CC BY
38
ISSN 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 1 (146-147), 2011
СИСТЕМЫ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ГУМИФИКАЦИЮ ПОЧВЫ В ЗЕРНОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ
В.С. Полоус,
кандидат сельскохозяйственных наук
Сельскохозяйственное научно-производственное ООО «Кущевское»
Ключевые слова: севооборот, основная обработка почвы, удобрения, гумус, плодородие почвы
УДК 633.854.78:631.5
Введение. Использование высокотехногенной традиционной технологии с плужной обработкой почвы показало свои негативные
последействия в плане нарушения природного строения почвы и ее деградации. Обыкновенные черноземы содержат уже как минимум на половину меньше гумуса в почве [1].
Мировая практика земледелия доказала, что глубокую механическую обработку почвы плугом можно вполне заменить другими приемами основной обработки почвы. Эта система земледелия предусматривает широкое использование пожнивных остатков в севообороте в качестве органического вещества, применение минеральных удобрений, гербицидов и других средств защиты растений в минимальных допущенных дозах для сохранения плодородия почвы, а также способствует освоению биологического и устойчивого почвозащитного земледелия [2].
До наших исследований было недостаточно информации о влиянии отвальной вспашки (на глубину 22-24 см), минимальной (12-14 см) и отсутствия осенней основной обработки почвы, применения преимущественно жидких удобрений, использования пожнивных остатков на плодородие обыкновенного чернозема в зернопропашном севообороте в северной зоне Краснодарского края.
Материалы и методы. Исследования по этой теме выполнены в ЗАО «Маяк» Кущев-ского района Краснодарского края в течение 1979-1992 гг.
Влияние приемов основной обработки обыкновенных черноземов: отвальная вспашка (22-24 см), минимальная (12-14 см), без механической обработки; трех способов внесения преимущественно жидких минеральных удобрений - осенью в разброс под основную обработку почвы, весной локально при посеве и без удобрений; двух вариантов ухода за посевами пропашных культур - безгербицидный и интенсивный, изучали в 8-польном зернопро-пашном севообороте в полевом многолетнем стационарном 3-факторном опыте, заложенном методом расщепленных делянок в 1978 г.
Учетная площадь делянок третьего порядка - 300 м2 при 4-кратной повторности.
Основную обработку почвы в зависимости от складывающихся погодных условий проводили в конце сентября - октябре согласно схеме опытов.
Схема опытов: вариант 1 - отвальная вспашка под пропашные культуры и минимальная под зерновые колосовые и суданскую траву; вариант 2 - минимальная основная об-
работка почвы под все культуры севооборота; вариант 3 - без осенней обработки под пропашные культуры и минимальная под зерновые колосовые и суданскую траву.
Весной в вариантах с отвальной вспашкой и минимальной обработкой проводили две культивации на глубину 6-8 см. В варианте без обработки почвы осенью при технической спелости почвы обработку проводили игольчатой бороной БИГ-3 (или культиватором КПЭ-3,8) на глубину 8-10 см, а затем две культивации на 6-8 см.
Под масличные культуры вносили удобрения К40Р60, при этом использовали 1,8 ц/га физического веса ЖКУ марки 10-34-0 и КАС (К28) в количестве 78 кг. Под яровой ячмень, озимую пшеницу и кукурузу вносили К60Р60К60. Под суданскую траву удобрения не применялись.
Безгербицидный вариант включал в себя до и повсходовое боронование, две междурядные культивации. Уход за посевами проводился в оптимальные агротехнические сроки. В варианте с интенсивным уходом уходные действия были как и в безгербицидном, плюс дополнительно применяли гербициды: на подсолнечнике, клещевине (трефлан, 6 л/га), кориандре (до всходов - раундап, 3 л/га; в вариантах с минимальной обработкой и без механической обработки, в фазе развитой розетки - пропа-нид, 8 л/га), кукурузе на зерно (2,4-Д аминная соль, 2-2,2 л/га, или диален, 2 л/га). На суданской траве и колосовых культурах применяли те же гербициды, что и по кукурузе в рекомендованных дозах.
Наблюдение за биологической активностью почвы проводили методом аппликаций [3].
Баланс гумуса (расчетным путем) по культурам севооборота определяли по методике Л.П. Леплявченко и др. [4], а также использовали результаты научных исследований [5; 6].
Другие наблюдения и учеты выполнялись согласно общепринятым методикам. С учетной площади каждой делянки проводили взвешивание урожая, приводили его к стандартной чистоте, влажности и пересчитывали на один гектар.
Основную обработку почвы проводили трактором ДТ-75, дисковой бороной БДТ-3,0, плугом ПН-4-35, культивацию почвы - КПС-4, посев подсолнечника, клещевины, кукурузы -СУПН-8, кориандра - ССТ-12б, зерновых колосовых и суданской травы - С3-3,6. Уборка суданской травы проводилась комбайном Е-281, клещевины - комбайном ККС-6, остальных культур - комбайном СК-5 с жатками: ЖВН-4, ПСП-1,5, КМД-4.
Жидкие удобрения осенью вносили опрыскивателем ОП-2000, весной локально при посеве - комбинированным агрегатом, состо-
ящим из трактора ДТ-75 с навешенным ПОУ, сеялок ССТ-12б или СУПН-8, дооборудованных долотами с наваренными трубками, через которые удобрения под давлением поступали в почву.
Результаты исследований. При энергосберегающих почвозащитных обработках почвы основная масса пожнивных и часть корневых остатков размещались в верхней, более активной в микробиологическом отношении части пахотного горизонта, что способствовало процессам мобилизации питательных веществ [1; 7].
Минеральные удобрения и энергосберегающие обработки оказали положительное влияние на почву и растения. Наибольшая активность (53-61 % распада ткани) почвы отмечалась при проведении минимальной обработки и в варианте без механической обработки осенью. По отвальной вспашке биологическая активность почвы была ниже и составила 26 %.
Способы основной обработки почвы при применении удобрений и интенсивного ухода оказали различное влияние на урожайность культур севооборота, а также количество сформировавшейся биомассы (побочная продукция, поверхностные и корневые остатки).
Наибольшая урожайность культур севооборота формировалась в вариантах с применением гербицидов и удобрений. В этих условиях способы основной обработки почвы слабо влияли на величину этого показателя у подсолнечника, клещевины, кукурузы, ярового ячменя, озимой пшеницы, суданской травы. Урожайность кориандра в варианте без осенней обработки почвы снизилась до 40 %, за счет снижения глубины основной обработки почвы, более высокой засоренности посевов, формирования меньшего количества продуктивных стеблей на одно растение по сравнению с другими вариантами основной обработки почвы.
Суммарная биомасса севооборота в варианте с отвальной вспашкой под пропашные культуры и минимальной обработкой под зерновые колосовые и суданскую траву, а также в варианте с минимальной основной обработкой почвы под все культуры севооборота была близкой и достигала 75 т/га. В варианте без осенней обработки почвы под пропашные культуры и с минимальной обработкой под озимую пшеницу, яровой ячмень и суданскую траву в целом по севообороту формировалось меньше растительных остатков на 6 %.
Из общей массы растительных остатков масличных, зерновых культур и суданской травы 49-
52 % приходилось на побочную продукцию, 2533 % - на корневые остатки. Наибольшее количество корневых остатков накапливалось в варианте 1 на посевах суданской травы - 9,6 т/га, что было больше в 1,8 раза, чем в посевах кукурузы на зерно, в 2,3 раза - озимой пшеницы, 3,4 раза -подсолнечника и ярового ячменя.
Исключение минеральных удобрений и гербицидов из технологии возделывания пропашных культур снижало накопление растительных остатков в зависимости от способов основной обработки почвы, приводило к снижению урожая кориандра на 58-68-76 %, клещевины - на 49-58-72 % соответственно вариантам 1, 2, 3. В этих условиях также формировалось меньше растительно-корневых остатков: на кориандре 2,2-2,6-2,3 т/га, клещевине -1,9-2,3-2,7, кукурузе на зерно - 6,6-7,9-7,5 т/га.
Данные по расчету баланса гумуса в изучаемом зернопропашном севообороте в зависимости от основной обработки почвы (при применении удобрений и интенсивного ухода за посевами) представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Баланс гумуса по культурам при различных основных обработках почвы
Культура Урожай- Минера- Накопление Накопление Баланс
ность, лизация пожнивно- гумуса гумуса,
ц/га гумуса, корневых в почве, ц/га
ц/га остатков, ц/га
ц/га
Вариант 1
Подсолнечник 22,3 19,6 83,6 12,5 -7,1
Яровой ячмень 31,0 9,8 71,2 14,2 +4,4
Кориандр 12,1 10,6 53,8 8,1 -2,5
Озимая пшеница 44,2 16,1 115,7 23,1 +7,0
Клещевина 12,6 11,5 55,3 8,3 -3,2
Яровой ячмень 36,8 11,6 79,3 15,9 +4,3
Кукуруза на зерно 60,9 26,8 162,4 24,4 -2,4
Суданская трава 126 29,2 126,9 25,4 -3,8
Итого по варианту - 135,2 748,2 131,9 -3,3
Вариант 2
Подсолнечник 22,7 18,4 87,7 13,2 -5,2
Яровой ячмень 30,4 9,6 70,5 14,1 +4,5
Кориандр 11,8 9,6 52,7 7,9 -1,7
Озимая пшеница 45,3 16,5 117,4 23,5 +7,0
Клещевина 12,4 10,4 54,7 8,2 -2,2
Яровой ячмень 37,0 11,7 79,6 15,9 +4,2
Кукуруза на зерно 59,1 23,9 158,6 23,8 -0,1
Суданская трава 136 31,5 135,9 27,2 -4,3
Итого по варианту - 131,6 757,1 133,8 +2,2
Вариант 3
Подсолнечник 21,9 16,5 85,1 12,8 -3,9
Яровой ячмень 30,5 9,6 70,5 14,1 +4,5
Кориандр 9,4 7,1 45,1 6,8 -0,3
Озимая пшеница 45,2 16,5 117,4 23,5 +7,0
Клещевина 11,6 9,1 52,1 7,8 -1,3
Яровой ячмень 37,0 11,7 79,6 15,9 +4,2
Кукуруза на зерно 49,2 18,5 136,5 20,5 +2,0
Суданская трава 114 26,4 116,1 23,2 -3,2
Итого по варианту - 115,4 702,4 124,6 +9,2
Примечание: расчет баланса гумуса проведен на варианте опыта с применением удобрений и интенсивного ухода за посевами
В варианте 1 возделывание пропашных культур по отвальной вспашке, а зерновых колосовых и суданской травы по минимальной обработке почвы привело к более активной минерализации гумуса в почве, показатель которого за ротацию севооборота составил 135,2 ц/га. С урожаем полевых культур в почву поступило до 748 ц/га пожнивно-корневых остатков, что равноценно образованию гумуса в количестве 131,9 ц/га. В данном варианте за ротацию с евооборота сложился отрицательный баланс гумуса (-3,3 ц/га). Это объясняется тем, что пропашные культуры в изучаемом севообороте возделывались по отвальной вспашке, что способствовало высокой минерализации органических веществ и, как результат, привело к отрицательному балансу гумуса (от -2,4 до -7,1 ц/га).
В варианте 2 минимальная обработка почвы (12-14 см), проведенная под все культуры севооборота, суммарно снижала показатель минерализации гумуса за ротацию севооборота на
2,7 %.
В варианте 3, где осенняя обработка почвы под пропашные культуры отсутствовала, а под колосовые зерновые и суданскую траву состояла из минимальной обработкой почвы, показатель минерализации снизился на 14,7 % по сравнению с вариантом 1, где отвальная вспашка чередовалась с минимальным рыхлением.
Возделывание полевых культур по энергосберегающим осенним обработкам почвы приводило к формированию положительного баланса гумуса за ротацию севооборота (по расчетам с использованием уравнений регрессии) и суммарно составило + 2,2 и + 9,2 ц/га соответственно.
Во 2-м и 3-м вариантах, применение энергосберегающих основных обработок почвы за ротацию севооборота (по данным агрохимического анализа почвы) способствовало не только сохранению гумуса (4,28 %) в слое почвы 0-30 см, но и незначительному его увеличению на 0,03 абсолютных процента, или 0,99 т/га, по срав-
нению с вариантом 1, где применялась отвальная вспашка под пропашные и минимальная обработка почвы под зерновые колосовые культуры и суданскую траву.
Полученные нами результаты согласуются с исследованиями А.Р. Стэйфорда [8], Н.Г. Ма-люги [9], А.Я. Чернова [10], которые отмечали, что в интенсивном земледелии наиболее эффективными технологиями возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах могут и должны стать технологии, основанные на систематической минимальной обработке, которая способствует сохранению и некоторому повышению плодородия почвы, при обязательном применении органических и минеральных удобрений для усиления направленного обмена веществ и энергии в системе почва - растения.
Исключение минеральных удобрений и гербицидов из технологии возделывания пропашных культур снижало накопление растительных остатков (табл. 2).
Таблица 2 — Количество растительно-корневых остатков в зависимости от способов основной обработки почвы, ц/га
Примечание: в таблице приведены данные при возделывании культур севооборота без удобрений, при обычном уходе
Выводы. Отсутствие осенней обработки почвы и применение минимальной основной обработки создает благоприятные условия для снижения уровня минерализации гумуса, а также обеспечивает достаточное накопление растительных остатков и поддержание положительного баланса органического вещества на обыкновенном черноземе при возделывании культур зернопропашного севооборота с обязательным применением удобрений и интенсивного ухода за посевами.
Список литературы
1. Романенко, А.А. Кто поставит точку в войне с землей? / А.А. Романенко, П.П. Васю-ков // Земледелие. - 2006. - № 6. - С. 23-25.
2. Ван Мансвельт, Я.Д. Особенности экологического (органического и биодинамического) направления сельского хозяйства / Я.Д. Ван Мансвельт, С.К. Темирбекова, А.М. Накаря-ков, А.Н. Ходус // Сб.: Культурные растения для устойчивого сельского хозяйства в XXI веке. - М. 2002. - С.387-397.
3. Вострое, И.С. Определение биологической активности почвы различными методами / И.С. Востров, А.Н. Петрова // Микробиология. - 1961. -Т. 30. - Вып. 4. - С. 665-672.
4. Леплявченко, Л.П. и др. Расчет баланса гумуса и потребности в органических удобрениях в Краснодарском крае (методические рекомендации). - Краснодар: АПК Кр. кр., 1989. 23 с.
5. Левин, Ф.И. Количество растительных остатков в посевах полевых культур и его определение по урожаю основной продукции // Агрохимия. - 1977. - № 8. - С. 36-41.
6. Боинчан, Б.П. Экологическое земледелие в Республике Молдова (севооборот и органическое вещество почва). - ttisinau Stiinia, 1999. - С. 269.
7. Куприченков, М.Т. Значение соломы как в производстве плодородия черноземов // М.Т. Куприченков, Т.Н. Антонова, Л.И. Купричен-кова // Сб.: Научные основы земледелия и вла-госберегающих технологий для засушливых регионов юга России. - Ставрополь: Стравр. НИИСХ, 2003. - С. 141-147.
8. Стэйнифорд, А.Р. Солома злаковых культур (Пер. с англ. Г.Н.Мирошниченко). - М.: Колос, 1983. - 188 с.
9. Малюга, Н.Г. Плодородие Кубанских черноземов и урожай. - Краснодар // Сельские зори. - 1988. - № 6. - С. 6-9.
10. Чернов, А.Я. Проблемы энергосбережения в земледелии Ставропольского края // Сб. Научные основы земледелия и влагосберегаю-щих технологий для засушливых регионов юга России (Проблемы земледелия). - Ставрополь: Ставр. НИИСХ, 2001. С. - 147-155.
(среднее за 1979-1992 гг.)
Культура Урожайность, ц/га Биомасса, ц/га
побочной продукции поверхностных остатков корней всего
Вариант 1
Подсолнечник 0 0 0 0 0
Яровой ячмень 29,6 33,8 10,3 25,2 69,3
Кориандр 5,3 14,8 5,2 11,9 31,9
Озимая пшеница 42,6 60,0 13,2 40,0 113,2
Клещевина 6,4 16,8 5,7 13,0 35,5
Яровой ячмень 36,0 39,6 10,8 27,8 78,2
Кукуруза на зерно 31,4 55,2 10,7 30,9 96,8
Суданская трава 126 - 31,2 95,7 126,9
Итого по варианту - 220,2 87,1 244,5 551,8
Вариант 2
Подсолнечник 0 0 0 0 0
Яровой ячмень 29,1 33,4 10,2 25,0 68,6
Кориандр 3,8 12,1 4,5 10,4 27,0
Озимая пшеница 42,6 59,9 13,2 40,0 113,1
Клещевина 5,2 14,7 5,2 11,8 31,7
Яровой ячмень 34,5 38,2 10,7 27,2 76,1
Кукуруза на зерно 23,5 45,7 8,9 24,6 79,2
Суданская трава 136 - 33,2 102,7 135,9
Итого по варианту - 204,0 81,9 241,7 531,6
Вариант 3
Подсолнечник 0 0 0 0 0
Яровой ячмень 28,6 32,9 10,2 24,8 67,9
Кориандр 2,3 9,4 4,0 8,9 22,3
Озимая пшеница 42,5 60,0 13,1 39,7 112,8
Клещевина 3,3 11,2 4,4 9,9 25,5
Яровой ячмень 34,7 38,4 10,7 27,3 76,4
Кукуруза на зерно 15,4 36,0 7,0 18,1 61,1
Суданская трава 114 - 28,8 97,0 125,8
Итого по варианту - 157,9 78,2 225,7 491,8
