность сложения выше, чем во влажных [2,3,4].
Обрабатывая почву, мы изменяем ее плотность, чтобы сформировать оптимальные показатели сложения для роста культурных растений, что, в свою очередь, оказывает влияние на водный, воздушный, тепловой режимы и биологическую активность пахотного слоя. При этом важно не ухудшить свойства обрабатываемой почвы, сформировав излишне рыхлый пахотный слой, что обычно приводит к снижению плодородия и дополнительным энергетическим затратам на возделывание культуры [5,6].
Большое влияние на плотность сложения оказывает обработка почвы и воздействие движущейся по поверхности почвы техники. Наиболее рыхлой почва бывает сразу после обработки, затем она постепенно уплотняется и через некоторое время ее плотность приходит в состояние равновесной, т.е. мало изменяющейся до следующей обработки [6].
Исследования А.Г. Бондарева, В.В. Медведева (1980) показывают, что для серых лесных почв со средне- и тяжелосуглинистым механическим составом значение оптимальной плотности сложения для зерновых культур составляет 1,21 г/см3, а ее интервал - 1,00 - 1,30 г/см3 [3]. На легкосуглинистых почвах оптимальный диапазон плотности сложения для полевых культур находится, как утверждает А.Г. Бондарев, в диапазоне 1,10-1,40 г/см3 [3]. А.И. Пупонин (2010) так же утверждает, что оптимальная величина плотности сложения для зерновых культур составляет 1,15-1,25 г/см3, при этом равновесная плотность находится на уровне 1,40 г/см3 [3].
Ряд авторов отмечают, что оптимальный диапазон
№ 3 (105) 2023
Владимирский ЗешеШецТз
плотности сложения почвы для возделывания полевых культур на легкосуглинистых почвах находится в интервале 1,10-1,40 г/см3 [2,3]. По данным Н.А. Сапожникова на суглинистых почвах зерновые культуры успешно произрастают даже при плотности пахотного слоя от 1,40 до 1,50 г/см3 [4]. Оптимальная величина плотности для отдельных зерновых культур на тяжелом и среднем суглинке составляет соответственно 1,15-1,40 г/см3 и 1,251,40 г/см3 [3]. Последующие исследования позволили установить, что при высокой обеспеченности растений элементами питания уменьшается неблагоприятное влияние высокой плотности сложения почвы на урожайность сельскохозяйственных культур [2,3].
Для научного обоснования объективного решения вопросов выбора способов и глубины основной обработки серой лесной почвы Опольной зоны, важно знать границы оптимальных значений плотности сложения почвы, отвечающих требованиям возделываемых культур в конкретных почвенно-климатических условиях. Поэтому целью исследования было изучение длительного влияния приемов основной обработки серой лесной почвы на динамику ее плотности сложения под культурами зернотравяного севооборота.
Условия, материалы и методы. Объектом исследований являлась серая лесная почва, находящаяся под воздействием различных приемов основной обработки и их сочетанием в системе зернотравяного севооборота.
Экспериментальные исследования проводились в ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ» (г. Суздаль) в стационарном полевом опыте, заложенном в 1986 г. на серой лесной среднесуглинистой почве. По интенсивности технологий фон исследований, согласно Государственного регистра (1999г.), соответствует «нормальной технологии» (Федеральный регистр технологий технического сервиса сельскохозяйственной техники и транспортных средств, 1999) [7].
Почва опытного участка характеризуется следующими показателями плодородия: мощность гумусового горизонта А (Ап+А1) - от 31 до 34 см; рНкс1 - 5,2, содержание гумуса варьирует от 3,2 до 4,3%; подвижных Р205 (по Кирсанову) - 155 мг/кг, К20 (по Масловой) -152 мг/кг почвы. Почвообразующая порода - пылеватые покровные суглинки, лессовидные карбонатные суглинки, содержащие большое количество известковых конкреций.
Изучение динамики плотности сложения почвы проводили в период 2012-2021 гг. Зернотравяной севооборот в опыте включает следующие культуры: овес+ многолетние травы (клевер+тимофеевка) - многолетние травы 1 г.п. - многолетние травы 2 г.п. - озимая рожь -яровая пшеница - ячмень. Исследования проводили в посевах овес + многолетние травы в 2015, 2016, 2021 гг.; многолетние травы 1 г.п. - в 2012, 2016, 2017 гг.; многолетние травы 2 г.п. - 2013, 2017, 2018 гг.; озимая рожь - 2012,
2013, 2018, 2019 гг.; яровая пшеница - 2014, 2019, 2020 гг.; яровой ячмень - 2014, 2015, 2020 гг. Схема вариантов основной обработки: 1 - ежегодная плоскорезная на 6-8 см; 2 - ежегодная плоскорезная на 20-22 см; 3 -ежегодная вспашка на 20-22 см; 4 - ярусная вспашка на 2830 см под озимую рожь, под остальные культуры вспашка на 20-22 см; 5 - ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры плоскорезная на 6-8 см.
Для характеристики плотности сложения почвы использовали метод цилиндров [8]. Отбор почвенных образцов проводился в трехкратном повторении в слое почвы 0-30 см через 10 см.
Урожай учитывали на закрепленных площадках с площади 1 м2 в 6- кратной повторности на каждом повторении [9].
Среднемноголетняя сумма осадков в изучаемом регионе составляет 604 мм с колебаниями по годам от 390,8 до 741 мм. Климатические условия вегетационных периодов 2012-2021 гг. отличались значительными перепадами температуры воздуха и неравномерностью выпадением осадков (ГТК 0,85 - 1,59), но в целом были удовлетворительными для роста и развития возделываемых культур.
Обработку полученных данных проводили с использованием программы Statistica 6 методом дисперсионного анализа по Доспехову Б.А. (2011) [10].
Результаты и обсуждение. Для обоснования эффективности применения в агроэкосистемах приемов основной обработки рассмотрим результаты наших исследований за плотностью сложения пахотного слоя (0-30 см), где обычно располагается основная масса активных корней большинства сельскохозяйственных культур в серой лесной почве. У озимой ржи эти значения составляют 54,2 - 64,1%, яровой пшеницы - 42,2 -52,6%, у ячменя - 43,5 - 49,2%, овса - 36,7 - 46,8 % [11]. За величину равновесной плотности сложения для серой лесной среднесуглинистой почвы мы приняли величину плотности сложения залежи, расположенной на сопредельном участке с опытом.
Рассмотрим динамику плотности сложения под культурами севооборота.
После уборки ячменя (предшествующей культуры) в августе месяце плотность сложения в слое 0-30 см по вариантам основной обработки была на уровне 1,43-1,47 г/см3 (НСР05=0,08 г/см3) и приближалась к равновесным значениям плотности (рис. 1), которая в среднем за годы исследований на залежи соответствовала 1,48 г/см3.
Осеннюю обработку проводили в сентябре месяце при влажности почвы 21,3-26,6%, т.е. в пределах оптимальных значений для крошения почвы [12]. Она снизила плотность сложения в зависимости от глубины и приема обработки до 1,13-1,43 г/см3 (НСР05=0,10 г/см3). На вариантах с ежегодным рыхлением на 6-8 см (вариант № 1) и периодическим рыхлением на 6-8 см в чередовании с ярусной вспашкой на 28-30 см (вариант № 5) наблюдались более высокие
г/см3 1,5
1,4
1,3
1,2
1.1
\\ ^ч. У/' \
3™жь
-1-варншг
\У7 -2-вариант
-3-варнант
-4-варнант
5-вариз нт
12
Значения плотности сложения на залежи: 1, 2 - август и сентябрь предшествующего года, 3-май, 4-июль, 5-август, 6-сентябрь. Овес с подсевом многолетних трав: 7- до основной обработки, 8-после основной обработки, 9-до посева, 10-после посева, 11-выметывание, 12-полная спелость. - интервал плотности сложения на залежи
Варианты основной обработки: 1- ежегодная плоскорезная на 6-8 см, 2- ежегодная плоскорезная на 20-22 см, 3- ежегодная вспашка на 20-22 см, 4- ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры вспашка на 20-22 см, 5- ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры плоскорезная на 6-8 см.
Рис. 1. Плотность сложения в слое почвы 0-30 см под овсом с подсевом многолетних трав в зернотравяном севообороте, (среднее за три года)
значения плотности сложения - 1,31 и 1,43 г/см3. В варианте с ежегодным рыхлением на 6-8 см после ярусной вспашки на 28-30 см (№ 5 варианта) не сохраняется разрыхляющего влияния глубокой обработки на плотность сложения в посевах овса.
К посеву овса (май месяц) на вариантах с рыхлением на 20-22 см за счет естественных процессов почва уплотнялась на 0,10-0,16 г/см3. С рыхлением под овес на 6-8 см происходило разуплотнение на 0,01-0,08 г/см3, вероятно, за счет расклинивающего эффекта Дерягина в слоях 10-20 и 20-23 см [13]. Уровень плотности сложения почвы в этот период выравнивался и достигал оптимального диапазона для возделывания зерновых культур. По всем фонам обработки плотность сложения была на одном уровне - 1,29-1,35 г/см3 (НСР05=0,08 г/см3). На залежи в этот период равновесная плотность сложения составила 1,48 г/см3.
После посева за счет сил гравитации, давления сельскохозяйственной техники и орудий в слое 0-30 см происходило уплотнение почвы до значений 1,35-1,41 г/см3 (НСР05=0,11 г/см3).
К фазе вымётывание овса почва продолжала уплотняться, не зависимо от приёма и глубины обработки - 1,41-1,48 г/см3 (НСР05=0,10 г/см3). На вариантах с периодическим рыхлением на 6-8 см в чередовании с ярусной вспашкой на 28-30 см (вариант № 5) плотность сложения достигала равновесных значений -1,48 г/см3.
К уборке плотность почвы в слое 0-30 см продолжала увеличиваться не зависимо от приема и глубины основной обработки, стремясь к своему равновесному сложению, достигая величин 1,38 - 1,49 г/см3 (НСР05=0,13 г/см3). В период уборки (август) наиболее близко к равновесной
Залежь: 1- сентябрь предшествующего года, 2-май, 3-июль,
4-сентябрь. Многолетние травы первого года пользования:
5- уборка предшествующей культуры, 6-отрастание, 7-первый укос, 8-второй укос.
Обозначение вариантов основной обработки как в рисунке 1.
Рис. 2. Влияние последействия приемов основной обработки под многолетние травы первого года пользования на плотность сложения серой лесной почвы в слое 0-30 см, (среднее за три года)
плотности сложения приближались варианты с рыхлением на 6-8 см - 1,48-1,49 г/см3.
Под многолетними травами первого года пользования, идущими после овса с подсевом многолетних трав, влажность почвы в слое 0-30 см завесила от предшествующей системы основной обработки, от суммы выпадающих атмосферных осадков и фазы развития культуры. В результате увлажнения почвы осенними осадками, процессов замерзания-оттаивания в осенне-зимний период, к отрастанию многолетних трав плотность сложения как на залежи, так и на вариантах опыта (в сравнении с осенними показателями) снижалась на 0,02-0,09 г/см3 (рис. 2). По вариантам она варьировала в диапазоне 1,36-1,40 г/см3 (НСР05=0,09 г/см3).
К периоду цветения многолетних трав (июль) плотность сложения стремилась к равновесной ее величине (1,50 г/см3) и по фонам обработки ее значения варьировали в диапазоне 1,45-1,49 г/см3 (НСР05=0,10 г/см3). К сентябрю под травами первого года она достигала величины плотности, как на участке залежи (1,45 г/см3), что соответствует равновесной величине плотности серой лесной почвы в слое 0-30 см в этот период. Наиболее низкие ее значения отмечены на вариантах с безотвальной обработкой на 6-8 см - 1,47 и 1,50 г/см3. На остальных вариантах она была на уровне 1,42-1,49 г/см3 (НСР05=0,12 г/см3).
Влажность почвы под травами второго года пользования в слое 0-30 см по вариантам опыта была на одном уровне, и находились выше уровня наименьшей влагоемкости (НВ-70%) (41,8 мм). В период отрастания трав второго года пользования (май) в слое почвы 0-30 см плотность сложения определялась в интервале от 1,42 до 1,50 г/см3 (НСР05=0,09 г/см3), что было на
1.35
1 2
-Залежь
3-вариант
3 4
-1-варианг
4-вариант
5 6
-2-вариант -5-вариант
Залежь: 1-осень предшествующего года, 2- май, 3-июнь. Многолетние травы второго года пользования: 4- осень предшествующего года, 5- отрастание, 6-цветение. Обозначение вариантов основной обработки как в рисунке 1.
Рис. 3. Влияние последействия приемов основной обработки под травы второго пользования на плотность сложения серой лесной почвы в слое 0-30 см, (среднее за три года)
уровне равновесной плотности сложения (1,48 г/см3) (рис. 3). Наиболее рыхлой почва формировалась на варианте с плоскорезным рыхлением на глубину 20-22 см - 1,42 г/см3. На остальных вариантах обработки была на уровне равновесной и соответствовала значениям 1,45-1,50 г/см3. В целом последействие приемов основной обработки не оказало существенного влияния на плотность сложения в период отрастания многолетних трав второго года пользования.
К укосу трав (в июне), за счет увлажнения почвы атмосферными осадками и разрыхляющего действия корневой системы трав, почва разуплотнялась и значения плотности снижались до 1,37-1,42 г/см3 (НСР05=0,11 г/см3), что соответствовало оптимальному интервалу плотности сложения для возделывания зерновых культур.
После двухлетнего возделывания многолетних трав плотность сложения серой лесной почвы, до проведения основной обработки под озимую рожь, находилась на уровне 1,24 - 1,39 г/см3 (рис. 4). На участке залежи этот показатель соответствовал значению 1,49 г/см3.
Проведение основной обработки снижает плотность сложения в агроэкосистемах на 16,6-22,4% в сравнении с участком залежи. Менее всего эти изменения проявились на варианте с плоскорезной обработкой на 6-8 см, где плотность сложения снизилась на 15,2%. Поэтому здесь фиксировались более высокие значения плотности сложения в слое 0-30 см - 1,18 г/см3.
После посева озимой ржи под воздействием агротехнических мероприятий и естественного уплотнения на вариантах с безотвальной обработкой плотность сложения достигла уровня 1,36 г/см3 (как на участке залежи). Наиболее рыхлое сложение почвы сохранялось в почве, где использовалась вспашка на 20-22 см и ярусный плуг на глубину 28-30 см - 1,24-1,28 г/см3 (НСР05 =0,07 г/см3).
К возобновлению вегетации (май следующего года)
г/см3 1,55
1,5
1,45
1,4
1,35
1,3
1,25
1,2
1,15
1,1
1,05
2 3
— Залежь
— 3-вариант
6 7 -1-вариант -4-вариант
9 10 11 ^—2-вариант -5-вариант
12
Залежь: 1- июль, 2-август, 3-сентябрь, 4-май, 5-июль, 6-август. Озимая рожь: 7- до основной обработки, 8-после основной обработки, 9-после посева, 10-отрастание, 11-колошение, 12-уборка.
Обозначение вариантов основной обработки как в рисунке 1.
Рис. 4. Влияние приемов основной обработки под озимую рожь на плотность сложения серой лесной почвы в слое 0-30 см, (среднее за четыре года)
почва продолжала уплотняться до значений 1,30 -1,37 г/см3 (НСР05=0,06 г/см3). На вариантах с безотвальным рыхлением на глубину 6-8 и 20-22 см плотность сложения пахотного слоя в этот период также имела близкие значения (1,34-1,38 г/см3), но не превышала показатели равновесной плотности сложения экосистемы (1,47 г/см3).
Плотность почвы на варианте с рыхлением на 6-8 см к концу вегетации ржи достигала равновесной величины плотности - 1,50 г/см3. На остальных вариантах ее значения находились на уровне 1,34-1,37 г/см3 и приближались к величинам плотности до проведения основной обработки почвы - 1,24-1,39 г/см3.
После уборки озимой ржи (до проведения основной обработки) плотность сложения находилась на уровне 1,34 - 1,51 г/см3 (рис. 5). Самая высокая плотность почвы формировалась на варианте с ежегодным безотвальным рыхлением на 6-8 см - 1,51 г/см3.
После проведения основной обработки под яровую пшеницу плотность почвы в агроэкосистемах снижалась на 3,4-7,5%. Наиболее высокий показатель сохранялся на варианте с ежегодным рыхлением на 6-8 см - 1,40 г/см3. На остальных вариантах он варьировал в диапазоне 1,16-1,24 г/см3.
К посеву пшеницы на вариантах с рыхлением на глубину 20-22 и ее чередованием с обработкой на 28-30 см (вариант № 2,3,4) почва уплотнялась на 5,7-9,4% и фиксировалась величиной 1,24-1,29 г/см3. На варианте с ежегодным рыхлением на 6-8 см (вариант № 1) она была на уровне 1,35 г/см3.
После посева на вариантах с рыхлением на глубину 20-22 и ее чередованием с обработкой на 28-30 см
Залежь: 1- август, 2-сентябрь, 3-апрель, 4-май, 5-июнь, 6-август. Яровая пшеница: 7- до основной обработки, 8-после основной обработки, 9-до посева, 10-после посева,11-колошение,12-уборка. Обозначение вариантов основной обработки как в рисунке 1.
Рис. 5. Влияние приемов основной обработки под яровую пшеницу на плотность сложения серой лесной почвы в слое 0-30 см, (среднее за три года)
(вариант № 2,3,4) плотность сложения определялась значениями 1,34 г/см3. По вариантам опыта в этот период она приближалась к равновесной плотности сложения участка залежи (1,42 г/см3).
К колошению пшеницы на вариантах с рыхлением на глубину 20-22 и ее чередованием на 28-30 см (вариант № 2,3,4) плотность почвы продолжала увеличиваться за счет выпадения осадков, превышающих среднемноголетнюю норму на 23,7% и достигала уровня плотности залежного участка (1,48 г/см3) - 1,48-1,54 г/см3. К уборке плотность сложения снижалась, в первую очередь, за счет разуплотнения почвы корневой системой культуры до уровня 1,36-1,45 г/см3 на всех вариантах опыта, не достигая уровня равновесной плотности (1,49 г/см3).
Проведение основной обработки серой лесной почвы под ячмень (после уборки яровой пшеницы) обусловило снижение плотности до 0,98-1,23 г/см3 (НСР05 = 0,11 г/см3) (рис.6). По вариантам опыта она была ниже равновесной плотности сложения на 0,12-0,37 г/см3 (НСР05 = 0,11 г/см3). При ежегодной безотвальной обработке на глубину 6-8 см значения плотности сложения сохранялись наиболее высокими (1,23 г/см3), но ее уровень был ниже плотности сложения залежного участка (1,35 г/см3) (НСР05 = 0,11 г/см3).
К посеву ячменя формировался оптимальный уровень плотности пахотного слоя - 1,08 - 1,17 г/см3 (НСР05 = 0,05 г/см3). Максимальные значения отмечались на варианте с ежегодной безотвальной обработкой на 6-8 и 20-22 см (варианты № 1,2) -1,17 и 1,16 г/см3 соответственно.
После посева значительное уплотнение почвы происходит на варианте с ежегодной обработкой на 6-8 см - 1,42 г/см3. К колошению и уборке на всех вариантах опыта плотность сложения продолжала увеличиваться, и ее уровень приближался к равновесной плотности сложения в экосистеме - 1,34 - 1,41 г/см3
Залежь: 1- август, 2-сентябрь, 3-апрель,4-май, 5-июнь, 6-август. Ячмень: 7- до основной обработки, 8-после основной обработки, 9-до посева, 10-после посева,11-колошение,12-уборка. Обозначение вариантов как в рисунке 1.
Рис. 6. Влияние приемов основной обработки под ячмень на плотность сложения серой лесной почвы в слое 0-30 см, (среднее за три года)
(НСР05 = 0,09 г/см3), не зависимо от приема и глубины основной обработки.
Анализ многолетних исследований плотности сложения серой лесной почвы под культурами в 6-польном зернотравяном севообороте показал, что обработки на глубину 6-8 см (вариант №1) способствуют формированию наиболее высокого диапазона плотности в период вегетации культур севооборота, который приближался или был на уровне равновесной плотности. Влияние ярусной вспашки (варианты № 4,5) на снижение плотности почвы наблюдается только под озимой рожью, где к концу вегетации плотность сложения определялась значениями 1,34-1,37 г/см3. Последействия разрыхляющего воздействия этой обработки под последующие культуры севооборота не наблюдалось.
Анализируя урожайность культур севооборота следует отметить, что существенной разницы в уровне урожая по фонам основной обработки не выявлено (табл. 1, 2). А плотность сложения, создаваемая различными приемами основной обработки, не является лимитирующим фактором уровня урожайности в зернотравяном севообороте на серой лесной почве. Поэтому диапазон плотности сложения, при котором проходило формирование урожая сельскохозяйственных культур, можно считать оптимальным для агроэкосистем серых лесных почв. Однако многолетние исследования позволили выявить определенные закономерности в формировании урожая по вариантам основной обработки.
В зернотравяном севообороте урожайность овса, при описанной выше динамике плотности, была на уровне 2,93-3,07 т/га (НСР05=0,26 т/га). Тенденция к снижению уровня урожайности отмечается на вариантах применения безотвальной обработки на 6-8 см (варианта № 1, 5). Диапазон плотности сложения на этих фонах при возделывании овса в слое 0-30 см был самым высоким
1. Интервал плотности сложения в период формирования урожая культур звена зернотравяного севооборота
Вариант Овес с подсевом многолетних трав Травы 1-го года Травы 2-го года
урожайность, т/га плотность сложения, г/см3 урожайность, т/га плотность сложения, г/см3 урожайность, т/га плотность сложения, г/см3
Залежь - 1,48-1,50 - 1,45-1,50 - 1,48
Ежегодная плоскорезная на 6-8 см 2,93 1,41-1,48 7,13 1,39-1,47 4,29 1,38-1,45
Ежегодная плоскорезная на 20-22 см 3,01 1,35-1,45 7,35 1,38-1,46 4,70 1,37-1,42
Ежегодная вспашка на 20-22 см 3,07 1,36-1,44 7,45 1,36-1,45 5,1 1,40-1,42
Ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры вспашка на 20-22 см 3,05 1,36-1,48 7,66 1,40-1,49 4,92 1,42-1,50
Ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры плоскорезная на 6-8 см 3,01 1,41-1,49 7,29 1,38-1,50 4,77 1,40-1,50
НСР05 0,26 интервал 1,35-1,49 0,75 интервал 1,36-1,50 0,90 интервал 1,37-1,50
2. Интервал плотности сложения в период формирования урожая зерновых культур звена зернотравяного севооборота
Вариант Озимая рожь Пшеница Ячмень
урожайность, т/га плотность сложения, г/см3 урожайность, т/га плотность сложения, г/см3 урожайность, т/га плотность сложения, г/см3
Залежь - 1,37-1,49 - 1,42-1,49 - 1,42-1,49
Ежегодная плоскорезная на 6-8 см 6,23 1,34-1,50 2,64 1,45-1,48 2,15 1,34-1,42
Ежегодная плоскорезная на 20-22 см 6,18 1,36-1,42 2,66 1,34-1,54 2,13 1,29-1,36
Ежегодная вспашка на 20-22 см 6,20 1,26-1,41 2,68 1,34-1,46 2,07 1,24-1,38
Ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры вспашка на 20-22 см 6,21 1,28-1,37 2,61 1,34-1,50 2,08 1,30-1,41
Ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры плоскорезная на 6-8 см 6,43 1,24-1,34 2,64 1,35-1,52 2,07 1,38-1,45
НСР05 0,36 интервал 1,24-1,50 0,10 интервал 1,34-1,54 0,09 интервал 1,24-1,45
и составил 1,41-1,49 г/см3, приближаясь к равновесной плотности сложения (1,48-1,50 г/см3).
Тренд снижения урожайности многолетних трав 1 и 2 года пользования также проявился на вариантах обрабатываемых на глубину 6-8 см, но плотность сложения при этом сохранялась на уровне других фонов основной обработки.
Урожай озимой ржи за четыре года исследований в среднем был на уровне 6,18 - 6,43 т/га (НСР05=0,36 т/га) без статистически достоверных различий по вариантам опыта (табл. 2).
Интервал плотности сложения при возделывании озимой ржи в слое 0-30 см варьировал в пределах 1,24-1,50 г/см3, и фактически за этот период достигал
величины равновесной плотности (на участке залежи 1,37-1,49 г/см3). Максимальный уровень урожая был получен по 5 варианту (ярусная вспашка на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры плоскорезная на 6-8 см) - 6, 43 т/га. Развитие культуры и формирование ее урожайности проходили при самом низком диапазоне плотности сложения - 1,24 -1,34 г/см3.
Урожайность яровой пшеницы по вариантам опыта была на одном уровне и варьировала в пределах от 2,61 до 2,68 т/га (НСР05=0,1 т/га). Интервал плотности сложения при этом в слое 0-30 см был 1,34-1,54 г/см3, достигая величины равновесной плотности. Влияния плотности сложения на уровень урожайности культуры не выявлено. Поэтому, создаваемый различными
приемами основной обработки, диапазон плотности сложения можно считать благоприятным для развития яровой пшеницы в зернотравяном севообороте.
Аналогичная закономерность проявлялась и при возделывании ячменя. По вариантам основой обработки его урожайность слабо варьировала - от 2,07 до 2,15 т/га (НСР05=0,09 т/га). Формирование урожайности культуры проходило в диапазоне плотности сложения 1,24-1,45 г/см3, который соответствует оптимальному для возделывания ярового ячменя в зернотравяном севообороте на серой лесной почве в слое 0-30 см.
Выводы. Анализ динамики плотности почвы в агроценозах позволяет определить особенности формирования физических процессов в серой лесной среднесуглинистой почве в зависимости от приёмов и систем основной обработки почвы.
Исследования показали значительные сезонные изменения плотности сложения серой лесной почвы в зернотравяном севообороте, которые связаны, в первую очередь, с особенностью возделываемых культур и приёмами основной обработки почвы.
Урожайность сельскохозяйственных культур в зернотравяном севообороте (нормальный уровень интенсивности агротехники) при различных приемах
и системах основной обработки формировалась в интервале плотности сложения в слое 0-30 см. Для овса в интервале 1,35-1,49 г/см3; трав первого года пользования - 1,36-1,50 г/см3; трав второго года пользования - 1,37-1,50 г/см3; озимой ржи - 1,241,50 г/см3; яровой пшеницы - 1,34-1,54 г/см3; ярового ячменя -1,24-1,45 г/см3.
Интервал плотности сложения в период вегетации изучаемых культур за ротацию зернотравяного севооборота находился в диапазоне: на ежегодной плоскорезной обработке на 6-8 см - 1,34-1,50 г/см3; ежегодной плоскорезной на 20-22 см - 1,34-1,54 г/см3; ежегодной вспашке на 20-22 см - 1,24-1,46 г/см3; на ярусной вспашке на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры вспашка на 20-22 см - 1,28-1,50; на ярусной вспашке на 28-30 см под озимую рожь, под остальные культуры плоскорезная на 6-8 см - 1,241,50 г/см3.
На участке залежи в слое 0-30 см в период вегетации сельскохозяйственных культур равновесная плотность сложения была в интервале 1,37-1,50 г/см3.
Литература.
1. Бекаревич Н.И., Буров Д.И., Долгов С.И., Ревут И.Б., Шевлягин А.И. Структура почвы и условия жизни растений // Изменение почв при окультуривании, их классификация и диагностика. М.: Колос, 1965. С.66-70.
2. Королев А.В. Выявление и создание оптимального сложения пахотного слоя дерново-подзолистых почв для основных сельскохозяйственных культур: автореф дисс.... д. с.-х. наук. Л.: Пушкин, 1972.36 с.
3. Пупонин А.И. Научные и практические основы минимальной обработки почвы // Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в адаптивном земледелии: матер. Всерос. науч.- практ. конф. РГАУ-МСХА. М.: РГАУ-МСХА, 2010. С.13-29.
4. Сапожников Н.А. Биологические основы обработки подзолистых почв. М.-Л.: Сельхозиздат, 1963. 291с.
5. Зинченко М.К. Мониторинг почвенно-биологических процессов в серой лесной почве по микробиологическим и биохимическим показателям //Владимирский земледелец. 2020. №1. С. 34-39.
6. Зинченко С.И. Особенности формирования плотности сложения в агросистемах серой лесной почве // Владимирский земледелец. 2022. №1. С.4-9.
7. Федеральный регистр технологий технического сервиса сельскохозяйственной техники и транспортных средств. Российская академия сельскохозяйственных наук. М.: ИНФОРМАГРОТЕХ, 1999.106 с.
8. Водюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследований физических свойств почвы. - М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
9. Опытное дело в полеводстве/под ред. Г.Ф. Никитенко. М.: Россельхозиздат, 1982.190 с.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: с основами статистической обработки результатаов исследований. М.: Альянс, 2011.350 с.
11. Зинченко С.И. Особенности развития корневой системы зерновых культур//Земледелие. 2015. №6. С. 32-35.
12. Сборник агротехнических требований на сельскохозяйственные машины. М.: ЦНИИТЗИ, 1981. Т. 27. 296 с.
13. Буянкин Н.И., Слесарев В.Н. Агрофизика и кинетика в минимализации основной обработки черноземов. РАСХН. Калининград: Янтарный сказ, 2004.160 с.
References.
1.Bekarevich N.I., Burov D.I., Dolgov S.I., Revut I.B., Shevlyagin A.I. Soil structure and conditions of plant grow //Changes in soils during cultivation, their classification and diagnostics. M.: Kolos, 1965. pp.66-70.
2. Korolev A.V. Revealing and building he balanced composition of the arable layer of soddy-podzolic soil for major crops: abstract. diss.... Doctor of Agricultural Sciences. L.:Pushkin, 1972.36 p.
3. Puponin A.I. Scientific and practical basis of the minimum tillage//Resource-saving technologies of tillage in adaptive agriculture: mater. Vsros. nauch.- practical conf. RGAU-MSHA. M.: RGAU-MSHA, 2010. pp.13-29.
4.Sapozhnikov N.A. Biological basis to cultivate podzolic soil. M.-L.: Agricultural Publishing house, 1963. 291s.
№ 3 (105) 2023
g/ia3uMipcliiù ЗемдеШбЦЪ
5.Zinchenko M.K. Monitoring of soil biological processes in grey forest soil by microbiological and biochemical parameters// Vladimir agricolist. 2020. No. 1. pp.34-39.
6. Zinchenko S.I. Features of the bulk density formation in agricultural systems of grey forest soil// Vladimir agricolist. 2022. No. 1. pp.4-9.
7. Federal register of technical service technologies for agricultural machinery and vehicles. Russian Academy of Agricultural Sciences. Moscow: INFORMAGROTECH, 1999.106s.
8. Vodyunina A.F., Korchagina Z.A. Methods to study the physical properties of the soil. M.: Agropromizdat, 1986.416 p.
9. Experimenting in crop growing/edited by G.F. Nikitenko. M.: Rosselkhoznadzor, 1982.190p.
10. Dospekhov B.A. Field experiment methodology: with the basics of statistical processing of results/ B.A. Dospekhov. M.: Alliance, 2011. 350 p.
11. Zinchenko S.I. Features of the development of the cereals root system //Agriculture. 2015. No. 6. pp.32-35.
12. Agrotechnical requirements for agricultural machines. Moscow: TSNIITZI, 1981. Vol.27. 296p.
13. Buyankin N.I., Slesarev V.N. Agrophysics and kinetics in minimizing the basic tillage of chernozems. RASKHN. Kaliningrad: Amber Tale, 2004.160p.
IMPACT OF THE MAIN TILLAGE IN GRAIN GRASS CROP ROTATION ON THE DENSITY OF GREY FOREST SOIL
S.I. ZINCHENKO
Upper Volga Federal Agrarian Research Center ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalsky rayon, Vladimir Oblast, 601261, Russian Federation
Abstract. This article presents the results of research carried out between 2012 and 2021. It aimed to study the impact of the basic tillage on the density of gray forest medium loamy soil in a layer of 0-30 cm in a grain-grass crop rotation: oats with additional sowing of perennial grasses (clover + timothy grass) - perennial grasses of the first year of use - perennial grasses of the second year of use - winter rye - spring wheat - spring barley. The following variants of the basic tillage were studied: annual chisel tillage 6-8 cm; annual chisel tillage 20-22 cm; annual moldboard plowing 20-22 cm; layer plowing 28-30 cm for winter rye; moldboard plowing 20-22 cm for other crops; layer plowing 2830 cm for winter rye; chisel tillage 6-8 cm for other crops. Research showed significant seasonal changes in bulk density during the growing season of crops. It was connected with crop features and the techniques of the main soil treatment. With the basic tillage, the interval of the soil density over vegetation was: annual chisel tillage 6-8 cm - 1.34-1.50 g/cm3; annual chisel tillage 20-22 cm - 1.29-1.54 g/cm3; annual moldboard plowing 20-22 cm - 1.24-1.46 g/cm3; layer plowing 28-30 cm for winter rye, for other crops plowing 20-22 cm - 1.28-1.50 g/cm3; layer plowing 28-30 cm for winter rye, chisel tillage 6-8 cm for other crops - 1.24-1.52 g/cm3. On the layland 0-30 cm over the vegetation, the fixed-ratio bulk density was in the range of 1.37-1.50 g/cm3.
Keywords: grey forest soil, grain-grass crop rotation, bulk density, methods of basic tillage, rotation crops.
Author details: S.I. Zinchenko, Doctor of Sciences (agriculture), chief research fellow, (e-mail: zinchenkosergei@mail.ru).
For citation: Zinchenko S.I. Impact of the main tillage in grain grass crop rotation on the density of grey forest soil // Vladimir agricolist. 2023. №3. pp. 4-11. D0I:10.24412/2225-2584-2023-3105-4-11.
DOI:10.24412/2225-2584-2023-3105-11-16 УДК 631.95:628.381.1
ВЛИЯНИЕ СИСТЕМАТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД В СОСТАВЕ БИОКОМПОСТА НА АЗОТНЫЙ РЕЖИМ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ОВСА
В.А. КАСАТИКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, (e-mail: kasv47@yandex.ru)
Н.П. ШАБАРДИНА, старший научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский институт органических удобрений и торфа - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»
ул. Прянишникова, д. 2, п. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская область, 601390, Российская Федерация
Резюме. В течение вегетационного периода 2022 г. по фазам развития овса изучалось последействие различных доз осадка сточных вод (ОСВ) в составе биокомпоста и уровней
известкования почвы на динамику содержания подвижных форм азота, микробной биомассы, целлюлозолитическую и нитрификационную активность дерново-подзолистой супесчаной почвы. Исследования проводились в длительном опыте (заложен в 1984 г.) по изучению влияния систематического применения осадка городских сточных вод отдельно и в составе биокомпоста и доломитовой муки на агробиологические и экологические свойства почвы и урожайность культур. За весь период исследований суммарные дозы ОСВ составили 195-1560 т/га (50 % влажности). Выявлено их положительное последействие на рассматриваемые свойства почвы, в том числе на уровень подвижных форм азота, биологическую активность почвы и урожайность овса. Рассматривая суммарное накопление минерального азота, отметили его
