CC BY
44
УДК 631.51+631.45
10.18286/1816-4501-2016-3-25-29
СИСТЕМЫ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В РЕГУЛИРОВАНИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО В ПОСЕВАХ ГОРОХА В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ
Хайртдинова Наталья Александровна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Почвоведение, агрохимия и агроэкология»
Захаров Николай Григорьевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «<Почвоведение, агрохимия и агроэкология» Пляшева Линда Александровна, студент ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА
432017, г. Ульяновск, бульвар Новый венец; тел.: +792781566591 e-mail: [email protected]
Ключевые слова: обработка почвы, питательный режим, структурно-агрегатный состав, плотность почвы, горох, гумус.
В работе представлены результаты исследований по изучению влияния обработки почвы на показатели плодородия чернозема выщелоченного в условиях лесостепи Поволжья. Установлено положительное влияние отвальной и комбинированной в севообороте обработок почвы на агрофизические и агрохимические показатели плодородия. Применение поверхностной и мелкой обработок приводило к снижению целлюлозоразлагающей активности микроорганизмов вследствие ухудшения агрофизических свойств почвы на 5-8 %. Комбинированная обработка почвы способствовала улучшению питательного режима и более равномерному распределению элементов питания по почвенному профилю.
Введение
В современных агроландшафтах антропогенные воздействия способствуют развитию таких процессов, как дегумификация, деструктуризация, переуплотнение. Это приводит к снижению урожайности культур и рентабельности сельскохозяйственного производства. Обработка почвы остается важнейшим элементом в комплексе мероприятий по повышению урожая сельскохозяйственных культур при одновременном воспроизводстве плодородия почвы [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8].
Необходимым элементом современных систем земледелия является внедрение ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий возделывания. При этом основная обработка почвы - мощное средство воздействия на агрофитоценозы. Поэтому при переходе на новые экономически обоснованные и экологически безопасные технологии изменились требования к системам основной обработки почвы [9; 10; 11; 12; 13; 14; 15].
В связи с этим особый интерес и важное практическое значение имеет изучение влияния систем основной обработки почвы на по-
казатели плодородия чернозема выщелоченного в посевах гороха в условиях лесостепи Поволжья.
Объекты и методы исследований
Исследования проводились в полевом сидеральном зернотравяном севообороте: пар сидеральный - озимая пшеница - многолетние травы (выводное поле) - яровая пшеница - горох - овес. Схемой опыта предусматривалось: 1 - послеуборочное лущение стерни БДМ -3х4 на глубину 8-10 см и вспашка плугом ПЛН-4-35 под горох на 25-27 см. Вариант принят за контроль; 2 - обработка диска-тором БДМ-3х4 на глубину 12-15 см под все культуры; 3 - комбинированная в севообороте: послеуборочное поверхностное рыхление КПШ-5+БИГ-3А на 8-10 см и безотвальная обработка плугом со стойкой СибИМЭ под си-дерат на глубину 25-27 см, послеуборочное дискование БДМ-3х4 на 8-10 см и вспашка плугом ПЛН-4-35 под горох на 25-27 см; обработка БДМ-3х4 под яровую и озимую пшеницу, овес на 12-15 см; 4 - послеуборочная двукратная обработка почвы комбинированным агрегатом КПШ-5+БИГ-3А с интервалом в
и
SS ESS »1
Si
р и ш IS ;>i M ■ i
00 s!
Таблица 1
Агрегатный состав чернозема выщелоченного в зависимости от систем основной обработки перед посевом гороха (среднее за 2011 - 2014 гг.)
Основная обработка Количество агрегатов, %
Слой почвы, см
0 - 10 10 - 20 20 - 30 0 - 30
Фракция 0,25 - 10 мм
Отвальная (ПЛН-4-35) 73,1 72,5 74,2 73,3
Мелкая (БДМ-3х4) 69,1 72,6 73,1 71,6
Комбинированная в севообороте (ПЛН-4-35) 74,1 75,0 76,6 75,2
Поверхностная (КПШ-5+БИГ3А) 68,9 72,7 72,8 71,5
10-15 дней, первая на глубину 8-10 см, вторая на глубину 10-12 см, под озимую пшеницу -мелкая на 12-15 см орудием БДМ-3х4.
Результаты исследований
Немаловажное значение в создании оптимальных условий для роста и развития сельскохозяйственных культур имеют агрофизические свойства почвы [1; 4; 5].
В наших исследованиях изучаемые системы основной обработки почвы обеспечивали высокое содержание агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм). Но при этом по вспашке и комбинированной в севообороте обработкам наблюдалось относительно равномерное распределение агрономически ценных агрегатов по профилю пахотного горизонта (табл. 1).
Наиболее объективным показателем при анализе структуры почвы является коэффициент структурности. Коэффициент структурности уменьшался в ряду: комбинированная в севообороте обработка почвы со вспашкой под горох отвальная мелкая и поверхностная обработки.
Таким образом, наиболее структурной является почва, на которой проводилась комбинированная в севообороте и отвальная обработки почвы: в пахотном горизонте в среднем за годы исследований коэффициент структурности составлял 3,0 и 2,8 соответственно. По поверхностной и мелкой обработкам он был ниже (2,5).
Ревут И. Б. (1972) отмечал, что «плотность почвы является первичным и определяющим фактором всей физики почв. С ней непосредственно связаны водный, тепловой и воздушный режимы в почве...плотность является наиболее значительным фактором ее плодородия.».
Основная обработка почвы под горох должна обеспечивать плотность сложения 0,9 - 1,1 г/см3, повышение ее приводит к снижению продуктивности культуры [6]. Наибольшую плотность весной почва имела на варианте с поверхностной обработкой агрегатом КПШ-5+БИГ3А (1,26 г/см3). Оптимальное сложение почвы обеспечивали отвальная и комбинированная в севообороте обработки почвы (1,14-1,16 г/см3).
Необходимо отметить, что наблюдалась общая закономерность - увеличение плотности от посева культуры к ее уборке.
Важным фактором формирования урожайности сельскохозяйственных культур является наличие в почве элементов питания в доступной для растений форме. При этом разложение первичных органических веществ происходит в результате деятельности микроорганизмов, которую можно регулировать с помощью системы основной обработки почвы [15]. В наших опытах общая биологическая активность пахотного слоя в посевах гороха изучалась по интенсивности разложения льняного полотна в период от посева до уборки культуры.
Наибольшую целлюлозоразлагающую активность микроорганизмы проявляли по отвальной и комбинированной в севообороте обработкам почвы соответственно 28 и 29 %. Однако разница между ними по значениям НСР05 недостоверна. Последнее, по-видимому, объясняется тем, что по комбинированной в севообороте обработке под горох также проводится вспашка, благодаря чему в почве создаются лучшие условия для деятельности микроорганизмов (рис. 1).
По нашему мнению, одной из причин усиления биологической активности является
Отвальная Мелкая Комбинированная в Поверхностная
севообороте
Рис. 1 - Разложение льняного полотна под посевами гороха, %
Таблица 2
Содержание питательных элементов в почве перед посевом гороха, мг/кг
Основная обработка Слой почвы, см
0-10 10-20 20-30 0-30
Содержание нитратов (N0^
Отвальная 10,9 10,7 10,8 10,8
Мелкая 10,0 9,8 9,3 9,7
Комбинированная в севообороте 11,4 11,0 11,4 11,3
Поверхностная 9,9 9,9 9,3 9,7
Содержание подвижного фосфора (по Чирикову)
Отвальная 157 160 163 160
Мелкая 169 163 151 161
Комбинированная в севообороте 172 166 173 170
Поверхностная 168 161 151 160
Содержание подвижного калия по Чирикову)
Отвальная 154 142 138 145
Мелкая 159 141 132 144
Комбинированная в севообороте 163 158 154 158
Поверхностная 161 148 131 147
разуплотнение пахотного горизонта на вариантах с отвальной обработкой почвы. Установлена обратная корреляционная зависимость целюлозоразлагающей активности почвы от ее плотности, которые имеют следующий вид: до посева У = - 0,008х + 1,428, г = 0,792 - 0,988; после уборки У = - 0,007х +1,4880, г = 937 - 0,985.
Максимальное содержание нитратов в пахотном слое в посевах гороха наблюдалось на варианте с применением комбинирован-
ной в севообороте обработки почвы (11,3 мг/ кг). Снижение содержания NO3 относительно других вариантов происходило при обработке почвы агрегатами БДМ-3х4 и КПШ-5 + БИГ-3А. Большая часть нитратного азота находилась в верхнем 0 - 10 сантиметровом слое, где он не всегда бывает доступным в отсутствие атмосферных осадков и пересыхания поверхности почвы. С увеличением глубины пахотного слоя наблюдалось снижение количества нитратного азота по поверхностной и мелкой
1!
га еа »1
Р и ш М
00 и
обработкам. Возможно, это происходит из-за более высокой плотности нижних горизонтов, вследствие чего ухудшается деятельность микроорганизмов, а следовательно, и образование подвижного азота. Более высокое содержание нитратов в пахотном слое наблюдалось по комбинированной в севообороте и отвальной обработкам (табл. 2).
Максимальное содержание доступного фосфора в пахотном слое отмечалось на варианте с комбинированной в севообороте обработкой почвы (170 мг/кг).
Системы основной обработки почвы по разному влияли на содержание обменного калия в почве и распределение его по пахотному слою. Максимальное содержание обменного калия в годы исследований в пахотном горизонте наблюдалось по комбинированной в севообороте системе основной обработки почвы - 158 мг/кг. При этом на данном варианте отмечалось равномерное распределение калия по пахотному слою по сравнению с другими вариантами. С увеличением глубины содержание калия снижалось.
Проведенные исследования свидетельствуют о различном влиянии основных обработок почвы на содержание гумуса в пахотном горизонте. Меньшее содержание гумуса в слое 0-30 см относительно других вариантов наблюдалось по вспашке (4,83 %). Комбинированная в севообороте обработка почвы способствовала достоверному увеличению содержания гумуса до 5,22 %. На данном варианте преимущество в содержании гумуса над вспашкой составило 0,39 %. Поверхностная обработка занимала промежуточное положение.
Что касается распределения гумуса по глубине пахотного слоя, то на варианте со вспашкой наибольшее его количество было
в поверхностном слое - 4,98 %. С увеличением глубины его содержание снижалось. Такая же закономерность отмечалась на варианте с комбинированной в севообороте системой обработки почвы, где уменьшение содержания гумуса по глубине происходило на 0,08 -0,19 % соответственно.
На варианте с мелкой обработкой, напротив, наибольшее содержание гумуса наблюдалось в слое почвы 10 - 20 см. Это, вероятно, обусловлено тем, что на глубину обработки (12 - 15 см) за счет пожнивно-корневых остатков поступает основная часть органического вещества, однако из-за повышенной плотности, а следовательно, худшей аэрации горизонта, процесс минерализация происходит более медленно. На варианте с обработкой почвы агрегатом КПШ-5+ БИГ-3А наблюдалось более равномерное распределение гумуса по горизонтам 0 - 10 и 10 - 20 см. Меньшее содержание гумуса находится на глубине 20 - 30 см. Последнее, возможно, обусловлено меньшим поступлением органического вещества на данную глубину в связи с особенностью поверхностной обработки.
Влияние изучаемых приёмов на урожайность сельскохозяйственных культур является одним из критериев определения их эффек-
п " "
тивности. В годы исследований урожайность гороха в среднем за четыре года составила: 1,93 (отвальная), 1,53 (мелкая), 2,06 (комбинированная), 1,65 т/га (поверхностная). Улучшение агрофизических и биологических показателей почвы на вариантах с отвальной и комбинированной в севообороте обработках почвы способствовало росту продуктивности гороха на 0,28-0,53 т/га.
Заключение
Отвальная и комбинированная в севообороте обработки почвы в технологии гороха
Таблица 3
Гумусное состояние чернозема выщелоченного в зависимости от систем основной обработки почвы перед посевом гороха
Основная обработка почвы
Слой почвы, см отвальная (ПЛН-4-35) мелкая (БДМ-3х4) комбинированная в севообороте поверхностная (КПШ-5+ БИГ-3А) НСР05
0-10 4,98 4,61 5,31 5,06 0,11
10-20 4,81 5,03 5,23 5,06 0,07
20-30 4,69 4,98 5,12 4,99 0,09
0-30 4,83 4,87 5,22 5,03 0,07
1!
га еа »1
Р и ш ■ !
00 и
способствовали улучшению структурно-агрегатного состава и плотности чернозема выщелоченного. Применение поверхностной и мелкой обработок приводило к снижению целлюлозоразлагающей активности на 6 - 8 %. Комбинированная в севообороте обработка почвы способствовала улучшению питательного режима почвы и более равномерному распределению элементов питания по почвенному профилю.
Библиографический список
1. Дорожко, Г.Р. Продуктивность звеньев зернопропашного севооборота на выщелоченном черноземе в зависимости от способов основной обработки почвы / Г.Р. Дорожко, А.И. Тивиков // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 1. - С.426.
2. Никитин, С.Н. Изменение содержания гумуса в почве за ротацию севооборота при использовании удобрений / С.Н. Никитин // Достижения науки и техники АПК. - 2015. -Том 29, № 10. - С. 13-15.
3. Ильясов, М.М. Ресурсосберегающая основная обработка почвы на черноземах Республики Татарстан / М.М. Ильясов, А.Х. Яппа-ров // Плодородие.- 2010.- № 3.- С. 22-23.
4. Обработка почвы в регулировании агрофизических показателей в посевах гороха в севооборотах лесостепи Поволжья / И. А. Вандышев, Н. Г. Захаров, Н. А. Хайртдинова, М. А. Полняков, М. С. Ионова, Я. В. Сенатова// Микроэлементы и регуляторы роста в питании растений: теоретические и практические аспекты. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Костина В. И. - Ульяновск, 2014. -С. 18-20.
5. Казаков, Г. И. Экологизация и энергоресурсосбережение в земледелии Среднего Поволжья / Г. И. Казаков, В. А. Милютин. Самара: РИЦ СГСХА, 2010. - 245 с.
6. Немцев, С.Н. Способы обработки почв в ресурсосберегающей технологии возделывания озимой пшеницы в условиях Ульяновской области/ С.Н. Немцев // Аграрный вестник Юго-Востока. - 2010.- № 2 (5).- С. 25-26.
7. Ткачук, О.А. Разработка энергоресурсосберегающих приемов возделывания яровой пшеницы на основе оптимизации зя-
блевой обработки почвы и способов посева в различных звеньях севооборота/ О.А. Ткачук, Е.В. Павликова // Нива Поволжья.- 2010.- № 2.- С. 32-36.
8. Власов, В. Г. Технологии возделывания яровых зерновых, зернобобовых и технических культур / В. Г. Власов, С. А. Никифорова // Научно-практическое руководство по проведению весенне-полевых работ в Ульяновской области на 2012 год. - Ульяновск. - 2012. - С. 71-85.
9. Власов, В. Г. Формирование агротех-нологий возделывания сельскохозяйственных культур в Ульяновской области / В. Г. Власов, Р. А. Хакимов, С. А. Никифорова // Научно-практическое руководство по освоению ресурсосберегающих агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур в хозяйствах Ульяновской области. Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. Ульяновск, 2015.- С. 64-95.
10. Подсевалов, М. И. Биоэнергетическая эффективность возделывания зерновых бобовых культур в условиях Среднего Поволжья /М. И. Подсевалов, Н. А. Хайртдинова / Стратегия инновационного развития агропромышленного комплекса. Материалы Международной научно-практической конференции. - Курган, 2013. - С. 353-356.
11. Тойгильдин, А. Л. Многолетние травы в биологизации севооборотов: монография /А. Л. Тойгильдин, В. И. Морозов. - Ульяновск, 2015. - 178 с.
12. Тойгильдин, А. Л. Урожайность и белковая продуктивность многолетних трав в севооборотах лесостепи Поволжья / А. Л. Тойгильдин, В. И. Морозов // Кормопроизводство. - 2014. - № 1. - С. 33-36.
13. Хайртдинова, Н. А. Экология агро-ландшафтов: учебное пособие /Н. А. Хайртдинова. - 2015. -264с.
14. Куликова, А. Х. Система обработки и плодородие почвы /А. Х. Куликова, А. В. Дозоров, Н. Г. Захаров // Международный сельскохозяйственный журнал.- 2010.- № 6.- С. 58-61.
15. Ильясов, М.М. Ресурсосберегающая основная обработка почвы на черноземах Республики Татарстан / М.М. Ильясов, А.Х. Яппа-ров // Плодородие.- 2010.- № 3.- С. 22-23.
1! га
еа
»1
р Й £ |1
и Л
■ ■ 1
■■■ «5
00 И
