CC BY
15
doi: 10.24412/0044-3913-2022-5-15-19 УДК: 631.452: 631.452
Показатели плодородия чернозема выщелоченного в зависимости от систем основной обработки почвы
А. А. МНАТСАКАНЯН, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: newagrotech2015@mail.ru) Г. В. ЧУВАРЛЕЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник О. Б. БЫКОВ, старший научный сотрудник
Национальный центр зерна имени П.П. Лукьяненко, Центральная Усадьба КНИИСХ, Краснодар, 350012,
существенных различии между изучаемыми вариантами не выявлено.
Ключевые слова: обработка почвы, плодородие, органическое вещество, агрофизические свойства, биологическая активность, урожайность, ротация, севооборот.
Для цитирования: Мнатсаканян А. А., Чуварлеева Г. В., Быков О. Б. Показатели плодородия чернозема выщелоченного в зависимости от систем основной обработки почвы//Земледелие. 2022. № 5. С. 15-19. doi: 10.24412/0044-3913-2022-5-15-19.
Influence of methods of basic tillage on crop yields and agrochemical indicators of soil under the conditions of the Central Black Earth Region
S. I. Smurov1, S. V. Lukin2, S. N. Ermolaev1, O. V. Grigorov1
1Gorin Belgorod State Agrarian University, ul. Vavilova, 24, pos. Maiskii, Belgorodskii r-n, Belgorodskaya obl., 308503, Russian Federation 2Belgorod State National Research University, ul. Pobedy, 85, Belgorod, 308015, Russian Federation
Abstract. The study was carried out in 2004-2022 and aimed to determine the effect of various methods of basic tillage on the yield of crops of grain-row crop rotation (peas - winter wheat - sunflower - spring barley) and some agrochemical parameters of soil fertility. The work was carried out under the conditions of a field stationary one-factor experiment located in the forest-steppe zone of the Belgorod region on a typical heavy loamy chernozem. The studied methods of tillage were ploughing (plougher PN-5-35), shallownon-mouldboard tillage (cultivation) (CEP 3.8) and deep non-mouldboard tillage -chiselling (plougher PCH-2.5). The experiment was deployed in time and carried out in four fields with three replications. Methods of basic tillage did not have a significant impact neither on crop yield, nor on the parameters of the balance of nutrients and organic matter. The productivity of crop rotation when using the average annual dose of mineral fertilizers N49, 0P30, 5K30.5 averaged 4610-4640 fodder units/ha. The average yield of peas according to the variants of the experiment was within 2.15-2.20 t/ha, winter wheat -5.83-5.93, sunflower - 2.99-3.08, spring barley - 4.75-4, 83 t/ha. A deficit balance of nitrogen ((-29.8)-(-30.5) kg/ha), phosphorus ((-6.2)-(-6.5) kg/ha), organic matter (0.1-(-0, 15) t/ha) and a positive balance of potassium (4.0-4.3 kg/ha) were formed. In the soil layer of 0-30 cm in all variants of the experiment, a decrease in the content of easily hydrolysable nitrogen by 3-10 mg/kg, mobile forms of phosphorus by44-65 mg/kg, organic matter by 0.4-0.5% was recorded. At the same time, there was a slight increase in the concentration of mobile forms of potassium by 3-10 mg/kg.
Keywords: grain-row crop rotation; methods of basic tillage; yield; easily hydrolysable nitrogen; mobile forms of phosphorus and potassium; organic matter; black soil; fertilizers.
Author Details: S. I. Smurov, Cand. Sc. (Agr.), head of laboratory; S. V. Lukin, D. Sc. (Agr.), head of department; S. N. Ermolaev, agronomist; O. V. Grigorov, leading specialist.
For citation: Smurov S. I., Lukin S. V., Ermolaev S. N., et al. [Influence of methods of basic tillage on crop yields and agrochemical indicators of soil under the conditions of the Central Black Earth Region] Zemledelie. 2022;(5):11-5. Russian. doi: 10.24412/00443913-2022-5-11-15.
Российская Федерация
Исследования проводили с целью определения влияния систем основной обработки почвы на агрофизические и биологические показатели почвенного плодородия, а также урожайность культур севооборота, для того чтобы спрогнозировать позитивные и негативные последствия применения систем основной обработки. Опыты выполняли в 2008-2020гг. в Краснодарском крае на черноземе выщелоченном с содержанием в слое 0...40 см органического вещества 3,53 %. Изучали следующие системы основной обработки почвы: традиционную (вспашка до 25 см), минимальную мульчирующую с разуплотнением (чизелевание до 32 см) и минимальную мульчирующую (дискованиедо 12 см). При традиционной обработке почвы содержание органического вещества уменьшилось на 0,15 %, в сравнении с исходным, и в слое 0...40 см составило 3,38 %, в то время как при использовании других систем происходило его накопление: на 0,13 % в варианте с минимальной разуплотняющей и на 0,08 % при минимальной. Во II ротации севооборота количество агрономически ценных агрегатов, в сравнении с исходными данными (40,0 %), в большей степени возросло при минимальной (62,7 %) и минимальной разуплотняющей (59,4 %) обработках, чем при традиционной (55,8 %). Плотность почвы с 1,31 снизижась во всехвариантахдо 1,25...1,28г/см3, водо-прочность, напротив, - с 49,3 % возрастала до 56,9 % при традиционной идо 62,8...63,6% при минимальных технологиях, пористость существенно не изменялась. Биологическая активность почвы под зерновыми колосовыми культурами при традиционной (64,1 %) и минимальной (63,9 %) технологиях была на 2,4...2,6 % выше, чем в варианте с минимальной разуплотняющей. Под пропашными культурами при разуплотняющей системе она составляла 77,4 %, что на 19,2...22,8 % больше, чем в вариантах с традиционной и минимальной обработками. В среднем задве ротации более высокая урожайность зерна кукурузы (5,75 т/га) и сои (2,24 т/га) отмечена при традиционной системе обработки, тогда как на остальных культурах севооборота
Обработка почвы играет значимую роль в комплексе мероприятий, направленных на сохранение и повышение плодородия почвы и, как следствие, на получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Однако именно этим агроприемом можно спровоцировать и проявление противоположных процессов, которые зависят от способа и периодичности обработки [1, 2].
До недавнего времени в земледелии применяли лишь такие традиционные системы основной обработки почвы, как вспашка, безотвальная и комбинированная. Однако в современных условиях широко распространяются ресурсосберегающие технологии, которые способствуют сохранению и повышению плодородия почвы, снижению затрат на производство продукции и, главное, обеспечению продовольственной безопасности [3].
Ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур с минимальной и нулевой обработкой почвы предусматривают сохранение пожнивных остатков на поверхности поля, что задерживает влагу в почве. Вследствие малой глубины обработок они не нарушают почвенные горизонты, сформировавшиеся естественным путем, что повышает интенсивность биологических процессов и обеспечивает эффективное использование элементов питания. На сегодняшний день такие технологии используют по всему миру ы на площади более 180 млн га [4]. е
Традиционная система земледелия, л основанная на вспашке вызывает раз- Д рушение структуры почвы, приводит к л образованию «плужной подошвы», что е ухудшает проникновение и накопление 2 воды в подпахотном слое [5]. Обработка 5 с оборотом пласта усиливает процессы м минерализации гумуса, переводя его в 2 доступные минеральные элементы, по-
вышает нитрификационную способность почвы, что сопровождается улучшением ее питательного режима [6].
Биологическая активность играет важную роль при формировании уровня плодородия почвы. Она зависит от выбранной технологии обработки, которая во многом определяет условия жизнедеятельности почвенных микроорганизмов [7]. Верхние слои почвы богаты кислородом, в этой среде обитают аэробные микроорганизмы, с глубиной количество кислорода уменьшается, изменяется среда обитания, в результате чего начинают доминировать анаэробы. При вспашке происходит перемещение слоев почвы и условий обитания микроорганизмов, которые вследствие оборота пласта попадают в неестественные для них условия и частично или полностью погибают. Поэтому активность бактерий, участвующих в формировании плодородия почвы, а именно в процессах образования гумуса, снижается или полностью прекращается, тогда как при минимальных технологиях их среда обитания сохраняется [8].
Длительная минимальная обработка почвы с созданием мульчирующего слоя из растительных остатков и измельчённой до мелкокомковатого состояния почвы создаёт благоприятные условия для гумусообразования. Благодаря мульчирующему слою пожнивных остатков в течение осенне-зимнего периода накапливается влага на уровне традиционной вспашки, почва при этом разуплотняется [9].
При переходе на минимальную обработку почвы необходимо проведение всех технологических мероприятий в оптимальные сроки на высоком уровне, грамотное применение средств защиты растений и обоснованное внесение минеральных удобрений [10]. Достичь положительных результатов можно только при соблюдении высокого уровня культуры земледелия.
То есть одним из направлений решения проблемы плодородия может стать применение минимальных мульчирующих приемов обработки почвы, которые, наряду с традиционными способами, нашли применение в последние годы в мире, в том числе в Краснодарском крае. Они служат важным условием сохранения потенциального плодородия, улучшения баланса гумуса, уменьшения потерь питательных веществ и влаги [11].
Цель исследования - определить ° влияние систем основной обработки по-1Л чвына агрофизические и биологические ^ показатели почвенного плодородия, а о» также урожайность культур севооборота, | на основании полученных данныхпрогно-зировать позитивные и негативные по® следствия применения систем основной 5 обработки в почвенно-климатических $ условиях Краснодарского края.
Работу выполняли на базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Лукьяненко», ныне «Национальный центр зерна им. П. П. Лукьяненко», в стационарном полевом опыте в шестипольном севообороте, развёрнутом в пространстве и во времени, на черноземе выщелоченном в центральной зоне Краснодарского края.
Севооборот включал следующее чередование культур: озимая пшеница -соя - озимая пшеница - подсолнечник -озимая пшеница - кукуруза на зерно.
Схема опыта предполагала изучение следующих систем обработки почвы:
традиционная (вспашка на глубину до 25 см);
разуплотняющая (мульчирующая минимальная обработка почвы с чизеле-ванием на глубину до 32 см после уборки предшественника пропашных культур, весной проводится дискование, затем предпосевная культивация; при возделывании зерновых колосовых культур осуществляется дискование в 2...3 следа на глубину до 10 см);
минимальная (система мульчирующей минимальной обработки с дискованием на глубину до 10 см в 2...3 следа сразу после уборки предшественника и культивацией перед посевом).
Площадь стационара 10,2 га, одного поля - 1,3 га, элементарного участка по способу обработки почвы - 0,43 га.
Начиная с 2008 г., на 3-ем поле проводили ежегодные наблюдения за изменениями показателей почвенного плодородия (эколого-агрохимических и водно-физических свойств почвы по профилю).
За первую ротацию среднее количество выпавших осадков в сентябре (IX) составило 57,7 % от нормы, в течение периода с октября (Х) по май (V) превышало или было равно среднемноголет-ним значениям, в июне (VI), июле (VII) и августе (VIII) отмечали значительный дефицит осадков. Всего в среднем за год за первую ротацию количество осадков составило 629,1 мм, что на 26,9 мм ниже климатической нормы (рис. 1).
За вторую ротацию среднее количество осадков, выпавших с сентября (IX) по ноябрь (XI), а также в январе (I) и марте
(III), было близким к норме, в то время как в декабре (XII), феврале (II), апреле
(IV), июне (VI) и августе (VIII) оно было значительно ниже среднемноголетнего. В мае (V) и июле (VII) количество выпавших осадков превысило норму в 1,4.. .1,6 раза. Всего в среднем за вторую ротацию ежегодно выпадало 679,2 мм осадков, что на 23,3 мм выше нормы.
В 2019-2020 сельскохозяйственном году количество выпавших осадков соответствовало крайне засушливым условиям, исключение составили февраль (II), когда сумма осадков превышала норму на12,3 мм, и июль (VII) - в 1,6 раза. За год количество выпавших осадков составило 447,9 мм, при среднемноголетней норме 656,0 мм.
Температура воздуха, как за первую, так и за вторую ротацию превышала среднемноголетние значения. В первую ротацию наиболее жарким был июль (VII), средняя температура воздуха составляла 25,8 °С, а во вторую - август с температурой 25,8 °С (рис. 2).
Температура воздуха в 2019-2020 сельскохозяйственном году в осенне-зимне-ранневесенний период с сентября (IX) по март (III) превышала норму. При этом апрель (IV) и май (V) были прохладными, а затем произошло быстрое нарастание летних температур, которые превысили норму на 2,4.3,2 °С.
Все учеты и наблюдения проводили согласно общепринятым методикам, ГОСТам и рекомендациям. В первой декаде июля осуществляли отбор почвенных образцов и их подготовку согласно ГОСТ 17.4.4.02-84, патроном объёмом 200 см3 в пятикратной повторности на глубину 0.40 см. Содержание органического вещества в почве определяли по ГОСТ 26213-94, агрегатный состав - методом сухого фракционирования образцов по Н. И. Савинову, плотность почвы - методом Качинского, водопрочность - по методике Андрианова-Качинского, общую пористость - расчётным путём, биологическую активность почвы - по интенсивности разложения льняной
100
80
IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII
Рис. 1. Количество выпавших осадков за исследуемый период, мм: — первая
ротация; — вторая ротация; — 2019—2020 сельскохозяйственный год;
— — среднемноголетнее.
20
15
10
IX X XI XII I
III IV V VI VII VIII
Рис. 2. Температура воздуха за исследуемый период, °С: — первая ротация; ■ — вторая ротация; — 2019—2020сельскохозяйственный год; — среднемноголетняя.
ткани по методике Е. Н. Мишустина. ческого вещества оставалось на уровне Статистическую обработку результатов первой ротации. При этом в слое 30. исследований проводили методом дис- 40 см на фоне минимальной мульчирую-персионного анализа. щей технологии содержание органиче-
1. Влияние системы основной обработки почвы на содержание органического вещества в черноземе выщелоченном, %
Система обработки почвы Глубина отбора почвенных образцов, см Исходное содержание органического вещества Среднее за ротацию севооборота 2020 г.
II II
Традиционная 0. 10 3,60 3,57 3,58 3,57
10. 20 3,60 3,58 3,52 3,49
20. 30 3,52 3,54 3,24 3,29
30. ..40 3,41 3,50 3,11 3,17
Минимальная 0. 10 3,60 4,07 4,07 3,85
мульчирующая 10. 20 3,60 3,66 3,58 3,68
с разуплотне- 20. 30 3,52 3,51 3,51 3,66
нием 30. 40 3,41 3,37 3,45 3,47
Минимальная 0. 10 3,60 4,03 4,01 3,95
мульчирующая 10. 20 3,60 3,72 3,68 3,69
20. 30 3,52 3,49 3,54 3,53
30. 40 3,41 3,20 3,31 3,28
НСР 05 ч.р. - 0,12 0,11 0,12
В 2008 г исходное содержание органического вещества в слое почвы 0. 40 см составляло 3,41...3,60 % (табл. 1) и зависело от глубины отбора. За первую ротацию произошли некоторые изменения в содержании органического вещества, по сравнению с исходным. При традиционной системе обработки почвы независимо от глубины отбора содержание органического вещества оставалось практически на исходном уровне - 3,50.3,58 %. В то же время на фоне разуплотняющей и минимальной мульчирующих системах основной обработки почвы отмечено накопление органического вещества, которое составило 3,66...4,07 и 3,72...4,03 % в слое почвы 0.20 см соответственно. В более глубоких слоях почвы при минимальной мульчирующей технологии с разуплотнением существенных отличий не выявлено, а при минимальной мульчирующей в слое 30.40 см отмечено снижение величины показателя, в сравнении с исходным, на 0,21 %.
По прошествии второй ротации при традиционной обработке почвы количество органического вещества в слоях 0.10 и 10.20 см оставалось на прежнем уровне, а в ниже лежащих (20.30 и 30.40 см) слоях отмечено его снижение на 0,30 %.
При минимальных мульчирующих обработках почвы содержание органи-
ского вещества увеличилось и достигло исходных значений.
Результаты наблюдения за величиной этого показателя в начале третьей ротации (2020 г) свидетельствуют, что при традиционной системе основной обработки почвы сохранилась та же
уровне в более глубоких слоях почвы. На фоне минимальной мульчирующей системы основной обработки почвы также отмечено увеличение содержания органического вещества в слое 0.10 см на 0,35 %, сохранение его в слоях 10.20 и 20.30 см, и существенное снижение в слое 30.40 см на 0,13 %, в сравнении с исходными данными.
Органическое вещество не столько само участвует в формировании урожая, сколько создает условия для благоприятного произрастания растений, в том числе оказывая влияние на агрофизические свойства почвы (табл. 2).
В начале мониторинговых наблюдений исходное содержание агрономически ценных агрегатов почвы составляло 40,0 %, а структурное состояние классифицировалось как «неудовлетворительное». При традиционной системе обработки почвы в среднем за первую ротацию количество агрономически ценных агрегатов возросло на 14,1 %, по сравнению с исходным значением, и оставалось на этом же уровне с незначительными изменениями в среднем за вторую ротацию, при оценке структурного состояния по двум ротациям как «удовлетворительное».
На фоне минимальной мульчирующей с разуплотнением обработки почвы увеличение содержания агрономически ценных агрегатов произошло на 14,8 % в среднем за первую ротацию и на 18,9 % за вторую, по сравнению с исходным. Оценка структурного состояния почвы за I ротацию - «удовлетворительная», за II - «хорошая». На фоне минимальной мульчирующей величина этого показателя возрастала, по сравнению с исходной, на 20,3 % (I ротация) и 23,4 % (II ротация), оценка структурного состояния почвы по двум ротациям «хорошая».
тенденция, которая проявлялась на
2. Агрофизические свойства почвы в зависимости от системы основной обработки в слое 0.. .40 см ( в среднем за ротацию)
Показатель Исходное значение Традиционная Минимальная мульчирующая с разуплотнением Минимальная мульчирующая НСР05
I* II I 1 II I 1 II
Агрономически
ценные агрегаты (0,25.10 мм), % 40,0 54,1 55,8 55,3 59,4 59,6 62,7 2,1
Плотность, г/см3 1,31 1,23 1,25 1,29 1,24 1,27 1,28 0,05
Водопроч-ность,% 49,3 53,7 56,9 54,2 62,8 60,6 63,6 3,2
Пористость, % 53 58 52 58 52 56 51 3
* ротация севооборота.
протяжении первых двух ротаций: поддержание количества органического вещества в слоях 0.10 и 10.20 см на прежнем уровне и его снижение в более глубоких слоях 20.30 и 30.40 см, в сравнении с исходными данными. На фоне минимальной мульчирующей технологии с разуплотнением отмечено повышение содержания органического вещества в верхнем (0.10 см) слое на 0,25 %, в сравнении с исходными данными, и его сохранение на прежнем
Исходная плотность почвы была довольно высокой и составляла 1,31 г/см3. При традиционной системе обработки почвы в среднем за первую ротацию произошло снижение величины этого показателя на 6,1 %, оценка почвы по плотности «уплотненная», в течение второй она находилась на уровне исходных данных, а оценка почвы по плотности соответствовала «сильно уплотненной».
При минимальной мульчирующей с разуплотнением обработке почвы в
и
ф
з
ь
ф
д
ф
ь
ф
сл 2 О м м
5
0
3. Влияние систем основной обработки на нитрификационную способность почвы в слое 0...30 см под культурами севооборота (2015-2020 гг.), мг/кг
см см о см
1Л
ш ^
Ф
И
ш ^
2
ш м
Система основной обработки почвы Культура севооборота
озимая пшеница по подсолнечнику кукуруза на зерно озимая пшеница по кукурузе соя озимая пшеница по сое подсолнечник
Традиционная 12,4 18,8 16,8 17,3 13,9 18,6
Минимальная
мульчирующая с
разуплотнением 13,8 20,3 15,7 19,3 12,8 20,1
Минимальная
мульчирующая 11,9 17,1 15,1 21,3 9,9 21,9
НСР05 0,5 0,7 0,5 0,7 0,5 0,7
среднем за первую ротацию произошло снижение плотности почвы на 2,4 %, оценка почвы оставалась «сильно уплотненной», за вторую - на 6,1 %, то есть произошёл её переход в «уплотненную». На фоне минимальной мульчирующей величина этого показателя в течение двух ротаций изменилась незначительно, оценка почвы при этом осталась «сильно уплотненной».
Определение водопрочности почвенных агрегатов имеет большое значение для агрономической характеристики почвы. В наших исследованиях при традиционной системе средняя за первую ротацию величина этого показателя составляла 43,7 %, в то время как при минимальной мульчирующей с разуплотнением количество водопрочных агрегатов увеличилось на 9,8 %, на фоне минимальной мульчирующей - на 13,8 %. В среднем за вторую ротацию севооборота водопрочность возросла, по сравнению с первой ротацией, при всех изучаемых обработках почвы соответственно на 13,2 %, 8,6 % и 3,6 %. В целом во второй ротации на фоне минимальныхтехнологий водопрочность почвенных агрегатов была выше, чем по традиционной.
Еще одним агрофизическим показателем почвы служит пористость. В среднем за первую ротацию пористость увеличилась на 5 % при традиционной и минимальной с разуплотнением системах обработки почвы, а при минимальной мульчирующей - на 3%. В течение второй ротации величина этого показателя снизилась и составила 51.. .52 %.
Признаком культурного состояния почвы выступает нитрификационная способность, которая изменялась в зависимости от изучаемых систем основной обработки почвы и от культуры севооборота (табл. 3). В среднем нитрификационная способность под озимой пшеницей независимо от предшественника притрадиционной системе обработки почвы составляла 13,0 мг/кг при минимальной мульчирующей с разуплотнением она была на 1,1 мг/кг выше, а при минимальной мульчирующей - на 0,7 мг/кг ниже.
Под пропашными культурами более активно протекал процесс нитрификации под подсолнечником, снижался под соей и кукурузой на зерно. Более активно этот
процесс проходил на фоне минимальных мульчирующих обработок почвы под соей и подсолнечником.
наблюдений (экспозиция 90 дней) значительных различий по интенсивности разложения льняных полотен не отмечали, она составляла 63,9.64,1 %. То есть активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов под озимой пшеницей зависела от системы обработки почвы только в начале весны.
Наблюдения за микробиологической активностью под пропашными культурами севооборота показали, что на 30-й день после закладки льняных полотен интенсивность их разложения на фоне традиционной и минимальной мульчирующей обработок находилась на одном уровне, а при минимальной с разуплот-
4. Биологическая активность почвы в зависимости от систем основной обработки в посевах зерновых колосовых и пропашных культур (2014-2019 гг.), % разложения льняной ткани
Система основной обработки почвы Экспозиция, дней
30 1 45 60 1 75 90
Под зерновыми колосовыми культурами
Традиционная 9,6 26,3 42,4 55,9 64,1
Минимальная мульчирующая с 8,5 29,5 42,6 53,2 61,5
разуплотнением
Минимальная мульчирующая 5,1 31,8 45,7 54,4 63,9
НСР05 1,1 4,8 3,3 2,9 1,9
Под пропашными культурами
Традиционная 16,2 35,9 42,4 55,0 58,2
Минимальная мульчирующая с 19,7 44,1 55,5 65,1 77,4
разуплотнением
Минимальная мульчирующая 16,9 33,3 38,8 45,8 54,6
НСР05 1,9 6,2 7,2 8,5 11,4
Деятельность целлюлозоразрушаю-щих микроорганизмов характеризует биологическую активность почвенной среды (табл. 4). Интенсивность разложения льняных полотен в течение второй ротации рассмотрим отдельно на зерновых колосовых (озимой пшенице) и пропашных (соя, подсолнечник, кукуруза на зерно) культурах. Весной через 30 дней после закладки интенсивность разложения льняных полотен под озимой пшеницей была выше на фоне традиционной системы обработки почвы - 9,6 %, несколько ниже она на фоне минимальной с разуплотнением - 8,5 % и в 1,9 раза ниже на фоне минимальной мульчирующей. Однако через 15 дней микробиологическая активность при минимальной мульчирующей обработке увеличивалась и составляла 31,8 %, что было на 5,5 % выше, чем на фоне традиционной обработки. В дальнейшем происходило нарастание микробиологической активности и к концу
нением она была на19,3 % выше. В дальнейшем на фоне этой обработки происходило более интенсивное разложение полотен, что свидетельствует о высокой биологической активности почвы. На 90-й день экспозиции интенсивность разложения льняных полотен в этом варианте составляла 77,4 %, тогда как на фоне минимальной мульчирующей и традиционной обработок она была ниже на 22,8 и 19,2 % соответственно.
Урожайность озимой пшеницы в среднем за первую ротацию на фоне традиционной системы основной обработки почвы составляла 6,14 т/га, на фоне минимальной мульчирующей с разуплотнением она была ниже на 0,25 т/га, минимальной мульчирующей - на 0,43 т/га (табл. 5). Урожайность озимой пшеницы за вторую ротацию не зависела от способа обработки почвы и составляла 6,11...6,13 т/га.
Кукуруза на зерно реагировала на способ обработки почвы иначе. Наи-
5. Урожайность культур севооборота в зависимости от системы основной обработки почвы (2008-2021 гг.), т/га
Система обработки почвы Ротация севооборота Урожайность
озимая пшеница кукуруза на зерно подсолнечник соя
Традиционная I 6,14 6,13 3,38 2,34
II 6,12 5,37 3,12 2,13
Минимальная
мульчирующая с I 5,89 5,72 3,24 2,01
разуплотнением II 6,13 5,33 3,13 1,90
Минимальная I 5,71 5,41 3,14 1,62
мульчирующая II 6,11 5,09 3,12 1,61
НСР05 ч.р. 0,31 0,30 0,22 0,21
11. Влияние способов основной обработки на агрофизические свойства почвы, урожайность и качество сои / Д. В. Дубовик, Е. В. Дубовик, А. Н. Морозов и др. // Земледелие. 2022. №. 2. С. 47-50.
Indicators of leached chernozem soil fertility depending on the basic tillage systems
A. A. Mnatsakanyan,
G. V. Chuvarleeva, O. B. Bykov
Luk'yanenko National Grain Center Tsentral'naya Usad'ba KNIISKh, Krasnodar, 350012, Russian Federation
большая в опыте урожайность этой культуры в первой ротации отмечена на фоне традиционной системы обработки - 6,13 т/га, на фоне минимальной с разуплотнение она был ниже на 0,41 т/га, на фоне минимальной - на 0,72 т/га. В течение трех лет второй ротации (2015, 2016 и 2018 гг) из-за погодных условий урожайность зерна кукурузы была ниже, чем в благоприятные (2017, 2019 и 2020 гг): при традиционной обработке - на 1,7 т/га, при минимальной с разуплотнением и минимальной мульчирующей - на 2,1 т/га. То есть при неблагоприятных погодных условиях более высокие урожаи кукурузы формируются на фоне традиционной обработки. В среднем за вторую ротацию при традиционной и минимальной с разуплотнением обработках почвы отмечена практически одинаковая урожайность - 5,37 и 5,33 т/га, в то время как при минимальной мульчирующей она составляла 5,09 т/га.
Подсолнечник сформировал в годы исследования достаточно высокую урожайность. В среднем за первую ротацию она варьировала от 3,38 до 3,12 т/га и наибольшей в опыте была на фоне традиционной обработки. В среднем за вторую ротацию урожайность составляла 3,13 т/га и не зависела от способа обработки почвы.
Соя положительно реагирует на почвы с глубоким рыхлым пахотным слоем и нейтральной реакцией среды, так как на кислых и переуплотнённых почвах резко падает активность азотфиксации. В наших исследованиях наибольшая урожайность сои в среднем за первую и вторую ротации отмечена на фоне традиционной системы обработки почвы - 2,34 и 2,12 т/га соответственно. На фоне минимальной мульчирующей системы основной обработки почвы средняя за первую и вторую ротации урожайность культуры составила 1,62 т/га, что на 0,62.0,38 т/га ниже, чем на фоне традиционной и с разуплотнением в среднем за две ротации.
Таким образом, при традиционной отвальной системе основной обработки почвы происходит интенсивная минерализация органического вещества, в то время как при минимальных мульчирующих создаются условия для его накопления, происходит улучшение струк-турообразования почвы и возрастает водопрочность агрегатов, по сравнению с традиционной.
При минимальной мульчирующей с разуплотнением системе обработки почвы под озимой пшеницей складывались более благоприятные для ни-трификационного процесса условия, в отличие от традиционной и минимальной мульчирующей систем. Активнее всего процесс нитрификации протекал под подсолнечником, снижался под соей и кукурузой на зерно и более активно
происходил при минимальных мульчирующих обработках почвы.
Биологическая активность почвы под озимой пшеницей мало изменялась в зависимости от системы основной обработки почвы, тогда как под пропашными культурами наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности целлю-лозоразрушающих микроорганизмов складывались при минимальной мульчирующей обработке почвы с разуплотнением.
При возделывании кукурузы на зерно и сои наиболее эффективна традиционная отвальная система основной обработки почвы, тогда как под посев озимой пшеницы и подсолнечника возможна минимальная разуплотняющая система, сохраняющая и повышающая почвенное плодородие и обеспечивающая урожайность культур на уровне традиционной обработки.
Литература.
1. Новоселов С. И., Кузьминых А. Н., Еремеев Р В. Плодородие почвы и продуктивность сельскохозяйственна культур в зависимости от основной обработки и севооборота // Плодородие. 2019. №. 6. C. 22-25
2. Киселёва Т.С., Рзаева В.В. Влияние основной обработки почвы на урожайность зернобобовых культур в северной лесостепи Тюменской области // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 1. С. 21-25.
3. Mamsirov N. I., Chumachenko Y A., Udzhuhu A. C. Agrochemical properties of fused chernozem, depending on the methods of basic processing and the norms offertilization // Ecology, Environment and Conservation. 2018. Vol. 24. No. 1. P. 462-471.
4. No-till farming and conservation agriculture in South Asia-issues, challenges, prospects and benefits / J. Somasundaram, N. K. Sinha, R. C. Dalal, et al. // Critical Reviews in Plant Sciences. 2020. Vol. 39. No. 3. P. 236-279.
5. Романенко А. А., Васюков П. П., Киль-дюшкин В. М. Эффективность различных систем основной обработки почвы под сельскохозяйственные культуры в зернопропашном севообороте // Достижения науки и техники АП К. 2011. №. 8. С. 34-36.
6. Кирюшин В. И. Проблема минимизации обработки почвы: перспективы развития и задачи исследований // Земледелие. 2013. №. 7. С. 3-6.
7. Чуварлеева Г. В., Мнатсаканян А. А. Биологическая активность почвы в посевах озимой пшеницы в зависимости от условий произрастания // Природообустройство. 2018. №. 5. С. 108-113.
8. Система обработки почвы как фактор воспроизводства почвенного плодородия на черноземе выщелоченном Краснодарского края / А. А. Мнатсаканян, Г. В. Чуварлеева, П. П. Васюков и др. // Таврический вестник аграрной науки. 2018. №. 3. С. 78-87.
9. Шишлянников И. Д., Журбенко А. К., Лаптина Ю. А. Противозасушливые приемы при минимализации возделывания озимых и яровых культур в нижнем Поволжье // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2008. №. 4. С. 68-73.
10. Влияние традиционной и минимальных систем обработки почвы на изменения почвенного плодородия / П. П. Васюков, П В. Чуварлеева, Г. М. Лесовая и др. // Таврический вестник аграрной науки. 2016. №. 3. С. 50-59.
Abstract. The studies aimed to determine the impact of basic tillage systems on the agrophysi-cal and biological indicators of soil fertility, as well as the yield of crops of crop rotation, to predict the positive and negative consequences of the use of primary tillage systems. The experiments were carried out in 20082020 in the Krasnodar Territory on leached chernozem with an organic matter content of 3.53% in a layer of 0-40 cm. The following main tillage systems were studied: traditional (ploughing up to 25 cm), minimal mulching with decompaction (chiselling up to 32 cm), and minimal mulching (disking up to 12 cm). With traditional tillage, the content of organic matter decreased by 0.15% compared to the initial one, and in a layer of 0-40 cm it amounted to 3.38%, while when using other systems, its accumulation occurred: by 0.13% in the variant with the minimum mulching with decompaction and by 0.08% with the minimum mulching. In the second crop rotation, the number of agronomically valuable aggregates, in comparison with the initial data (40.0%), increased to a greater extent with minimal mulching (62.7%) and minimal mulching with decompaction (59.4%) treatments than with traditional (55.8 %). Soil density decreased from 1.31 in all variants to 1.25-1.28 g/cm3; water stability, on the contrary, increased from 49.3% to 56.9% with traditional variant and up to 62.863.6% with minimal technologies; soil porosity did not change significantly. The biological activity of the soil under cereal crops with the traditional (64.1%) and minimum mulching (63.9%) technologies was 2.4-2.6% higher than in the variant with the minimum mulching with decompaction. Under tilled crops with a decompacting system it was 77.4%, which is 19.2-22.8% higher than in the variants with traditional and minimal tillage. On average, over two rotations, a higher grain yield of corn (5.75 t/ha) and soybeans (2.24 t/ ha) was observed with the traditional tillage system, while no significant differences were found between the studied options on the other crops of the crop rotation.
Keywords: tillage; fertility; organic matter; agrophysical properties; biological activity; yield; rotation; crop rotation.
Author details: A. A. Mnatsakanyan, Cand. e Sc. (Agr.), head of laboratory (e-mail: newagro-tech2015@mail.ru); G. V. Chuvarleeva, Cand. § Sc. (Agr.), leading research fellow; O. B. Bykov, § senior research fellow. s
For citation: MnatsakanyanAA, Chuvarleeva § GV, Bykov OB [Indicators of leached chernozem 2 soil fertility depending on the basic tillage sys- 5 tems]. Zemledelie. 2022;(5):15-9. Russian. doi: M
10.24412/0044-3913-2022-5-15-19. O
■ 0
