CC BY
18
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
УДК 631.445.4:631.412:631 .51
Плодородие чернозема типичного при минимизации основной обработки
Г.Н. ЧЕРКАСОВ, член-корреспондент РАСХН Е.В. ДУБОВИК, кандидат сельскохозяйственных наук Д.В. ДУБОВИК, доктор сельскохозяйственных наук Всероссийский НИИ земледелия и защиты почв от эрозии С.И. КАЗАНЦЕВ, главный агроном
ООО «АгроСил» Суджанского района Курской области E-mail: [email protected]
При минимизации основной обработки почвы происходит уплотнение и дифференциация пахотного слоя по агрохимическим показателям. При нулевой и поверхностной обработках по сравнению с отвальной вспашкой в слое 0-10 см содержание питательных веществ увеличивается, а в слое 10-20 см - значительно снижается.
Ключевые слова: основная обработка почвы, минеральные удобрения, плотность почвы, плодородие.
В последнее время в сельскохозяйственном производстве особенно остро встает вопрос энерго-, ресурсосбережения, и многие сельхозтоваропроизводители переходят на технологии, предусматривающие минимизацию основной обработки почвы, и даже полный отказ от нее [I]. Кроме снижения экономических затрат целесообразность такого приема зачастую связывают с необходимостью накопления гумуса в почве и повышения ее противоэрозионной устойчивости [2]. Однако при этом возникает ряд вопросов, связанных с изменением физико-химических свойств почвы [3].
В 2009-2011 гг. в ООО «АгроСил» мы изучали влияние минимизации основной обработки чернозема типичного тяжелосуглинистого на его физические и агрохимические свойства. Возделываемые культуры: ози-
мая пшеница сорта Августа (2009 г.), гибрид кукурузы ПР-2986 (2010 г.), ячмень сорта Анабель (2011 г.).
Исследовали три способа основной обработки почвы: 1 - отвальная вспашка на 20-22 см; 2 - поверхностная обработка(дискование)на 1012 см; 3 - нулевая обработка (прямой посев зерновых сеялкой «Джон Дир», кукурузы - сеялкой «Гаспар-да»). Культуры выращивали на двух фонах: без удобрений и с внесением под озимую пшеницу - Х20Р52К52, под кукурузу - МшР,о4К ^ под ячмень - N Р К
50 16 16'
Почвенные образцы отбирали из слоя 0-20 см. Плотность почвы определяли буровым методом по Ка-чинскому, гумус - по Тюрину, азот щелочногидролизуемый - по Корн-филду, подвижные формы фосфора и калия - по Чирикову, азот нитратов - по ГОСТ 26488-85, обменный аммоний - по ГОСТ 26489-85.
Одна из основных физических характеристик почвы - ее плотность, увеличение которой ведет к изменению водного, воздушного и теплового режимов, что впоследствии негативно сказывается на развитии кор-
невой системы сельскохозяйственных культур.
Наши исследования показали, что систематическое (три года подряд) проведение той или иной обработки почвы изменяет ее плотность (рис.). Через три года наибольшая плотность почвы отмечена при нулевой обработке, несколько ниже - при поверхностной. Причем, если в первом случае почва уплотнена как в слое 0-10 см, так и в слое 10-20 см, то при поверхностной обработке наибольшая плотность зафиксирована в слое 10-20 см. Оптимальная плотность отмечена в вариантах с отвальной вспашкой. Минеральные удобрения при вспашке и поверхностной обработке способствовали некоторому повышению плотности почвы.
От характера и частоты механической обработки почвы зависит интенсивность процессов минерализации органического вещества. Как известно, глубокие отвальные обработки способствуют усилению минерализации гумуса и большим его потерям, а минимальная, напротив, ослабляет эти процессы [4].
В наших опытах без применения удобрений при отвальной вспашке содержание гумуса в обоих изучаемых слоях почвы было практически одинаковым (табл. 1).
В слое почвы 0-10 см содержание гумуса при поверхностной обработке и отвальной вспашке существенно не различалось. Наиболее за-
u ф 2
s а
z
IO
а
p
о ^
N>
г/см3 1,40 1,35 1,30 1,25 1,20 1,15 1,10 1,05 1,00.
м
I.
■ Вспашка
□ Поверхностная обработка Нулневая обработка
0-10 см 0-10 см 10-20см 10-20 см Без МРК Без МРК
удобрений удобрений
Плотность разных слоев чернозема типичного в зависимости от способов обработки и удобрений
I. Влияние способов обработки и удобрений на содержание гумуса и минерального азота в разных слоях почвы (в среднем за 2009-2011 гг.)
Обработка почвы Удобрения Гумус, % N-N03, мг/100 г Х-ХН4, мг/100 г
0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см
Отвальная вспашка Без удобрений 4,33 4,32 1,43 1,76 1,37 1,50
ЫРК 4,36 4,41 1,64 1,93 1,65 1,86
Поверхностная Без удобрений 4,35 4,28 1,75 1,11 1,60 1,35
ЫРК 4,36 4,32 1,91 1,17 1,79 1,55
Нулевая Без удобрений 4,53 4,33 1,93 1,20 1,65 1,42
ЫРК 4,55 4,35 2,25 1,25 1,84 1,55
НСР05 Обработка 0,04 0,02 0,35 0,10 0,17 0,08
Удобрения 0,03 0,02 0,29 0,08 0,14 0,06
2. Содержание макроэлементов в разных слоях почвы в зависимости от способов ее обработки и удобрений, мг/100 г (в среднем за 2009-2011 гг.)
Обработка почвы Удобрения N щел. гид. РА К2О
0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см
Отвальная вспашка Без удобрений 14,86 14,93 9,9 9,9 9,3 9,4
ХРК 15,84 16,12 12,2 12,3 12,0 12,1
Поверхностная Без удобрений 13,86 13,34 10,0 8,8 9,6 8,5
ХРК 14,45 14,13 15,8 12,4 12,2 9,5
Нулевая Без удобрений 15,32 14,49 12,1 8,4 9,9 7,5
ХРК 15,59 14,74 14,3 9,0 11,6 8,7
НСро5 Обработка 0,90 0,84 0,91 0,90 0,58 0,50
Удобрения 0,74 0,68 0,74 0,73 0,48 0,41
метные изменения количества гумуса в этом слое отмечены при нулевой обработке. По сравнению с отвальной вспашкой и поверхностной обработкой оно увеличилось соответственно на 0,20 и 0,18 %. Причина заключается в том, что при нулевой обработке в поверхностный слой почвы поступало больше пожнивно-корневых остатков. Однако в слое 1020 см как при поверхностной, так и нулевой обработках содержание гумуса уменьшилось по сравнению с верхним слоем на 0,07-0,20 %. При внесении минеральных удобрений на всех способах основной обработки почвы отмечена тенденция к увеличению данного показателя, что связано с повышением урожайности культур и, следовательно, увеличением массы растительных остатков.
Накопление гумуса в почве при уменьшении глубины обработки связано также с изменением интенсивности процессов минерализации, что отражается на азотном режиме почвы. Установлено, что содержание нитратного и аммонийного азота в слое 0-10 см при нулевой обработ-£ ке было соответственно на 0,5 и 0,28 § мг/100 г больше, чем при вспашке (табл. 1). При поверхностной обра-2 ботке количество минерального азо-ф та в слое 0-10 см также повышалось | по сравнению с отвальной вспашкой. де Обратная картина наблюдается в с- слое 10-20 см. При отвальной вспаш-| ке нитратного и аммонийного азота ет
24
в этом слое больше, чем в верхнем. При поверхностной обработке запасы нитратного азота здесь снизились на 0,64 мг, аммонийного - на 0,25 мг на 100 г почвы, а при нулевой -на 0,73 и 0,23 мг/100 г соответственно. Такие различия между почвенными слоями обусловлены неодинаковыми резервами в них легкоми-нерализуемых азотсодержащих соединений [5].
Количество щелочногидролизуе-мой фракции азота в почве тесно связано с содержанием гумуса. Поэтому характер распределения ще-лочногидролизуемого азота, как правило, повторяет особенности изменения гумусного состояния почвы.
Без применения удобрений при отвальной вспашке в наших опытах содержание щелочногидролизуемо-го азота в слоях 0-10 и 10-20 см, как и гумуса, было практически одинаковым (табл. 2). При поверхностной обработке этот показатель был ниже, чем при вспашке, в верхнем слое -на 1,0 мг, в нижнем - на 1,59 мг на 100 г почвы. При нулевой обработке в слое 0-10 см наблюдалось наибольшее количество щелочногидро-лизуемого азота, но в слое 10-20 см происходило его снижение.
При внесении минеральных удобрений содержание щелочногидроли-зуемого азота наиболее заметно повышалось при отвальной вспашке: в слое 0-10 см - на 0,98 мг, в слое 1020 см - на 1,19 мг на 100 г почвы.
При нулевой обработке прирост ще-лочногидролизуемого азота от удобрений был наименьшим, что связано с поверхностным их размещением и вследствие этого большими газообразными потерями азота.
Оценка содержания подвижного фосфора и обменного калия в почве показала, что при поверхностной и нулевой обработках в слое 0-10 см происходило накопление, а в слое 10-20 см - существенное снижение количества Р2О5 и К2О (см. табл. 2). Причем, если при поверхностной обработке разница между почвенными слоями по содержанию Р2О5 составляла 1,2 мг/100 г, а по К2О - 1,1 мг/100 г, то при нулевой обработке - соответственно 3,7 и 2,4 мг/100 г. При отвальной вспашке дифференциации их содержания по слоям почвы не наблюдалось. Применение минеральных удобрений при всех изучаемых способах основной обработки почвы приводило к повышению содержания подвижных форм фосфора и калия. Однако при поверхностной и нулевой обработках внесенные удобрения концентрировались в верхнем слое почвы, что усиливало дифференциацию содержания питательных элементов между этим и нижним слоем.
Таким образом, при минимизации основной обработки почвы происходит уплотнение почвы. При нулевой обработке по сравнению со вспашкой в верхнем слое увеличивается
УДК 631.51:633.1:631.559
Способ обработки почвы и продуктивность зерновых культур в аридной зоне
содержание гумуса, минерального азота, подвижных форм фосфора и калия. Однако в нижележащем слое 10-20 см при минимизации обработки содержание данных показателей значительно снижается, чего не наблюдается при проведении отвальной вспашки. Поэтому длительное использование минимальных способов основной обработки, особенно при поверхностном внесении удобрений, может привести к недобору урожая из-за локализации питательных элементов в поверхностном слое, снижения их доступности растениям (особенно в засушливые периоды) и в результате к увеличению непроизводительных потерь.
Литература
1. Румянцев А.В., Орлова Л.В. Влияние ресурсосберегающих технологий на плодородие почвы//Земледелие, 2005. - № 2. - С. 22-23.
2. Куликова А.Х., Карпов А.В., Семенова Н.В. Системы основной обработки и гумусное состояние почвы//Земледе-лие, 2003. - № 5. - С. 27.
3. Шарков И.Н. Минимизация обработки и ее влияние на плодородие по-чвы//Земледелие, 2009. - № 3. - С. 24-27.
4. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. -М.: Изд-во МСХА, 2000. - 473 с.
5. Шарков И.Н., Данилова А.А., Кол-бин С.А., Прозоров А.С. Особенности минерализации почвенного азота при минимизации зяблевой обработки выщелоченного чернозема в Западной Сиби-ри//Агрохимия, 2007. - № 6. - С. 14-21.
Статья поступила в редакцию 15.02.2012
Common chernozem9 fertility as the result of main treatment9 minimization
G.N. Cherkasov, E.V. Dubovik, D.V. Dubovik, S.I. Kazantsev
If is shown that minimization of main treatment leads to some increase of soil density and differentiation of plowing layer in agrochemical indicators. The content of nutritive elements increases in zero and surfacing treatments as compared to dump plowing in the 0-10 cm soil layer. However, in the 0-20 cm soil layer the same indicator falls substantially, especially in zero treatment. Keywords: main soil treatment, mineral fertilizers, soil density, fertility.
А.Ф. ТУМАНЯН, Н.В. ТЮТЮМА, доктора сельскохозяйственных наук
Прикаспийский НИИ аридного
земледелия
E-mail: pniiaz@mail. ru
Изучено влияние различных способов обработки почвы на ее плотность, вла-гообеспеченность, микробиологический состав и продуктивность растений.
Ключевые слова: обработка почвы, плодородие, продуктивность.
Более S0 % пашни в нашей стране размещено в районах неустойчивого и около 40 % - недостаточного увлажнения, где нередки засухи. В этих условиях для получения стабильной урожайности и повышения почвенного плодородия исключительно важное значение имеет обработка почвы после сеяных многолетних трав.
Исследования ряда авторов [1,2] доказывают возможность и целесообразность ранневесенней основной обработки почвы, позволяющей в условиях рыночных отношений с меньшими материальными и энергетическими затратами получать достаточно высокие урожаи зерновых культур.
В нашем опыте, проводимом в 200S-2009 гг. в стационарном полевом севообороте Прикаспийского НИИ аридного земледелия, в полупустынной зоне Астраханской области, на светло-каштановой почве мы сравнивали различные приемы ран-невесенней основной обработки пласта многолетних трав. Опыт проводили в севообороте с чередованием культур: пар - яровая пшеница -яровой ячмень - многолетние травы - многолетние травы - многолетние травы.
Климат здесь резко континентальный, и по степени засушливости уступает лишь среднеазиатским пустыням. Континентальность климата выражается в значительном контраст-носте между жарким летом и холодной, ветреной и малоснежной зимой. Абсолютная годовая амплитуда колебания температуры воздуха -
70-80 °С. Характерная особенность климата - ярко выраженный анти-циклональный режим погоды.
Почвенный покров характеризуется большим разнообразием и пестротой [3, 4, 5] и представлен высококонтрастными сочетаниями и комплексами малопродуктивных засоленных, солонцеватых, слитых и заболоченных почв, занимающих около 80 % территории. Светло-каштановая почва разной степени солон-цеватости занимает доминирующее положение в степной части рассматриваемой территории. По механическому составу преимущественно суглинистая, имеет близкую к нейтральной реакцию почвенного раствора (рН 7,2-7,6). Пахотный слой характеризуется высокой плотностью (1,251,35 т/м3) и низкой водопроницаемостью (0,30-0,40 мм/мин). Средняя глубина весеннего промачивания почвы - 0,40-0,45 м - варьирует от 0,30-0,35 м в засушливые до 0,801,0 м в благоприятные по увлажнению годы.
В настоящее время в нашем регионе под чистый ранний пар применяют две системы основной обработки почвы: отвальную и безотвальную.
Варианты обработки почвы в опыте были следующими: 1 - отвальная вспашка плугом ПН-4-35 на глубину 25-27 см; 2 - поверхностная обработка БДТ-3,0 на 10-12 см с последующим рыхлением стойкой СибИ-МЭ на 25-27 см; 3 - поверхностная обработка БДТ-3,0 на 10-12 см.
Установлено, что в засушливой зоне при остром дефиците атмосферного увлажнения наиболее активная микробиологическая деятельность в каштановой и светло-каштановой почвах протекает весной, в период наибольшей обеспеченности влагой. Поэтому наблюдения за е биологической активностью почвы л при различных способах ее обработ- д ки мы проводили в мае. л
Наши исследования выявили чет- е
кую зависимость микробиологичес- 2
кой активности почвы от способа ее £
обработки. Отвальная обработка на м
25-27 см способствует увеличению 2
м
2S
