CC BY
20ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
УДК 631.45.481
!Джаланкузов Т., 2Нугманов А., 2Тулаев Ю., *Назанова Г.
ПРИМЕНЕНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ - ЗАЛОГ СОХРАНЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ И ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
1 Казахский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени У.У.Успанова, 050060 Алматы, проспект аль-Фараби, 75 В, Казахстан,
e-mail: [email protected] 2Костанайский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, 111108,ул. Юбилейная, Костанай, Казахстан
Аннотация. В статье анализируются последние результаты исследовании по применению ресурсосберегающей технологии обработки почв. Результаты исследовании основываются на данных физико-химических и водно-физических своиств черноземов, урожаиности яровои пшеницы при применении нулевои и минимальнои обработки черноземов Костанаискои области.
Ключевые слова: ресурсосберегающие технологии, чернозем, гумус, влажность, запасы влаги, урожаи, качество урожая.
ВВЕДЕНИЕ
Сберегающее земледелие - это система земледелия, основанная на комплексе взаимосвязанных технологических приемов воздеиствия на почву для выращивания сельско-хозяиственных культур, получения высоких урожаев с наименьшими затратами, не снижая, а увеличивая плодородие почвы, которое восста-новливается путем взаимодеиствия растении, микроорганизмов и других живых организмов в почве без вмещательства человека.
Одним из важнеиших регионов по производству зерна является Север-ныи Казахстан. Среди областеи Северного Казахстана по производству зерна выделяется Костанаиская область, на долю которои приходится около 22 % валового зерна всеи республики. По данным Tengrinews в 2015 году посевные площади всех сельскохозяиствен-ных культур в Казахстане превысили 21 млн гектаров, в том числе основная часть была отдана под зерновые.
Опыт отечественного и зарубежного сельского хозяиства показывает, что эффективность земледелия определяется уровнем интенсификации его
отраслеи и рациональным использованием природных ресурсов. Главным средством решения этои задачи является применение малозатратных систем земледелия основанных на комбинированных способах обработки почв, которые с минимальными затратами труда и средств могут обеспечить воспроизводство почвенного плодородия и повышение сельскохозяиствен-ного производства.
Основная традиционная обработка, оставаясь наиболее энергоемким и продолжительным по сроку выполнения приемом в технологии возделывания зерновых культур, в недостаточ-нои мере удовлетворяет требованиям максимального влагонакопления и влагосохранения, энергосбережения и не отвечает требованиям щадящего воздеиствия на почву и окружающую среду.
Необходимость перехода на ресурсосберегающие обработки почвы является не только вынужденнои ме-рои, вызваннои кризисным состоянием экономики, но и прежде всего как стратегическое направление. Ресурсосберегающие обработки почв в соответствующих условиях обеспечивают практи-
чески равный урожай зерновых культур в сравнении с традиционной вспашкой на глубину 20-22 см в 2 раза и менее энергоемки, на 10-15 л снижают расход горючего на гектар обраба-тываемои площади.
Поэтому поиск и разработка наиболее эффективных способов обработки почвы, направленных на накопление и сохранение почвенного плодородия, рост урожаиности и качество зерна, снижение затрат является акту-альнои.
Цель исследовании состояла в том, чтобы установить эффективность ресурсосберегающеи агротехнологии обработки почв (нулевои) в сравнении с традиционнои обработкои в регулировании плодородия южных черноземов.
Поставленная цель предопределяет необходимость решения следующих задач: выявить влияние различных способов обработки почв на агрофизические параметры плодородия южных черноземов; изучить в динамике воздеиствие ресурсосберегающих технологии обработки почв на биологические своиства черноземов.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводились на опытных полях Костанаиского научно-исследовательского института сельского хозяиства в 2016 году.
В полевых опытных участках изучали: физические, биологические свои-ства почвы, морфогенетическое строение почв при нулевои, минимальнои и традиционнои обработках почв. Наблюдения, определения и учеты проведены по общепринятым методикам: плотность почвы - отбором проб с ненарушенным сложением с помощью режущих колец, влажность почвы - методом высушивания почвы до постоянного веса при температуре 1050С, содержание подвижных форм фосфора -по Мачигину, обменныи калии - на пламенном фотометре и т.д. Все опыты
проводились в 4-х кратнои повторно-сти.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ
Физико-химические свойства черноземов южных. Плодородие почвы определяется многими агрономическими своиствами, которые являясь производными основных своиств почвы, влияют непосредственно на урожаи.
На стационарном поле, где проводились исследования черноземов южных были заложены опорные разрезы на участке с минимальнои и нулевои обработкои. Черноземы при нулевои и минимальнои обработке по гранулометрическому составу существенно не отличаются. Черноземы южные обладают оптимальным сложением для сельскохозяиственных культур. Плотность почвы невысока и постепенно увеличивается вниз по профилю с 1,04 г/см3 до 1,36 г/см3. Наиболее рыхлое сложение имеет чернозем южныи при нулевои обработке, далее идут варианты с минимальнои и традицион-нои обработкои.
Содержание гумуса в верхнеи части пахотного горизонта веснои при нулевои обработке составляет 4,65 %, в нижнеи до 4,03 %, в подгоризонте В1 резко падает до 3,20 % (таблица 1). Динамика гумуса от весны к осени при нулевои обработке в слое 0-50 см показала убыль гумуса 16,04 % от исходного содержания, тогда как при минимальнои обработке - 22,63 %. Это говорит о том, что при этои обработке (минимальнои) почва истощается на 5,59 % больше, чем при нулевои обработке. Содержание общего азота в пахотном горизонте достигает 0,25 %, в подгоризонте В1 резко снижается до 0,18 %. Изучаемые черноземы южные отмечаются большои выравнен-нностью содержания главных питательных элементов - азота, фосфора и калия (таблица 4). Обеспеченность фосфором верхних частеи пахотного горизонта высокая, где его количество
достигает 71 мг/кг подвижного горизонте и составляет 750-200 мг/кг, фосфора, а в нижнеи части низкая - в подгоризонте В1 средняя - всего 10 мг/кг. Обеспеченность подвижным 240 мг/кг [1]. калием высокая и средняя в пахотном
Таблица 1 - Средние показатели содержания гумуса черноземов южных
Глубина взятия образцов, см Гумус, % Общии азот, % Подвижные формы, мг/кг
весна осень Ирид. Р2О5 К2О
Нулевая обработка
0-10 4,65 4,14 0,25 42,0 71 750
10-20 4,55 3,72 0,25 36,4 14 270
20-30 4,03 3,62 0,22 30,8 10 240
30-40 3,51 2,79 0,20 28,0 3 210
40-50 3,20 2,48 0,18 25,2 1 200
0-50 3,99 3,35 0,22 32,5 19,8 334,0
Минимальная обработка
0-10 4,55 4,14 0,24 39,2 82 760
10-20 4,45 3,00 0,24 33,6 44 470
20-30 4,03 2,69 0,22 30,8 24 400
30-40 3,20 2,48 0,18 28,0 10 380
40-50 2,79 2,38 0,15 28,0 7 380
0-50 3,80 2,94 0,21 31,9 33,4 478,0
Традиционная обработка
0-10 3,82 3,31 0,22 42,0 53 570
10-20 3,72 3,10 0,21 39,2 20 260
20-30 3,62 3,00 0,21 44,8 7 220
30-40 3,51 2,79 0,20 33,6 3 180
40-50 3,10 2,17 0,15 28,0 1 170
0-50 3,55 2,87 0,20 37,5 16,8 280,0
Реакция почвенного раствора в пахотном горизонте нейтральная -около 7, с горизонта В - щелочная или сильнещелочная, величина рН равна 8,2-8,6, а ниже достигает 8,8-9,2. Почвы не засолены, величина суммы солеи в пахотном горизонте 0,055-0,059 %, в подгоризонте В1 - 0,061 %, в подгоризонте В2 незначительное и достигает 0,058-0,081 %, в почвообразующеи породе - 0,151 %.
По общему плодородию, о котором можно судить по урожаю яровои пшеницы в 2016 году черноземы южные при нулевои и минимальнои обработке являются одинаково плодородными почвами.
Перечисленные показатели обеспечивают необходимую информацию
для того, чтобы составить представление о подтипе и уровне потенциального плодородия черноземов при различных способах обработки почв.
Водно-физические свойства черноземов. Почвенная влага является од-нои из главных компонентов почвы и одновременно необходимым условием почвообразовательных процессов. Почвенная влага является практически единственным источником влагообес-печения наземных растении. Поэтому влажность почвы определяет продуктивность культурных и природных фи-тоценозов, регулирует состав последних, а также состав связанных с ними зоо- и микробиоценозов.
Необходимость перехода на ресурсосберегающие технологии обра-
ботки почв вызвана тем, что сберегающее земледелие сохраняет постоянныи органическии покров почвы, функциеи которых является физическая защита почв от солнца, дождя, ветра и питание почвеннои флоры и фауны.
Запас влаги в слое 0-50 см при ну-левои обработке в весеннии срок наблюдении составил 93,75 мм (таблица 2), к концу вегетации яровои пшеницы он уже был 69,14 мм. На формирование урожая яровои пшеницы потребовалось 24,61 мм. При
минимальнои обработке весеннии запас влаги в полуметровом слое был 116,21 мм, к концу вегетации уже составил 56,29 мм. Возможныи расход влаги на формирование урожая яровои пшеницы составил 59,92 мм [2].
При традиционнои обработке чистого пара в весеннии период запасы влаги составили 55,59 мм, в осеннии период 79,71 мм, то есть в состоянии чистого пара произошло небольшое накопление почвеннои влаги.
Таблица 2 - Динамика влажности, плотности и запасов влаги за вегетационныи период (весна-осень) при ресурсосберегающеи агротехнологии, Костанаи 2016 г.
Слои почвы, см Среднии % влажности Средняя плотность почвы, г/см3 Запасы влаги, мм
весна осень весна осень весна осень
Нулевая обработка
0-10 16,3 9,7 0,83 1,04 13,53 10,09
10-20 19,2 10,5 1,14 1,24 21,89 13,02
20-30 18,1 10,5 1,10 1,31 19,91 13,76
30-40 17,0 14,7 1,15 1,29 19,55 18,96
40-50 17,0 10,4 1,11 1,28 18,87 13,31
0-50 17,52 11,16 1,07 1,23 93,75 69,14
Минимальная обработка
0-10 18,2 8,3 1,25 1,11 22,75 9,21
10-20 20,3 8,9 1,18 1,08 23,95 9,61
20-30 21,3 9,3 1,14 1,32 24,28 12,28
30-40 19,3 9,7 1,19 1,36 22,97 13,19
40-50 18,1 10,0 1,23 1,20 22,26 12,00
0-50 19,44 9,24 1,20 1,21 116,21 56,29
Анализ водно-физических пока-зателеи при нулевои обработке осенью показал, что динамика влажности вглубь до 40 см равномерная и колебалась от 9,7 до 14 %, средняя плотность от 1,04 г/см3 до 1,31 г/см3.
Таким образом, значение плотности почв дает обширную информацию о физических своиствах почв, характере уплотнения и т.д.
Исследования по динамике водно-физических параметров черноземов южных при нулевои и минимальнои обработках проводились два раза за
вегетационныи период - веснои и осенью. Результаты исследовании за эти периоды представлены в таблице 5.
Анализ этих параметров показал, что наиболее благоприятным по всем почвенным параметрам является ресурсосберегающая нулевая и минимальная обработка почв [3].
2015 год является первым в трех-летнеи программе по сберегающеи технологии, основаннои по нулевои обработке почвы, а именно разрабатывае-мыи ныне комплекс приемов сберегающего земледелия (таблица 3).
Таблица 3 - Урожаиность яровои пшеницы в зернопаровом севообороте, 2015 г. (данные Костанаиского НИИ с/х)
Поле севооборота Вариант Урожаиность в ц/га, среднее Прибавка, в %
Яровая пшеница после пара Контроль 35,4 -
Р15 36,7 3,7
Микроудобрения 37,2 5,1
Регулятор роста 37,0 4,5
Так как для зерна яровои пшени- смотрим эти качественные показатели цы при ценоопределении важную роль (таблица 4). играет качество зерна, то далее рас-
Таблица 4 - Показатели качества зерна пшеницы, 2015 г.
Поле севооборота Вариант Протеины, % Клеиковина Класс качества
Яровая пшеница после пара Контроль 14,0 26,3 2
Р15 14,5 27,4 2
Микроудобрения 13,2 25,6 2
Регулятор роста 13,4 25,6 2
Формирование качественного зерна зависит от многих причин: сорта, почвенного плодородия, технологии возделывания, удобрения, погодных и других условии произрастания. Проведенные ранее исследования показа-
ли, что в сухие годы формируется, как правило, высококачественное зерно во всех полях севооброта. В благоприятные, напротив, с ростом урожая качество зерна несколько снижается (таблица 5).
Таблица 5 - Показатели качества зерна пшеницы в зависимости от варианта в зернопаровом 4-х польном севообороте, 2015 г.
Поле севооборота Варианты Протеин, % Клеиковина, % Класс качества
1 пшеница после Контроль 14 26,3 2
пара Р15 14,5 27,4 2
Микроудобрение 13,2 25,6 2
Регулятор роста 13,4 25,6 2
2 пшеница после Контроль 12,6 24,5 3
пара Р15 12,5 26,0 2
Микроудобрение 12,8 25,3 2
Регулятор роста 12,7 24,9 3
3 пшеница после Контроль 12,1 23,2 3
пара Р15 13,1 24,8 3
Микроудобрение 13,0 23,0 3
Регулятор роста 13,1 23,0 3
Особенно сильное влияние на качество зерна оказывают погодные условия в период налива и созревания и в ходе самои уборки.
Подытоживая зернопаровои севооборот можно сказать, что все варианты соответствовали ГОСТу и имели хорошие показатели качества зерна, относящиеся ко второму и третьему классам.
В 2016 году урожаи яровои пшеницы при минимальнои обработке составил 16,95 ц/га, а при нулевои 21,49 ц/га, то есть и по количеству урожая сельскохозяиственных культур нулевая обработка превосходит минимальную на 4,54 ц/га.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Технология ^-ТШ предполагает отказ от какого-либо механического способа рыхления почвы: пахоты, культивации, боронования и т.д., только посев и уборка. Таковы основы стабильного земледелия, которые ведут к устоичивости ресурсов и повышению урожаиности сельскохозяиственных культур.
В свете вышеуказанных высокоэффективных ресурсосберегающих технологии No-Till Институтом почвоведения и агрохимии имени УУУспанова совместно с Костанаиским НИИ сельского хозяиства проводятся почвенные исследования на черноземах южных Костанаискои области, обрабатываемых минимальным, нулевым и традиционными способами, выявить наиболее приемлемые для сохранения плодородия почв виды обработок почв в условиях Костанаискои области.
Анализ результатов водно-физических своиств черноземов показал, что среднии процент влажности в слое 0-50 см при нулевои обработке составил 17,52 % веснои, осенью -
11,16 %, плотность почвы веснои составил 1,07 г/см3, осенью - 1,23 г/см3, к осени отмечается небольшое уплотнение в пределах оптимальнои плотности для яровои пшеницы. По запасам влаги в 50 см слое почвы при нулевои обработке было веснои 93,75 мм влаги, осенью - 69,14 мм; при минимальнои обработке запасы влаги были 116,21 мм, осенью 56,29 мм; при тради-ционнои обработке (черныи пар) -55,59 мм, осенью 79,71 мм.
Средневзвешенные показатели водно-физических своиств показали преимущество нулевои обработки по влажности, плотности, скважности, полнои влагоемкости, а также по запасам влаги в слое 0-50 см.
При нулевои технологии внесение фосфорных и азотно-фосфорных удобрении дает существенную прибавку только на второи культуре после пара (36,7 ц/га).
Формирование качественного зерна зависит от многих причин: сорта, почвенного плодородия, технологии возлделывания, удобрения, погодных и других уловии произрастания.
В 2016 году урожаи яровои пшеницы при нулевои технологии составил 21,49 ц/га, при минимальнои - 16,95 ц/га.
С применением минеральных удобрении качество зерна осталось выровненным по всем вариантам их внесения и вариантам обработок почвы.
Зерно пшеницы возделываемои по нулевои технологии по проценту протеина (14,7 %) и клеиковины (29,6 %) незначительно уступало по мини-мальнои технологии, но имело хорошие показатели по массе 1000 зерен (35,5 г) и соответствовало 1 классу требования к качеству.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Dzhalankuzov T.D. Integrated conservation farming - basis for increase of crop productivity and soil fertility conservation // The 3rd International symposium on earth observation for arid and semi-arid environments. 19-21 September. - Dushanbe, 2016. -P. 45-48.
2 Dzhalankuzov T.D, Akhmanova A.U. Monitoring fertility of arable lands of northern Kazakhstan, the control over the use and protection of soils // The 4th International Scientific Conference UrbanEco 2014, 9-10th of October, Serbia. - Zrenjanin, 2014.
3 Джаланкузов Т.Д., Сапаров А.С., Сулейменов Б.У Основные параметры плодородия черноземов южных при нулевой и минимальной обработке почвы // Матер. межд. научно-практ. конф. «Земледелие и селекция сельскохозяиственных растении на современном этапе», посвященная 60 летию НПЦ зернового хозяи ства им. А.И. Бараева. - Астана-Шортанды, 2016. - С. 37-41.
REFERENCES
1 Dzhalankuzov T.D. Integrated conservation farming - basis for increase of crop productivity and soil fertility conservation // The 3rd International symposium on earth observation for arid and semi-arid environments. 19-21 September. - Dushanbe, 2016. - P. 45-48.
2 Dzhalankuzov T.D, Akhmanova A.U. Monitoring fertility of arable lands of northern Kazakhstan, the control over the use and protection of soils // The 4th International Scien-tific Conference UrbanEco 2014, 9-10th of October, Serbia. - Zrenjanin, 2014.
3 Dzhalankuzov T.D., Saparov A.S., Suleymenov B.U. Osnovnye parametry plodorodiya chernozemov yuzhnykh pri nulevoy i minimalnoy obrabotke pochvy // Mater. mezhd. nauchno-prakt. konf. «Zemledeliye i selektsiya selskokhozyaystvennykh rasteny na sovremennom etape», posvyashchennaya 60 letiyu NPTs zernovogo kho-zyaystva im. A.I. Barayeva. - Astana-Shortandy, 2016. - S. 37-41.
ТУШН
!Джаланкузов Т., 2Нугманов А., 2Тулаев Ю., хНазанова Г.
Корунемдеу технологияларын колдану - топырак К^НАРЛЫЛЬ^ЫН
САКТАУ МЕН АУЫЛШАРУАШЫЛЫК ДАКЫЛДАРДЫН, 0НМД1Л1ГШ АРТТЫРУДЫН,
КЕП1Л1
1 9.О. Оспанов атындагы Казац топырацтану жэне агрохимия гылыми-зерттеу институты, 050060 Алматы, эл-Фараби дацгылы, 75 В, Казахстан,
e-mail: [email protected] 2Костанай ауыл шаруашылыгы гылыми-зерттеу институты, 111108, Юбилейная квшеа, Костанай, Казахстан
Мак;алада топырак; ецдеудщ к;орYнемдеушi технологияларын к;олдану боиынша зерттеу жумыстарыньщ соцгы нэтижелерi талданады. Зерттеу нэтижелерi Костанаи облысында ;ара топыра;тарын нелдж жэне минималды ецдеудеп жаздык; бидаидыц ешмдШп, ;ара топыра;тардыц физико-химиялык; жэне су-физикалы; к;асиеттершщ аны;тамаларына негiзделедi.
ТYйiндi свздер: к;орYнемдеушi технологиялар, ;ара топырак;, гумус, ылгалдылык;, ылгал ;оры, енiм, енiм сапасы.
SUMMARY
xDzhalankuzov T., 2Nugmanov A., 2Tulayev Yu., xNazanova G. APPLICATION RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES - PLEDGE OF PRESERVATION SOIL FERTILITY AND INCREASE CROP YIELDS 1 Kazakh Research Institute of Soil Science and Agrochemistry after U.U. Uspanov,
050060 Almaty, 75 Val-Farabi avenue, Kazakhstan, e-mail: [email protected] 2Kostanay Science Research Institute of Agriculture, 111108, st. Jubilee, Kostanay,
Kazakhstan
The article examines the latest research results on the use of resource-saving technologies of soil processing. The research results are based on data from the physico-chemical and water-physical properties of chernozem, spring wheat in the application of zero and minimum tillage chernozems Kostanay region.
Key words: saving technologies, black soil, humus, humidity, moisture reserve, the crop, crop quality.
