CC BY
40
УДК 631.4 : 631.5
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ И УРОЖАЙНОСТИ ЯЧМЕНЯ ПРИ МИНИМАЛЬНОЙ И НУЛЕВОЙ ОБРАБОТКЕ В ХОЛМИСТО-МОРЕННЫХ АГРОЛАНДШАФТАХ
О. А. Анциферова
COMPARATIVE ASSESSMENT OF SOILS AND YIELD OF BARLEY AT MINIMUM AND ZERO TILLAGE IN HILLY MORAINE AGROLANDSCAPES
О. А. Antsiferova
Исследования проведены на двух пахотных полях в Зеленоградском районе Калининградской области в пределах Самбийской холмисто-моренной равнины. Продуктивность ячменя изучалась в 2013 г. Почвенный покров полей представлен глееватыми буроземами на вершинах холмов и склонах, дерново-подзолистыми и дерново-глеевыми почвами в понижениях. На обоих полях преобладают почвы со среднекислой реакцией среды пахотного горизонта. В буроземах вершин и склонов холмов содержание гумуса низкое вследствие эродированности и припашки подпахотных горизонтов. В почвах понижений отмечено повышенное содержание гумуса. В 2013 г. в замкнутых понижениях поверхностный застой воды наблюдался до начала мая. Поэтому на таких участках произошла практически полная гибель ячменя вследствие вымокания. Агрохимический фон обоих полей отличается высокой степенью контрастности в связи с неоднородностью ландшафтных условий и особенностями землепользования (несвоевременное известкование и неравномерное внесение минеральных удобрений). Минимальная обработка почв не является препятствием для развития водной эрозии; в условиях нулевой обработки проявлений водной эрозии не отмечено. Корреляционный анализ дает объективную информацию при изучении выборок по группам почв. Для глееватых буроземов повышений и склонов корреляция урожая зерна ячменя с содержанием обменного алюминия теснее (r = -0,88), чем с рНКа (r = 0,66). В пахотном горизонте дерново-глеевых почв замкнутых понижений ионы Н+ преобладают над обменным Al . На среднекислых почвах возможно получение урожая ячменя при низком содержании обменного алюминия и в условиях обеспечения фосфорного и калийного питания. При нулевой обработке снижение урожая ячменя на сильнокислых почвах повышений и склонов составляет 94, а на среднекислых 48 - 72 %. При минимальной обработке снижение урожая в тех же условиях составило 60 - 83 и 28 - 56% соответственно.
минимальная обработка, нулевая обработка, свойства почв, глееватые буроземы, дерново-глеевые почвы, урожайность ячменя
Research has been carried out on two arable fields in Zelenogradsk district of the Kaliningrad region within the Sambiyskaya hilly moraine plain. The productivity of
barley was studied in 2013. The soil cover is made up of fields of gleysolic brown soil (braunerde gleysolic) on hills, soddy-podzol gley and soddy-gley soils in depressions. In both fields soils with a medium acidic reaction of the plowing horizon are prevalent. In brown soils of hills tops and slopes, humus content is low due to erosion and plowing of subsurface horizons. Soils of depressions are characterized by high humus content. In 2013, in closed depressions, surface water stagnation was observable until early May. Therefore, in such areas there was almost complete destruction of barley due to waterlogging. Agrochemical background of both fields is characterized by a high degree of contrast, due to heterogeneity of landscape conditions and peculiarities of land-use (late liming and unequal application of mineral fertilizers). Mini-till (minimum tillage) is not an obstacle for the development of water erosion; under no-till (zero tillage) manifestations of water erosion were not observed. Correlation analysis provides unbiased information in the study of soil samples in groups. For gleysolic brown soils of tops and slopes, correlation of grain yield of barley with exchange aluminium content is closer (r = -0,88), than with рНкс1 (r = 0,66). In the arable horizon of soddy-gley soils of closed depressions, H+ predominates over exchange Al3+. In medium acid soils, it is possible to obtain barley harvest at low levels of exchange aluminium and in conditions of phosphorus and potassium nutrition. At no-till barley harvest on strongly acidic soils of tops and slopes of hilly moraine is 94 % and on medium acidic - 48 - 72 %. At minitill yield reduction under the same conditions was 60 - 83 % and 28 - 56 %, respectively.
minimum tillage, zero tillage, soil properties, gleysolic brown soils, soddy-gley soils, yield of barley
ВВЕДЕНИЕ
В современных системах земледелия существуют подсистемы, выделяющиеся по разной глубине обработки (глубокая, разноглубинная, минимальная) [1, 2]. Под минимальной обработкой (mini-till) почвы понимают научно обоснованную обработку, обеспечивающую снижение энергетических и трудовых затрат путем сокращения числа и глубины обработок, совмещения нескольких операций в одном рабочем процессе и уменьшения обрабатываемой поверхности [3, 4]. Рекомендации по внедрению минимальной и разноглубинной обработки почвы под конкретные культуры и севообороты в различных почвенно-сельскохозяйственных зонах России были разработаны еще в 80-х годах ХХ в. [4, 5]. Минимализация обработки почвы получила широкое развитие в Западной Европе, в том числе применительно к дерново-подзолистым почвам [6].
Нулевая обработка почвы (no-till) распространилась как одна из систем почвозащитных обработок для предотвращения эрозии и уменьшения экономических затрат в земледелии [7]. Исследования по нулевой обработке в России и странах СНГ проведены в основном на базе черноземов [3, 8, 9]. Результаты, полученные в последние годы в ФГБНУ «ВНИИМЗ» (г. Тверь) по сравнительной характеристике эффективности разных видов минимальной и нулевой обработки на осушенных дерново-подзолистых почвах, показали, что нулевая обработка в течение трех лет не дает преимуществ перед культивацией [10]. На основе подробного анализа опыта использования no-till в Западной Европе установлено, что в странах с гумидным климатом (Швеция, Финляндия,
Германия) эффективность этой технологии значительно ниже по сравнению с регионами с засушливым климатом (Испания, Италия) [11].
Для условий Калининградской области в 80-е годы ХХ в. рекомендовалась зяблевая вспашка, которая должна была сочетаться в севообороте с безотвальными и поверхностными приемами обработки почвы [12]. В 1973-1980 гг. полевые опыты по минимальной обработке почвы показали, что: 1) увеличивается засоренность посевов; 2) уменьшение числа вспашек и глубины обработки легкосуглинистой почвы до 10-12 см не снижает урожая озимой пшеницы, если она размещается по занятому пару, возделывается в севообороте и систематически удобряется [13, с. 10-14]. Актуальность исследования заключается в том, что в настоящее время нулевая и минимальная обработки активно внедряются в Калининградской области, но при этом отсутствуют научные агроэкологические данные степени эффективности этих технологий в региональных почвенно-климатических условиях.
Цель исследования - сравнить продуктивность ячменя при минимальной и нулевой обработках почв в условиях сложного почвенного покрова. Задачи: 1) изучить почвенный покров ключевых участков; 2) установить степень однородности агрохимического фона и оценить пригодность почв для минимальной и нулевой обработок; 3) выявить агроэкологические факторы, лимитирующие урожайность ячменя; 4) сравнить урожайность ячменя при минимальной и нулевой обработках.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ Исследования проводили на двух ключевых участках («Холмы» и «20-й км»), представляющих собой пахотные поля в Зеленоградском районе Калининградской области. В физико-географическом аспекте эти участки располагаются в пределах Самбийской холмисто-моренной равнины. В работе использованы стандартные и рекомендованные методики [14]. Проводили анализ следующих агрохимических показателей: рНКС1 - потенциометрически, обменный калий и подвижные фосфаты - по Кирсанову (ГОСТ Р 54650-2011), гумус - по Тюрину. В период полной спелости на различных почвенных ареалах отбирали пробные снопы с площадок 1м2 параллельно со смешанными образцами почв из пахотного слоя. Обмолот снопов проведен вручную. Все анализы выполнены в 4-кратной повторности. Статистическую обработку данных выполняли в Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Рельеф обоих полей холмисто-волнистый с наличием замкнутых микропонижений площадью от 0,02 - 0,5 до 1 га. Вершины холмов чаще всего сглажены, но встречаются и выпуклые. Преобладают склоновые поверхности крутизной 1-30, у выраженных в рельефе холмов она составляла 3-50, на участке «Холмы» - до 9-120. По длине склоны очень короткие 50 - 100 м и короткие 100 -200 м (по классификации М. Н. Заславского). Рельеф создает условия для формирования почв разной степени гидроморфизма.
Почвенный покров полей представляет собой сочетание слабоглееватых буроземов на вершинах холмов с глееватыми и глеевыми буроземами на склонах, дерново-подзолистыми и дерново-глеевыми почвами в понижениях. Преобладает легкосуглинистый гранулометрический состав пахотного горизонта, но
встречаются ареалы супесей и неоднородных пород. Буроземы и дерново-подзолистые почвы повышений и склонов глубоко выщелочены. Дерново-глеевые почвы замкнутых понижений сформировались на карбонатных отложениях. В почвенном покрове полей преобладают полугидроморфные оглеенные почвы, которые занимают более 90 % от общей площади (совместно глееватые и глеевые). Долевое участие глеевых почв выше на участке «20-й км» (более 43 %). Глеевые почвы подвержены сезонному переувлажнению, особенно в замкнутых понижениях.
Результаты анализа агрохимических свойств пахотного горизонта почв в пределах различных групп почв отражены в табл.1 - 4.
На повышениях и склонах участка «20-й км» рН солевой вытяжки варьирует от очень сильнокислого до слабокислого, в понижениях - от очень сильнокислого до нейтрального. В почвах преобладает среднекислая реакция среды (табл. 1).
На участке «Холмы» интервал варьирования рН схож на почвах различных элементов рельефа и изменяется в пределах от сильнокислого до слабокислого. В почвах также преобладает среднекислая реакция среды.
Таблица 1. Варьирование уровня рНКС
Table 1. Variation of рНКС1
Участок Показатель* Рельеф, крутизна склонов, почвы**
Повышения Лбг Склоны 2-50 Лбг Волнистые участки ЛбГ, ПдГ Открытые понижения ПдГ, ДГ Замкнутые понижения ДГ
«20-й км» М+m 4,9 + 0,2 4,5+0,2 4,6+0,2 4,8+0,1 5,0+0,3
lim 3,9 - 5,5 3,9 - 5,5 4,3 - 5,5 4,3 - 5,6 3,9 - 6,2
«Холмы» М+m 4,7 + 0,1 4,5 + 0,2 4,7 + 0,1 4,5 + 0,3 4,7 + 0,2
lim 4,1 - 4,9 4,2 - 5,3 4,2 - 4,9 4,2 - 5,2 4,3 - 5,3
* М+m - среднее арифметическое и ошибка среднего; lim - минимальное и максимальное значения показателя;
** Лбг - бурозем глееватый; ЛбГ - бурозем глеевый; ПдГ - дерново-подзолистая глеевая почва; Д - дерново-глеевая почва.
Большой процент кислых почв объясняется давностью известкования и длительным применением физиологически кислых удобрений. Пространственная контрастность уровня рН связана с двумя группами причин: 1) неоднородностью рельефа и гранулометрического состава почв; 2) неединовременным известкованием различных агрохимических контуров.
Содержание гумуса на повышениях и склонах участка «20-й км» варьирует от очень низкого до повышенного, в понижениях - от среднего до высокого.
На участке «Холмы» содержание гумуса на склонах и повышениях изменяется от очень низкого до среднего, в понижениях - от среднего до высокого. На склонах крутизной 5-120 встречаются ареалы средне- и сильносмытых почв с содержанием гумуса 1,2 - 1,6 %. Низкое содержание гумуса обуславливается эродированностью почв и систематической припашкой
малогумусных подпахотных горизонтов. На обоих участках среднее содержание гумуса в пространстве возрастает по мере продвижения от повышений к понижениям (табл. 2). Повышенное количество гумуса типично для почв понижений и является результатом его накопления в условиях насыщенности почвенного поглотительного комплекса кальцием и магнием и близкого залегания грунтовых вод и верховодки.
Таблица 2. Варьирование содержания гумуса, % Table 2. Variation of humus content, %
Участок Показатель Рельеф, крутизна склонов, почвы
Повышения Лбг Склоны 2-50 Лбг Волнистые участки ЛбГ, ПдГ Открытые понижения ПдГ, ДГ Замкнутые понижения ДГ
«20-й км» M+m 1,88 + 0,04 2,0 + 0,13 2,77 + 0,1 3,46 + 0,22 3,16 + 0,25
lim 1,7 - 2,1 1,55 - 2,4 2,4 - 3,2 2,3 - 4,5 2,5 - 3,7
«Холмы» М+m 1,80 + 0,03 1,82 + 0,03 2,32 + 0,03 2,41 + 0,02 3,70 + 0,08
lim 1,7 - 2,1 1,7 - 2,3 2,0 - 2,8 2,1 - 2,7 2,7 - 4,6
Для почв всех элементов рельефа на участке «20-й км» характерно варьирование содержания подвижного фосфора от очень низкого до очень высокого. Максимальный разброс значений содержания наблюдается на склонах крутизной свыше 3 . На участке «Холмы» содержание подвижного фосфора варьирует от среднего до очень высокого (табл. 3). Среднеарифметическое содержание подвижного фосфора в почвах обоих участков высокое. Варьирование содержания фосфора объясняется неравномерностью внесения фосфорных удобрений.
Таблица 3. Варьирование содержания подвижного Р2О5, мг/кг Table 3. Variation of the content of movable Р2О5, mg/kg
Участок Показатель Рельеф, крутизна склонов, почвы
Повышения Лбг Склоны 2-50 Лбг Волнистые участки ЛбГ, ПдГ Открытые понижения ПдГ, ДГ Замкнутые понижения ДГ
«20-й км» M+m 155+28,6 214+70,5 194+36,2 193+37,1 175+39,4
lim 50 - 310 25 - 620 112 - 361 81 - 350 33 - 262
«Холмы» M+m 137 + 34 156 + 42 179 + 23 221 + 26 169 + 34
lim 92 - 250 85 - 214 109 - 245 112 - 284 112 - 210
Содержание обменного калия на участке «20-й км» варьирует от повышенного до очень высокого, а на участке «Холмы» от среднего до очень высокого. В среднем количество обменного калия в почвах ключевых участков повышенное (табл. 4). Пространственная контрастность связана с неравномерностью внесения удобрений и разной скоростью миграции по элементам рельефа иона калия.
Исследованиями установлено, что агрохимические условия участка «20-й км» более контрастны в сравнении с участком «Холмы», где фон пахотного горизонта более выровнен.
Таблица 4. Варьирование содержания обменного К2О, мг/кг Table 4. Variation of the content of exchange К2О, mg/kg_
Участок Показатель Рельеф, крутизна склонов, почвы
Повышения Лбг Склоны 2-50 Лбг Волнистые участки ЛбГ, ПдГ Открытые понижения ПдГ, ДГ Замкнутые понижения ДГ
«20-й км» М+m 177+13,25 181+12,1 156+15,4 162+22,1 151+18,6
lim 112 - 221 125 - 223 104 - 217 104 - 260 125 - 243
«Холмы» М+m 141 + 48 153 + 46 166 + 47 152 + 32 171 + 23
lim 95 - 265 85 - 271 98 - 217 112 - 218 130 - 221
Анализ литературных источников показывает, что для введения минимальной, и в особенности нулевой, обработки почвы необходимы следующие условия: 1) высокий уровень окультуренности почв (мощность гумусового горизонта 25-30 см; уровень рН^ не менее 5,5; минимальное варьирование агрохимических показателей на поле); 2) хорошая работа мелиоративной сети; 3) выровненная поверхность почвы [3 - 11]. Изученные поля не соответствуют требованиям, предъявляемым к введению минимальной и нулевой обработок, так как в составе почвенного покрова встречается высокий процент кислых почв, а также почв с низким содержанием гумуса, дренажная сеть нарушена и в весенний период наблюдаются многочисленные участки поверхностного переувлажнения.
Технология возделывания ячменя отражена в табл. 5.
Таблица 5. Технология возделывания ячменя на ключевых участках Table 5. Barley cultivation technology in key areas_
Элементы технологии «Холмы» «20-й км»
Предшественник Яровой рапс
Химическая обработка С осени и весной перед посевом, глифосатом 3-5 л/га
Предпосевная обработка Минимальная, дисковая борона на глубину 8-10 см Нулевая
Сорт Фаворит 2РС
Посев Первая декада мая, норма высева 180 кг/га
Универсальная зерновая сеялка Стерневая сеялка
Предпосевное удобрение Отсутствует N45P34 д.в.
Подкормки Аммонийная селитра, N80-90 д.в. в стадии 13-15
Химические обработки Гербициды Секатор+Агритокс, фунгицид АльтоСупер, инсектицид Борей Гербициды Секатор+Агритокс, Магнум+Балерина, фунгициды АльтоСупер, Колосаль, инсектициды Борей+Скарлет
Уборка Вторая декада августа 2013 г.
В целом технология возделывания ячменя на обоих участках совпадает, различие состоит в способе обработки поля. Возделывание ячменя при no-till предполагало предпосевное удобрение и дополнительные химические обработки.
Погодные условия вегетационного периода 2013 г. (апрель - август) характеризовались количеством осадков (338 мм) на уровне среднемноголетних значений (325 мм). Температурный фон летних месяцев был более теплый (рисунок). Холодной оказалась первая половина апреля, что привело к недостаточному прогреву почвы. В последней декаде июня выпадение обильных ливневых осадков привело к временному переувлажнению почвы. Сырые погодные условия июля сказались, прежде всего, на увлажнении пониженных участков, где было отмечено частичное полегание ячменя. В период уборки погодные условия были благоприятными.
80 70 60 1 50 I 40
I 30
20
10 -Н 0
IV
V
15
25
20
10
5
М есяцы
|-1
Осадки, мм
' Температура, град.
0
Рис. Распределение осадков и среднесуточных температур по декадам с апреля по август 2013 г. по данным метеостанции г. Калининграда Fig. Distribution of rainfall and average daily temperatures by decades between April and August of 2013 according to the weather station in Kaliningrad
Ячмень неустойчив к затоплению и переувлажнению в критические периоды: до всходов и во время колошения. Благоприятный для выращивания ячменя уровень рН дерново-подзолистых почв составляет по данным литературных источников 6 - 7,5. Указывается, что на легко- и среднесуг-линистых почвах рНка должен быть в пределах 5,5 - 6,5. Ячмень чувствителен к средней и высокой кислотности почвы, а также высокому содержанию подвижного алюминия [1]. В результате почвенно-агрохимических исследований установлено, что основными лимитирующими урожай факторами будут являться: 1) особенности увлажнения почв (наличие и длительность поверхностного затопления); 2) кислотность почв.
Статистический анализ массы зерна пробных снопов показал, что нет существенной разницы между урожайностью на почвах со слабокислой и близкой
к нейтральной реакцией среды пахотного горизонта. Вот почему эти две группы кислотности объединены в одну при обобщении результатов.
По степени увлажнения почв нами с учетом рельефа выделены четыре их группы: 1) слабоглееватые буроземы на повышениях (вершины холмов); 2) буроземы на склонах; 3) дерново-подзолистые глеевые и дерново-глеевые почвы в открытых понижениях между холмами; 4) замкнутые понижения с дерново-глеевыми почвами, заболачивающимися в весенний и позднеосенний период. В 2013 г. в замкнутых понижениях поверхностный застой воды наблюдался до начала мая, т.е. до периода посева. Поэтому на таких участках сохранились глубокие колеи от прохода техники и произошла практически полная гибель ячменя вследствие вымокания, в ряде случаев - на фоне повышенной кислотности почвы. Несмотря на то, что все дерново-глеевые почвы замкнутых микропонижений на поле являются карбонатными в нижней части профиля, пахотный горизонт их может иметь кислые значения рН как следствие способности почв аккумулировать геохимические стоки с окрестных повышений. К подкислению гумусового горизонта дерново-глеевых почв приводит длительное применение физиологически кислых минеральных удобрений (аммонийной селитры и сульфата аммония). Наличие глинистых прослоек под пахотным горизонтом дерново-глеевых почв препятствует интенсивному просачиванию кислых почвенных растворов в нижнюю часть профиля в летний период.
В пределах участка «20-й км» преобладают склоновые поверхности, поэтому в качестве «эталона» принята урожайность на буроземах глееватых легкосуглинистых в условиях склонов и близкой к нейтральной реакции среды. Расчет показал, что на сильнокислых почвах разной степени увлажнения снижение массы зерна свыше 90 %. На среднекислых почвах максимальные потери (71,7 %) отмечаются на почвах вершин холмов, а минимальные (19,6 %) -в открытых понижениях, куда поступают геохимические потоки, содержащие питательные вещества из удобрений (табл. 6). Открытые понижения не испытывают длительного поверхностного затопления в отличие от замкнутых западин. Поэтому в условиях слабокислой и близкой к нейтральной реакции среды масса зерна на единицу площади на таких участках выше по сравнению с глееватыми почвами склонов. Вместе с тем ячмень в открытых понижениях отличается сильнорослостью из-за избытка минерального азота и при ливневых осадках полегает в первую очередь. Это обстоятельство приводит к потерям урожая при производственной уборке. В замкнутых микропонижениях в 2013 г. наблюдалась практически полная гибель ячменя (потери 95-100 % урожая). Местами сохранились лишь отдельные растения в западинах, где поверхностный застой воды продолжался до конца апреля.
На участке «20-й км» отмечена выраженная зависимость урожая зерна ячменя от степени обменной кислотности. Содержание обменного алюминия в пахотном горизонте почв со среднекислой реакцией среды варьировало от 0,2 до 1,2 мг на 100 г, в сильнокислых оно увеличивалось до 1,5 - 5 мг на 100 г, а в очень сильнокислых почвах (рНКС1 менее 4,0) составляло 4,3 - 37,1 мг на 100 г. При оценке степени корреляции урожая зерна ячменя с рН и обменным алюминием для общей выборки почв (без разделения на таксономические группы) получили сходные коэффициенты: для пары «урожай - рНКС1» г = 0,64, для пары «урожай -
обменный алюминий» г = -0,62. Однако при анализе по группам почв выяснилось, что для слабоглееватых буроземов повышений и глееватых буроземов склонов корреляция урожая зерна ячменя с обменным алюминием теснее (г = -0,88), чем с рНКС! (г = 0,66). В группе почв открытых понижений, напротив, теснее корреляционная связь между урожаем и рНкс1 (г = 0,74), чем в паре «урожай -обменный алюминий» (г = -0,6). Причина заключается в том, что почвы повышений и склонов функционируют в условиях интенсивного выноса подвижных ионов с поверхностным и внутрипочвенным стоками. Кислотность в этих почвах обусловлена в основном обменным алюминием. В почвах открытых понижений происходит частичная нейтрализация ионов А! и H вследствие высокой насыщенности большинства почв кальцием и магнием. Источником этих ионов являются: 1) грунтовые воды в карбонатных горизонтах материнских пород, в частности капиллярная кайма, поднимающаяся в почвенный профиль в весенний период; 2) геохимические потоки с повышений, приносящие остаточные количества известковых материалов. Поэтому общее содержание обменных А1 и Н в дерново-подзолистых глеевых и дерново-глеевых почвах депрессий ниже (за исключением отдельных случаев) по сравнению с кислыми буроземами склонов и повышений. Длительное использование физиологически кислых минеральных удобрений является источником Н+, который активно мигрирует в понижения. Анализ показывает, что в почвах понижений количество ионов Н+ увеличивается по отношению к А13+. Его содержание становится примерно равным количеству обменного алюминия и составляет в среднем 0,04 мг на 100 г почвы. В среднекислых дерново-глеевых почвах замкнутых понижений обменный Н+ преобладает над алюминием.
о
Таблица 6. Масса зерна (г/м ) ячменя Table 6. Barley grain weight (g/m2)
Почвы Рельеф и крутизна склонов Урожайность на почвах разной степени кислотности (рНка)
Менее 4,5 4,6 - 5,0 5,1 - 5,9
Участок «20-й км»
ттЬг Л л Повышения 36 ± 3 159 ± 10 577 ± 17
ттЬг Л л Склоны 2 - 50 35 ± 4 290 ± 13 562 ± 26
ПДГ, ДГс Открытые понижения 9 ± 2 452 ± 15 591 ± 15
Участок «Холмы»
ттЬг Л л Повышения 73 ± 7 195 ± 14 -*
ЛЬг л Склоны 2 - 50 204 ± 23 321 ± 15 440 ± 17
ЛЬг л U, ЛЬг л Щ Склоны 5 - 120 176 ± 11 378 ± 19 493 ± 21
ПДГ, ДГс Открытые понижения 194 ± 24 423 ± 21 529 ± 14
* Данная группа почв не обнаружена.
На участке «Холмы» отсутствуют ареалы очень сильнокислых почв с высоким содержанием подвижного алюминия (выше 8 мг на 100 г). Наличие покато-крутых склонов способствует быстрой миграции элементов из
минеральных удобрений, прежде всего - нитратного азота. При интенсивном минеральном питании корни растений перехватывают эти вещества. Поэтому на склонах, даже в условиях среднекислой реакции среды, урожайность выше по сравнению с участком «20-й км» (табл. 6). Таким образом, если причиной кислотности не является высокое содержание обменного алюминия, то на таких почвах возможно получение производственно-значимых урожаев ячменя в условиях обеспечения фосфорного и калийного питания. Но только оптимальная реакция среды почвенного раствора дает возможность реализовать продукционный потенциал ячменя. Результаты исследований показывают, что среднестатистический урожай при слабокислой реакции среды на участках значительно выше, чем на среднекислых почвах.
Применение минимальной обработки почв не сдерживает водную эрозию. Наблюдения путем пассивного эксперимента в природе [15, с. 147 - 149] показали, что в 2013 г. водная эрозия на участке «Холмы» активно развивалась в посевах ячменя на склонах западной экспозиции крутизной свыше 50. Объем вынесенной почвы с различных участков склонов составил 2,3 - 4,2 т/га. Это значительно меньше, чем в сыром 2012 г. Тогда в условиях минимальной обработки под посевами ярового рапса объемы смытой почвы составили 5,2 - 12 т/га, а у подножия склонов накопился песчаный делювий. Склоны северной, восточной и южной экспозиции в пределах ключевого участка «Холмы» в меньшей степени подвержены эрозии. В условиях нулевой обработки почвы на участке «20-й км» визуальных проявлений водной эрозии в форме ручейковых размывов не отмечено.
ВЫВОДЫ
1. Агрохимический фон обоих полей отличается высокой степенью контрастности, что связано как с неоднородностью ландшафтных условий, так и с особенностями землепользования (несвоевременное известкование и неравномерное внесение минеральных удобрений).
2. Изученные поля не соответствуют требованиям, предъявляемым к введению минимальной и нулевой обработок, так как в составе почвенного покрова встречается высокий процент кислых почв, а также почв с низким содержанием гумуса, дренажная сеть нарушена и в весенний период наблюдаются многочисленные участки поверхностного переувлажнения; на участке «Холмы» развивается водная эрозия.
3. Основными лимитирующими урожай показателями являются степень увлажнения и кислотность. В условиях нулевой обработки снижение урожая ячменя на сильнокислых почвах повышений и склонов составляет 94 %, а на среднекислых 48 - 72 %. При минимальной обработке снижение урожая в тех же условиях было на уровне 60 - 83 и 28 - 56% соответственно. В замкнутых понижениях происходит практически полный выпад урожая.
4. Минимальная обработка почв не является препятствием для развития водной эрозии; в условиях нулевой обработки проявлений водной эрозии не отмечено.
5. На полях необходимо провести: 1) выборочное известкование: для ареалов сильнокислых почв в дозе СаСОз 8 т/га, для среднекислых - 4,8, для слабокислых - 3,9 т/га (по полной гидролитической кислотности); 2) прочистку и
ремонт дренажной системы; 3) регламентированное внесение минеральных удобрений, в частности фосфорных на почвенных контурах с низким уровнем обеспеченности данным элементом; 4) противоэрозионные мероприятия (вспашка поперек склона или по горизонталям, насыщение севооборота многолетними травами); 5) внесение органических удобрений по 40 - 50 т/га на ареалах почв с низким содержанием гумуса.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий: методическое руководство / под ред. В. И. Кирюшина. - Москва: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. - 784 с.
2. Земледелие / Г. И. Баздырев [и др.]; под ред. А. И. Пупонина. - Москва: Колос, 2000 - 552 с.
3. Киреев, А. К. Методические рекомендации по применению минимальной и нулевой обработок почвы на богарных землях юго-востока Казахстана / А. К. Киреев [и др.]. - Астана: МСХ РК - Алмалыбак, 2011. - 20 с.
4. Минимализация обработки почвы (рекомендации) / И. П. Макаров [и др.]. - Моосква: Агропромиздат, 1985. - 14 с.
5. Саранин, К.И. Система обработки дерново-подзолистых почв в земледелии / К. И. Саранин, Н. А. Старовойтов // Ресурсосберегающие системы обработки почвы: сб. науч. трудов / под ред. И. П. Макарова. - Москва: Агропромиздат, 1990. - С. 20 - 32.
6. Кант, Г. Земледелие без плуга / Г. Кант; пер. с нем. Е.А. Кошкина. Москва: КолосС, 1980. - 158 с.
7. No-till farmer 1985. June. P. 1 -6. Option for fertilizer placement in conservation tillage. Solutions. 1985. V. 29, No 7. p. 28 - 32.
8. Рзаева, В. В. Системы основной обработки почвы в земледелии Северного Зауралья: автореф. дис. ... докт. с.-х. наук: 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство / В. В. Рзаева. - Тюмень, 2014. - 34 с.
9. Бакиров, Ф. Г. Эффективность технологии no-till на черноземах южных Оренбургского Предуралья / Ф. Г. Бакиров, Г. В. Петрова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2014. - № 1. - С. 23 - 26.
10. Артемьев, А. Е. Влияние приемов обработки и способов посева на урожай ячменя / А. Е. Артемьев, Ю. И. Митрофанов // Мелиорация и водное хозяйство XXI века: проблемы и перспективы развития: междунар. науч.-практ. конф.: материалы / ФГБНУ «ВНИИМЗ», г. Тверь (27-28 августа 2014). - Кн. 1. -Тверь, 2014. - С. 183.
11. Soane, B. D. No-till in northern, western and south-western Europe: A review of problems and opportunities for crop production and the environment / B. D. Soane, B.C., Ball, J. Arvidsson et al. // Soil and Tillage Research. 2012. No. 118. p. 66 - 87.
12. Научные основы системы земледелия Калининградской области // Сборник научных трудов / О. А. Борматенков [и др.]. - Калининград, 1982. - 253 с.
13. Резервы повышения плодородия почв Калининградской области. -Калининград, 1983. - 91 с.
14. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения / под. ред. Л. М. Державина, Д. С. Булгакова. - Москва: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. -240 с.
15. Кузнецов, М. С. Эрозия и охрана почв / М. С. Кузнецов, Г. П. Глазунов. - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 2004 . - 352 с.
REFERENCES
1. Agrojekologicheskaja ocenka zemel', proektirovanie adaptivno-landshaftnyh sistem zemledelija i agrotehnologij. Metodicheskoe rukovodstvo [Agroecological evaluation of lands, design of self-adaptive landscape cropping systems and agricultural technology. Guidelines]. Moscow, FGNU "Rosinformagroteh", 2005, 784 p.
2. Bazdyrev G. I., Loshakov V. G., Puponin A. I. Zemledelie [Agriculture]. Moscow, Kolos, 2000, 552 p.
3. Kireev A. K., Akynbekov A. A., Asanbekov A. A.Metodicheskie rekomendacii po primeneniju minimal'noj i nulevoj obrabotok pochvy na bogarnyh zemljah jugo-vostoka Kazahstana [Guidelines on using minimal and zero tillage on unwatered lands of south-eastern Kazakhstan]. MSH RK-Almalybak, 2011, 20 p.
4. Makarov I. P., Naumov S. A., Puponin A. I. Minimalizacija obrabotkipochvy (rekomendacii) [Minimization of tillage (recommendations)]. Moscow, Agropromizdat, 1985, 14 p.
5. Saranin K. I., Starovojtov N. A. Sistema obrabotki dernovo-podzolistyhpochv v zemledelii [System of soddy-podzolic soils treatment in agriculture]. Sbornik nauchnyh trudov "Resursosberegajushhie sistemy obrabotki pochvy" [Collection of scientific papers "Resource-saving systems of tillage"]. Moscow, Agropromizdat, 1990, pp. 20-32.
6. Kant G. Zemledelie bez pluga [Agriculture without a plough]. Moskva, KolosS, 1980, 158 p.
7. No-till farmer 1985. June. P. 1-6. Option for fertilizer placement in conservation tillage. Solutions. 1985, vol. 29, no. 7, pp. 28-32.
8. Rzaeva V. V. Sistemy osnovnoj obrabotki pochvy v zemledelii Severnogo Zauralja. Avtoreferat diss. dokt. s.-h. nauk [Systems of primary tillage in the agriculture of the Northern Trans-Urals. Abstract of dis. dr. agricult. sci.]. Tjumen', 2014, 34 p.
9. Bakirov F. G., Petrova G. V. Jeffektivnost' tehnologii no-till na chernozemah juzhnyh Orenburgskogo Predural'ja [Efficiency of no-till technology on southern black soils of the Orenburg Cis-Ural region]. Izvestija Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2014, no. 1, pp. 23-26.
10. Artem'ev A. E., Mitrofanov Ju. I. Vlijanie priemov obrabotki i sposobov poseva na urozhaj jachmenja [Effect of management practice and seeding methods on barley yield]. Materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii "Melioracija i vodnoe hozjajstvo HHI veka: problemy i perspektivy razvitija", Tver', 27-28 avgusta 2014 g. [Proceedings of International scientific conference "Soil and water management of the XXI century: challenges and opportunities for development", August 27-28, 2014]. Tver', FGBNU VNIIMZ, 2014, vol. 1, pp. 183.
11. Soane B. D., Ball B. C., Arvidsson J. No-till in northern, western and southwestern Europe: a review of problems and opportunities for crop production and the environment. Soil and Tillage Research, 2012, no. 118. pp. 66-87.
12. Bormatenkov O. A., Valuckij E. N., Vegele M. K. Nauchnye osnovy sistemy zemledelija Kaliningradskoj oblasti [Scientific basis of the cropping system of the Kaliningrad region]. Kaliningrad, 1982, 253 p.
13. Rezervy povyshenija plodorodija pochv Kaliningradskoj oblasti [Potential for impoving soil fertility of the Kaliningrad region]. Kaliningrad, 1983, 91 p.
14. Metodicheskie ukazanija po provedeniju kompleksnogo monitoringa plodorodija pochv zemel' sel'skohozjajstvennogo naznachenija. [Guidelines for integrated monitoring of soil fertility of agricultural lands]. Moscow, FGNU "Rosinformagroteh", 2003, 240 p.
15. Kuznecov M. S., Glazunov G. P. Jerozija i ohrana pochv [Erosion and protection of soils]. Moscow, Izd-vo Mosk. un-ta, 2004, 352 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ
Анциферова Ольга Алексеевна - Калининградский государственный технический университет; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент;
Е-mail: anciferova@inbox. ru
Antsiferova Olga Alekseevna - Kaliningrad State Technical University;
PhD; Associate Professor; E-mail: anciferova@inbox. ru
