CC BY
12
DOI 10.25930/2687-1254/002.1.14.2021 УДК 631.431.1.
ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ ПЛОТНОСТИ ТИПИЧНЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРЯМОГО ПОСЕВА
Н.Р. Ермолаев, В.П. Белобров, С.А. Юдин, А.И. Айдиев, Б.С. Ильин
Плотность является одним из ключевых свойств почв, определяющих их плодородие. В современном сельскохозяйственном производстве используется ряд агротехнических приемов для поддержания плотности почв в оптимальном состоянии, но приводящих к нарушению структуры. Одним из современных способов улучшения структуры почвы является внедрение почвосберегающих технологий, таких как прямой посев. На основании результатов научных и производственных опытов можно утверждать, что при использовании прямого посева наблюдается увеличение плотности почв до допустимых значений, однако улучшается водопрочность и агрегированность. В рамках данного исследования рассматриваются результаты изучения влияния вспашки и прямого посева на плотность типичных черноземов на примере многолетнего полевого опыта, расположенного в Курской области (пос. Черемушки) в четырехкратной повторности. На территории полевого опыта было проведено детальное почвенное и топографическое картирование в 2013-2016 гг. и повторное картирование в 2017-2020 гг. В результате обработки полученных данных установлено, что после первой ротации разница в плотности почв между слоями в вариантах прямой посев и традиционная обработка уменьшается. Следует отметить общее увеличение плотности по всем вариантам опыта, что связано с изменением структурного состояния почвы при прямом посеве и особенностями глубокой отвальной вспашкой при традиционной технологии. Отдельно отмечается визуальное изменение состояния почвы за 4 года при прямом посеве, заключающееся в формировании крупных блоков, ограниченных трещинами, способствующими увеличению влагозапаса за счет уменьшения испаряемости с поверхности почвы.
Ключевые слова: почвенный покров, многолетний опыт, картирование, вариабельность.
VARIABILITY OF THE DENSITY OF TYPICAL CHERNOZEMS WHEN
USING DIRECT SEEDING
N.R. Ermolaev, V.P. Belobrov, S.A. Yudin, A.I. Aidiev, B.S. Ilyin
Density is one of the key soils features that determine their fertility. In modern agricultural production, a number of agrotechnical techniques are used to maintain soil density in optimal condition, but they lead to a disturbance of soil. One of the modern ways to improve soil structure is the introduction of soil-conserving technologies such as direct seeding. Based on the results of scientific and practical experiments, it can be affirmed that when using direct seeding, one can observe an increase in soil density to permissible values; however, water stability and aggregation improve. This research considers the results of studying the effect of
tillage and direct seeding on the density of typical chernozems on the example of a long-term field experiment located in the Kursk Region (Cheryomushki village) in 4-fold replication. On the territory of the field experiment, detailed soil and topographic mapping was carried out in 2013-2016 and re-mapping in 2017-2020. As a result of processing the obtained data, it was found that after the first rotation, the difference in soil density between the layers of direct seeding and traditional tillage decreases. It should be mentioned about general increase in density for all variants of the experiment, which is associated with a change in the soil structure with direct seeding and the features of deep moldboard plowing with traditional technology. There is a special focus on a visual change in the soil quality in 4 years with direct seeding, which involve the formation of large blocks bounded by cracks that contribute to an increase in stored moisture by reducing evaporation from the soil surface.
Key words: soil cover, long-term experiment, mapping, variability
Введение. Плотность почв еще со времен зарождения земледелия считалась одним из важнейших физических свойств, определяющих плодородие и обеспечивающих урожайность сельскохозяйственных культур [1]. С появлением тяжелой техники начался новый период в земледелии - процесс переуплотнения почв, коррелировавший с величиной нагрузки на ее поверхность. Уменьшение веса техники и увеличение поверхности соприкосновения с почвой обеспечило в XXI в. сбалансированное уплотнение почв, не выходящее за рамки оптимальных значений для возделывания сельскохозяйственных культур [2].
Равновесная плотность целинных почв создается корневыми системами растений. Поэтому в черноземных почвах, расположенных в степных и лесостепных ландшафтах, формируется уникальная зернистая структура с оптимальной плотностью для возделывания культурных растений за счет разнообразия и большого количества корневых систем трав. В традиционной системе земледелия плотность почв на оптимальном уровне поддерживается путём их механических обработок (вспашка, глубокое и поверхностное рыхление и т. д.). Но от этого деградирует структура, снижая потенциальное плодородие почв [3].
Как показали результаты научных исследований и производственных опытов, региональное применение прямого посева, в котором обработки не применяются, приводит к увеличению плотности почв, которая, не превышая при этом оптимального уровня, существенно улучшает их агрегированность и водопрочность [4, 5, 6]. Вопрос об уплотнении черноземов и, следовательно, возможности применения прямого посева на этих почвах до настоящего времени является дискуссионным [6, 3], поскольку отсутствуют многолетние экспериментальные научные данные, подтверждающие позитивное воздействие прямого посева на плотность черноземов.
Цель настоящей работы показать вариабельность плотности типичных черноземов при применении традиционной обработки (вспашки) и прямого посева на примере многолетнего полевого опыта в четырехпольном зерновом севообороте.
Объекты, материалы и методы исследований. Объекты исследований -типичные черноземы (Halpicchernozem) «Курского ФАНЦ» (GPS - 510 37',71 с.ш. 360 15',73 в.д.), на которых ведутся многолетние полевые опыты по изучению влияния минимизации обработок на свойства почв. Применяются четыре варианта обработки почвы с размерами делянок 60 х 100 м: вспашка с оборотом пласта, комбинированная -
чизель + дискование, минимальная - дискование и прямой посев - без обработки почвы. Полевые исследования включали детальную топографическую, а также почвенную съемку каждого поля ручным бурением скважин до глубины вскипания от карбонатов (45 скважин на одной поле) с отбором образцов по вариантам опыта с определением равновесной плотности режущими кольцами в 5 точках (20 на одно поле) с глубин 0-10 и 10-20 см Г71 в трехкратной повторности (рисунок 1).
Рисунок 1 - Карта рельефа (в верхнем ряду: справа налево - поля 1 и 2, в нижнем - 3 и 4)
Закладка опытных полей, каждое площадью 2,4 га, велась в четырехкратной повторности последовательно по одному полю в течение 2013-2016 гг. в июле-августе после уборки уравнительного посева горохо-овсяной смеси. После первой ротации в течение 2017-2020 гг. проведено повторное картографирование почв по аналогичной методике на всех четырех полях с отбором проб по тем же фиксированным по GPS точкам. Полученные данные статистически обработаны с помощью программы Excel 2016 и непараметрического серийного критерия S05 [8].
Результаты и обсуждение. Плотность типичных черноземов изменчива в почвенном пространстве полей, варьируя от 0,9 г/см3 до 1,30 г/см3 (рисунок 2).
Рисунок 2 - Карта плотности опытных полей в слое 0-10 см до начала опыта
В наибольшей степени это характерно для поля 1, занимающего максимальные отметки на плоском водоразделе с уклоном ~10. Прямой корреляции между плотностью почв и видами типичных чернозёмов по мощности горизонта А1 и глубине вскипания не выявлено, что обусловлено, главным образом, агротехникой, применяемой в традиционной системе земледелия.
Средняя плотность почв по полям до начала опыта при вспашке и прямом посеве отражает изначальную изменчивость показателя в традиционной технологии. На глубине 0-10 см при вспашке плотность варьирует в слое 0-10 см от 0,96 до 1,12 г/см3, а в слое 10-20 см - от 1,08 до 1,22 г/см3; в прямом посеве соответственно - 0,96-1,06 г/см3 и 1,03-1,21 г/см3. Причем значимые различия между вспашкой и прямым посевом выявлены только в слое 0-10 см (таблица 1).
Таблица 1 - Равновесная плотность типичных черноземов при использовании вспашки и прямого посева
Обработки почв, п = 5 Поле 1 Поле 2 Поле 3 Поле 4
0-10 10-20 0-10 10-20 0-10 10-20 0-10 10-20
До начала опытов
Вспашка 0,96 1,17 0,95 1,08 1,08 1,22 1,12 1,15
Стандартное отклонение 0,14 0,11 0,04 0,04 0,10 0,17 0,06 0,14
Коэффициент вариации 11,6 9,4 4,2 3,7 9,3 13,9 5,4 12,2
Прямой посев 1,04 1,21 1,05 1,03 0,96 1,15 1,06 1,14
Стандартное отклонение 0,03 0,19 0,07 0,08 0,12 0,16 0,03 0,02
Коэффициент вариации 2,8 15,7 6,7 8,8 12,5 13,9 2,8 1,8
$05* по обработкам + - - - - - - -
После пе рвой ротации севооборота
Вспашка 1,11 1,09 1,29 1,36 1,19 1,25 1,25 1,25
Стандартное отклонение 0,05 0,07 0,07 0,05 0,04 0,12 0,03 0,06
Коэффициент вариации 4,5 6,4 5,4 3,7 3,4 9,6 2,4 4,8
Прямой посев 1,11 1,17 1,28 1,34 1,23 1,28 1,23 1,28
Стандартное отклонение 0,05 0,08 0,06 0,02 0,02 0,05 0,10 0,06
Коэффициент вариации 4,5 6,8 4,7 1,5 1,6 3,9 8,1 4,7
$05 по обработкам - - - - - - - -
Примечание: */ + различия между обработками существенны; - различий нет.
После первой ротации разница в плотности почв между слоями в обоих вариантах уменьшилась, но отмечается увеличение уплотнения чернорзёмов на всех полях. При вспашке это можно объяснить глубокой отвальной вспашкой на 20 (25) см, захватывающей плужную подошву, в прямом посеве увеличение плотности почв связано с переупаковкой агрегатов после прекращения обработок. Различия в плотности почв между вариантами после ротации севооборота не достоверные, что дает основание считать плотность типичных черноземов на полях однородной совокупностью, а выявленную вариабельность отнести на счет высокой зависимости плотности почв от средо- и почвообразующих факторов (агротехнических приемов, массы почвообрабатывающей техники, гранулометрического, микро- и макроагрегатного состава, корневых систем растений в севообороте и др.).
Заключение
1. Плотность типичных черноземов при использовании прямого посева увеличивается в 0-20 см слое почв в результате естественных процессов восстановления структуры и
отсутствия обработок, причем в поверхностном 0-10 см слое этот рост максимальный: от 0,07 г/см3 (на поле 1) до 0,27 г/см3 (на поле 3). Это также косвенно подтверждается уменьшением после первой ротации мощности гумусового горизонта А1 при использовании прямого посева за счет уплотнения и перегруппировки агрегатов почв.
2. Визуально за четыре года применения прямого посева в поверхностном горизонте черноземов формируются крупные блоки, ограниченные трещинами, служащими основными водо- и воздухопроводящими системами. Они увеличивают влагозапас, в том числе за счет снижения испаряемости с поверхности почв.
3. Разуплотнение почв в прямом посеве осуществляется использованием в севообороте или в промежуточных почвопокровных культурах, применяемых в качестве сидератов, растений со стержневой корневой системой.
Литература
1. Карпачевский Л.О. Зеркало ландшафта. - М.: Мысль. 1983. 155 с.
2. Фрид А.С., Кузнецова И.В., Королева И.Е., Бондарев А.Г., Когут Б.М., Уткаева В.Ф., Азовцева Н.А. Зонально-провинциальные нормативы изменений агрохимических, физико-химических и физических показателей основных пахотных почв европейской территории России при антропогенных воздействиях // М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева. 2010. 176 с.
3. Холодов В. А., Ярославцева Н. В., Фарходов Ю. Р., Белобров В. П., Юдин С. А., Айдиев А. Я., Лазарев В. И., Фрид А. С. Изменение соотношения фракций агрегатов в гумусовых горизонтах черноземов в различных условиях землепользования // Почвоведение. 2019. № 2. С. 184-193.
4. Дридигер В.К. Особенности проведения научных исследований по минимизации обработки почвы и прямому посеву (методические рекомендации). -Ставрополь.: Сервис-Школа. 2020. 69 с.
5. Дридигер В.К., Стукалов Р.С., Матвеев А.Г. Влияние типа почвы и ее плотности на урожайность озимой пшеницы, возделываемой по технологии no-till в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края // Земледелие. 2017. № 2. С. 19-22.
6. Кирюшин В.И., Дридигер В.К., Власенко А.Н., Власенко Н.Г., Козлов Д.Н., Кирюшин С.В., Конищев А.А. Методические рекомендации по разработке минимальных систем обработки почвы и прямого посева. - М.: ООО «Издательство МБА». 2019. 136 с.
7. Юдин С.А., Белобров В.П., Дридигер В.К., Гребенников А.М., Айдиев А.Я., Ильин Б.С., Ермолаев Н.Р. К вопросу о методике проведения многолетних опытов по изучению влияния технологии прямого посева на свойства почв. // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019. № 98. С. 132-152.
8. Урбах, В.Ю. Биометрические методы. - М.: Наука. 1964. 415 с.
Ермолаев Никита Романович, аспирант, младший научный сотрудник , межинститутский отдел по изучению черноземных почв; ФГБНУ ФИЦ почвенный институт им. В.В. Докучаева, г. Москва, Пыжевский пер. 7с2, 119017;E-mail: hukitoc94@gmail.com,тел.: 89154022944
Юдин Сергей Анатольевич, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, межинститутский отдел по изучению черноземных почв, ФГБНУ ФИЦ почвенный институт им. В.В. Докучаева, г. Москва, Пыжевский пер. 7с2, 119017; Email: yudin_sa@esoil.ru
Белобров Виктор Петрович, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник межинститутский отдел по изучению черноземных почв, ФГБНУ ФИЦ почвенный институт им. В.В. Докучаева, г. Москва, Пыжевский пер. 7с2, 119017; E-mail: Belobrovvp@mail.ru
Ильин Борис Сергеевич, старший научный сотрудник, ФГБНУ курский ФАНЦ, Курск, улица Карла Маркса, 70б; E-mail: kurskfarc@mail.ru
АйдиевАйдиЯсупиевич, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ФГБНУ курский ФАНЦ, Курск, улица Карла Маркса, 70б; E-mail: aydiev.knii@mail.ru
Ermolaev Nikita Romanovich, postgraduate, Junior Researcher, Interinstitutional department for the study of chernozem soils; FSBSI FRC V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, Moscow, Pyzhevsky lane 7s2, 119017; E-mail: hukitoc94@gmail.com, 89154022944
Yudin Sergey Anatolyevich, Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher, Interinstitutional department for the study of chernozem soils; FSBSI FRC V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, Moscow, Pyzhevsky lane 7s2, 119017; E-mail: yudin_sa@esoil.ru
Belobrov Viktor Petrovych, Doctor of Agricultural Sciences, Chief Researcher, Interinstitutional department for the study of chernozem soils; FSBSI FRC V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, Moscow, Pyzhevsky lane 7s2, 119017; E-mail:Belobrovvp@mail.ru
Ilyin Boris Sergeevich, Senior Researcher, FSBSI Kursk FARC, Kursk, Karl Marx St., 70b;E-mail: kurskfarc@mail.ru
Aydiev Aydi Yasupievich, Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher, FSBSI Kursk FARC, Kursk, Karl Marx St., 70b; E-mail: aydiev.knii@mail.ru
DOI 10.25930/2687-1254/003.1.14.2021 УДК:632.92:633.11«324»
БОЛЕЗНИ И ВРЕДИТЕЛИ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ БЕЛОКОЛОСИЦУ
У ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
В.Н. Черкашин, Г.В. Черкашин, В.А. Коломыцева
Целью проведённых исследований является выявление и изучение причин, вызывающих белоколосицу у озимой пшеницы в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края. Такое явление, как белоколосость, наблюдается на полях озимой пшеницы в период от начала созревания до полной спелости. Среди полноценных зелёных колосьев выделяются единично или очагами осветлённые колосья. Если полноценный колос под тяжестью наливающегося зерна наклоняется к земле, то светлый высохший колос обычно прямостоячий и пустой. При этом стебель может быть также высохшим или зелёным. Установлено несколько причин белоколососицы: болезни корневой и прикорневой зоны растений пшеницы, поражающие всходы, болезни стеблей
