Севообороты, основная обработка и агрофизические свойства светло-каштановых богарных почв Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

УДК 631.452:63.54

А.И. Иорганский, Б.М. Амангалиев, С.А. Тымакбаева, А.А. Рахметжанова

СЕВООБОРОТЫ, ОСНОВНАЯ ОБРАБОТКА И АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ БОГАРНЫХ ПОЧВ

Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства, 040909, Алматинская область, Карасайский район, п. Алмалыбак,ул. Ерлепесова 1,

Казахстан, [email protected].

Аннотация. Рассмотрено влияние различных короткоротационных севооборотов и систем основной плоскорезной обработки на агрофизические свойства светло-каштановых богарных почв. Установлено, что сидеральныи севооборот с применением системы плоскорезнои обработки на 20 - 22 см обеспечивает более оптимальные условия по уплотненности (1,16 - 1,20 г/см3], а зернотравянои севооборот без обработки его структурного состояния 0 - 30 см слоя изучаемых почв по сравнению с остальными вариантами.

Ключевые слова: почва, севооборот, обработка, плотность, структура.

ВВЕДЕНИЕ ние экологизированных севооборотов с

В практике земледелия и агронауке включением в них зернобобовых культур,

давно отмечено, что среди агрофизичес- многолетних бобовых трав и бобово-

ких своиств почвы структура и плотность злаковых травосмесей, промежуточных

оказывают большое влияние на условия культур на зеленое удобрение в сочета-

их ^р^огаи водно-воздушныи и пита- нии с дифференцированными энергосбе-

тельныи режимы и в целом на плодоро- регающими способами обработки почвы

Дие, рост и развитие растении. В связи с и разработкои новых приемов технологии

эт^ при земледельческом использова- способствует, как свидетельствуют мно-

нии почв оценке плотности и структурно- гочисленные исследования, улучшению

го их состояния, регулир0ванию, оптими- агрофизических своиств и в целом плодо-

зации и, 0с0бенн0, защите от деградации родия почвы, получению биологически

придается самое важное внимание. полноценнои и экологически безопаснои

Структура и плотность почв претерпева- продукции [3-4]. При этом, особое место

ют в земледелии в основном физическую должно занимать применение ресурсос-

или механическую деградацию, выража- берегающих приемов обработки почвы,

ющуюся в форме эр0дир0ванн0сти, пере- которые являются одним из основных

уплотнения, разрушении и потере содер- путеи реабилитации и улучшения ее пло-

жания агрономически ценных и водоп- дородия. Многие исследователи отмеча-

рочных агрегатов в пахотном слое, слито- ют, что минимальная обработка и прямои

образовании и других процессах. Основ- посев способствуют улучшению основных

ными первичными факторами улучше- агрофизических и водных своиств почв

ния агрофизических своиств п0чв, явля- [5], повышению их эрозионнои устоичи-

ются севообороты и системы их обработ- вости и коэффициента структурности [6],

ки. Излишнее насыщение севооборотов сохранению агрономически ценных агре-

однородными культурами приводит к рез- гатов [7]. Для разных типов почв установ-

кому ухудшению практически всех эле- лены оптимальные границы плотности и

ментов плодородия почв и связаннои с выявлено, что урожаиность зерновых этим снижению эффективности и

ста- культур как на рыхлои, так и на пере-

бильности растениеводства [1-2]. Введе- уплотненнои черноземнои почве снижа-

лась на 16,1 и 31,8 % соответственно [8-9]. (№ 4 и 6) двумя полями вошли в ротацию. Проведенные научные исследование Чередование культур в данных севообо-

свидетельствуют, что эти функции механической обработки или ее отсутствие в различных природных условиях имеют весьма неодинаковые значения, а часть их могут выполнять другие агротехнические приемы. Поэтому выбор опти-мальнои системы обработки почвы лежит в широком диапазоне всевозмож-

ротах следующее: 1 - Пар чистыи, озимая пшеница, озимая пшеница, ячмень; 2 -Овес+горох (на зерно), озимая пшеница, озимая пшеница, ячмень; 3 - Овес+горох (на сидерат), озимая пшеница, озимая пшеница, ячмень; 4 - Просо, озимая пшеница, озимая пшеница, ячмень; 5 - Нут, озимая пшеница, оз имая пшеница,

ных решении и он должен определяться ячмень; 6 - Сафлор, озимая пшеница, ози-на основе конкретного ее изучения в опре- мая пшеница, ячмень; 7 - ячмень +

деленных экологических условиях, определенных севооборотах, что и явилось основным направлением наших исследовании по рассматриваемому вопросу.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводились в 20122013 годы на предгорных пустынно-степных светло-каштановых богарных почвах Илииского Алатау в полевом стационарном опыте Казахского научно-исследовательского института земледелия и растениеводства, заложенном на типичном для плакорных земель пахотном участке. Почвы участка характеризуются следующими показателями: содержание гумуса в верхнем 0-20 см слое почвы варьирует в пределах 1,6-2,0 %, сумма обменных основании составляет 14-18 мг/экв. на 100 г почвы, валового азота -

0.15 %, общего фосфора - 0,21 %. Обменным калием почвы обеспечены в среднеи и повышеннои степени - 250-350 мг/кг. Поглощающии комплекс насыщен в основном кальцием (80-90 %), отчасти магнием (15-20 %) и незначительным количеством натрия (1-3 %). Реакция почвенного раствора щелочная по всему профилю (рН 7,5-8,5). По механическому составу почвы среднесуглинистые, засоление отсутствует, плотныи остаток в 1,5 м толще не превышает 0,1 %.

Схема опыта включает семь 4-х польных севооборотов, 5 из которых (№

1, 2, 3, 5, 7) в 2013 году тремя полями, а 2

люцерна, люцерна 2 года жизни, люцерна 3 года жизни (выводное поле), озимая пшеница, озимая пшеница, ячмень.

На данных севооборотах применялись 3 системы основнои обработки почвы - плоскорезная обработка на 20-22 см, плоскорезная обработка на 10-12 см и без обработки.

Использовались озимая пшеница сорта Наз, ярового ячменя - Акжол, овса -Казахстанскии 70, горох - Таловец, просо -Саратовская 6, нут - Камила, сафлор -Центр 70, люцерна - Семиреченская.

Оценка плотности и структуры почв проводилась по И.В. Кузнецовои [10], В.И. Кирюшину, А.Л. Иванову [11].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение плотности и структуры почвы в зависимости от вышеуказанных факторов было начато с 2012 года. Полученные данные показывают, что применение системы основнои плоскорезнои обработки обеспечивало наименьшее уплотнение почвы в слое 0-30 см по всем культурам изучаемых севооборотов по сравнению с остальными системами обработки. Так, показатели объемнои массы почвы указанного слоя на даннои системе обработки варьировали в пределах 1,161,31 г/см3 с более высоким ее уплотнением на посевах люцерны 2-3 годов жизни в выводном поле (1,29-1-31 г/см3), наименьшим уплотнением в осваиваемом сидеральном севообороте на посевах ози-мои пшеницы (1,16-1,20 г/см3) и в осталь-

ных севооборотах в интервале 1,22-1,26 (10-0,25 мм) в слое почвы 0-30 см, где их г/см3 (таблица 1). При этом плотность количество составило по осваиваемым почвы в сидеральном севообороте на посе- зернопаровому и зерновым севооборотам

вах озимои пшеницы после сидератов в течении 2-х лет была на 0,02-0,07 г/см3

71-75 %, а на люцерне в выводном поле зернотравяного севооборота - 78-81 %.

меньше, чем в зернопаровом и зерновых Это дает основание °ценить исследуемую севооборотах, особенно в сравнении с вто- почву по данному показателю на системе

рым севооборотом, в котором вместо пара без обработки, как имеющую отличное

с- агрегатное состояние [11]. Содержание были посевы смеси овса с горохом - на .

0,06-0,07 г/см3.

Уменьшение глубины обработки с 2022 см до 10-12 см не приводило к существенному повышению объемнои массы почвы под культурами осваиваемых зер-нопаровых, зерновых и зернотравяного севооборотов, так как это превышение

агрономически ценных агрегатов при дан-нои системе обработки превышает их количество в почве на системах плоскорезных обработок на 20-22 и 10-12 см в зернопаровых и зерновых севооборотах на 6-15 и 3-8 % соответственно.

Система плоскорезнои обработки на 10-12 см обеспечивает поддержание ука-

составило всего 0,01-0,02 г/см3. И только

занных агрегатов в почве по зерновым и в сидеральном севообороте плотность г г

зернопаровым севооборотам на уровне

почвы увеличилась при этом на 0,03-0,04

, з 63-72 %, что соответствует также отлич-

г/см3, что можно считать существенным.

ному ее агрегатному состоянию, и превы-

Тем не менее почва оставалось здесь

шает вариант плоскорезнои обработки на

менее уплотненнои, по сравнению с дру-

20-22 см по указанным севооборотам на 3-

гими севооборотами, так как объемная

7 %, количество которых снижалось на нем до 59-68 %. Наименьшее количество водопрочных агрегатов отмечалось при этом в севообороте с чистым паром, на

масса составило на посевах озимои пше-

,з

ницы после сидератов 1,20-1,23 г/см3, а в остальных зерновых и зернопаровых сево

оборотах была на 0,02-0,04 г/см3 больше.

,г - __ „„„„„„„„ посевах озимои пшеницы по пару - 59 % и

Наибольшее уплотнение изучаемого

почва характеризуется здесь хорошим

слоя почвы проявлялось на системе без

агрегатным состоянием, а на остальных обработки, где показатели ее объемнои ,

„„„ „ „ „„ „ ____севооборотах имеет также отличное агре-

массы колебались по исследуемым севоо- ^ ^

гатное состояние.

Аналогично содержанию агрономически ценных агрегатов, наибольшее

боротам в пределах 1,25-1,32 г/см3 и

более всего возрастали в сидеральном

севообороте по сравнению с обработкои

количество водопрочных агрегатов в на 10-12 см и 20-22 см на - 0,03-0,05 и 0,06- ^ р V

почве обеспечивалось системои без обра-

0,09 г/см3, тогда как в зерно-паровых и

ботки, на которои их количество варьиро-

зерновых севооборотах - в основном на

0,02 и 0,03-0,04 г/см3 соответственно.

ние по сравнению с системами плоскорез-

Однако при этом плотность почвы была

вало в на уровне 20,8-23,3 %, а превыше-

практически одинаковои с плотностью на остальных зерновых и зерно-паровых севооборотах, а на люцерне оставалась на

нои обработки на 20-22 и 10-12 см составило по всем зерновым, зернопаровому и сидеральному севооборотам 5,7-7,6 и 3,24,6 %; 5,5-6,5 и 3,6-3,7 %; 5,7-6,0 соотве-

исходном уровне.

г\ „„„„„„ „ „ „ тственно (таблица 2). Тем не менее оценка

Оценка структуры почвы свидет- .

- с- содержания водопрочных агрегатов на ельствует, что отсутствие основнои обра- " ^ " ^ ^

системе без обработки в указанных севоо-ботки способствует наибольшему содер- * 3

жанию агрономически ценных агрегатов боротах свидетельствует о недостаточно

удовлетворительнои водопрочности

структуры

Таблица 1 - Плотность светло-каштановых богарных почв в зависимости от возделываемых культур, предшественников и приемов основной обработки (среднее за вегетацию культур, слой 0-30 см]

сл

№ Осваиваемого севооборота Культуры, предшественники Обработка почвы Плотность, г/см3 Пороз- ность, % Обработка почвы Плотность, г/см3 Пороз- ность, % Обработка почвы Плотность, г/см3 Пороз- ность, %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 Пар чистый, 2011 г. П-20-22 - - П-10-12 - - Без обр. - -

Озимая пшеница, 2012 г. -//- 1,24 54 -//- 1,25 54 -//- 1,27 53

Озимая пшеница, 2013 г. 1,22 55 1,23 55 -II- 1,25 54

НСРо95 0,02

2 Овес+горох на зерно, 2011 г. П-20-22 - - П-10-12 - - Без обр. - -

Озимая пшеница, 2012 г. 1,26 53 1,27 53 1,29 52

Озимая пшеница, 2013 г. 1,23 55 1,24 54 -II- 1,25 54

НСРо95 0,02

3 Овес+горох на сидерат, 2011 г. П-20-22 - - П-10-12 - - Без обр. - -

Озимая пшеница, 2012 г. 1,20 56 1,23 55 -II- 1,26 53

Озимая пшеница, 2013 г. 1,16 57 1,20 56 -II- 1,25 54

НСРо95 0,03

4 Просо, 2012 г. (исход, сод.] П-20-22 1,23 55 П-10-12 1,25 54 Без обр. 1,27 53

Озимая пшеница, 2013 г. -//- 1,22 55 -//- 1,24 54 -II- 1,26 53

НСРо95 0,03

5 Нут, 2011 г. П-20-22 - - П-10-12 - - Без обр. - -

Озимая пшеница, 2012 г. 1,25 54 1,26 53 -II- 1,28 53

Озимая пшеница, 2013 г. -II- 1,22 55 -II- 1,23 55 -II- 1,25 54

НСРо95 0,03

ч

о и и

го

ч т-Ч

о X и о гм

^ пТ

и я

я

гм Я

тН ш

О а

ГМ с

& «

о ГО

2

-е К

ГО т

и О

£ и £ и

гм го

Г0 Г0

Я Я

а &

си ш

Я Я

2 2

ГО «

ь о ю

ГО

а ю о к га

го Я К

го а

ш

а £ °

щ с

2 I

к с с

к «

ь

С Ю 2

и л ч

и а 3 л

я °

К п

Ю <и

р I

ш

а ю о

■ - й

° ^ у

гч Ю Я

ГЧ ГО ^

На системах обработки почвы на 1012 и 20-22 см количество водопрочных агрегатов варьировало в данных севооборотах в пределах 16,7-19,1 и 14,1-17,0 % соответственно, что свидетельствует о неудовлетворительной водопрочности структуры почвы при данных условиях ее использования. При этом уменьшение глубины обработки с 20-22 см до 10-12 см способствовало повышению содержания водопрочных агрегатов в почве по всем указанным севооборотам незначительно, всего на 1,9-3,2 %, что не обеспечивало в целом повышения водопрочности ее структуры хотя бы до уровня недостаточно удовлетворительно^ тенденция движения к которои проявляется более всего в сидеральном севообороте и меньше всего в зернопаровом и зернопропашном севооборотах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Применение на светло-каштановых богарных почвах зернопаровых, зерновых и зернопропашных севооборотов в сочетании с системои основнои плоско-резнои обработки на 20-22 см обеспечивает по сравнению с системам обработки на 10-12 см и без обработки наименьшее уплотнение слоя почвы 0-30 см, объемная масса которого варьирует здесь в пределах 1,22-1,26 г/см3, сложение оценивается как уплотненное, а порозность хорошеи (52-55 %) и только сидеральньш севооборот с даннои системои обработки обеспечивают слабое уплотнение почвы (1,161,20 г/см3) и отличную ее порозность (5657 %).

2. Уменьшение глубины основнои обработки с 20-22 до 10-12 см повышает плотность почвы в указанных зерновых севооборотах несущественно (на 0,010,02 г/см3) и только система без обработки повышает ее на 0,02-0,04 г/см3, до 1,251,29 г/см3 и сложение указанного слоя классифицируются также как уплотнен-

Таблица 2 - Структурное состояние светло-каштановых богарных почв в зависимости от возделываемых культур, предшественников и приемов основной обработки (среднее за вегетацию культур, слой 0-30 см]

сл со

№ Осваиваемого севооборота Культуры, предшественники Обработка почвы Агрономичес ки ценные агрегаты, % Водопрочны е агрегаты, % Обработка почвы Агрономически ценные агрегаты, % Водопрочны е агрегаты, % Обработка почвы Агрономически ценные агрегаты, % Водопрочны е агрегаты, %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 Пар чистый, 2011г. П-20-22 - - П-10-12 - - Без обр. - -

Озимая пшеница по пару, 2012 г. -//- 59 15,4 -//- 66 18,2 -//- 74 21,9

Озимая пшеница, 2013 г. 61 15,3 64 17,2 -II- 71 20,8

НСР095 4 0,7 - - - -

2 Овес+горох на зерно, 2011 г. П-20-22 - - П-10-12 - - Без обр. - -

Озимая пшеница, 2012 г. 62 16,5 68 18,9 75 23,1

Озимая пшеница, 2013 г. 65 15,8 72 18,3 -II- 76 21,5

НСР095 3 0,6 - - - -

3 Овес+горох на сидерат, 2011 г. П-20-22 - - П-10-12 - - Без обр. - -

Озимая пшеница, 2012 г. 68 17,0 70 19,1 74 22,7

Озимая пшеница, 2013 г. 65 15,7 68 18,0 -II- 75 21,7

НСР095 4 0,9

4 Просо, 2012 г. П-20-22 58 15,3 П-10-12 64 17,8 Без обр. 73 21,6

Озимая пшеница, 2013 г. -//- 65 15,0 -//- 69 17,3 -II- 72 21,2

НСР095 4 0,5 - - - -

5 Нут, 2011 г. П-20-22 - - П-10-12 - - Без обр. - -

Озимая пшеница, 2012 г. 61 16,4 68 18,7 74 23,3

Озимая пшеница, 2013 г. -II- 65 14,1 -II- 69 17,3 -II- 74 21,7

НСР095 3 1,5 - - - -

&

ю о ;

СП

о PQ

ЧО

00 VO

СМ тН

О тН

С

VO

см см

о см

о см

à

о -ф

го и

00

&

ю о

СП 0J PQ

СМ тН

о

тН

с

СМ СМ

о

СМ

о

см

го~

s &

0J

•s

2 +

J3

s

0) s

sr cç

ЧО CM

чо

ro «

fc

Ю ro a

Ю о

к ro

s

en a) a

s

0 m

1 S

» И

E-

ro a к ro

о

Sc a G

ro о к

с ю 2

0 го g и & й ГО Ö и я О Щ

s m S

ю <U

5

1 â 1

CM

kl Оо

^ СП ^

о 0) у

см PQ Ж

S го S

С тН см го

ное. В сидеральном севообороте почва при этом переходит из слабого уплотнения в уплотненное состояние при несколько меньших показателях уплотненности на системе обработки на 10-12 см по сравнению с остальными зерновыми, зернопаровыми и зернопропашными севооборотами и выравнивается с ними на системе без обработки.

3. Применение в сочетании указанных севооборотов и систем основнои обработки обеспечивает во всех севооборотах отличное агрегатное состояние исследуе-мои почвы оцениваемого по содержанию в неи агрономически ценных агрегатов, кроме зернопарового севооборота, в котором оно обеспечивается на хорошем уровне, и в целом более всего это выражается на системе без обработки. Однако при этом не достигается надлежащеи водоп-рочности структуры почвы, которая оценивается как неудовлетворительная при системах обработки на 20-22 и 10-12 см, особенно в зернопаровом и зернопропаш-ном севооборотах, и недостаточно удовлетворительная при системе без обработки.

На повышение водопрочности структуры почвы более всего оказывает возделывание люцерны, особенно при обработках на 20-22 см и 10-12 см, а на системе без обработки ее эффективность резко снижается и почти выравнивается с остальными севооборотными культурами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Коринец В.В. Системно-энергетический подход к теоретическим основам севооборотов // Земледелие. - 1991. - № 2. - С. 46-49.

2 Глухих М.А. Севообороты Южного Зауралья. - Челябинск: Институт агроэкологии, 2008. - 324 с.

3 Звездичев В.В., Шерстнев С.Р. На пути к биологизации земледелия // Земледелие. - 2004. - № 2. - 17 с.

4 Вражнов А.В. Важные направления развития земледелия // Земледелие. - 2001. -№ 1. - 16 с.

5 Жубанышева А.У, Титова Б.У., Жубанышев А.Б. О минимальнои и нул евои обработках почвы в засушливых условиях Актюбинскои области // В сб.: Диверсификация растениеводства и No-Till как основа сберегающего земледелия и продовольственнои безопасности. - Астана-Шортанды, 2011. - С. 176-180.

6 Панин А.Г. Разработка и эффективность освоения адаптивно-ландшафтнои системы земледелия на примере АО «Должанское» Веиделевского раиона Белгородскои области: дис. ... канд. с.-х. наук: 06.01.01. - Белгород, 2005. - 115 с. - РГБОД 61:05-6/596.

7 Карипов Р.Х. Сберегающие технологии обработки на темно-каштановых почвах Северного Казахстана // В сб.: Диверсификация растениеводства и No-Till как основа сберегающего земледелия и продовольственнои безопасности. - Астана-Шортанды, 2011. - С. 211-215.

8 Шевлягин А.И. Реакция сельскохозяиственных культур на различную плотность почвы // В кн.: Теоретические вопросы обработки почвы. - Л.: Гидрометиздат, 1968. -С. 32-39.

9 Слесарев В.Н. Агрофизические основы совершенствования основнои обработки черноземов Западнои Сибири: автореф. ... докт. с.-х. наук: 03.02.03. - Омск, 1984. - 32 с.

10 Кузнецова И.В. О некоторых критериях оценки физических своиств почв // Почвоведение. - 1979. - № 3. - С. 17-19.

11 Кирюшин В.И., Иванов А.Л. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологии. - М.: ФГНУ «Росин-формагротех», 2005. - 784 с.

ТYИШ

А.И. Иорганскии, Б.М. Амангалиев, С.А. Тымакбаева, А.А. Рахметжанова

АУЫСПАЛЫ ЕГ1С, АШЫК ЦАРАКЩЫР ТЭЛ1М1 ТОПЫРАКТАРДЬЩ НЕГ1ЗГ1 0ЦДЕЛУ1

МЕН АГРОФИЗИКАЛЫК КАСИЕТТЕР1

Казац егтшшк жэне eciMdiK шаруашылыгы гылыми зерттеу институты, 040909, Казахстан, Алматы облысы, Карасай ауд, Алмалыбак ау., Ерлепесова к., 1,

[email protected]

ЭртYрлi ;ыск;а ротациялы ауыспалы епстер мен непзп ендеу :®Y^eriHiH, тэлiмi ашы; ;ара-к;он,ыр топыра;тардын агрофизикалы; ;асиеттерше scepi ;арастырылган. 20-22 см сыдыра жырту ж^йесш паидаланган сидератты ауыспалы eric тыгыздыгы боиынша (1,16-1,20 г/см3], ал ендеуаз дэндi шепт ауыспалы eric онын ;урылымды; жагдаиын 0-30 см зepттeлeтiн топыра; ;абатында ;алган нус;алармен салыстырганда онтаилы жагдаиды ;амтамасыз eтeтiндiгi аны;талды.

SUMMARY

A.I. Iorgansky., B.M. Amangaliev, S.A. Tymakbaeva, A.A. Rakhmetzhanova

CROP ROTATION, BASIC PROCESSING AND AGROPHYSICAL PROPERTIES OF LIGHT

CHESTNUT NONIRRIGATED SOILS

Kazakh Scientific - Research Institute of Agriculture and crop production, 040909, Almaty region, Karasay district, Almalybak str. Erlepesova 1.

The influence of different crop short-term rotations and main systems of tillage on agro processing properties of light-chestnut bogharic soils. Established that the sidereal rotation system with using subsoil tillage with depth 20-22 cm provides more optimal conditions on compaction (1,16-1,20 g/cm3) and grain-grass rotation without processing give more optimal conditions of struetural state of 0-30 cm lower of studied soils compared.