CC BY
30
В ходе опыта получены сведения о концентрации двухвалентных катионов кальция и магния и величинах рН порций фильтратов, вытекающих из колонок (табл.4, рис.1, 2). В контроле концентрация суммы Са2+ и Мд2+ в фильтрате снижалась от 1-й к 3-й порции с 9,84 до 3,98-4,84 ммоль (экв)/л, рН - с 6,76 до 5,00. Объем фильтрата составил 67,1 мл, средняя концентрация двухвалентных катионов - 6,65 ммоль (экв)/л. Повышение рН 1-й порции фильтрата, возможно, связано с реакциями образования комплексных соединений, передвигающимися гумусовыми соединениями с гидроксидами железа и алюминия иллювиального горизонта. Такое взаимодействие гидроксидов железа и алюминия с солевыми кислотными группами подвижного органического вещества серых лесных почв должно сопровождаться подщелачиванием жидкой фазы.
Во второй колонке с полной дозой доломитовой муки концентрация суммы катионов кальция и магния и рН фильтратов также снижались от 1-й порции ко 2-й, соответственно с 6,70 до 2,81 ммоль (экв)/л и с 6,14 до 5,42 ед., а величины объемов выходящего из колонки фильтрата были близки (67,1 и 70,5 мл соответственно).
При внесении половиной дозы гипса концентрация двухвалентных катионов кальция и магния в фильтратах резко возрастала - до 11,4-18,8 ммоль (экв)/л) и в среднем достигала 16,7 ммоль (экв)/л. Величина рН в
1-й порции фильтрата находилась на уровне 6,57, а в последующих -снижалась до 4,00, то есть достигала равновесного с нижними слоями дерново-подзолистой почвы состояния (табл. 2). Общий объем фильтрата составил 143 мл.
Можно предположить, что в 1-й и
2-й колонках при инфильтрации влаги концентрация двухвалентных катионов в жидкой фазе была ниже коагулирующей, поэтомупептизированные почвенные коллоиды из-за адсорбции бикарбонат-ионов на поверхности гидроксидов алюминия и железа иллювиального горизонта дерново-подзолистой почвы резко снижали его инфильтрационную способность. В 3-й колонке с гипсом высокая концентрация двухвалентных катионов кальция и магния обеспечивала коа-
■я гуляцию отрицательно заряженных о почвенных коллоидов, что привело к увеличению объема вытекающей ^ жидкой фазы в 2 раза. о» При сочетании одинарной дозы | доломитовой муки и половинной гипса средняя концентрация суммы ® катионов кальция и магния была поч-5 ти в 2 раза выше, чем в контроле, и в $ 3 раза, по сравнению с полной дозой
Рис 2. Зависимость концентрации двухвалентных катионов (а) и рН (б) фильтратов, вытекающих из колонок, от их объема (колонка с сочетанием двойной дозы доломитовой муки и половинной — гипса).
доломитовой муки. Очевидно, жидкая фаза также обладала высокой коагулирующей способностью в отношении коллоидов почвы. Величина рН 1-й порции фильтрата в этом варианте составила 6,08, а в последующих - резко снижалась до 4,31-4,01 и достигала равновесного кислотно-основного состояния с поглощающим комплексом нижних слоев (см. табл.2). Следовательно, в колонках с гипсом (3-я и 4-я) рН 2-й и последующих порций фильтрата находилась в равновесии с обменными катионами нижних слоев. При рН жидкой фазы 4,0-4,3 перемещающиеся из верхнего 0-20 сантиметрового слоя почвы (4-я колонка) бикарбонаты кальция полностью ионизировались по 2-й ступени: НСО3- + Н2О ^ Н2СО3 + ОН-. Образовавшиеся гидроксил-ионы (ОН-), очевидно, связывали вытесненные высокой концентрацией ионов Са2+ из поглощенного состояния ионы водорода в малодиссоции-рованное соединение (Н2О) в слоях колонки 20-30 и 30-40 см.2
В колонке с двойной дозой доломитовой муки и при прохождении через нее 600 мм влаги концентрация
двухвалентных катионов кальция и магния в порциях фильтрата, за исключением 1-й, варьировала от 0,85 до 3,26 ммоль (экв)/л (рис. 1). Она не в состоянии резко изменить структурное состояние поглощающего комплекса и его агрегированность. В этой связи передвигающаяся вниз жидкая фаза приходит в динамическое кислотно-основное равновесие лишь с поглощенными катионами, находящимися на поверхности агрегатов. В этом случае величина рН фильтрата значительно выше (5,16-6,55), чем в слоях почвы 20-30 и 30-40 см - 4,11 и 4,40 соответственно (см. табл. 2).
В колонке с сочетанием двойной дозы доломитовой муки и половинной гипса высокая концентрация двухвалентных катионов кальция и магния (8,0-12,6 ммоль(экв)/л) воздействует не только на поверхностные поглощенные катионы, но и на внутриагрегатные. В этом случае передвигающийся почвенный раствор из верхнего горизонта приходит в динамическое равновесие со всеми поглощенными катионами дерново-подзолистой почвы, что ведет к вытеснению в жидкую фазу поглощенных
ионов Н+ и связыванию их бикарбонатами в слабую угольную кислоту. Резкое увеличение ее концентрации в буферной системе НСО3- и Н2СО3 приводит к снижению рН вытекающей жидкой фазы до 4,03-4,33 (100% гидролиз бикарбонат-ионов по 2-й ступени).
При сравнении уровня растворения доломитовой муки во 2-й - 15,40 ммоль (экв) и 4-й - 17,15 ммоль(экв) колонках с 5-й - 16,45 ммоль(экв) и 6-й -16,45 ммоль(экв), при увеличении количества проходящей влаги в 2 раза, его повышения не наблюдали. Однако более высокая степень увлажнения почвы увеличивала эффективность использования растворенного мелиоранта в 1,2-1,8 раз по причине мелиорирующего действия передвигающихся вниз продуктов взаимодействия доломитовой муки (бикарбонатов кальция и магния) с поглощающим комплексом иллювиальных горизонтов дерново-подзолистой почвы. Очевидно, быстрая растворимость известкового материала достигается при его контакте с кислой хорошо увлажненной почвой. Нейтрализация кислотности почвы из-за низкой растворимости карбонатов кальция в нейтральной среде не обеспечивает дальнейшего быстрого растворения мелиоранта.
Выводы. В модельных опытах доказана возможность участия бикарбонатов кальция и магния доломитовой муки, передвигающихся из верхних мелиорируемых в более кислые нижние слои, в снижении их кислотности. В колонке с внесением двойной дозы доломитовой муки и полной нормой годовых осадков, по сравнению с одинарной дозой и половинной нормой, общее снижение НГ в слое 0-40 см возросло с 5,76 до 7,12 ммоль(экв)/100 г почвы (на 24%), 2040 см - с 1,0 до 1,84 ммоль(экв)/100 г (на 84%); при сочетании двойной дозы доломитовой муки с гипсом - до 10,2 (на 76%) и 4,30 ммоль(экв)/100 г почвы (на 330%) соответственно. При использовании двойной дозы доломитовой муки с гипсом, по сравнению с внесением мелиоранта без гипса, более высокий мелиоративный эффект (уменьшение НГ с 3,52 до 1,84 ммоль(экв)/100 г почвы) бикарбонатов кальция и магния в снижении гидролитической кислотности в слое 20-40 см обусловлен достижением динамического равновесия со всеми поглощенными катионами обменного комплекса из-за высокой концентрации катионов кальция и магния в жидкой фазе, которые вытесняли в нее как поверхностные, так и внутриагре-гатные поглощенные ионы водорода. Бикарбонаты связывали вытесненные ионы водорода в слабую угольную кислоту, а величина рН устанавли-
валась в пределах 4,0-4,3. В случае применения только доломитовой муки динамическое кислотно-основное равновесие передвигающейся жидкой фазы устанавливалось лишь с поглощенными катионами, находящимися на поверхности почвенных агрегатов при более высоких величинах рН жидкой фазы - 5,16-6,55.
Литература.
1. Окорков В.В. Поглощающий комплекс и механизм известкования кислых почв. Владимир: Владимирский НИИСХ, ВООО ВОИ, 2004. 181 с.
2. Юлушев И.Г. Почвенно-агрохи-мические основы адаптивно-ландшафтной организации систем земледелия ВКЗП: учебное пособие. М.: Академический Проект; Киров: Константа, 2005. 368 с.
3. Известкование кислых почв / Н.С. Авдонин, А.В. Петербургский, С.Г. Шедеров. М.: Колос, 1976. 304 с.
4. Тагиров М.Ш., Шарипова Г.Ф. Изменение агрохимических характеристик серых лесных почв под влиянием различных факторов// Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2014. № 1 (31). Т.9. С. 153- 156.
5. Дричко В.Ф. Модель распространения химического сигнала по цепочке доза мелиоранта-рН-А1 -урожай //Современные проблемы и перспективы известкования кислых почвы: материалы научной конференции, посвященной 75-летию со дня рождения д. с.-х. н., проф. А.Н. Небольсина. Санкт-Петербург: 2010. С. 57-60.
6. Лисицын Е.М. Напряженность стрессового воздействия и генетический потенциал алюмоустойчивости ячменя// Инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Нечерноземье: сб. докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию образования Владимирского НИИСХ Россельхозакадемии/ под ред. Окоркова В.В., Ильина Л.И. Иваново: ПресСто, 2013. Т. 2. С. 41-45.
7. Митрофанова Е.М. Содержание подвижного алюминия в дерново-подзолистой почве Предуралья в зависимости от известкования и минеральных удобрений // Современные проблемы и перспективы известкования кислых почв: материалы научной конференции, посвященной 75-летию со дня рождения д. с.-х. н., проф. А.Н. Небольсина. Санкт-Петербург: ЛНИ-ИСХ, 2010. С. 34-38.
8. Пухальская Н.В. Проблемные вопросы алюминиевой токсичности //Агрохимия. 2005. № 8. С. 70-82.
9. Окорков В.В., Окоркова Л.А. К вопросу о взаимодействии известковых материалов и гипса с поглощающим комплексом кислых почв// Аграрный вестник Верхневолжья. 2013. № 3. С. 5-18.
10. Окорков В.В., Окоркова Л.А. Механизмы взаимодействия извести и гипса с поглощающим комплексом кислых почв // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2013. № 5. С. 39-43.
11. Farina M.P.W., Channon P. Acid-subsoil amelioration 1. A comparison of several mechanical procedures. Soil Sci. Soc. Am. J., 1988, № 52. P. 169-174.
12. Farina M.PW., Channon P. Acid-subsoil amelioration II. Gypsum effects on growth and subsoils chemical properties // Soil Sci. Soc. Am. J. 1988. № 52. P. 175-180.
13. Radcliffe D.E., Clark R.L., Sumner M.E. Effect of gypsum and deep rooting perennials on subsoil mechanical impedance // Soil Sci. Soc. Am. J. 1986. № 50. P. 1566-1570.
14. Окорков В.В. Коллоидно-химическая природа солонцов и основы их мелиорации. Владимир: ВООО ВОИ, 2013. 238 с.
The possibility of interactions between dolomite powder and gypsum with subsurface acidic soil horisons
V.V. Okorkov
Vladimir Research Institute of Agriculture, Tsentral'naya str., 3, Novyi settlement, Suzdal district, Vladimir region, 601261, Russia
Summary. With the aim to improve the fertility and power of the root layer of acid soils a study on the possibility of reducing acidity both the soil ayer limed by dolomite powder (DP) and deeper layers was carried out. In columns through the top two layers of grey forest middle loamy soil from arable horizon with hydrolytic acidity (Ha) 5.0 mmol (eq)/100 g with the applying of DP, gypsum, and their combination and the bottom two layers from the illuvial horizon of sod-podzolic soil with Ha 9.5mmol(eq)/100g(withoutimprover) transpired half and full rate of annual precipitation. While passing through the column with a total dose of DP half of the annual precipitation decreases Ha in sod-podzolic soil due bicarbonate has 17.3% ameliorative effect of DP, in combination it with gypsum - 14.3%, for gypsum - improvement as not observed. In the column with a double dose of DP and the passage of the full rate of annual precipitation in comparison with one dose of DP and passing half doze of precipitation reduction of Ha in the layer 0-40 cm increased from 5.76 to 7.12mmol(eq)/100g, 20-40 cm - from 1,0 to of 1.84 mmol (eq)/100 g, with a combination of 2 doses of DP with gypsum at full rainfall - to 10.2 and4.30 mmol(eq)/100 g, accordingly. With a combination of double doses of DP with gypsum a high concentration of ions Ca2+ andMg2+ in the solution affects the absorbed cations located on the surface and intra of soil aggregates that provides high displacement exchange of hydrogen ions and subsequent binding of bicarbonate in the carbonic acid, lowering pH of the liquid phase to 4.0-4.3. Lowconcentration of divalent cations while using a single DP was replaced only the surface ions H+ and provided pH of the liquid phase of 5.16-6.55.
Keywords: gray forest soil, sod-podzolic soil, acidity hydrolytic, dolomite powder, U gypsum, the degree of hydrolysis of carbonate M ions, utilization rate of improver. л
Author Details: V.V. Okorkov, Dr. Sc. g (Agr.), Deputy Director (e-mail: adm@vnish. л elcom.ru). s
For citation: Okorkov V. V. The possibility ® of interactions between dolomite powder and ю gypsum with subsurface acidic soil horisons. Ю
Zemledelie. 2015. №2. pp. 14-19 (in Russ.) о
■ 5
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
&-
УДК 631.51:633.11"324"(477.52/.6)
Сравнительная оценка минимальных технологий обработки почвы при выращивании озимой пшеницы в северной степи Украины
Н.В. ШЕВЧЕНКО1, кандидат сельскохозяйственных наук, докторант
Е.М. ЛЕБЕДЬ2, академик НААН Украины, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник Н.И. ПИВОВАР3, директор Харьковский национальный аграрный университет им. В.В. Докучаева, п.о. Коммунист-1, Харьковский район, Харьковская обл., 62483, Украина 2Институт сельского хозяйства степной зоны НААН Украины, ул. Дзержинского, 14, г. Днепропетровск, 49600, Украина, 3ЧП «Андреевка», с. Андреевка, Кегичевский район, Харьковская область, 6403l, Украина, E-mail: [email protected]
Исследования поводили для определения целесообразности применения прямого посева при выращивании озимой пшеницы после подсолнечника и гороха. Опыты выполнены в 2008-2010 гг. в условиях северной степи Украины на базе ЧП «Андреевка» Кегичевского района Харьковской области на черноземе обыкновенном с характерным проявлением засухи в весенне-летний период и повышением среднесуточной температуры воздуха. Схема опыта предусматривала изучение трех вариантов: дискования ДМТ-4А на 10-12 см (контроль), комбинированной обработки агрегатом Carrier на 10-12 см и прямого посева сеялкой Rapid RDA 600. После прямого посева происходило снижение густоты растений в посевах озимой пшеницы, в сравнении с дискованием и комбинированной обработ-1Л кой, на 5-8% и повышение засоренности. О Это требует дополнительных затрат на ^ химическую защиту и повышение нормы высева. Наибольшая урожайность в среднем z за 3 года установлена на фоне комбиниро-s ванной обработки: 4,81 т/га после гороха и g 3,84 т/га после подсолнечника. При прямом Ч посеве она была меньше соответственно на ле 20 и 10%. Посев в необработанную почву 2 способствовал сокращению прямых затрат, $ в сравнении с дискованием, на 5-7% после
обоих предшественников, но повышение рентабельности на 7,1% в этом варианте отмечено только при выращивании озимой пшеницы по подсолнечнику. После непаровых предшественников наиболее эффективна технология на основе обработки комбинированными орудиями вследствие лучшей производительности агрегата и большей урожайности зерна, по сравнению с дискованием.
Ключевые слова: озимая пшеница, комбинированная обработка почвы, дискование, прямой посев, предшественник, эффективность.
Для цитирования: Шевченко Н.В., Лебедь Е.М., Пивовар Н.И. Сравнительная оценка минимальных технологий обработки почвы при выращивании озимой пшеницы в северной степи Украины // Земледелие. 2015. № 2. С. 20-21.
Повышенный интерес к технологиям, предусматривающим уменьшение частоты и глубины обработки почвы, вызван многими факторами. С одной стороны, это попытка стабилизировать производство, приостановить стремительное снижение плодородия почвы и развитие эрозионных процессов. С другой - стремление сократить перманентно возрастающие затраты, прежде всего энергоносителей.
В связи с изложенным, во многих странах мира в последние 20 лет произошло значительное расширение площадей возделывания сельскохозяйственных культур с нулевой обработкой почвы [1-3]. При использовании такой технологии особое
внимание уделяют средствам защиты растений, главным образом, обеспечивающим контроль засоренности, которая становится одной из основных проблем в случае отсутствия обработки почвы [4]. Однако учащение использования и усиление воздействия средств химической защиты, а также создание трансгенных сортов вызывают определенные сомнения по поводу экономичности этих технологий в ближайшем будущем и, возможно, полной зависимости сельскохозяйственного производства от химической монополии. Предварительные сообщения научных учреждений об эффективности прямого посева неоднозначны в отношении вопросов формирования оптимальной плотности сложения и водопроницаемости почв, а также урожайности культур. Кроме положительного эффекта и восстановления показателей плодородия почв [5, 6], при их использовании возникает ряд производственных проблем [7, 8].
Цель наших исследований - определение целесообразности применения прямого посева и особенностей выращивания озимой пшеницы после подсолнечника, площади под которым на Украине стремительно расширяются при одновременном сокращении доли чистых паров.
Опыты проводили в условиях северной степи на базе ЧП «Андреевка» Кегичевского района Харьковской области Украины на черноземе обыкновенном при повышенной среднесуточной температуре воздуха и резком ухудшении влагообеспеченности. В опыте сравнивали следующие варианты обработки почвы под озимую пшеницу после гороха и подсолнечника: дискование ДМТ-4А на 10-12 см (контроль), обработка комбинированным агрегатом Carrier на 10-12 см и прямой посев сеялкой Rapid RDA 600. Исследования проводили в системе дифференцированной дисково-чизельной обработки в севообороте в посевах озимой пшеницы сорта Антоновка. Во всех вариантах применяли гербициды.
1. Густота растений и засоренность посевов озимой пшеницы в зависимости от технологий обработки почвы (среднее за 2008-2010 гг.)
Вариант Густота стояния растений, шт./м2 Соотношение массы сорняков к культурным растениям, %
после гороха после подсолнечника после гороха после подсолнечника
Дискование 438 400 12 21
Комбинированная обработка 449 415 12 18
Прямой посев 414 412 21 30
НСР05 24 11 1,5 1,8
2. Урожайность и экономическая эффективность технологий обработки почвы при выращивании озимой пшеницы (среднее за 2008-2010 гг.)
Обработка почвы (фактор А) Предшественник (фактор В) Урожайность, т/га Соотношение затрат на технологию, % Уровень рентабельности, %
Дискование горох 4,52 100 64,2
подсолнечник 3,21 96 16,6
Комбинированная обработка горох подсолнечник 4,81 3,54 98 95 70,3 30,3
Прямой посев горох 3,99 93 49,0
подсолнечник 3,23 91 23,7
НСР05А НСР05В НСР05АВ - 0,31 - -
- 0,25 - -
- 0,44 - -
8. Байдюк М.И. Агрофизические параметры почвы при использовании почвозащитных технологий // Агро^я i Грунтознавство. Мiжвiд. темат. зб. Спец. вип. до V з'Узду УТГА. ч. 4. Нвне, 1998. С. 50-53.
Comparative evaluation of minimum tillage technologies for winter wheat cultivation in the northern steppes of Ukraine
N.V. Shevchenko1 , E.M. Lebed2, N.I. Pivovar3
1 Kharkov National Agrarian University named after V.V. Dokuchayev, set. Communist-1, Kharkov district, Kharkov region, 62483, Ukraine
2 Institute of Agriculture
of the steppe zone NAAS of Ukraine, Dzerzhinskogo str., 14, Dnepropetrovsk, 49600, Ukraine
3 PF «Andreyevka», vil. Andreevka, Kharkov district, Kharkov region, 64031, Ukraine
Наиболее качественную подготовку посевного слоя в опыте обеспечило использование комбинированного орудия Carrier. Одновременное проведение дискования, рыхления и выравнивания почвы за один проход агрегата способствовало получению более дружных всходов озимой пшеницы, по сравнению с дискованием в контроле и прямым посевом. В вариантах со сплошной обработкой после раннего предшественника (горох) отмечено преимущество перед прямым посевом в пределах 5-8% по густоте растений к уборке урожая (табл. 1). В случае выращивания озимой пшеницы после подсолнечника количество растений оказалось меньше, чем после гороха, в среднем на 6%, при этом более благоприятные условия для развития культуры установлены после комбинированной обработки и прямого посева.
Действие гербицидов при прямом посеве оказалось менее эффективным, чем на фоне дискования и комбинированной обработки, то есть для контроля засоренности фитоценозов в случае использования этой технологии потребуются дополнительные затраты. Количество и масса сорняков при всех вариантах обработки почвы после подсолнечника оказались выше, чем по гороху, на 40-75%.
Из-за погодных условий урожайность зерна озимой пшеницы варьировала по годам исследований: от максимальной в 2008 г (6,68 т/га) до минимальной в 2010 г (2,57 т/га). Но в пределах каждого года и в среднем за три года исследований наибольшей она оказалась после комбинированной обработки (табл. 2). По гороху в этом варианте было собрано зерна на 20% больше, чем при прямом посеве, а по подсолнечнику разница с дискованием и прямым посевом составила 10%.
Прямой посев способствовал сокращению прямых затрат, по сравнению с дискованием, всего на 5-7% после обоих предшественников. Поэтому его применение оказалось более рентабельным лишь при условии получения близкой к контролю урожайности озимой пшеницы после подсолнечника. Самая высокая рентабельность по обоим предшественникам отмечена в варианте
с комбинированным орудием, что стало возможным вследствие лучшей производительности агрегата и большей урожайности зерна, чем при дисковании.
Таким образом, технология прямого посева озимой пшеницы после гороха в условиях северной степи Украины характеризуется низкой эффективностью. Урожайность при ее использовании в этом случае снижается, по сравнению со сплошной предварительной обработкой, на 13-20%, что не компенсируется экономией ресурсов. При размещении озимой пшеницы после подсолнечника прямой посев способствует повышению рентабельности в связи с сокращением затрат на 5-7% и форнием урожайности на уровне варианта с дискованием.
При выращивании озимой пшеницы после непаровых предшественников наиболее эффективна технология с обработкой почвы комбинированным орудием на глубину 10-12 см.
Литература.
1. Кирюшин В.И. Проблема минимизации обработки почвы: перспективы и задачи исследований // Земледелие. 2013. № 7. С. 3-6.
2. Медведев В.В. Нульовий обробток Грунту в европейських краУнах. Харюв: ТОВ «Едена», 2010. 202 с.
3. Циков В.С. Состояние и перспективы развития системы обработки почвы (обзор-исследования-опыт). Днепропетровск: ЭНЭ, 2008. 168 с.
4. Кулинцев В.В., Дридигер В.К. Эффективность использования пашни и урожайность полевых культур при возделывании по технологии прямого посева // Достижения науки и техники АПК. 2014. №4. С. 16-19.
5. Прямой посев полевых культур и его эффективность / Г.Р. Дорожко, О.Г. Шабал-дас, В.К. Зайцев, Д.Ю. Бородин // Земледелие. 2013. № 8. С. 20-23.
6. Романенко А.А., Васюков П.П. Кто поставит точку в войне с землей? Земледелие, 2006. № 6. С. 23-25.
7. Спичков С. И., Фомин В.Н. Влияние приемов основной обработки почвы, удобрений и средств защиты растений на засоренность, агрофизические свойства почвы и продуктивность ячменя // Вестник Казанского ГАУ. 2014. № 1(31). С. 139-143.
Summary. The goal of researches was determination of the appropriateness of direct seeding ia winter wheat after sunflower and pea. The experiments were conducted in 20082010 in the Northern steppe of Ukraine on the fields of PF «Andreyevka», which is located in Kegichevskiy district, Kharkov region. The soil is ordinary chernozem. Drought is tipical in the spring-summer period, elso increasing average daily temperature. There were studied 10-12 cm disking by DMT-4A (control), 10-12 cm cultivating by combined aggregate Carrier and direct seeding by drill Rapid RDA 600. Plant density decreased by 5-8%, and weed infestation of winter wheat increased after direct seeding compared to disking and combined cultivating, which requires additional costs for chemical protection and increases the seeding rate. The highest average yield for three years is found at combined cultivating: 4.81 t/ha after peas and 3.84 t/ha after the sunflower. At direct sowing winter wheat yield was lower by 20% after pea, and after 10% - after sunflower. Direct costs were reduced by 5-7% at direct sowing in comparison with disking after both predecessors. But, 7.1% profitability increase was only at growing winter wheat after sunflower. The most effective technology after nonfallow predecessors is one which is based on cultivating by combined equipment the due to the better unit performance and grain yield than at the disking.
Keywords: winter wheat, combined tillage, disking, direct seeding, predecessor, efficiency.
Authors Details: N. V. Shevchenko, U Cand. Sc. (Agr.), Doctoral Candidate (e-mail: g [email protected]); E.M. Lebed, member e of NAASU, Dr. Sc.(Agr.), Senior Researcher; g N.I. Pivovar, Director of PF «Andreevka»
Forcitation: Shevchenko N.V., LebedE.M., s Pivovar N. I. Comparative evaluation of minimum № tillage technologies for winter wheat cultivation 2 in the northern steppes of Ukraine //Zemledelie. M
2015. No 2. pp. 20-21 (in Russ.) O
■ 5
УДК 631.51.012
Эффективность комбинированной обработки почвы в условиях степи восточных предгорий Южного Урала
Я.З. КАИПОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
З.Р. СУЛТАНГАЗИН1, научный сотрудник, соискатель М.М. АБДУЛЛИН2, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
башкирский НИИСХ, ул. Рихарда Зорге, 19, г. Уфа, 450059, Россия 2Башкирский ГАУ, ул. 50-летия Октября, 34, г. Уфа, 450001, Россия E-mail: [email protected]
Исследования проводили с целью определения преимуществ или недостатков системы комбинированной обработки почвы, по сравнению с минимальной и дифференцированной. Работа выполнена в 2006-2011 гг. в степных условиях восточного предгорья Южного Урала. Рельеф равнинный, почва - чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый. Исследовали 3 варианта основной обработки почвы в зернопаровом севообороте (пар чистый - яровая пшеница - яровая пшеница - горох - ячмень): отвальную, безотвальную и комбинированную. Предпосевная обработка однотипная: ранневесеннее боронование и культивация. Испытания проводили на 3 фонах: без удобрения, навоз в паровом поле (50 т/га), сидерат(зеленая масса гороха) в паровом поле. Все 3 фона сочетали с минеральными удобрениями. Безотвальная и комбинированная системы обработки улучшали структурно-агрегатный состав почвы, повышая содержание фракции размером 0,25-10 мм в слое 0-30 см до 79-88 %, против 78-85 % на отвальной. Удобрения заметного влияния на структуру почвы не оказали. Наименьшая плотность почвы отмечена при отвальной обработке - 1,14-1,19 г/см3, при безотвальной она увеличивалась, а на фоне комбинированной обработки занимала промежуточное положение. Лучшую зерновую продуктивность звена зернопарового севооборота (19,221,3 ц/га) обеспечили системы безотвальной и комбинированной обработки щ почвы. При схожести показателей уро-q жайности предпочтение следует отдать см комбинированной системе, поскольку почва подвергается меньшему механи-Z ческому рыхлению, приобретает более ие устойчивое строение пахотного слоя.
Ключевые слова: обработка почвы,
4 зерно-паровой севооборот, водный реле жим, структура почвы, плотность почвы,
5 засоренность посевов, урожайность Зе зерновых.
Для цитирования: Каипов Я.З., Сул-тангазин З.Р., Абдуллин М.М. Эффективность комбинированной обработки почвы в условиях восточных предгорий степи Южного Урала//Земледелие. 2015. № 2. С. 22-24.
Изменяя ход физических, химических и биологических процессов, обработка почвы влияет на ее плодородие в большей степени, чем другие технологические факторы. В общей структуре затрат по возделыванию сельскохозяйственных культур на эту операцию приходится до 50%. Большинство исследователей сходятся во мнении о том, что по мере снижения интенсивности механических обработок окультуренных почв условия для их самовосстановления улучшаются. Кроме того, сокращаются затраты энергии, что не только удешевляет технологии, но и повышает стабильность почвенной и окружающей среды [1-3].
Предел минимализации обработки почвы - нулевая технология, при использовании которой улучшается плодородие определенных почв [4, 5]. Однако для ее реализации необходимы высокая первоначальная техническая оснащенность и интенсивная химизация. Это обстоятельство ограничивает широкое применение системы прямого посева. Кроме того, есть другие сдерживающие факторы: почвенно-климатические условия, недостаток полевых исследований и др. В нашей стране более распространены дифференцированные системы обработки [6]. Во многих публикациях показаны преимущества системы комбинированной обработки почвы, сочетающей рациональное применение отвальной, безотвальной и минимальной обработок в севообороте [6-9].
Мы исследовали систему комбинированной обработки в Зауральской степи Республики Башкортостан с целью выявления ее преимуществ или недостатков в этом регионе.
Полевые опыты проводили в 20062011 гг. в Баймакском научном подразделении Башкирского НИИСХ. Опытное поле расположено в восточных предгорьях степи Южного Урала. Рельеф равнинный, почва - черно-
зем обыкновенный среднемощный тяжелосуглинистый. Климат резко континентальный, засушливый. Годовое количество осадков 330 мм, из них 198 мм - приходятся на активный вегетационный период (май - сентябрь).
Схема опыта включала 3 варианта систем основной обработки почвы в 5-польном зернопаровом севообороте (пар чистый, яровая пшеница, яровая пшеница, горох, ячмень): отвальная - вспашка на 25-27 см под чистый пар и горох, 20-22 см - под пшеницу и ячмень; безотвальная - чизельное рыхление (ПЧ-2,5) на аналогичную глубину под соответствующие культуры; комбинированная - дискование (БДТ-3) поверхностного слоя 10-12 см под чистый пар, пшеницу и ячмень, чизельное рыхление на 25-27 см под горох. Во всех 3 вариантах предпосевная подготовка почвы заключалась в ранневесеннем бороновании и культивации на глубину заделки семян. Системы обработки почвы испытывали на 3 фонах питания: без удобрения; с внесением навоза; с использованием сидерата в сочетании с минеральными удобрениями. Норма навоза - 50 т/га однократно за ротацию севооборота в паровом поле. В качестве сидеральной культуры использовали горох, зеленую массу которого заделывали в почву также в паровом поле.
Методика полевых и лабораторных исследований - общепринятая.
Для более четкого выявления закономерностей изменения структурно-агрегатного состава и плотности почвы мы проанализировали величины этих показателей не под всеми культурами, а в звене севооборота: пшеница - горох - пшеница. Здесь приемы подготовки почвы наиболее дифференцированы в связи с наличием гороха, под который проводится более глубокая обработка, а при комбинированной системе в севообороте поверхностное рыхление прерывается чизелеванием на 25-27 см.
В полях пшеницы по пшенице и гороха по пшенице безотвальная и комбинированная обработки заметно улучшали структурно-агрегатный состав почвы, по сравнению с отвальной, что выражалось в увеличении содержания фракций размером 0,2510 мм в слое 0-30 см (табл. 1).
Безотвальная обработка улучшала структуру почвы и на фонах с навозом и сидератом. Сами органические удобрения в пределах однотипных систем обработки заметного влияния на структуру почвы не оказали. При отвальной обработке полей под пшеницей по пшенице с сидеральным удобрением содержание суммы агрономически ценных агрегатов по срав-
1. Влияние систем обработки на содержание агрономически ценных фракций и плотность почвы в слое 0-30 см
Отвальная Безотвальная Комбинированная
без ор- без ор- без ор-
Показатель гани-ческих удобрений на- сиде- гани-ческих удобрений на- сиде- гани-ческих удобрений на- сиде-
воз рат воз рат воз рат
Содержание фракций 0,25-10 мм, % Пшеница по пшенице 77,6 77,6 82,5 82,6 81,7 83,5 79,9 79,2 81,8
Плотность, г/см3 1,19 1,14 1,15 1,24 1,21 1,24 1,22 1,20 1,20
Горох
Содержание фракций 0,25-10 мм, % 83,2 84,6 81,6 85,1 87,3 87,8 88,1 87,6 85,6
Плотность, г/см3 1,12 1,11 1,17 1,11 1,14 1,20 1,15 1,19 1,18
Содержание фракций 0,25-10 мм, % Пшеница по гороху 86,5 83,4 85,3 85,0 83,8 86,4 79,0 83,3 79,8
Плотность, г/см3 1,21 1,11 1,13 1,27 1,22 1,14 1,21 1,16 1,14
нению с вариантами без органических удобрений и с навозом, повысилось на 4,9%.
На плотность почвы пахотного слоя влияли системы обработки, виды удобрения и очередность поля в севообороте (табл. 1). В варианте пшеница по пшенице наименьшая плотность почвы отмечена на фоне отвальной обработки - 1,141,19 г/см3. При безотвальной системе она увеличивалась. Сочетание в севообороте различных приемов обработки обеспечивало более рыхлое сложение, чем при безотвальной системе, со значениями в пределах 1,20-1,22 г/см3. По сравнению с фоном без органических удобрений, навоз и сидерат снижали плотность почвы при отвальной обработке под всеми культурами, при безотвальной - под пшеницей по гороху, на фоне комбинированной - под пшеницей по пшенице и пшеницей по гороху.
Определенной зависимости между структурным составом и плотностью почвы не выявлено. В зависимости от используемых систем обработки содержание агрономически ценных фракций в почве отличалось незначительно. В то же время установлены существенные различия по плотности. По общеизвестным представлениям, плотность почвы должна повышаться по мере снижения содержания в ее структуре доли ценных фракций [10]. На наш взгляд, такая закономерность характерна для относительно малоструктурных почв. В нашем эксперименте почва отличается хорошей оструктуренностью, что определяет ее устойчивость к переуплотнению. Величина этого показателя, хотя и повышается при безотвальных обработках, остается в интервале 1,11-1,27 г/см3, оптимальном для большинства полевых культур. Увеличение плотности при безотвальной и комбинированной системах обработки - следствие менее интенсивного, чем при вспашке,
рыхления. В свою очередь, при сравнении двух этих вариантов между собой, более рыхлое сложение почвы после комбинированной обработки объясняется устойчивым состоянием пахотного слоя в случае отсутствия глубокого рыхления.
Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы зависели от систем обработки. В начале вегетации (фаза полных всходов) в полях пшеницы по пшенице и пшеницы по гороху более высокая их величина отмечена при безотвальной и комбинированной системах обработки. Разница с вариантом, предусматривающим ежегодную вспашку, составляла в среднем 13,6-18,5% относительно уровня при отвальной обработке (табл. 2). Более высокие запасы влаги в начале вегетации пшеницы при безотвальной обработке обусловлены снегонакопительным влиянием сохраненной стерни и большей оструктуренностью почвы.
нижележащих слоев почвы при комбинированной системе обработки ненамного превышала величину этого показателя в варианте с ежегодной вспашкой.
Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы в середине вегетации яровой пшеницы по обоим предшественникам при системах отвальной и безотвальной обработки было примерно одинаковым. В случае комбинированной обработки в севообороте благодаря влагозащитному действию мульчирующего поверхностного слоя величина этого показателя была в среднем на 35 мм выше (8-13%), чем в остальных вариантах. В годы проведения полевого опыта в начале и середине вегетационного периода в среднем выпадали намного более частые и значимые осадки, чем в конце. Это обстоятельство послужило причиной лучшей сохранности продуктивной влаги при комбинированной обработке почвы в первой половине вегетации. К концу этого периода при высокой температуре и уменьшающихся осадках мульчирующий слой, сформированный в варианте с комбинированной системой, перестал препятствовать испарению. В результате запасы остаточной продуктивной влаги выровнялись при всех обработках.
В динамике водного режима почвы в гороховом поле отмечена некоторая специфика. Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы в начале вегетации культуры было одинаковым по всем трем системам обработки. Такое положение объясняется примерно схожим агрофизическим состояни-
2. Влияние систем обработки почвы на динамику продуктивной влаги в метровом слое почвы, мм (среднее за 2006-2011 гг.)
Культура Система обработки почвы Полные всходы Колошение -цветение Полная спелость
Пшеница отвальная 45,4 37,4 13,6
по пшенице безотвальная 51,7 38,6 13,7
НСР05 Горох комбинированная 51,6 4,2 40,5 2,7 13,5 1,8
отвальная 69,3 26,2 18,9
безотвальная 72,0 29,8 18,6
комбинированная 69,5 31,5 20,4
НСР05 2,8 3,4 2,0
Пшеница отвальная 71,2 18,5 9,8
по гороху безотвальная 79,6 20,4 9,6
НСР05 комбинированная 76,7 4,3 25,1 3,8 16,9 2,5
Хорошая весенняя влагозарядка почвы в варианте с комбинированной обработкой связана с улучшением строения пахотного слоя. Дискование создало выровненную поверхность поля и мелкокомковатую структуру 0-10 см слоя почвы, с плотностью, почти одинаковой с безотвальным способом. В то же время плотность
ем пахотного слоя почвы, поскольку под горох во всех вариантах проводили глубокое рыхление. Однако в середине вегетации (начало цветения) преимущество в сохранении влаги было уже за системой комбинированной обработкой вследствие защитного действия мульчи. То же самое наблюдали и в других полях
и
ф
з
ь
ф
д
ф
ь
ф
м О 5
