Научная статья на тему 'Особенности динамики структурно-агрегатного состояния и плотности сложения выщелоченного чернозема в Северной лесостепи Тюменской области'

Особенности динамики структурно-агрегатного состояния и плотности сложения выщелоченного чернозема в Северной лесостепи Тюменской области Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
116
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОДОПРОЧНОСТЬ / СТРУКТУРА ПОЧВЫ / ПАХОТНЫЙ ГОРИЗОНТ / АГРОНОМИЧЕСКИ ЦЕННАЯ СТРУКТУРА / ВЫЩЕЛОЧЕННЫЙ ЧЕРНОЗЕМ / ГЛЫБИСТАЯ СТРУКТУРА

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Еремин Д. И.

При распашке выщелоченных черноземов происходит формирование глыбистой структуры, снижается водопрочностьагрономически ценных агрегатов, вто время как на целинных участках за годы исследований существенных отклонений не наблюдается.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Еремин Д. И.

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

Текст научной работы на тему «Особенности динамики структурно-агрегатного состояния и плотности сложения выщелоченного чернозема в Северной лесостепи Тюменской области»

Таблица 3

Выход воздушно-сухого вещества в урожае зеленой массы кукурузы

Густота посева, тыс.растений на га А Г ибриды В 1-й срок посева, 18.05 2-й срок посева, 14.06

всего, т/га в том числе початки всего, т/га в том числе початки

т/га % т/га %

50 Донская 8,7 2,1 24,1 3,8 0,3 7,9

Катерина 11,8 6,6 55,9 6,0 1,8 30,0

100 Донская 12,0 2,2 18,3 5,3 нет -

Катерина 17,5 8,0 45,7 10,1 2,1 20,8

150 Донская 14,5 2,7 18,6 8,1 нет -

Катерина 19,2 8,0 41,7 12,4 1,9 15,3

200 Донская 18,2 2,9 15,9 8,5 нет -

Катерина 19,4 6,6 34,0 13,0 2,0 15,4

НСР05 частных различий А 3,6 1,4

Б 1,5 7,8

главных эффектов А 2,5 1,0

Б 0,7 3,9

Катерина превзошел позднеспелый Донская на 4,0 т/га при НСР05 главных эффектов 0,7 т/га.

Масса початков в урожае кукурузы при посеве 18.05.06 имела наибольший показатель при густоте у скороспелого гибрида Катерина 100 и 150 тыс. и составила 8,0 т/га, позднес-

пелого гибрида Донская меньше на 5,3 при густоте 150 и на 5,1 т/га - 200 тыс. растений на га.

При позднем сроке посева (14.06.06) из-за более низкой урожайности зеленой массы, более высокой влажности выход сухого вещества, в среднем, по обоим гибридам в срав-

Земледелие

нении с ранним сроком был ниже при густоте 50 тыс. растений на га в 2,1; 100 - 1,9; 150 - 1,6 и 200 - 1,8 раза.

Самый высокий выход воздушносухого вещества получен, как и при раннем сроке посева с густотой 200 тыс. растений на га и равнялся у гибрида Донская 8,5, а гибрид Катерина - 13,0 т/га. В целом, по всем густотам скороспелый гибрид Катерина превосходил позднеспелый Донская по выходу воздушно-сухого вещества на 4,0 т/га или 38,5%.

Выводы

Таким образом, наибольший урожай зеленой массы кукурузы и выход воздушно-сухого вещества при посеве 18.05 и густоте посева 200 тыс. растений на гектар с долей початков у скороспелого гибрида Катерина - 38%. При июньском посеве початки формируются только у скороспелого гибрида Катерина, но их доля и масса в общем урожае существенно ниже в сравнении с ранним сроком посева.

Литература

1. Гамбург К.З. Проблемы растениеводства Сибири и возможности их решения с помощью регуляторов роста // Физиолого-биохимические основы применения регуляторов роста в Сибири. Иркутск: АН СССР, 1986. - С. 3-8.

2. Плешков В.П. Практикум по биохимии растений. - М.: Колос, 1976. - 256 с.

3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1979. - 416 с.

4. Юдин Ф.А. Методика агротехнических исследований. - М.: Колос, 1971. - 269 с.

ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ СТРУКТУРНОАГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ И ПЛОТНОСТИ СЛОЖЕНИЯ ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА В СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ

ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Д.И. ЕРЕМИН,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,

Тюменская ГСХА, г Тюмень

Ключевые слова: водопрочность, структура почвы, пахотный горизонт, агрономически ценная структура, выщелоченный чернозем, глыбистая структура.

Ежегодные механические обработки почвы неминуемо приводят к изменению плодородия, что отражается на продуктивности пашни и почвообразовательных процессах. Усиление антропогенной нагрузки на поверхностный слой почвы зачастую приводит к ухудшению отдельных физических показателей, порой незаметных для сельскохозяйственного товаропроизводителя.

Одним из важнейших показателей состояния пахотных почв является ее плотность. От этого показателя зависят условия аэрации, влагообеспечен-ность, рост и развитие растений. Оптимальная плотность для большинства сельскохозяйственных культур в различных почвенных условиях находит-

ся в пределах 1,1-1,3 г/см3 [1, 2]. По данным Н. В. Абрамова [3], на выщелоченных черноземах оптимальная плотность почвы для зерновых культур составляет 1,00-1,17 г/см3. Однако, динамика плотности старопахотных черноземов изучена не в полной мере, поэтому кафедрой почвоведения и агрохимии были проведены исследования по изучению агрофизических показателей при длительном сельскохозяйственном использовании выщелоченных черноземов.

Цель и методика исследований В 1968 году в северной лесостепи Тюменской области был заложен стационар. Почва - чернозем выщелоченный, среднемощный, среднесуглинис-

"тый, сформировавшийся на карбонатном лёссовидном суглинке.

После подробного анализа почвенного профиля, часть стационара была распахана и до настоящего времени находится под пашней. Промежуточные исследования в 1990 и 2006 году позволили выявить ряд изменений антропогенного характера и естественного почвообразовательного процесса.

В опыте определялась плотность почвы до глубины 190 см через каждые 10 см методом Качинского и проводился структурный анализ почвы по методу Н. И. Саввинова (сухое и мокрое просеивание) в 6-ти кратной повторности.

Water stability, soil structure, plowing horizon, agronomy of valuable aggregates, leached chernozem, blocky structure.

Таблица 1

Плотность чернозема выщелоченного, г/см3

Слой, см Целина Пашня

1990 г. 2006 г. отклонение, % от целины 1968 года

1968 г. 1990 г. 2006 г. 1990 г. 2006 г.

0-10 1,08 1,03 1,00 0,89 0,98 -17,6 -9,3

10-20 1,02 0,96 1,00 0,86 0,94 -15,7 -7,8

20-30 1,09 1,00 1,05 0,95 1,05 -12,8 -3,7

30-40 1,18 1,14 1,16 1,26 1,33 6,8 12,7

40-50 1,20 1,22 1,16 1,29 1,24 7,5 3,3

50-60 1,20 1,17 1,21 1,20 1,30 0,0 8,3

60-70 1,35 1,28 1,26 1,38 1,33 2,2 -1,5

70-80 1,38 1,36 1,36 1,44 1,48 4,3 7,2

80-90 1,36 1,33 1,30 1,36 1,40 0,0 2,9

90-100 1,40 1,42 1,46 1,45 1,41 3,6 0,7

100-120 1,42 1,38 1,40 1,48 1,44 4,2 1,4

120-160 1,50 1,50 1,52 1,52 1,57 1,3 4,7

160-190 1,51 1,53 1,46 1,48 1,5 -2,0 -0,7

Результаты исследований

Исследования показывают, что плотность слоя 0-30 см на целине находится в пределах 1,02-1,09 г/см3 (табл.1), что соответствует оптимальному значению для развития растений. Корни многолетних трав и отсутствие антропогенного фактора способствуют сохранению плотности на одном уровне в течение длительного времени. Так, за период с 1968 по 2006 год, данный показатель практически не изменился - 1,00-1,05 г/см3.

Более глубокие слои чернозема (30-70 см) имели плотность более высокую, чем верхние, вследствие закономерного давления вышележащего слоя. Данный показатель варьировал от 1,20 до 1,35 (слой 60-70 см) г/см3 в 1968 году, что также находится в пределах оптимальных значений. Это указывает на существование благоприятных условий для корней. За 21 год плотность данного слоя не изменилась, за исключением слоя 60-70 см, где произошло незначительное разуплотнение до 1,26 г/см3.

Плотность слоя 70-120 см за годы исследований значительных изменений не претерпела и составила 1,301,46 г/см3. Согласно утверждению В. Ф. Трушина (1990), увеличение плотности свыше 1,30 г/см3 препятствует распространению корневой системы зерновых культур глубже данного слоя. Это подтверждается и визуальным осмотром изучаемого разреза, где корни глубже 70 см встречаются только единично.

После того, как в 1968 году прошла распашка части целинного участка чернозема выщелоченного, появилась возможность провести анализ агрофизических показателей в условиях длительного сельскохозяйственного воздействия. Исследования 1990 года

показывают, что под действием обработки почвы произошли значительные изменения в плотности различных слоев почвы. Как и следовало ожидать, пахотный слой (0-30 см) стал более рыхлым - плотность составила 0,89-

0,95 г/см3, что почти соответствовало оптимальной плотности для зерновых культур. И как показывают исследования 2006 года плотность пахотного слоя, благодаря ежегодным обработкам, остается на прежнем уровне.

Однако изменения произошли и в более глубоких слоях почвы, которые напрямую не были связаны с обработкой. Резкое увеличение плотности в слое 30-50 см (1,26-1,29 г/см3) на пашне, указывает на антропогенные причины уплотнения, так как на целине этот показатель был ниже - 1,14-1,22 г/см3. Проведенный анализ через 16 лет показал, что уплотнение произошло только в слое 30-40 см - 1,33 г/см3, в то же время слой 40-50 см хоть и незначительно, но разрыхлился. Данный факт указывает на возникновение так называемой «плужной подошвы» - слоя с повышенной плотностью, через которую корни растений проникают с большим трудом и тем самым формируют поверхностную корневую систему.

Помимо «плужной подошвы» можно заметить и другой уплотненный слой, который возник на глубине 7080 см, причем он отмечен только на пашне, что указывает на агрогенное происхождение. В 1990 году плотность этого слоя достигла 1,44 г/см3, что на 0,08 грамма больше целины, причем со временем происходит дальнейшее уплотнение до 1,48 г/см3, в то время как на целине в 2006 году плотность была неизменной - 1,36 г/ см3. Плотность нижележащего слоя в 1990 году на пашне была на уровне целины, но уже в 2006 году произошло

Земледелие

уплотнение до 1,40 г/см3, что на 0,1 грамма больше целинного участка. Данный факт объясняется усилением процессов иллювиирования, то есть накопления илистой фракции в слое 70-80 см в результате усиления процессов деградации почвы.

Слои глубже 80-ти см значительным изменениям не подверглись и оставались на уровне показателей целины 1968 года.

Плотность в сильной степени влияет и на другой агрофизический показатель - структурное состояние почвы и водопрочность агрегатов.

Содержание агрономически ценных агрегатов в слое 0-30 см при сухом просеивании указывает на отличное структурное состояние целинного чернозема, причем на протяжении всего периода исследований. Содержание наиболее ценных агрегатов (3-5 и 2-3 мм) в 1968 году составляло 16,7 и 23,3 % соответственно, в то время как содержание частиц более 10 и <0,25 мм составляло 3,1 и 7,8 % соответственно. В последующие годы исследований варьирование содержания структурных агрегатов происходило лишь в диапазоне агрономически ценной структуры, что объясняется изменением условий увлажнения.

Распашка целины и длительное сельскохозяйственное использование привело к ухудшению структурного состояния пахотного горизонта (0-30 см) За период с 1968 по 1990 год содержание агрономически ценных агрегатов снизилось до 69,3 % - что характеризуется как хорошее структурное состояние, в то время как на целине в этот же год структура оценивалась как отличная. Причем значительно увеличилось количество агрегатов >10 мм -24,1, тогда как на целине - 2,8 % (табл.2). Этот факт можно объяснить ухудшением влажности почвы, вследствие многократных обработок почвы, которые иссушают верхний слой почвы, тем самым, создавая благоприятные условия для глыбообразования. Максимальному разрушению под действием длительного сельскохозяйственного воздействия подверглись частицы размером от 1 до 5 мм. Количество микроагрегатов (<0,25 мм) за данный период не увеличилось.

За последующие 16 лет процесс изменения в структуре почвенных агрегатов проходил не такими большими темпами. Содержание агрономически ценных агрегатов в 2006 году составляло 67,7 %, что на 1,6 меньше 1990 года. Ухудшение структуры происходило за счет увеличения частиц размером >10 мм - 27,2 %, в то время как в 1990 году их было на 3,1 % меньше.

Для изучения скорости процесса ухудшения структурного состояния почвы можно провести условный расчет снижения агрономически ценных агрегатов: за период с 1968 по 1990 год (21 год) содержание частиц 0,25-10 мм

Таблица 2

Структурное состояние чернозема выщелоченного (слой Q-3Q см)

Год Размер агрегатов, мм Содержание агрономически ценных агрегатов (10-0,25 мм), % от массы воздушносухой почвы

>10 10-5 5-3 3-2 2-1 1-0,25 <0,25

Целина

1968 3,1 16,4 16,7 23,3 20,5 12,3 7,8 89,1

1990 2,8 16,9 18,2 20,8 19,0 13,9 8,4 88,8

2006 2,9 16,4 18,0 21,8 20,2 12,8 8,0 89,1

Пашня

1990 24,1 18,8 10,4 13,6 15,0 11,7 6,5 69,3

2006 27,2 20,0 9,9 12,5 12,2 13,1 5,1 67,7

Таблица 3

Водопрочность почвенных агрегатов чернозема выщелоченного

(слой Q-3Q см)

Год Размер агрегатов, мм Содержание агрономически ценных агрегатов (10-0,25 мм), % от массы воздушносухой почвы

>10 1Q-5 5-3 3-1 1-Q25 <0,25

Целина

1968 14,1 23,5 19,6 18,3 15,2 9,3 76,6

199Q 14,5 22,6 19,9 18,4 15,7 8,9 76,6

2QQ6 14,1 22,Q 21,9 19,2 15,3 7,5 78,4

Пашня

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

199Q 16,7 24, Q 10,4 15,4 15,8 17,7 65,6

2QQ6 15,8 23,8 10,3 14,5 15,Q 20,6 63,6

снизилось на 19,8 %, то есть 0,94 % в год; за период с 1990 по 2006 - 0,1 % за 1 год. Это указывает на то, что процесс изменения структуры в первые годы использования проходит наиболее интенсивно, и постепенно снижая с годами свои темпы.

Помимо «сухого» агрегатного анализа, отражающего количественные показатели, необходим анализ водо-прочности структурных агрегатов, который является качественным пока-

зателем структуры почвы.

Мокрое просеивание в 1968 году показывает, что содержание агрономически ценных агрегатов достигает 76,6 %, это указывает на отличную водопрочность целинного чернозема. За 38 лет этот показатель увеличился до 78,4 %, что указывает на благоприятное воздействие многолетней травянистой растительности на агрегатный состав почвы.

В результате длительного исполь-

Земледелие

зования чернозема под пашней водопрочность существенно изменилась. Содержание агрономически ценных агрегатов снизилось до 65,5 %, при этом произошло увеличение частиц размерами менее 0,25 мм - 17,7, в то время как на целине в этот же год их было 8,9, то есть в два раза меньше (табл.3). Это указывает на процесс деградации в результате ухудшения физико-химических свойств пахотного слоя чернозема. Наиболее сильно снижается водопрочность частиц 3-5 мм, то есть самой ценной фракции в почве.

За последующие 16 лет содержание водопрочных агрегатов снизилось всего на 2%, что является незначительным показателем, находящимся в пределах ошибки анализа.

Выводы

Плотность целинного чернозема за 38 лет не изменилась по всему почвенному профилю. Верхние слои обладали оптимальной плотностью для благоприятного роста и развития растений.

Длительное сельскохозяйственное использование чернозема привело к образованию на глубине 30-40 и 70-90 см слоев с плотностью 1,33 и 1,40-1,48 г/см3, что негативно влияет на процессы корнеобразования растений;

Структура верхнего слоя чернозема (0-30 см) на целине оценивается как отличная с содержанием агрономически ценных агрегатов более 80 %, причем за 38 лет структурное состояние оставалось неизменным.

Распашка целины и длительное использование под пашней привело к резкому увеличению агрегатов >10 мм, за счет снижения агрономически ценной структуры.

Ухудшение структуры и водопроч-ности пахотного горизонта чернозема выщелоченного происходят интенсивно в первые 20 лет использования почвы, в дальнейшем процессы деградации снижаются.

Литература

1. Ситников А.М. Структура и плотность почвы и их роль в плодородии: Лекция. - Омск, 1980. - 20 с.

2. Трушин В.Ф. Интенсивное земледелие Среднего Урала (в 2-х частях). - Свердловск, 1990. - 436 с.

3. Абрамов Н.В. Совершенствование основных элементов систем земледелия в лесостепи Западной Сибири: Дис. ... докт. с.-х. наук. - Омск, 1992. - 313 с.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ПАРОВЫХ ПОЛЕЙ

А.Н. КОПЫЛОВ,

научный сотрудник, Курганский НИИСХ, Курганская область

Ключевые слова: паровое поле, энергосберегающие технологии, минимальная обработка почвы, засоренность полей, севооборот.

В современных экономических условиях ресурсосбережение выступает в качестве одного из важнейших методов ведения зернового производства. Сущность ресурсосбережения в технологиях

возделывания заключается в повышении эффективности использования почвенноклиматических ресурсов, минимизации производственных затрат и удешевлении себестоимости продукции [1].

The steam field, technologies saving up energy, the minimal processing of ground, contamination water, a crop rotation.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.