CC BY
10
5. Gruzdeva N.A., Kotchenko S.G., Eremin D.I. Dynamics of the content and reserves of humus in agro-gray forest soils of the Northern Trans-Urals. Plodorodie. 2017; 96(3): 16-19.
6. Eremin D.I. Humus state of leached chernozem during long-term use of the mineral fertilizer system for grain crops in the Northern Trans-Urals. Agrarnyi vestnik Urala. 2010; 74(8): 35-37.
7. Eremin D.I., Gruzdeva N.A., Eremina D.V. Changes in the humus state of gray forest soils of the eastern margin of the Trans-Ural Plateau under the influence of long-term plowing. Eurasian Soil Science. 2018; 7: 826-835.
8. Orlov D.S., Biryukova O.N., Rozanova M.S. Revised system of the humus status parameters of soils and their genetic horizons. Eurasian Soil Science. 2004; 37(8): 798-805.
9. Eremin D.I. Features of the morphogenetic properties of gray forest soils in the south of the Tyumen region. Vestnik Kurganskoy GSKhA. 2017; 23(3): 8-11.
10. Kayugina S.M., Eremin D.I. Spatial variability in the thickness of genetic horizons of gray forest soils of the Northern Trans-Urals. Bulletin of KrasGAU. 2020; 163(10): 3-12.
11. Savich V.I. Variation of soil properties in time and space. Collection of scientific works of the Russian Agricultural Academy. K.A. Timiryazev. 1971; 162: 111-115.
12. Shishkin A.M. Kulyasova O.A., Ivanova R.I. Floristic features of birch forest types in the northern forest-steppe of Western Siberia. Forestry information. 2019; 2: 55-68.
13. Eremin D.I. Fall as a means of restoring the content and reserves of humus in old-arable chernozems of the forest-steppe zone of the Trans-Urals. Plodorodie. 2014; 76(1): 24-26.
Светлана Михайловна Каюгина, старший преподаватель, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-3934-835X
Диана Васильевна Ерёмина, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, [email protected], https://orcid.org/0000-0003-3595-8289
Svetlana M. Kayugina, Senior Lecturer, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-3934-835X
Diana V. Eremina, Candidate of Agriculture, Associate Professor, [email protected], https://orcid.org/0000-0003-3595-8289
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 27.03.2022; одобрена после рецензирования 18.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 27.03.2022; approved after reviewing 18.04.2022; accepted for publication 11.05.2022. -♦-
Научная статья
УДК 629.114.2:631.3.06:631.51:631.172.003.12 doi: 10.37670/2073-0853-2022-95-3-26-29
Оценка противоэрозионных приёмов обработки почвы в условиях Предкавказья
Юрий Алексеевич Кузыченко
Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, Михайловск, Ставропольский край,
Россия
Аннотация. Необходимость разработки комплексного показателя противоэрозионной обработки почвы D связана как с конструктивными особенностями орудий, воздействующих на почву в зависимости от меняющихся условий увлажнения обрабатываемого слоя почвы, так и с неоднозначной оценкой экспертов значимости показателей почвозащитной обработки: степени крошения почвы, сохранения стерни, глыби-стости и гребнистости почвы. В статье рассматриваются вопросы применения различных противоэрозионных приёмов основной обработки почвы на чернозёме обыкновенном в условиях Ставропольского края с применением комплекса безотвальных орудий: плоскореза ПГ-3-100, плуга со стойками СибИМЭ, чизельного плуга ПЧ-4,5 и плуга со стойками «Параплау». Исследования, проведённые при различной влажности обрабатываемого слоя почв в диапазоне от 9,2 до 19,5 %, показали наиболее значимый проти-воэрозионный эффект при обработке стойками «Параплау» со средним по влажности почвы показателем D = 0,889 при максимальном оставлении стерни до 85 %. Обработка стойками СибИМЭ имеет несколько меньшее значение D, равное 0,877. На более иссушённой почве плоскорезная обработка орудием ПГ-3-100 эффективнее (D = 0,842), чем чизельная обработка (D = 0,818). При повышении влажности почвы более 19,5 % показатель D снижается до значения 0,880, что ниже, чем при чизельной обработке плугом ПЧ-4,5.
Ключевые слова: эрозия почвы, приёмы обработки почвы, крошение, глыбистость, растительные остатки, Предкавказье.
Для цитирования: Кузыченко Ю.А. Оценка противоэрозионных приёмов обработки почвы в условиях Предкавказья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 26 - 29. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-26-29.
Original article
Evaluation of anti-erosion methods of tillage in the conditions of Ciscaucasia
Yuri A. Kuzychenko
North Caucasus Federal Agricultural Research Center, Mihaylovsk, Stavropol region, Russia
Abstract. The need to develop a comprehensive indicator of anti-erosion tillage D is associated both with the design features of the tools that affect the soil depending on the changing conditions of moistening of the cultivated soil layer, and with the ambiguous assessment of experts of the significance of soil protection tillage indicators: the degree of soil crumbling, stubble conservation, lumpiness and ridge structure of the soil . The article deals with the application of various anti-erosion methods of basic tillage on ordinary chernozem in the conditions of the Stavropol Territory using a complex of non-moldboard tools: a flat cutter PG-3-100, a plow with SiblME tines, a chisel plow PCH-4.5 and a plow with Paraplau tines . Studies conducted at different moisture content of the cultivated soil layer in the range from 9.2 % to 19.5 % showed the most significant anti-erosion effect when processing with Paraplau tines with an average soil moisture indicator D = 0.889 with a maximum stubble retention of up to 85 %. Treatment with SiblME racks has a slightly lower D value equal to 0.877. On drier soils, flat-cut tillage with the PG-3-100 tool is more effective (D = 0.842) than chisel tillage (D = 0.818). however, with an increase in soil moisture of more than 19.5 %, the D index decreases to a value of 0.880, which is lower than with chisel plow PCh-4.5.
Keywords: soil erosion, tillage practices, crumbling, lumpiness, plant residues, Ciscaucasia.
For citation: Kuzychenko Yu.A. Evaluation of anti-erosion methods of tillage in the conditions of Ciscaucasia. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 26-29. (In Russ.). https://doi.org/.10.37670/2073-0853-2022-95-3-26-29.
Почвозащитные способы обработки почвы при безотвальной технологии возделывания культур с накоплением на поверхности почвы мульчи из растительных остатков, снижающей испарение почвенной влаги, являются важнейшими элементами защиты почвы от эрозии и дефляции [1 - 4]. Кроме того, при безотвальных способах обработки почвы отмечается снижение удельных топливных затрат в сравнении с отвальными, что связано с меньшим тяговым сопротивлением рабочих органов орудий [5 - 8]. Оценка противоэрозионной обработки почвы орудиями ведётся по нескольким критериальным показателям: степени крошения почвы, степени сохранения стерни, гребнистости и глыбистости почвы. Однако эти показатели отличаются как по физическому смыслу и размерности, так и по доле относительной важности влияния на почвозащитные процессы. Противоэрозионная обработка проводится при различной влажности почвы, соответственно имеет значение различная конструкция рабочих органов и их воздействие на обрабатываемый слой почвы, а также субъективизм в оценке экспертами значимости того или иного показателя. Поэтому целью исследования стала разработка комплексного показателя оценки качества противоэрозионной обработки почвы различными орудиями.
Материал и методы. Исследование проводилось на опытном поле - полигоне ФГБНУ «Ставропольский НИИСХ» при различной влажности пахотного слоя почвы в диапазоне от 9,2 до 19,5 % на чернозёме обыкновенном среднесуглинистом (гумус - 2,7 %, Р2О5 - 20,4 мг / кг, К2О - 208 мг /кг). Критерием оценки послужило качество основной обработки почвы с применением следующих орудий: плоскореза-глубокорыхлителя
ПГ-3-100, чизельного плуга ПЧ-4,5, плуга со стойками СибИМЭ, плуга со стойками «Пара-плау». Глубина обработки составляла 20 - 22 см. Показатели качества обработки почвы (крошение, уь сохранение растительных остатков, У2; гребнистость, уз; глыбистость, У4) определяли по стандартным методикам [9]. Комплексный показатель качества обработки почвы [10] рассчитывали по формуле:
D = (^£1^2£2^3£3^4£4)1/п, (1)
где dl 4 - желательность 1...4-го показателя; £1.. .4 - весомость 1. 4-го показателя; п - количество показателей. Желательность отдельных показателей di вычисляли по формуле:
dl = ехр[-ехр(-гг)], (2)
где г1 - безразмерное значение натуральных показателей уь определяемое по формуле полинома 2-го порядка: г1 = ао + ау + а^у^ Результаты и обсуждение. Весомость показателей £1.4 определялась методом экспертной оценки с ранжированием каждым из экспертов показателей противоэрозионной обработки [10]. В результате оценки установлена следующая весомость показателей: степень крошения £1 = 0,371, сохранение стерни £2 = 0,271, гребнистость £3 = 0,263, глыбистость £4 = 0,091.
Для расчётов комплексного показателя качества противоэрозионной обработки почвы использовались данные таблицы 1, при этом уровень желательности d = 0,37 соответствовал нижнему пределу допустимых значений по агротехническим требованиям [11].
Используя усреднённые значения показателей, приведённых в таблице 1, находим коэффициенты уравнений Zj = а0 + а^ + а^у-^ перевода значений натуральных показателей в безразмерные
величины, соответствующие желательностям 1,00; 0,80; 0,63; 0,37 и 0,2 (табл. 2).
Результаты расчётов комплексного показателя О качества противоэрозионной обработки почвы при различной влажности обрабатываемого слоя
почвы представлены в таблице 3 и на рисунке 1.
Анализ полученных данных показал высокую противоэрозионную защиту при обработке почвы стойками «Параплау» по всему диапазону влажности почвы с высоким значением комплексного
1. Показатели обработки почвы при различных уровнях желательности d
Показатель Обозначение Желательность d
1,0 0,8 0,63 0,37 0,2
Степень крошения, % У1 90 89 - 70 69 - 50 49 - 30 29 - 0
Степень сохранения стерни, % У2 >80 80 - 75 74 - 70 69 - 65 < 65
Гребнистость, % У3 0 - 3 4 - 6 7 - 9 10 - 12 > 12
Глыбистость, % у 4 0 - 15 16 - 30 31 - 45 46 - 60 > 60
2. Коэффициенты уравнений = а0 + ау + а2у-
Обозначение показателя а0 а; а2
У1 - 2,056 0,043 - 0,375 • 10-4
У2 - 2,057 0,044 - 0,376 • 10-4
У3 2,219 - 0,232 - 0,002
У4 2,212 - 0,0463 - 0,666 • 10-4
3. Комплексный показатель противоэрозионной обработки почвы О при различной влажности почвы
Орудия обработки Влажность почвы, % Натуральные показатели у\_4 О
У1 У2 У3 У4
Плоскорез ПГ-3-100 9,2 50,0 75,0 5,5 47,0 0,842
11,5 55,0 70,0 4,4 32,2 0,868
14,0 57,6 67,3 3,3 17,5 0,882
17,0 58,1 66,0 3,2 16,1 0,882
19,5 58,7 65,0 3,0 14,8 0,880
Чизельный плуг ПЧ-4,5 9,2 53,2 65,0 7,1 55,1 0,818
11,5 55,8 60,0 6,9 40,8 0,857
14,0 58,5 58,4 6,8 26,5 0,876
17,0 68,0 57,0 5,6 27,5 0,883
19,5 77,1 56,0 4,5 28,5 0,888
Плуг со стойками СибИМЭ 9,2 59,9 70,0 6,1 64,3 0,826
11,5 63,5 68,0 5,4 40,6 0,874
14,0 67,2 64,2 4,7 16,9 0,891
17,0 71,0 63,0 4,7 16,1 0,895
19,5 74,8 62,0 4,7 15,4 0,899
Плуг со стойками «Параплау» 9,2 50,0 85,0 5,4 46,0 0,850
11,5 55,0 80,0 4,3 32,0 0,880
14,0 58,2 78,2 3,2 17,3 0,897
17,0 65,2 77,0 3,1 16,2 0,908
19,5 68,3 76,0 3,0 14,5 0,913
й 0,92 0,9 0,88 0,86 0,84 0,82 0,8
Плоскорез ПГ-3-100 Чизельный плуг ПЧ-4,5 Плуг со стойками СибИМЭ Плуг со стойками «Параплау»
16 18 20 Влажность почвы, %
Рис. 1 - Зависимость показателя О от влажности обрабатываемого слоя почвы
28
показателя D = 0,850 - 0,913, что связано прежде всего с высоким показателем сохранения стерни (у2 = 76 - 85 %). Обработка стойками СибИМЭ и чизельным плугом ПЧ-4,5 показала менее эффективные результаты по показателю В в диапазонах 0,826 - 0,899 и 0,818 - 0,888 соответственно, однако необходимо учитывать, что стойки СибИМЭ оставляют выровненное дно борозды. Плоскорезная обработка ПГ-3-100 в силу своих конструктивных особенностей продемонстрировала менее значимые результаты при повышении влажности обрабатываемого слоя до 19,5 % с показателем В, равным 0,880, в сравнении с другими приёмами обработки.
Вывод. Оценка противоэрозионных приёмов обработки почвы в условиях Предкавказья по комплексному показателю В показала наиболее эффективную работу плуга со стойками «Пара-плау». Более низкие показатели при повышенной влажности почвы получены при обработке плоскорезом ПГ-3-100.
Список источников
1. Система земледелия нового поколения Ставропольского края: монография / В.В. Кулинцев, Е.И. Годунова, Л.И. Желнакова и др. Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2013. 520. с.
2. Ахметзянов М.Р., Таланов И.П. Влияние систем основной обработки почвы и фонов питания на продуктивность культур звена полевого севооборота // Достижения науки и техники АПК. 2019. № 5. С. 10 - 13.
3. Минимализация обработки почвы и её влияние на агрофизические показатели чернозёма выщелоченного и урожайность полевых культур / А.С. Найденов, Н.И. Бардак, С.С. Терехова и др. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2018. № 140 (06). С. 1 - 11.
4. Динамика агрофизических свойств чернозёма при длительном сельскохозяйственном использовании и пути их оптимизации в условиях Краснодарского края / А.С. Найденов, В.П. Василько, Н.И. Бардак и др. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2018. № 142 (08). С. 1 - 16.
5. Кузыченко Ю.А. Топливно-энергетические показатели работы МТА при различных агрофизических условиях в пахотном слое почвы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 1 (75). С. 13 - 15.
6. Трофимова Т.А. Оценка степени деградации чернозёмов ЦЧР и выбор оптимального способа основной обработки почвы // Вестник ОрёлГАУ 2017. № 3 (66). С. 63 - 70.
7. Куприченков М.Т. Бонитировка почв Ставрополья: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та. Ставрополь, 2005. С. 26 - 50.
8. Кузыченко Ю.А., Кулинцев В.В., Полянкина А.Ф. Мульчирование почвы в системе основной обработки под кукурузу на зерно в условиях Восточного Предкавказья // Земледелие. 2016. № 5. С. 36 - 38.
9. Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М. Практикум по земледелию. М.: Колос, 1987. 383 с.
10. Сохт К.А. Машинные технологии возделывания зерновых культур. Краснодар, 2001. С. 24 - 28.
11. Бахтин П.У Физико-механические и технологические свойства почв. М.: Знание, 1971. 64 с.
References
1. Kulintsev V.V., Godnova E.I., Zhelnakova L.I. at al. Stavropol: AGRUS Stavropol State Agrarian University, 2013. 520 p.
2. Akhmetzyanov M.R., Talanov I.P. Influence of systems of basic tillage and backgrounds of nutrition on the productivity of crops of the link of field crop rotation. Achievements of Science and Technology of AICis. 2019; 5: 10-28.
3. Naydenov A.S., Bardak N.I., Terekhova S.S., Kravtsova N.N. Minimization of tillage and its influence on the agrophysical indicators of leached chernozem and the productivity of field crops. Polythematic online scientific journal of Kuban State Agrarian University. 2018; 140(06): 1-11.
4. Naydenov A.S., Vasilko V.P., Bardak N.I., Gladkov V.N. Dynamics of agrophysical properties of chernozem during long-term agricultural use and ways of their optimization in the conditions of the Krasnodar Territory. Polythematic online scientific journal of Kuban State Agrarian University. 2018; 142(08): 1-16.
5. Kuzychenko Yu.A. Fuel and energy indicators of MTA operation under various agrophysical conditions in the arable soil layer. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2019; 75(1): 13-15.
6. Trofimova T.A. Assessment of the degree of degradation of chernozems of the Central Chernozem Region and the choice of the optimal method of basic tillage. Vestnik OrelGAU. 2017; 66(3): 63-70.
7. Kuprichenkov M.T. Valuation of soils in the Stavropol region: AGRUS of the Stavropol State Agrarian University. Stavropol, 2005. 26-50 p.
8. Kuzychenko Yu.A., Kulintsev V.V., Polyankina A.F. Soil mulching in the main processing system for maize for grain in the conditions of the Eastern Ciscaucasia. Zemle-delie. 2016; 5: 36-38.
9. Dospekhov B.A. Vasiliev I.P. Tulikov A.M. Workshop on agriculture. M.: Kolos, 1987. 383 p.
10. Sokht K.A. Machine technologies for the cultivation of grain crops. Krasnodar, 2001. 24-28 p.
11. P.U. Bakhtin P.U. Physico-mechanical and technological properties of soils. M.: Knowledge, 1971. 64 p.
Юрий Алексеевич Кузыченко, доктор сельскохозяйственных наук, доцент, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-6394-2447
Yuri A. Kuzychenko, Doctor of Agriculture, Associate Professor, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-6394-2447
Статья поступила в редакцию 25.03.2022; одобрена после рецензирования 18.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 27.03.2022; approved after reviewing 18.04.2022; accepted for publication 11.05.2022. -♦-
