CC BY
19
4. Ванин Д.Е., Тарасов А.В., Михайлова Н.Ф. Влияние основной обработки почвы на урожайность и засоренность посевов // Земледелие. 1985. № 3. С. 7-10.
5. Казаков Г.И. Обработка почвы в среднем Поволжье // Освоение адаптивно-ландшафтн ых систем земледелия и агротех-нологий. Ульяновск: Корпорация технологий продвижения, 2010. С. 60 - 70.
6. Карпович К.И. Почвозащитные системы основной обработки почвы в севообороте // Научные труды Ульяновского НИИСХ. Ульяновск, 2010. Т. 19. С. 53-61.
Influence of Different Tillage Methods on Water and Physical Characteristics of Soil and Productivity of Spring Wheat
M.S. Tagirov, R.S. Shakirov, I.G. Gilaev
Tatar Research Institute of Agriculture, Orenburgsky tract, 48, Kazan, 420059, Russian Federation
Мм 250 200 150 100 50 0
38
31
168
ЩШ
1
В
128 j
I II III IV
Отвальная вспашка
10
Ж
12
I II III IV
Безотвальная обработка
me
Рисунок. Содержание продуктивной влаги в почве под посевами яровой пшеницы при различных системах обработки почвы, мм: ■ — 0-100 см; [."] — 0-20 см; I — до посева; II — кущение; III — выход в трубку; IV— созревание.
на 10% больше, чем на фоне вспашки (168 мм). В слое почвы 0-20 см разница в содержании продуктивной влаги в пользу безотвальной обработки составила 43 мм, или 13% (см. рисунок). В целом влагозапасы в почве в этот период можно считать оптимальными.
К фазе кущения содержание влаги в метровом горизонте почвы снизилось практически вдвое: на 48% при вспашке (88 мм) и на 50% на фоне безотвальной обработки (93 мм). В слое 0-20 см разница по величине этого показателя
в среднем за годы исследований она была на 2,3 ц/га больше, чем в варианте со вспашкой (табл. 2). По качественным показателям существенных различий в зависимости от способа обработки почвы не наблюдали. Также следует отметить, что благодаря более высокой урожайности и снижению себестоимости продукции, применение безотвальной обработки способствовало повышению рентабельности производства зерна яровой пшеницы, в сравнении со вспашкой, на 16%.
2. Влияние различных способов основной обработки почвы на урожайность яровой пшеницы (2010-2012 гг.)
Системы обработки почвы Урожайность, т/га* Содержание белка, % сухого вещества Массовая доля сырой клейковины, % Себестоимость зерна, руб./ц Рентабельность, %
Отвальная
вспашка 3,17 15,1 30,6 491 52
Безотвальная
обработка 3,40 14,8 31,4 446 68
*НСР05 - 0,04
между вариантами была небольшой - 2 мм в пользу рыхления. В литературе накоплен богатый материал, объясняющий причину большего накопления влаги при безотвальном способе обработки. Мы присоединяемся к мнению тех авторов, которые считают, что при использовании такого приема растительные остатки, заделанные в верхний слой почвы, создают естественный барьер, препятствующий испарению.
На фоне безотвального рыхления для создания 1 т товарной продукции понадобилось на 14% влаги меньше (710 м3/т), чем при вспашке (806 м3/т), что свидетельствует о более рациональном ее расходовании в первом случае.
В среднем за 3 года по обоим способам обработки урожайность яровой пшеницы составила всего 80-85% от планируемого уровня. В основном это было связано с аномальной засухой 2010 г, когда сбор зерна не превышал 50% от запланированной величины 4 т/га. В более благоприятных для развития яровой пшеницы климатических условиях, которые сложились в 2011 и 2012 гг., на фоне безотвальной обработки урожайность находилась на уровне близком к запланированной - 4,23 и 3,73 т/га соответственно. При этом
Таким образом, на серых лесных почвах Республики Татарстан в восьми-польном плодосменном севообороте безотвальное рыхление под яровую пшеницу в системе основной обработки почвы не приводит к переуплотнению пахотного слоя почвы в целом. Использование этого приема обеспечивает увеличение накопления почвенной влаги за осенне-весенний период (на 10%) и более рациональное ее потребление растениями яровой пшеницы, по сравнению со вспашкой.
Благодаря уменьшению затрат и достоверному повышению урожайности изучаемой культуры на 2,3 ц/га, рентабельность производства в варианте с безотвальной обработкой почвы возрастает на 16%.
Литература.
1. Немцев С.Н., Сабитов М.М. Эффективность минимальной обработки почвы под озимую пшеницу // Научные труды Ульяновского НИИСХ. Ульяновск, 2010. 119. С. 72-77.
2. Шакиров Р.С., Тагиров М.Ш. Способы основной обработки почвы: научно-практические рекомендации. Казань: Фоли-антъ, 2009. 24 с.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Summary. The article presents the results of three-year research on the influence of tillage methods on the density and water regime of soil and productivity of spring wheat in the stationary tests of the department of agricultural chemistry and adaptive technologies of the Tatar Research Institute of Agriculture. The work was carried out in the section of eight-field grain-fallow-row crop rotation. The soil is gray forest, heavy loamy. The content of humus in the arable layer of soil before the experiment was 3-3.5%, of P2O5-290-295 mg/kg, of K2O-80-100 mg/kg. The total absorbed bases were 20-21 meq/100g soil, the reaction of soil solution was weakly acid. We studied the following tillage methods: moldboard ploughing at the depth of arable layer (24-25cm); nonmoldboard loosening (KSN-3) at 15-16 cm. The background of fertilizers was organic and mineral (7 t/ha of organic fertilizers every year and N77P14K52), calculated for the obtaining of 4 t/ha of grain. Nonmoldboard cultivation in the crop rotation against the background of organic and mineral fertilizer system led to the decrease in the density of topsoil in comparison with the baseline by 0.13 g/cm3. The accumulation of productive moisture (185 mm) in a meter layer of soil over the winter and spring period in this variant was higher by 10%, than with moldboard plowing (168 mm). To create 11 of marketable products it was required less moisture by 14% (710 and 806 m3/t). Against the background of subsurface treatment it was harvested more grain by 0.23 t/ha, than with moldboard plowing. Due to the higher yields and lower production costs, the use of subsurface treatment helped to improve the profitability of production of spring wheat grain by16%.
Keywords: tillage, soil density, water regime, yield, spring wheat.
Author Details: M. Sh. Tagirov, D. Sc. (Agr.), J director (e-mail: [email protected]), R.S. Shakirov, S D. Sc. (Agr.), head of division (e-mail: shakirov- J [email protected]), I.G. Gilaev Cand. Sc. (Agr.), head J of laboratory (e-mail: [email protected]).
For citation: Tagirov M.S., Shakirov R.S., J Gilaev I.G. Influence of Different Tillage Meth- z ods on Water and Physical Characteristics of 8 Soil and Productivity of Spring Wheat. Zemle- 2 delie. 2015. No8. Pp. 20-21 (In Russ.). °
УДК 631.51.01-631.432.2
Влияние систем обработки на водный режим серой лесной почвы
A.A. корЧАгин1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Л.И. ильин2, кандидат экономических наук, директор Т.С. БИБИк2, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
р.Д. ПЕТроСян2, научный сотрудник A.A. МАркоВ2, научный сотрудник
владимирский государственный университет, ул. Горького, 87, Владимир, 600000, Российская Федерация
2Владимирский Научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Центральная, 3, пос. Новый, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация E-mail: [email protected]
Наблюдения за динамикой влажности почвы проводили на серых лесных средне-суглинистых почвах Владимирского ополья в многолетнем полевом стационарном опыте в начале (1996-1998 гг.) и в конце ротации пяти шестипольныхпарозернотравяныхи па-розернопропашных полевых севооборотах (2001 г.). Цель исследований - установить влияние приемов основной обработки почвы на водный режим в различные по условиям увлажнения годы. Запасы влаги в течение вегетационных периодов достоверно отличались. Установлена их стабильная связь между сезонами для слоя 35-40 см, что свидетельствует об устойчивом водном режиме подпахотных слоев почвы. В условиях осеннего недостатка влаги большие запасы (на 1,23-2,71 мм больше) накапливаются при безотвальных обработках, по сравнению со вспашкой. Это может иметь практическое значение при подготовке почвы для озимых культур. При среднемноголетней климатической норме больше воды в слое 35-40 см аккумулируется при безотвальных обработках (на 1,0-1,8 мм больше). В конце ротации севооборотов влажность почвы зависела от системы обработки. Большие ее значения (23,43-24,09%) были отмечены при противоэрозионной системе, а меньшие - при отвальной (21,38-23,02%) и комбинированно-энергосберегающей (21,87-23,11%). Противоэрозионная система увеличивает водопроницаемость 201Л 40 см слоя почвы на 168-226 см/сутки, тем О самым повышая ее устойчивость к эрозии. N Ключевые слова: серая лесная почва, о? способы основной обработки, запасы влаги, z системы обработки, весовая влажность, ко-s эффициенты инфильтрации. § Для цитирования: Влияние систем обра-
4 ботки на водный режим серой лесной почвы ® /А.А. Корчагин, Л.И. Ильин, Т.С. Бибик, Р.Д.
5 Петросян, А.А. Марков // Земледелие. 2015. $ № 8. С. 22-25.
Один из определяющих факторов роста и развития растений, важнейший показатель почвенного плодородия -это влага. Практически единственным источником воды для растений служит почва. Водный режим почвы, различная доступность и подвижность почвенной влаги, ее запасы определяются особенностями почвообразования, растительным покровом, рельефом, погодными условиями и способами обработки.
Важным фактором, оказывающим влияние на накопление и распределение влаги в корнеобитаемом слое, служат способы основной обработки почвы. Многие исследователи отмечают положительное влияние безотвальной обработки на увеличение влагозапасов почвы, особенно при осенней и весенней засухе [1, 2]. Отвальная вспашка, наоборот, может приводить к иссушению [3, 4]. При глубокой безотвальной обработке существенно уменьшается смыв почвы [5, 6], увеличиваются запасы продуктивной влаги [7, 8]. Причем вопрос влияния способов обработки на режим увлажнения, физические и агрохимические свойства почвы остается актуальным и в наши дни, что связано как с модернизацией технических средств и технологий, так и с разнообразием почвенно-климатических условий [9-14].
В пахотных слоях Владимирского ополья складывается промывной тип водного режима. Сквозное промывание происходит весной во время снеготаяния и осенью, когда физическое иссушение, испарение резко уменьшаются. В засушливые годы сквозного промывания осенью нет; а созданный дефицит влажности не компенсируется и на следующий год, даже если он холодный и с большим количеством осадков. В пахотных почвах зона активного влагооборота составляет слой до глубины 140-160 см. На этом уровне влажность меняется от наименьшей (НВ) до влажности завядания (ВЗ) или максимальной гигроскопичности (МГ). Самому сильному иссушению подвержен верхний слой 0-50 см, в нем же в большей степени проявляется влияние атмосферных осадков.
Климатическая особенность района исследований - это наличие засушливого весенне-летнего периода, когда коэффициент увлажнения в апреле-июне составляет в среднем 0,6-0,7, опускаясь в отдельные годы до 0,1-0,2. Есть слой зимнего иссушения: подтягивание влаги в поверхностные горизонты (к фронту
промерзания) происходит с глубины 40-70 см, вследствие чего содержание воды в слое на этой глубине заметно уменьшается, приближаясь к влажности разрыва капиллярной связи (ВРК).
Запасы продуктивной влаги (ЗПВ) могут сильно различаться по годам и слоям почв. Однако минимальное ее содержание почти всегда приходится на июль-август (реже на июнь или сентябрь). Колебания ЗПВ в метровом слое повторяют картину для слоев 0-20 и 0-50 см и обусловлены изменчивостью запасов влаги именно в верхнем полуметровом слое. Примерно раз в три года в весенне-летний период влажность в пахотном горизонте падает ниже ВЗ. В периоды сильного иссушения в верхней части профиля появляются трещины усыхания глубиной до 10-12 см, шириной на дневной поверхности до 0,5 см (в экстремально засушливом 2010 г глубина трещин доходила до 80 см, а ширина до 2 см).
Таким образом, в наиболее ответственные периоды вегетации культурные растения на серых лесных почвах испытывают острый недостаток влаги.
Цель исследований - установить влияние приемов основной обработки почвы на водный режим в различные по условиям увлажнения годы.
Для характеристики водных свойств почвы мы использовали величину запасов влаги по слоям и сезонам, которая непосредственно связана с плотностью почвы.
Наблюдения задинамикой влажности почвы проводили на серых лесных сред-несуглинистых почвах Владимирского ополья в многолетнем полевом стационарном опыте в начале (1996-1998 гг) и в конце ротации пяти шестипольных полевых севооборотов (2001 г): черный пар, озимая пшеница, овес, многолетние травы 1 и 2 года пользования (гп.), ячмень; занятый пар, озимая рожь, овес, многолетние травы 1 и 2 гп., яровая пшеница; однолетние травы, многолетние травы 1 и 2 гп., озимая рожь, яровая пшеница, овес; однолетние травы, многолетние травы 1 и 2 г п., озимая пшеница, картофель, яровая пшеница; занятый пар, озимая пшеница, зернобобовые, яровая пшеница, картофель, ячмень.
Погодные условия осени 1996 г. и весны 2001 г отличались недостатком влаги, в 1997 г количество осадков было близким к среднемноголетней климатической норме, а 1998 г характеризовался избыточным увлажнением.
Полевую влажность определяли весовым методом, коэффициенты инфильтрации - методом трубок с переменным напором [15].
Отбор проб проводили с опытного стационара размером 290 м на 84 м по равномерной сетке с шагом 7 м, всего 122 образца за один период наблюдений. Пробы отбирали в октябре 1996 г,
s 90 S- 80
га 70 ^
m
>S 60
о
£ 50 s
* 40
о 30 a
5 20
о
¡S 10 ra
« 0
О-96 М -97 И-97 О-97 М-98 И-98
Ю-20 см 24,61 29,35 29,05 48,73 33,60 29,86
10-40 см 45,58 54,44 50,32 76,57 61,33 43,32
Рисунок. Динамика запасов продуктивной влаги по слоям и сезонам (О-96 - октябрь 1996 г.; М-97- май 1997г.; И-97- июль 1997г.; О-97- октябрь 1997г.; М-98 - май 1998г.; И-98- июль 1998г.)
мае, июне, октябре 1998 п, мае и июле 1998 п, мае 2001 п по слоям почвы 0-5, 5-10, 15-20, 25-30, 35-40 см и 40-45 см (последний - только в 2001 п).
В начале ротации севооборотов (1996-1998 пп) исследовали три способа обработки почвы: отвальную вспашку на 20-22 см, мелкое безотвальное рыхление на 10-12 см и плубокое безотвальное рыхление на 27-30 см. В конце ротации севооборотов в 2001 п. способы обработки почвы в севооборотах сформировали четыре системы обработки почвы: отвальную (В + В + В + В); комбинированно-энерпосберепающую (П + В + П + П); комбинированно-ярусную (П + ЯВ + П + В); противоэрозионную (Г + В + Г + Г), пде В - вспашка на 20-22 см, П - поверхностное рыхление на 10-12 см, ЯВ - двухъярусная вспашка на 25-27 см, Г - плубокое рыхление на 25-27 см.
В качестве контроля использовали ежеподную отвальную вспашку. Основные обработки осуществляли с помощью орудий ПЛН-4-35, ПЯ-3-35, КПГ- 2,5.
Математическую обработку проводили методом дисперсионнопо анализа с помощью пропраммы STATIST 6.
Запасы продуктивной влапи в течение всепо периода наблюдений были удовлетворительными [15] в соответствии с климатическими особенностями района исследований (см. рисунок).
Статистический анализ достоверности различий массивов дат по t-критерию для различных сроков отбора показал, что по срокам и плубинам выборки, как правило, различаются достоверно.
При такой заметной временной динамике влажности почв важно знать, насколько взаимосвязаны, пространственно устойчивы распределения влажности почвы в различные сроки. Вслед за рядом авторов [16, 17] мы рассматривали коэффициент корреляции между отдельными сроками как одну из
характеристик устойчивости системы.
Стабильность распределения влажности в пространстве отмечена лишь для 0-5 см и 35-40 см слоя (табл. 1).
Для 35-40 см слоя стабильная связь запасов влаги по сезонам существует почти при всех сроках наблюдений, что свидетельствует об устойчивом водном режиме подпахотных слоев почвы. Что касается пахотного слоя, то для него характерны другие особенности временной динамики, которые, в первую очередь, определяются погодными условиями вегетационных периодов и
В условиях недостатка влаги осенью
1996 г в слое почвы 0-5 см при безотвальных обработках накапливалось на 1,23-2,71 мм больше влаги, чем при вспашке. Для слоев 5-10 см и 15-20 см различия недостоверны (табл. 2).
В слое 35-40 см большая влажность в течение всего вегетационного периода
1997 г отмечена при безотвальных обработках (на 1,0-1,8 мм). Таким образом, достоверные отличия запасов влаги при разных способах обработки отмечены осенью 1996 г и в течение вегетационного периода 1997 г При этом в верхнем и подпахотных слоях почвы больше влаги аккумулировалось при безотвальных обработках. В условиях высокой обеспеченности влагой (1998 с) способы обработки не оказали влияния на величину обсуждаемого показателя.
Рассматривая влияние обработки почвы на изменение влажности в конце первой ротации севооборотов, мы учитывали, что предшествующие способы основной обработки могли оказать пролонгированное влияние на сложение почвы. Особенно это касается тех из них, которые коренным образом меняют структуру пашни (например, двухъярусная вспашка после поверхностных обработок - гетерогенную на обратно-гетерогенную). Поэтому при анализе мы учитывали совокупное влияние всех основных способов обработок под культурами севооборотов.
Климатическая особенность весны вегетационного периода 2001 г. -недостаток влаги в почве. В таких условиях достоверные отличия по
способами обработки почвы.
1. Корреляционная матрица по запасам влаги (мм) для разных сроков определений
Слой почвы, см Срок определения
О-96 М-97 И-97 О-97 М-98 И-98
0-5 О-96 1,00 -0,19* -0,28* 0,26* -0,46* -0,07
М-97 -0,19* 1,00 0,15 -0,12 0,08 -0,08
И-97 -0,28* 0,15 1,00 -0,21* 0,37* 0,22*
О-97 0,26* -0,12 -0,21* 1,00 -0,50* -0,21*
М-98 -0,46* 0,08 0,37* -0,50* 1,00 0,35*
И-98 -0,07 -0,08 0,22* -0,21* 0,35* 1,00
5-10 О-96 1,00 -0,08 -0,11 0,18 -0,12 -0,10
М-97 -0,08 1,00 0,15 -0,08 0,11 0,06
И-97 -0,11 0,15 1,00 0,05 0,03 0,24*
О-97 0,18 -0,08 0,05 1,00 0,02 -0,03
М-98 -0,12 0,11 0,03 0,02 1,00 0,05
И-98 -0,10 0,06 0,24* -0,03 0,05 1,00
15-20 О-96 1,00 0,04 -0,18 -0,06 -0,02 -0,03
М-97 0,04 1,00 0,14 0,03 0,01 -0,11
И-97 -0,18 0,14 1,00 0,15 0,07 -0,13
О-97 -0,06 0,03 0,15 1,00 0,09 -0,05
М-98 -0,02 0,01 0,07 0,09 1,00 0,12
И-98 -0,03 -0,11 -0,13 -0,05 0,12 1,00
25-30 О-96 1,00 0,02 0,09 -0,06 0,05 0,10
М-97 0,02 1,00 0,08 0,23* -0,05 -0,02
И-97 0,09 0,08 1,00 0,15 0,07 -0,05
О-97 -0,06 0,23* 0,15 1,00 0,21* 0,03
М-98 0,05 -0,05 0,07 0,21* 1,00 -0,07
И-98 0,10 -0,02 -0,05 0,03 -0,07 1,00
35-40 О-96 1,00 0,07 0,11 0,12 0,31* 0,04
М-97 0,07 1,00 0,27* 0,30* 0,37* -0,11
И-97 0,11 0,27* 1,00 0,27* 0,38* -0,03
О-97 0,12 0,30* 0,27* 1,00 0,31* 0,03
М-98 0,31* 0,37* 0,38* 0,31* 1,00 -0,03
И-98 0,04 -0,11 -0,03 0,03 -0,03 1,00
* - достоверные коэффициенты корреляции.
СО (D 3 ь
(D
д
(D Ь 5
(D
00 2
О ^
5
