CC BY
161
УДК 631.45:633.854.78:631.5
СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНЫЙ СОСТАВ И ВОДОПРОЧНОСТЬ ПОЧВЫ
ПОД ВЛИЯНИЕМ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВЫХ ТРАВ
М. А. Несмеянова, ассистент кафедры земледелия, ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ им. императора Петра I, ул. Мичурина, 1, г. Воронеж, Россия, 394068 E-mail: [email protected]
Аннотация. В условиях современного ведения сельского хозяйства отмечается интенсивное воздействие на почву тяжелой сельскохозяйственной техники. Наряду с отсутствием растительности на пашне в послеуборочный период и в период парования, а также в результате влияния биологических процессов при ежегодном дефиците свежего органического вещества это приводит к механическому разрушению агрегатов, к обесструктуриванию пахотных почв. Поэтому сегодня вопрос о сохранении, улучшении и восстановлении структуры является довольно актуальным. Целью наших исследований было изучение влияния бобовых трав в процессе их роста и развития на структуру почвы и ее водопрочность. Анализы и наблюдения проводились по общепринятым методикам. Структурно-агрегатный состав почвы и ее водопрочность определялись методом Саввинова Н.И. (сухое и мокрое просеивание). В данной статье приведены результаты исследований кафедры земледелия Воронежского ГАУ по возделыванию бобовых трав в звене севооборота подсолнечник - пар - озимая пшеница, используемых как в качестве бинарных компонентов подсолнечника и озимой пшеницы, так и в качестве парозанимающих культур. Данный прием биологизации позволил обеспечить улучшение структуры почвы (коэффициент структурности повысился на 0,17-0,74 ед.) и увеличение ее водо-прочности (на 1,98-5,71 абс.%). В результате проведенных исследований были сделаны выводы о благоприятном влиянии многолетних бобовых трав на формирование агрономически ценной структуры почвы слоя 0-30 см.
Ключевые слова: структура, водопрочность, пар, подсолнечник.
Введение. Изучением влияния различных приемов биологизации на основные показатели почвенного плодородия занимались многие исследователи в различных почвенно-климатических условиях [1, 2-4, 7, 10, 12-14]. В качестве источников органического вещества рассматривались солома, сидерация, посевы многолетних бобовых трав, а также их сочетание [5, 6, 8, 9, 11]. По нашему мнению, применение многолетних бобовых трав (донника желтого и люцерны синей) в качестве бинарных компонентов подсолнечника по фону пожнивной сидерации крестоцветных культур (редьки масличной и горчицы белой), а также их дальнейшее использование в паровых полях позволит обеспечить создание агрономически ценной структуры.
В связи с эти нами был заложен опыт, целью которого являлось определение влияния многолетних бобовых трав на структуру и во-допрочность почвы в звене севооборота подсолнечник - пар - озимая пшеница.
Методика. Исследования проводились в стационарном многофакторном опыте, заложенном кафедрой земледелия Воронежского ГАУ на черноземе типичном, среднемощном, глинистом. Содержание гумуса в слое почвы 0-30 см - 5,3%, сумма обменных оснований -43,1 мг-экв./100 г почвы, содержание подвижного фосфора и обменного калия (по Чирико-ву) - соответственно, 113 и 184 мг/кг, гидро-лизуемого азота - 62,9 мг/кг почвы.
Опыт заложен в соответствии с общепринятой методикой полевого опыта. Размещение культур - систематическое, повторность -трехкратная. Учетная площадь делянки -525 м2. Технология возделывания культур, за исключением изучаемых приемов, общепринятая для региона.
Изучаемые звенья севооборота. №1: подсолнечник - чистый пар - озимая пшеница (контроль). №2: бинарный посев подсолнечника с донником желтым 1 -го года жизни (по пожнивной сидерации) - сидеральный пар (донник желтый 2-го года жизни) - ози-
мая пшеница. №3: бинарный посев подсолнечника с люцерной синей 1 -го года жизни по пожнивной сидерации - занятый пар (люцерна синяя 2-го года жизни) - бинарный посев озимой пшеницы с люцерной синей 3-го года жизни.
Согласно величине гидротермического коэффициента годы исследований резко отличались по увлажненности вегетационного периода: 2010 и 2011 гг. были слабозасушливыми (ГТК=1,0), а 2012 и 2013 гг. -избыточно влажными (ГТК=1,6 и 2,3). Это позволило более полно и всесторонне оценить влияние изучаемых факторов на структуру почвы и ее водопрочность.
Результаты. Структура почвы имеет важное агрономическое значение. От нее во многом зависят водный, воздушный и тепловой режимы почв, она оказывает существенное влияние на основные физические и физико-механические свойства почв. В структурной почве создаются благоприятные условия для интенсивного роста и развития растений.
Согласно проведенным в 2011-2013 гг. кафедрой земледелия Воронежского ГАУ исследованиям, применение бобовых трав в звене севооборота подсолнечник - пар - озимая пшеница обеспечивает существенное улучшение структуры почвы.
В первый год развития бобовых трав в качестве бинарных компонентов подсолнечника их положительное влияние на структурное состояние почвы выразилось в более бережном к ней отношении (табл. 1). Если при одновидовом посеве подсолнечника коэффициент структурности к концу вегетационного периода основной культуры уменьшился на 0,49 единицы, то при его бинарных посевах с донником желтым данное снижение составило 0,11, а с люцерной синей - 0,30 единицы.
При последующем произрастании люцерны синей 2-го года жизни в занятом пару и в бинарном посеве с озимой пшеницей (3-й год жизни) коэффициент структурности почвы увеличивался. При этом интенсивность увеличения структурности почвы во 2-й год жизни бобовой травы была более выражена, чем в 3-й. Так, при возделывании люцерны синей в качестве парозанимающей культуры коэффициент структурности увеличился на 0,61 ед., а при ее дальнейшем произрастании в бинарном посеве с озимой пшеницей - на 0,15 ед.
В результате в звене севооборота с применением люцерны синей коэффициент структурности увеличился на 0,74 единицы и к концу периода исследований составил 3,11.
Коэффициент структурности почвы в зависимости от многолетней бобовой травы, 2011-2013 гг.
Таблица 1
Культура Период развития Коэффициент структурности
начало вегетации конец вегетации
Люцерна синяя 1-й год жизни (бин. компонент подсолнечника) 2,37 2,07
2-й год жизни (парозанимающая культура) 2,21 2,82
3-й год жизни (бинарный компонент оз. пшеницы) 2,96 3,11
в целом за период 2,37 3,11
Донник желтый 1-й год жизни (бин. компонент подсолнечника) 2,38 2,27
2-й год жизни (сидеральная культура в пару) 2,28 2,45
последействие на посевах озимой пшеницы 2,34 2,55
в целом за период 2,38 2,55
Контроль подсолнечник 2,30 1,81
пар 2,12 1,94
озимая пшеница 1,88 1,63
в целом за период 2,30 1,63
НСР05 подсолнечник 0,11 0,13
пар 0,08 0,39
озимая пшеница 0,87 1,27
При использовании донника желтого в паровом поле в качестве сидеральной культуры (2-ой год жизни) рост коэффициента структурности пахотного слоя почвы был менее выраженным, чем на варианте с люцерной синей, и составил 0,17 единицы. При последу-
ющем же размещении на этом участке озимой пшеницы последействие заделанной в почву зеленой массы сидерата оказало существенное влияние на интенсивное увеличение коэффициента структурности - на 21 единицу. В целом за период исследования на варианте звена севооб-
орота с донником желтым коэффициент структурности вырос на 0,17 единицы.
Возделывание же культур в звене севооборота №1, то есть без применения бобовых трав, сопровождается снижением коэффициента структурности как под отдельными культурами (на 0,18-0,49 единиц), так и в целом за период - на 0,67 единицы.
Рассмотрим динамику содержания различных фракций почвенных агрегатов в зависимости от возделываемых бобовых трав.
Применение люцерны синей в изучаемом звене севооборота сопровождалось увеличением содержания в почве агрономически ценных агрегатов, т.е. агрегатов размером 0,2510 мм, на 5,37 абс.%. Это было связано с действием бобовых трав по фону применения в качестве источников органического вещества соломы ячменя и пожнивной сидерации крестоцветных культур.
В первый год возделывания люцерны синей в бинарном посеве с подсолнечником количество агрономически ценных агрегатов уменьшилось на 2,93 абс.%, что в основном было связано с увеличением доли глыбистой фракции (на 2,86 абс.%). Под люцерной синей 2-го и 3-го года жизни глыбистость почвы интенсивно уменьшалась (соответственно, на 5,11
и 0,96 абс.%), обеспечив рост доли агрономически ценных агрегатов на 4,92 и 0,97 абс.%.
Таким образом, за период возделывания люцерны синей в звене севооборота подсолнечник - пар - озимая пшеница (рис. 1) снижение содержания в пахотном слое почвы доли глыбистой фракции составило 4,94 абс.%, а пылеватой фракции - 0,43 абс.%, что обеспечило увеличение (на 5,37 абс.%) содержания в почве агрегатов размером 0,25-10 мм. В результате количество агрономически ценных агрегатов к концу исследовательского периода составило 75,69%, что позволяет считать структуру почвы на данном варианте хорошей (по С. И. Долгову, П. У. Бахтину).
На варианте звена севооборота с донником желтым структура почвы также является хорошей: количество агрономически ценных агрегатов в пахотном слое почвы составило 71,84%. Применение в качестве бобовой травы донника желтого в целом за период исследования характеризовалось менее выраженным улучшением существующей структуры почвы, чем на варианте с люцерной синей. Так, количество ценных агрегатов в звене с донником увеличилось на 1,45 абс.%, тогда как с люцерной синей - на 5,37 абс.%.
□ фракция 0,25-10 мм 1ПП% □ фракция > 10 м м □ фракция <0,25 мм
90% 80% —
60% 50% 40% г—^ м— —-
_ ---
30% 20% 10% | — ---- 1 ш ---- —----
_ -- -
0% - - — -
1 2 3 4 5 б
1-2 - звено с люцерной синей: начало и конец периода исследований
3-4 - звено с донником жёлтым: начало и конец периода исследований
5-6 - контрольное }вено: начало и конец периода исследований
Рис. 1. Содержание почвенных агрегатов различных фракций в звеньях севооборота в начале и конце периода исследований, слой почвы 0-30 см, 2011-2013 гг.
В первую очередь, это было связано со (на 0,75 абс.%) во 2-й год жизни донника в па-
сравнительно меньшим снижением содержания ровом поле. На фоне последействия заделанной
в почве глыбистой фракции (на 2,28 абс.%) и сидеральной массы донника желтого количе-
увеличением доли пылеватой фракции ство агрономически ценных агрегатов в слое
почвы 0-30 см увеличилось (на 1,75 абс.%), доля глыбистой и пылеватой фракций уменьшилась, соответственно, на 1,27 и 0,48 абс.%.
В контрольном же звене севооборота под всеми возделываемыми культурами содержание в почве агрономически ценных агрегатов интенсивно уменьшалось: на 5,19 абс.% - под подсолнечником, на 1,99 - в чистом паре, на 3,4 - под озимой пшеницей и на 7,76 абс.% -в целом по звену.
Ухудшение структуры почвы под контрольным звеном севооборота связано с увеличением глыбистости почвы: на 1,87-4,81 абс.% -под культурами и на 7,95 абс.% -в целом под звеном. Причинами этого негативного процесса являются интенсивные обработки почвы в послеуборочный период культур и при содержании чистого пара, а также механическое разрушение почвенных агрегатов под воздействием дождевых осадков (особенно ливневого характера). При ежегодном дефиците свежего органического вещества микроорганизмы начинают утилизировать не только лабильные, но и более устойчивые гумусовые соединения -главный клеющий компонент при образовании почвенных агрегатов.
Произрастающие в звеньях севооборота с применением приемов биологизации бобовые травы в процессе своего роста и развития развивают мощную, глубоко проникающую корневую систему, которая хорошо расчленяет почву на структурные отдельности. Благодаря поступлению в почву большого количества
свежего органического вещества и корневым выделениям бобовых трав усиливается микробиологическая активность почвы, в нее поступают продукты трансформации растительных остатков, а также продукты жизнедеятельности и автолиза почвенной биоты. Все это в совокупности способствует существенному улучшению структурного состояния почв.
Агрономически ценной считается почва, обладающая водопрочностью, т. е. способностью почвенных агрегатов длительное время противостоять размывающему действию воды.
Применение многолетних бобовых трав в изучаемых звеньях севооборота обеспечило увеличение водопрочности почвы на 1,98-5,71 абс.% (табл. 2), тогда как на контроле водо-прочность почвы ухудшилась (на 6,81 абс.%).
Водопрочность почвы увеличивалась по мере развития бобовых трав. При возделывании донника желтого и люцерны синей в бинарных посевах с подсолнечником по фону пожнивной сидерации крестоцветных культур количество водопрочных агрегатов к концу вегетационного периода подсолнечника увеличилось на 0,11-0,65 абс.%. На второй год жизни бобовых трав в паровых полях увеличение водопрочности почвы составило уже 2,19-3,11 абс.%. Последействие донника желтого под озимой пшеницей и возделывание люцерны синей в бинарном с ней посеве сопровождалось увеличением водопрочности почвы, соответственно, на 2,70 и 3,67 абс.%.
Таблица 2
Содержание в слое почвы 0-30 см водопрочных агрегатов в зависимости от многолетней
Культура Вариант Содержание водопрочных агрегатов, %
начало вегетации конец вегетации
Люцерна синяя 1-й год жизни (бин. компонент подсолнечника) 79,43 79,54
2-й год жизни (парозанимающая культура) 78,14 81,25
3-й год жизни (бинарный компонент оз. пш.) 81,47 85,14
в целом за период 79,43 85,14
Донник желтый 1-й год жизни (бин. компонент подсолнечника) 78,81 79,46
2-й год жизни (сидеральная культура в пару) 77,99 80,18
последействие на посевах озимой пшеницы 78,09 80,79
в целом за период 78,81 80,79
Контроль подсолнечник 81,67 79,43
пар 75,56 72,43
озимая пшеница 73,57 74,86
в целом за период 81,67 74,86
Большая роль в образовании водопрочных агрегатов на вариантах с применением бобовых трав принадлежит свежеобразованному органическому веществу, которое образуется при заделке в почву соломы, пожнивных сидератов и бобовых трав, что способствует активизации деятельности почвенных организмов, необратимой коагуляции подвижных органических и минеральных коллоидов, в результате чего происходит увеличение количества водопрочных агрегатов.
Выводы. Применение бобовых трав (люцерны синей и донника желтого) в звене севооборота подсолнечник - пар - озимая пшеница как в качестве бинарных компонентов, так и в качестве парозанимающих культур, обеспечивает улучшение структуры почвы (на 0,17-0,74 ед.) и ее водопрочности (на 1,985,71 абс.%).
Литература
1. Дедов А.В. Земледелие Центрально-Черноземной зоны с основами почвоведения и агрохимии. Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2008. 358 с.
2. Дедов А.В. Органическое вещество почвы и его регулирование в Центральном Черноземье. Воронеж: ВГАУ, 1999. 202 с.
3. Дедов А.В., Несмеянова М.А., Хрюкин Н.Н. Приемы биологизации и воспроизводства плодородия черноземов // Земледелие. 2012. N6. С. 4-7.
4. Дедов А.В., Несмеянова М.А. Влияние многолетних трав на плодородие почв // Агрохимический вестник. 2012. N4. С. 7-9.
5. Дедов А.В., Несмеянова М.А., Дедов А.А., Кузнецова Т.Г. Бинарные посевы культур с люцерной синей и плодородие почвы // Земледелие. 2014. N5. С. 21-23.
6. Зезюков Н.И. Сидеральный пар в ЦЧЗ // Земледелие. 1993. № 6. С. 10-11.
7. Зезюков Н.И., Острецов В.Е. Сохранение и повышение плодородия черноземов. Воронеж: Цен.-Черн. кн. изд., 1999. 312 с.
8. Коржов С.И., Верзилин В.В., Королев Н.Н. Сидераты и их роль в воспроизводстве плодородия черноземов. Воронеж: ФГБОУ ВПО ВГАУ, 2011. 98 с.
9. Лебедева Т.Б. и др. Многолетние бобовые травы на зеленое удобрение // Земледелие. 1998. № 5. С. 12.
10. Луганцев Е.П. и др. Сидераты помогают сохранить плодородие почвы и повысить продуктивность подсолнечника // Земледелие. 2009. №8. С. 11-13.
11. Свиридов А.К. Многолетние травы в севооборотах юга ЦЧП // Прогрессивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в ЦЧЗ: мат. зон. науч-пр. конф. Липецк, 1994. С. 131-138.
12. Berner A. Einfluss von biologisch-dynamischen Präparaten, Düngung und Bodenbearbeitung auf Bodenfruchtbarkeit und Ertrag/A. Berner, R. Frei, P. Mäder//FiBL: CH-5070 Frick, Switzerland. - 2003. -- № 5. - S. 1-15.
13. Kundler P. Erhohung der Bodenfruchtbarkeit / P. Kundler et al. // VEB Deutscher Landwirtschfts Verlag. - Berlin, 1989. - S.165-187.
14. Wagentristl H. Bodenbearbeitung - Wasser schoneng und Humus mehrend/H. Wagentristl//Bio Austria: Bauerntage. - 2008. - S. 25-28.
STRUCTURAL-AGGREGATE COMPOSITION AND WATER STABILITY OF SOIL UNDER THE INFLUENCE OF PERENNIAL LEGUMES GRASSES
M.A. Nesmeyanova, Assistant, Voronezh SAU named after the Emperor Peter I 1 Michurina St, Voronezh 394068 Russia E-mail: [email protected]
ABSTRACT
In conditions of today's agriculture, we notice an intensive influence of heavy agricultural machinery on soil. Along with the absence of vegetation on a ploughed field in post-harvest and fallow period, as well as the effects of biological processes with an annual deficit of fresh organic matter leads to mechanical destruction of aggregates, to structurelessness of arable soils. Today, therefore, the issue of maintaining, improving and restoring the structure is quite relevant. The objective of our research was to study the influence of legumes in their process of growth and development on soil structure and its water stability. Structural-aggregate composition of the soil and its water stability were determined by N.I. Savvinov's technique (dry and wet sieving). This article contains the results of the research of the Agriculture Department of the Voronezh SAA on cultivation of legumes in the link of the crop sunflower - fallow - winter wheat, used both as a binary component of sunflower and wheat and as
fallow cultures. The biologisation method achieved the improvement of soil structure (structure factor increased by 0.17-0.74 units) and the increase in its water stability (by 1.98-5.71 abs.%). As a result of the research, conclusions were drawn about the favorable impact of perennial legumes grasses on the formation of agronomically valuable soil layer 0-30 cm.
Key words: structure, water stability, fallow, helianthus.
References
1. Dedov A.V. Zemledelie Tsentral'no-Chernozemnoi zony s osnovami pochvovedeniya i agrokhimii (Agricuture of the Central-Chernozem zone with the fundamentals of soil science and agro-chemistry), Voronezh: FGOU VPO VGAU, 2008, 358 p.
2. Dedov A.V. Organicheskoe veshchestvo pochvy i ego regulirovanie v Tsentral'nom Chernozem'e (Organic matter of soil and its management in Central Chernozemie), Voronezh: VGAU, 1999, 202 p.
3. Dedov A.V., Nesmeyanova M.A., Khryukin N.N. Priemy biologizatsii i vosproizvodstva plodorodiya chernozemov (Techniques of biologisation and reproduction of chernozem fertility), Zemledelie, 2012, No.6, pp. 4-7.
4. Dedov A.V., Nesmeyanova M.A. Vliyanie mnogoletnikh trav na plodorodie pochv (Influence of perennial grasses on soil fertility), Agrokhimicheskii vestnik, 2012, No. 4, pp. 7-9.
5. Dedov A.V., Nesmeyanova M.A., Dedov A.A., Kuznetsova T.G. Binarnye posevy kul'tur s lyutsernoi sinei i plodorodie pochvy (Binary crop sowings with lucerne and soil fertility), Zemledelie. 2014, No.5, pp. 21-23.
6. Zezyukov N.I. Sideral'nyi par v TsChZ (Green-manured fallow in TsChZ), Zemledelie, 1993, No.6, pp. 10-11.
7. Zezyukov N.I., Ostretsov V.E. Sokhranenie i povyshenie plodorodiya chernozemov (Preserving and increasing chernozems fertility), Voronezh: Tsen.-Chern. kn. izd., 1999, 312 p.
8. Korzhov S.I., Verzilin V.V., Korolev N.N. Sideraty i ikh rol' v vosproizvodstve plodorodiya chernozemov (Green manure and its role in reproduction of chernozem fertility), Voronezh: FGBOU VPO VGAU, 2011, 98 p.
9. Lebedeva T.B. i dr. Mnogoletnie bobovye travy na zelenoe udobrenie (Perennial legumes for green manure), Zemledelie, 1998, No. 5, P. 12.
10. Lugantsev E.P. i dr. Sideraty pomogayut sokhranit' plodorodie pochvy i povysit' produktivnost' podsolnechnika (Green manure helps preserve fertility of soils and increase sunflower productivity), Zemledelie, 2009, No.8, pp. 11-13.
11. Sviridov A.K. Mnogoletnie travy v sevooborotakh yuga TsChP (Perennial gasses in crop rotation in the south of TsChZ), Progressivnye tekhnologii vozdelyvaniya sel'skokhozyaistvennykh kul'tur v TsChZ: mat. zon. nauch-pr. konf. Lipetsk, 1994, pp. 131-138.
12. Berner A. Einfluss von biologisch-dynamischen Präparaten, Düngung und Bodenbearbeitung auf Bodenfruchtbarkeit und Ertrag/A. Berner, R. Frei, P. Mäder//FiBL: CH-5070 Frick, Switzerland. - 2003, - No. 5, - S. 1-15.
13. Kundler P. Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit / P. Kundler et al. // VEB Deutscher Landwirtschfts Verlag. - Berlin, 1989, - S.165-187.
14. Wagentristl H. Bodenbearbeitung - Wasser schonend und Humus mehrend/H. Wagentristl//Bio Austria: Bauerntage. - 2008, - S. 25-28.
УДК 631.445.24:631.472.56:631.51
ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ В ЮЖНО-ТАЕЖНОЙ ПОДЗОНЕ НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ
И. А. Самофалова, доцент,
Н. Ю. Каменских, доцент,
ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА,
ул. Петропавловская, 23, г. Пермь, Россия, 614990,
E-mail: [email protected]
Р. Кизилкая,
Университет Ондокуз Майыс, г. Самсун, Турция Т. Ашкин,
Университет Орду, г. Орду, Турция
Аннотация. Установлено, что содержание гумуса в почве может изменяться в зависимости от выбора приема основной обработки и времени его проведения. Содержание стабильной части гумуса варьирует по вариантам и соответствует среднему уровню - на вариантах с осенними обработками и низкому уровню - на вариантах с весенними основными обработками. Сте-
