CC BY
15DOI:10.24412/2225-2584-2021-1-12-15
УДК 631.431.2:231
ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО- ПОДЗОЛИСТОМ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ ПРИ РАЗНЫХ ПО ИНТЕНСИВНОСТИ
СИСТЕМАХ ОБРАБОТКИ
В.А. НИКОЛАЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, (vladimir_nikolaev0202@mail.ru)
Л.И. ЩИГРОВА, аспирант
Российский государственный аграрный университет - Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева
Тимирязевская улица, д. 49, г. Москва, 127550, Российская Федерация
Резюме. Целью исследования было выявить закономерности изменения показателей плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под действием разных по интенсивности систем обработки при возделывании ячменя. Исследования проводились в 2018-2019 гг. на опытном поле Центра точного земледелия в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Ячмень возделывался в 6-польном севообороте. Изучали две системы основной обработки почвы - отвальную (ежегодная вспашка оборотным плугом Eur Opal на глубину 20-22 см) и минимальную (культиватором Pegasus на глубину 10-12 см). Дозы вносимых в опыте минеральных удобрений рассчитывали на планируемую урожайность ячменя - 5 т/га (120 кг/га д.в.). Применение минимальной обработки не привело к ухудшению агрофизических свойств пахотного (0-20 см) слоя почвы. На вариантах обработки общая пористость пахотного слоя в течение вегетационного периода не опускалась ниже оптимальных значений и составляла более 50%, содержание водопрочных агрегатов в среднем - 33,7%. По минимальной обработке отмечена тенденция улучшения структурного состава почвы. Потребление различных форм азота в течение вегетационного периода носило цикличный характер. В начале вегетации минимальное содержание нитратного азота как на вспашке, так и при минимальной обработке отмечали в слое 0-10 см. Содержание аммонийного азота в середине вегетации повысилось с 0,1 до 1 мг/кг почвы. Максимальное содержание подвижного фосфора в фазе кущения в пахотном слое было в варианте с минимальной обработкой -158,3 мг/кг почвы. На отвальной обработке оно составило 146,8 мг/кг почвы. Эта закономерность наблюдалась и в фазу молочно-восковой спелости. Средняя урожайность ячменя по минимальной обработке составила 4,92 т/га, что на 19,7 % больше, чем по вспашке.
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, плотность сложения, пористость, нитратный азот, аммонийный азот, подвижный фосфор, обменный калий, минимальная обработка, отвальная вспашка.
Для цитирования: Николаев В.А., Щигрова Л.И. Показатели плодородия дерново-подзолистой почвы и урожайность ячменя при разных по интенсивности системах обработки // Владимирский земледелец. 2021. №1. С. 12-15. DOI:10.24412/2225-2584-2021-1-12-15.
Одним из основных факторов высокой продуктивности сельскохозяйственных растений и экологической устойчивости земледелия является оптимизация питательного, водного и воздушного режимов почвы с учетом биологических особенностей возделываемых культур, фитосанитарного состояния посевов и почвенно-климатических условий [1, 2].
Сохранение и повышение плодородия почвы достигается за счет использования органических и минеральных удобрений и широкого применения минимальных ресурсосберегающих систем обработки почвы [3, 4]. Важная роль при этом отводится способу, глубине и интенсивности перемешивания почвы, определяющих скорость минерализации органического вещества, и доступность элементов питания [5, 6].
Известно, что благоприятные физические свойства и режимы почв являются основой и необходимым условием реализации потенциального почвенного плодородия для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Поэтому создание и поддержание оптимального сложения пахотного слоя почвы с помощью разных систем обработки является актуальной задачей современного интенсивного земледелия.
Цель исследований - выявить закономерности изменения показателей плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под действием разных по интенсивности систем обработки при возделывании ячменя.
Условия, материалы и методы. Исследования проводились в 2018-2019 гг. на опытном поле Центра точного земледелия (ЦТЗ) в РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева. Объектами исследования являлись дерново-подзолистая почва и культура ячмень, который возделывался в севообороте: викоовсяная смесь на зеленый корм - озимая пшеница + горчица белая на сидерат - картофель - ячмень.
В данном опыте изучали две системы основной обработки почвы - отвальную (ежегодная вспашка оборотным плугом Eur Opal на глубину 20-22 см) и минимальную (культиватором Pegasus на глубину 1012 см) [7]. Дозы минеральных удобрений рассчитывали на планируемую урожайность ячменя - 5 т/га (120 кг/га д.в.). Внесение фосфорно-калийных удобрений с осени и азотных при посеве, проводилось центробежным разбрасывателем ZAM-900.
Почвенный покров опытного участка представлен дерново-подзолистыми легкосуглинистыми почвами. Физико- химическая характеристика которых приведена в таблице 1.
Метеорологические условия вегетационного периода 2018 и 2019 гг. оказались достаточно контрастными. Если среднемесячная температура воздуха за период вегетации в 2019 году составила 16,1 оС, что выше среднемноголетних значений, то за этот же период в 2018 году среднемесячная температура воздуха была существенно ниже среднемноголетних
№ 1 (95) 2021
Владимгрскш ЗемлеЙлод
1. Физико-химическая характеристика почвы
Гранулометрический состав Мощность пахотного Гумус, % Нг S рН №бщ. Р20 К20
почвы слоя, см мг-экв/100 г почвы мг/кг почвы
Суглинистый 19-21 2,4-2,5 1,8 13,5 5,7-6,2 35,5 158167 40-80
70 60 50 40 30 20 10
показателей.
В тоже время, с точки зрения количества выпавших осадков, 2019 год оказался более сухим по сравнению с 2018 годом. В течение всех месяцев вегетационного периода количество осадков оказалось меньше среднемноголетних значений, причем наибольшее снижение количества осадков отмечено в августе 2019 года. Количество осадков за период вегетации 2018 года было выше среднемноголетних значений.
Полученные данные подвергали статистической обработке с использованием программы Statistica методом дисперсионного анализа.
Результаты и обсуждение. Как показали наши исследования, динамика сложения пахотного и подпахотного слоя дерново-подзолистой почвы как за период вегетации, так и в отдельные сроки, в зависимости от интенсивности механического воздействия существенно не различалась. Наиболее рыхлое сложение в обоих изучаемых вариантах отмечали в слое почвы 0-20 см, где оно колебалось в пределах 1,15-1,16 г/см3.
Установлено, что с увеличением глубины до 30 см происходит переуплотнение почвы до 1,32 г/см3 по вспашке и до 1,37 г/см3 в варианте с минимальной обработкой. Следует предположить, что при продолжительном использовании поверхностной обработки происходит разуплотнение верхнего слоя из-за преимущественного поступления в него растительных остатков и процессов гумификации. Тогда как при ежегодной отвальной обработке почвы плотность сложения изучаемых слоев под посевами ячменя была более выровнена, что объясняется созданием сравнительно однородного по гумусированности пахотного слоя за счет оборачивания и лучшего перемешивания слоев почвы (рис. 1).
1,05
53,6
50,9
1,3
0-10 10-20 20-30 Отвальная
1,27
48,4
0-10 10-20 20-30 Минимальная
Начало вегетации
53,2
49,8
1,33
0-10 10-20 20-30 Отвальная
54,5
0-10 10-20 20-30 Минимальная
Конец вегетации
■ Плотность, г/смЗ ■ Пористость, % ш Водопрочность,%
Рис. 1. Влияние разных способов обработки на агрофизические свойства почвы под посевами ячменя
Структурный состав, содержание водопрочных агрегатов определяют сложение почвы, устойчивость против деградации и уплотнения, а также стабилизируют водно-воздушный режим. При применении минимальной обработки на 10-12 см, а также вспашки на 20-22 см, общая пористость пахотного слоя почвы в течение вегетационного периода ячменя не опускалась ниже оптимальных значений и составляла более 50%, содержание водопрочных агрегатов по вариантам опыта в среднем составило 33,7%.
Содержание аммонийных и нитратных форм азота определялось свойствами почвы и метеорологическими условиями. Потребление тех или иных форм азота в течение вегетационного периода носило цикличный характер, близкий к нормальному закону распределения при разном соотношении между его формами по фазам роста и развития ячменя. Исследования показали, что в начальный период роста и развития ячменя при высоком исходном уровне содержания азота в почве, за счет внесения доз, рассчитанных на урожайность 5 т/га (120 кг/га д.в.), изучаемые системы обработки почвы не оказали существенного влияния как на общее содержание подвижных форм азота, так и на их распределение по слоям корнеобитаемого горизонта. Оно находилось на уровне средней степени обеспеченности. По мере роста и развития растений, содержание аммонийных форм азота резко сократилось и в фазу кущения находилось на уровне 0,1 мг/кг почвы независимо от глубины отбора образцов и вариантов обработки почвы (рис. 2). Наименьшее содержание нитратного азота как в варианте с отвальной обработкой почвы, так и в варианте с минимальной отмечали в слое 0-10 см, где расположена основная масса корневой системы, а, следовательно, из этого слоя он и потреблялся ячменем в первую очередь.
К середине вегетации потребность растений в азотном питании уменьшилась, но увеличилась потребность в фосфоре и калии, что связано с формированием репродуктивных органов растений. Повысилась доля аммонийного азота до 1 мг/кг почвы, т.е. в 9-10 раз.
К концу вегетации содержание нитратного азота по сравнению с фазой колошения увеличивалось, что свидетельствует о продолжительности процесса высвобождения азота и замедлении его поглощения растениями ячменя. Это связано с динамичностью процессов превращения азотистых веществ и резким уменьшением потребности ячменя в этом элементе.
Содержание подвижного фосфора в фазу кущения ячменя в пахотном слое (0-20 см) было выше (158,3 мг/кг почвы) в варианте с минимальной обработкой по сравнению с отвальной, где оно составило 146,8 мг/кг почвы.
Зладижрскш ЗемдеЗЪдецъ
№ 1 (95) 2021
2. Урожайность ячменя, т/га
Обработка почвы Урожайность
Ежегодная минимальная на 10-12 см 4,92
Ежегодная отвальная на 20-22 см 3,95
НСР05 0,21
Рис. 2. Содержание аммонийного и нитратного азота в почве под посевами ячменя, мг/кг почвы
Рис. 3. Влияние обработки почвы на содержание подвижного фосфора и обменного калия под посевами ячменя, мг/кг почвы Данная закономерность также наблюдалась и в более глубоких слоях. К концу вегетации отмечено незначительное увеличение фосфора (рис.3).
Динамика содержания обменного калия имела убывающий характер, т.е. его содержание снижалось по мере накопления растениями ячменя компонентов биомассы. Так, в начале вегетации содержание обменного калия в пахотном слое (0-20 см) составило 161,2 мг/кг почвы при минимальной обработке и 138 мг/кг - при отвальной. К середине вегетации оно уменьшилось соответственно до 128 и 97,2 мг/кг, к концу вегетации - до 113,3 и 87 мг/кг почвы.
Таким образом, на динамику содержания и распределения питательных элементов в почве по изучаемым вариантам оказывали влияние способы и глубина основной обработки (отвальная или минимальная).
Урожайность ячменя и соотношение основной и
побочной продукции зависит от плодородия почвы, которое определяет уровень минерального питания и играет решающую роль в накоплении различных структурных компонентов урожая. Исследования показали, что преимущество по оптимизации фосфорного и калийного режимов питания оставалось за минимальной обработкой, следовательно, данный вариант обеспечивал и более высокую продуктивность возделываемой культуры (табл.2). Урожайность ячменя в среднем за годы исследований по минимальной обработке составила 4,92 т/га, что на 19,7 % выше по сравнению со вспашкой.
Выводы. Таким образом, сравнение воздействия на дерново-подзолистую легкосуглинистую почву ежегодной вспашки на 20-22 см и минимальной обработки на глубину 10-12 см в качестве приемов основной обработки почвы под посевами ячменя показало, что минимальная обработка не привела к ухудшению агрофизических свойств пахотного (0-20 см) слоя почвы. Более интенсивное уплотнение до 1,32 и 1,37 г/см3 на обоих вариантах обработок наблюдалось в подпахотном (20-30 см) слое почвы, Содержание водопрочных агрегатов составило 33,7 %, общая пористость не опускалась ниже оптимальных значений.
Изучаемые способы обработки почвы не оказывали существенного влияния на общее содержание подвижных форм азота. Их потребление носило цикличный характер: в начальные фазы роста и развития ячменя преобладали нитратные формы; к середине вегетации потребность растений в азотном питании уменьшалась, но увеличивалась потребность в фосфоре и калии, а также возрастала доля аммонийного азота до 1 мг/кг почвы.
Разница в урожайности ячменя между вариантами опыта составила 0,97 т/га в пользу минимальной системы обработки почвы.
Литература.
1. Гогмачадзе Г.Д. Деградация почв: причины, следствия, пути снижения и ликвидации. М.: Изд. МГУ, 2011. 272 с.
2. Шеин Е.В., Гончаров В.М. Агрофизика. Ростов н/Д.: Феникс, 2006. 372 с.
3. Матюк Н.С., Полин В.Д., Николаев В.А. Изменение агрофизических свойств почвы под действием приемов обработки и удобрений//Владимирский земледелец. 2015. № 2 (72). С. 12-14.
4. Пупонин А.И., Певнев М.И. Влияние разных систем обработки дерново-подзолистой почвы в интенсивном земледелии на ее окультуренность и плодородие. Известия ТСХА, 1986. Вып. 3. С. 15-24.
5. Лошаков В.Г. Севооборот и плодородие почвы. М.: Изд. ВНИИА, 2012.217с.
6. Николаев В.А., Паулкин Н.И., Савченко А.В. Агрофизические свойства дерново-подзолистой почвы в зависимости от способов ее обработки // Вестник Московского ГАУ имени В.П. Горячкина. 2012. № 5. С. 30-32.
7. Беленков А.И., Николаев В.А., Шитикова А.В. Агроэкологическая концепция исследований и агрофизические свойства почвы в посадках картофеля полевого опыта ЦТЗ //Агрофизика. 2011. № 3. С. 5-14.
№ 1 (95) 2021
¡^аЭимрскт ЗемдесЙлецТ)
FERTILITY INDICATORS OF SODDY PODZOLIC SOIL AND BARLEY YIELD IN TERMS OF TILLAGE SYSTEMS VARIOUS INTENSITY
V.A. NIKOLAEV, L.I. SHCHIGROVA
Russian State Agrarian University - Timiryazev Moscow Agricultural Academy, ul. Timiryazevskaya 49, Moscow, 127550, Russian Federation
Abstract. The research aims to identify patterns of fertility indicators change of soddy podzolic light loamy soil under the influence of tillage systems various intensity while barley cultivation. Research took place in 2018-2019 on the experimental filed of Precision Farming Center at the Russian State Agrarian University - Timiryazev Moscow Agricultural Academy. Barley is cultivated within a 6-field crop rotation. The article highlights two soil treatment systems - mouldboard ploughing (annual treatment with one way plough Eur Opal 20-22 cm deep) and minimum ploughing (Pegasus cultivator 10-12 cm deep). Mineral fertilizers are applied in light of the planned barley yield - 5 t/ha (120 kg/ha primary nutrient). The minimum tillage does not lead to deterioration in the agrophysical properties of the arable soil layer (0-20 cm). Over the vegetation period, this soil texture stays above optimal values over 50%, the content of water-stable aggregates is 33.7% on average. In terms of minimum tillage, there is a tendency to better structural composition of soil. Intake of nitrogen in various forms during vegetation is cyclical. At the beginning of the growing season, the minimum nitrate nitrogen content is noted in layer 0-10 cm, both on mouldboard and minimum tillage. The maximum content of labile phosphorus at the stage of tillering is noted in the option with the minimum cultivation - 153 mg/kg soil. When mouldboard ploughing is used, it amounts to 146.8 mg/kg soil. This pattern is found in the milk-wax stage of ripeness. An average barley yield by the minimum treatment is 4.92 t/ha, which is 19.7% more than by ploughing.
Keywords: soddy podzolic soil, soil density, soil texture, nitrate nitrogen, ammonium nitrogen, labile phosphorus, exchangeable potassium, minimum cultivation, mouldboard ploughing.
Author details: V.A. Nikolaev, Candidate of Sciences (agriculture), docent, (e-mail: vladimir_nikolaev0202@mail.ru); L.I. Shchigrova, postgraduate student.
For citation: Nikolaev V.A., Shchigrova L.I. Fertility indicators of soddy podzolic soil and barley yield in terms of tillage systems various intensity // Vladimir agricolist. 2021. №1. P. 12-15. D0I:10.24412/2225-2584-2021-1-12-15.
D0I:10.24412/2225-2584-2021-1-15-19 УДК 632.3:632.4:632.9
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ БОРЬБЫ С БОЛЕЗНЯМИ РАСТЕНИЙ
В АГРОЦЕНОЗАХ
М.Н. НОВИКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, (е-mail:novik. mich@yandex.ru)
Всероссийский научно-исследовательский
институт органических удобрений и торфа — филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»
ул. Прянишникова, д.1, д. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл., 601390, Российская Федерация
Резюме. Исследования по биологическим приемам борьбы с болезнями растений проводились автором с 1965 по 2020 гг. на буро - подзолистых и лугово- бурых тяжелосуглинистых почвах Приамурья (ДальНИИСХ, 19б5-1975гг.), мощном слабо выщелоченном черноземе Левобережья Украины (Сумская ГОСХОС, 1976-1982 гг.), дерново-подзолистых супесчаных почвах Центрального района Нечерноземной зоны (ВНИИОУ, Владимирская обл., 1983-2020 гг.). На кислых (рНю - 4,3), тяжелосуглинистых почвах Приамурья распространено поражение картофеля паршой. На землях с наличием патогена парши лучшим предшественником картофеля сорта Пионер являлась соя. В сравнении со злаковым предшественником (яровая пшеница) по фону сои распространение болезни снизилось на 59%, развитие болезни - на 66%. Слаборазложившийся соломистый навоз КРС и солома яровой пшеницы усиливали поражение картофеля паршой, хорошо разложившийся навоз, солома и сидераты сои значительно ослабляли этот процесс. Действие навоза на основе низинного торфа и минеральных удобрений (нитрофоска) на активность патогена парши не проявилось. На черноземных почвах недобор урожая озимой пшеницы, возделываемой по ячменю, от корневых гнилей достигал 37-43%. Применение под пшеницу навоза соломистого полуразложившегося усиливало активность патогенов. На варианте с сидератами (яровой рапс) поражение растений корневой гнилью снизилось с 43 до 27%. В опытах ВНИИОУ сидераты донника способствовали лучшей перезимовке растений озимой пшеницы, сохранность посевов составила от 80 до 100%. Вредоносной болезнью бобовых культур является антракноз, с которым можно бороться за счет
гетерогенных посевов. В опытах ВНИИОУ поражение монокультуры узколистного люпина антракнозом составило 23%, в гетерогенных посевах с ячменем относительное поражение снизилось на 5%, с яровой пшеницей - 7%, тритикале - 23%, овсом - 27%, горчицей белой - 31%. Биологический метод борьбы с возбудителями болезней растений безопасен для людей, теплокровных животных и окружающей среды, способствует оздоровлению почв и оптимизации продуктивности агроценозов.
Ключевые слова: болезни растений: корневые гнили, снежная плесень, антракноз, фитофтора, парша, ризоктония, биологические приемы борьбы.
Для цитирования: Новиков М.Н. Биологические приемы борьбы с болезнями растений в агроценозах // Владимирский земледелец. 2021. №1. С. 15-19. DOI:10.24412/2225-2584-2021-1-15-19.
По обобщенным данным статистической отчетности и научных исследований недобор урожая полевых культур в земледелии страны от болезней, вредителей и сорняков в среднем составляет свыше 30% [1].
В настоящее время продолжается ориентация на широкое применение химических мер защиты растений. Как утверждает Л.М. Попова [2]: «Применение химических мер защиты растений позволит в два раза увеличить мировой урожай. Поэтому о запрещении пестицидов не может быть и речи». Однако академик А.А. Жученко [3] отмечает: «Односторонняя ориентация на пестициды как главное средство зашиты агроэкосистем от вредителей, болезней и сорняков, в конечном счете, может привести к тому, что в процессе указанного «эволюционного танца» все большее число пока лишь потенциально вредоносных видов... будет поражать культивируемые виды растений. Таким образом, широкое применение пестицидов не только не ослабляет, а, наоборот, усиливает напряженность действия биотических стрессов в агроэкосистемах».
В этой связи для большинства крупных хозяйств страны основной путь борьбы с сорняками, болезнями и
ВлаЭишрскш ЗемлеШеф
№ 1 (95) 2021
