CC BY
66
ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ЗЕРНОТРАВЯНОГО СЕВООБОРОТА В УСЛОВИЯХ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
С.С. Балабанов, Н.В. Беседин, Н.И. Картамышев, Н.М. Тимофеева
Аннотация. В статье показано влияние приемов биологизации (основная обработка почвы, система удобрения) земледелия на влагообеспеченность сельскохозяйственных культур зернотравяного севооборота.
Ключевые слова: вода, влажность почвы, севооборот, основная обработка почвы, система удобрения, сидеральные культуры, озимая пшеница, ячмень, клевер.
Вода является одним из важнейших и необходимых факторов жизни растений, а влажность почвы - один из показателей её плодородия. Уровень урожая сельскохозяйственных культур находится в прямой зависимости от влагообеспеченности растений, которая во многом определяется метеорологическими условиями, способами обработки почвы, особенностями возделываемых сельскохозяйственных культур и другими условиями.
Обработка почвы является одним из основных приемов в агротехнике сельскохозяйственных культур. При любом направлении земледелия она должна применяться на основе научно обоснованного севооборота, который разрабатывают в соответствии с биоклиматическим потенциалом зоны в целях реализации потенциальной продуктивности возделываемых культур. Обработка почвы влияет на агрофизические и агрохимические свойства почвы, на микробиологические процессы, происходящие в ней, она существенно изменяет обеспеченность растений влагой и элементами минерального питания. Другими словами, обработка почвы есть то звено в большой цепи агротехники сельскохозяйственных культур, с которым непосредственно связаны главнейшие факторы, влияющие на урожай сельскохозяйственных культур.
По данным Г.И. Казакова, Н.И. Кабановой наиболее эффективными системами обработки почвы в севообороте являются отвальная и комбинированная на переменную глубину. Мелкие обработки способствуют ухудшению водно-физических свойств почвы, увеличению засоренности посевов и снижению урожайности возделываемых культур [1].
Способы и орудия основной обработки почвы И.И. Долотин рекомендует выбирать с учётом осенних метеорологических условий. При засушливой осени эффективны вспашка с предварительным дисковым лущением стерни и плоскорезная обработка; увлажнённой - ранняя вспашка с осенней культивацией. На чистых полях можно длительное время проводить плоскорезную обработку, как в засушливых, так и в увлажнённых условиях [2].
Исследования Н.С. Бушнева, Ю.А. Юшко показали, что в годы с нормальным увлажнением глубокая обработка почвы имеет некоторое преимущество перед минимальной; в засушливые, наоборот, после фрезерной и поверхностной обработок под озимую пшеницу складывался лучший водный режим и сложение почвы [3].
После уборки парозанимающих культур А. Кузнецов, В. Мутиков, К. Смелов во влажное лето рекомендуют проводить отвальную вспашку, в засуху и обычные по осадкам годы - поверхностную обработку [4].
При применении безотвальных способов обработки почвы улучшается водный режим, это отмечали А.А. Бей, В.С. Сердюк, В.Е. Стотченко, А.Н. Краевский, И.А. Гриценко и многие другие [5, 6].
Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что исследователи расходятся в оценке влияния разных по глубине обработок на содержание продуктивной
влаги в почве. Так, по мнению одних ученых глубокая отвальная обработка увеличивает водопроницаемость пахотного слоя, что ведет к возрастанию запасов общей и продуктивной влаги в почве. Другие отмечают преимущества мелкой обработки в сравнении с глубокой в накоплении продуктивной влаги в почве. Согласно результатам исследований третьей группы ученых вспашка и мелкие обработки равноценны по влиянию на содержание влаги в почве. Количество воды в почве в период вегетации растений главным образом зависит от выпадающих в это время осадков. Единого мнения о влиянии обработки почвы на водный режим у исследователей нет. Поэтому при переходе на биологическое земледелие, необходимо обработку почвы проводить дифференцированно в зависимости от биологических особенностей данной культуры и последующей культуры севооборота. Каждый приём требует комплексной оценки с учётом данной культуры, места в севообороте, возможных позитивных и негативных воздействий на плодородие и свойства почвы, влияния на экологическую ситуацию в почве, а также в целом на агроценоз. Для окончательного решения данной проблемы нужно проводить исследования, конкретные для каждой зоны. Обработка должна быть зональной.
Этому вопросу были посвящены наши исследования, которые проводились в 2000 - 2005 гг. в стационарном полевом многофакторном опыте, заложенном кафедрой земледелия на опытном поле Курской государственной сельскохозяйственной академии. Почвы опытного участка темно-серые лесные среднесуглини-стые.
Погодные условия в период проведения полевых исследований достаточно полно отражали характерные особенности климата зоны, что дает основание перенести результаты исследований в производство Центрального Черноземья.
Агротехника возделывания изучаемых культур севооборота - общепринятая для зоны, за исключением тех приемов, которые предусматривались схемой опыта.
В своих исследованиях мы изучали условия возделывания сельскохозяйственных культур в зернотравя-ном (1. однолетние травы; 2. озимая пшеница; 3. ячмень с подсевом многолетних трав; 4. многолетние травы; 5. озимая пшеница) севообороте и способы основной обработки почвы (вспашка разноглубинная, рекомендуемая для зоны и поверхностная обработка, предполагает применение многократных рыхлений почвы по мере появления сорняков) на фоне четырёх систем удобрений.
В качестве традиционной системы удобрения мы взяли органо - минеральную, в качестве биологических -три органических системы удобрения, где в зависимости от вариантов опыта вносили разные дозы навоза, использовали сидеральные культуры и применяли в качестве удобрений побочную нетоварную продукцию возделываемых культур. При этом система удобрения в севообороте выглядела следующим образом: 1. органо - минеральная (навоз 8 т/га + N65 Р40 К50 на 1 га, контроль); 2. органическая 1 (навоз 30 т/га); 3. органическая 2 (навоз 24 т/га + побочная нетоварная продукция); 4. органическая 3 (навоз 12 т/га + побочная нетоварная продукция + сидеральные культуры).
Для того чтобы более полно реализовать органическую 3 систему удобрения в полях севооборота вводили сидеральные культуры. При этом севооборот трансформировался следующим образом: 1. однолетние тра-
ср. 123,9 134,5 90,8 72,3
Озимая пшеница
1 Органо-минеральная (контроль) 128,4 114,0 68,0 63,2
2 Органическая 1 119,8 113,2 71,1 68,4
3 Органическая 2 133,8 135,9 54,9 68,1
4 Органическая 3 133,5 130,1 56,9 72,9
ср. 128,9 123,3 62,7 68,2
вы на сено + поукосно однолетние травы на сидерат; 2. озимая пшеница; 3. ячмень с подсевом многолетних трав; 4. многолетние травы первый укос на сено, второй на сидерат; 5. озимая пшеница.
Нами проведены исследования в зернотравяном севообороте во втором, третьем, четвертом и пятом полях. Влажность почвы и запасы доступной влаги определяли в слое 0 - 100 см через каждые 10 см в период сева (для озимой пшеницы - в период весеннего отрастания) и уборки урожая термостатно - весовым методом.
Результаты исследований приведены в таблице 1. Установлено, что приёмы биологизации оказывали различное влияние на запасы усвояемой влаги в почве под культурами севооборота.
В начале вегетации озимой пшеницы, на фоне вспашки на вариантах органической 1 и органической 2 системы удобрения количество усвояемой влаги в почве проявило тенденцию к увеличению.
Только на варианте органической 3 системы удобрения количество влаги оставалось практически на уровне контроля. На фоне поверхностной обработки почвы в начале вегетации по количеству влаги уступал контролю только вариант органической 1 системы удобрения. На остальных изучаемых вариантах запасы усвояемой влаги в почве оставались на уровне контроля.
К концу вегетации озимой пшеницы на фоне вспашки количество усвояемой влаги в почве на всех изучаемых вариантах опыта оставалось на уровне контроля. На фоне поверхностной обработки почвы это можно сказать лишь о вариантах органической 1 и 3, а на варианте органической 2 системы удобрений они несколько уменьшились по сравнению с контролем на 7,4 мм.
Таблица 1 - Запасы усвояемой влаги в зернотравяном севообороте, 2000-2005 гг. (в слое 0-100 см., мм)
Запасы усвояемой влаги в почве под ячменем с подсевом клевера свидетельствуют о том, что в начале вегетации ячменя на фоне вспашки количество усвояемой влаги в почве только на варианте органической 1 системы удобрения были меньше чем на контроле, а на остальных они были на уровне контроля или незначительно превосходили их. На фоне поверхностной обработки почвы запасы влаги в почве были больше на 12,7 - 13,8 мм, чем на контроле.
К концу вегетации ячменя, на фоне вспашки и поверхностной обработки почвы, на всех вариантах опыта запасы усвояемой влаги в почве были выше, чем на контроле. Более эффективны в этом смысле были варианты органической 1 и органической 2 системы удобрения. Вариант органической 3 системы удобрения был менее эффективным.
В начале вегетации клевера по фону вспашки количество усвояемой влаги в почве на всех вариантах опыта было выше, чем на контроле. Причем наибольшее превышение наблюдалось на варианте органической 2 системы удобрения. Это превышение составило 19,4 мм. На вариантах органической 1 и органической 3 системы удобрений количество влаги в почве было выше, чем на контроле, но несколько меньше чем на варианте органической 2 системы удобрений. Превышение в запасах усвояемой влаги по отношению к контролю здесь составило 13,0 - 14,7 мм.
На фоне поверхностной обработки почвы показатели изучаемых вариантов в начале вегетации были менее последовательны, даже можно сказать противоположны. Здесь равенство с контролем, по запасам усвояемой влаги в почве, наблюдалось лишь на варианте органической 2 системы удобрений. На остальных вариантах они были меньше, чем на контроле.
В конце вегетации клевера на фоне вспашки преимущество имел лишь вариант органической 3 системы удобрения, а на фоне поверхностной обработки большие запасы усвояемой влаги в почве по сравнению с количеством их на контроле наблюдались на вариантах органической 2 и 3 систем удобрений.
Запасы влаги в почве в заключительном поле зер-нотравяного севооборота под озимой пшеницей свидетельствуют о том, что в начале вегетации, на фоне вспашки количество усвояемой влаги в почве на вариантах органической 2 и 3 систем удобрения было несколько выше, чем на контроле. Только на варианте органической 1 системы удобрения количество усвояемой влаги в почве было меньше, чем на контроле на 8,6 мм. На фоне поверхностной обработки почвы, на этом варианте количество усвояемой влаги в почве было практически равно количеству ее на контроле.
На остальных вариантах органической 2 и 3 системы удобрений количество ее было больше чем на контроле на 16,1 - 21,9 мм. В конце вегетации положение несколько изменилось. На фоне вспашки запасов усвояемой влаги в почве на вариантах органической 2 и 3 систем удобрения стало меньше, чем на контроле, а на варианте органической 1 системы удобрений их сохранилось на 3,1 мм больше, чем на контроле.
№ вар. Система удобрения В начале вегетации В конце вегетации
Способ основной обработки почвы
вспашка поверхностная вспашка поверхностная
Озимая пшеница
1 Органо-минеральная (контроль) 94,8 104,8 51,4 51,2
2 Органическая 1 98,2 96,9 51,9 55,6
3 Органическая 2 106,9 107,9 57,1 43,8
4 Органическая 3 94,1 104,9 51,3 56,1
ср. 98,5 103,6 52,9 51,7
Ячмень с подсевом клевера
1 Органо-минеральная (контроль) 112,7 112,9 76,7 92,2
2 Органическая 1 104,4 120,3 89,5 95,5
3 Органическая 2 116,3 119,8 98,4 96,4
4 Органическая 3 115,4 125,6 86,1 94,2
ср. 112,2 119,7 87,7 94,6
Клевер
1 Органо-минеральная (контроль) 112,1 143,7 104,3 68,1
2 Органическая 1 125,1 121,7 61,7 64,6
3 Органическая 2 131,5 144,7 87,8 84,0
4 Органическая 3 126,8 128,0 109,2 72,5
На фоне поверхностной обработки почвы, наоборот, их было больше, чем на контроле. При этом вариант органической 3 системы удобрения обеспечил наличие в почве большего на 9,7 мм количества усвояемой влаги в почве.
В итоге следует заключить, что различия в усвояемой влаге между изучаемыми вариантами и контролем с течением времени от первой культуры к последней выравниваются. И они не способны существенно повлиять на урожайность возделываемых в севообороте культур.
Список использованных источников
1 Казаков Г.И., Кабанова Н.И. Влияние основной обработки на физические свойства и влажность почвы в лесостепи Заволжья // Интенсив. технол. воздел. зерн. и корм. культур. Ульян. с-х. ин-т. - Самара, 1990. - С. 38 -43.
2 Долотин И.И. Водный режим и продуктивность зерновых при различных способах основной обработки серых лесных почв // Зерновые культуры. - 1999. - №4. - С. 29 - 32.
3 Бушнев Н.С., Юшко Ю.А. Влияние способов обработки непаровых предшественников на некоторые элементы плодородия почвы и урожайность озимой пшеницы // В кн.: Пути повышения плодородия почв Ставрополья. - Ставрополь, 1984. - С. 60 - 63.
4 Кузнецов А., Мутиков В., Смелов К. Обработка почвы под основные полевые культуры // в Новое в обработке почвы Нечерноземья. - Горький, 1982. - С. 25 - 32.
5 Бей А.А. Сердюк В.С. Плоскорезная обработка со ще-леванием в почвозащитном севообороте // Земледелие. - 1984. - №11. - С. 20 - 21.
6 Стотченко В.Е., Краевский А.А., Гриценко И.А. Почвозащитная технология возделывания ячменя // Земледелие. -1985 .- №11. - С. 34 - 35.
Информация об авторах
Балабанов Сергей Семёнович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской части ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», email: balabanov.ss@mail.ru
Беседин Николай Васильевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой почвоведения, агрохимии и земледелия ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
Картамышев Николай Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры почвоведения, агрохимии и земледелия, Заслуженный деятель науки РФ, ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
Тимофеева Наталья Михайловна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения, агрохимии и земледелия ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
