CC BY
137
В.И. Васильевич, В.П. Монтекайте // Бот. Отдел народного образования Заринского
журнал. 1988. Т. 73. № 12. С. 1699-1707. горисполкома, 1989. 40 с.
4. Город на Заре: путеводитель по городу Заринску Алтайского края. Заринск:
+ + +
УДК 631.51:631.425.4 Т.И. Перегуда,
А.Н. Воронин, Б.А. Смирнов
ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЁМОВ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СЛАБОГЛЕЕВАТОЙ ПОЧВЫ
Введение
Физические свойства и режимы почв являются важным условием проявления почвенного плодородия. Поэтому проблема оптимизации физических условий плодородия является актуальной. Актуальность проблемы возрастает в связи с усиливающейся антропогенной нагрузкой на почвы, ведущей к их дегумификации, дезагрегации, переуплотнению, т.е. физической деградации [1].
Способы обработки, являясь основным фактором изменения агрофизических свойств пахотного слоя почвы и создания условий роста растений в начальный период, в значительной мере определяют общее развитие сельскохозяйственных культур и их урожай.
На обработку почвы требуется более половины всех энерготехнических затрат в полеводстве, которые, как показали многочисленные исследования последних лет, не всегда оправданы [2]. Доказано, что любое излишество ухудшает структурное состояние почвы и снижает ее плодородие, лучшие результаты достигаются при минимальном числе операций. Особенно это актуально для слабооструктуренных дерново-подзолистых почв Нечерноземной зоны [3].
Кроме этого в литературе достаточно противоречиво рассмотрен вопрос о влиянии минеральных удобрений как отдельно, так и совместно с органическими на структурное состояние почв. К тому же практически отсутствует информация о действии гербицидов на агрофизические свойства почв.
Объекты и методика исследований
Экспериментальная работа проводилась в 2004-2007 гг. (на в полевом стационарном трехфакторном опыте, заложенном на опытном поле ЯГСХА в 1995 г. методом расщепленных делянок с рендомизи-рованным размещением вариантов в повторениях. Повторность опыта 4-кратная.
Почва опытного участка дерновосреднеподзолистая слабоглееватая среднесуглинистая кратковременного избыточного увлажнения на карбонатной морене. В годы исследований почва пахотного горизонта в среднем содержала: гумуса — 2,7%, легкодоступного фосфора —
231,7 мг/кг почвы, обменного калия — 77,5 мг/кг почвы.
Схема полевого стационарного трёхфакторного (4х6х2) опыта.
Фактор А. Система основной обработки почвы, «О». 1. Отвальная: вспашка на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см, ежегодно, «О,». 2. Поверхностная с рыхлением: рыхление на
20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на 6-8 см в остальные 3 года, «О2». 3. Поверхностноотвальная: вспашка на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на 6-8 см в остальные 3 года, «О3». 4. Поверхностная: однократная поверхностная обработка на 6-8 см ежегодно, «О4».
В год закладки опыта (1995) проводилась вспашка плугом ПЛН-3-35 на 20-22 см с предварительным дискованием
пласта многолетних трав БДТ-3 на глубину 8-10 см на всех вариантах опыта.
Фактор В. Система удобрений, «У».
1. Без удобрений, «У,». 2. Ы30, «У2».
3. Солома 3 т/га, «У3». 4. Солома
3 т/га + Ы30 (азотное удобрение в расчете 10 кг д.в. на 1 т соломы), «У4». 5. Солома 3 т/га + ЫРК (доза минеральных удобрений, рассчитанная на планируемую прибавку урожая), «У5». 6. ЫРК (норма минеральных удобрений, рассчитанная на планируемую прибавку урожая), «У6».
Фактор С. Система защиты растений от сорняков, «Г». 1. Биотехнологическая (без гербицидов), «Г^». 2. Интегрированная (с гербицидами), «Г2».
Все результаты исследований представлены в среднем по изучаемым факторам и в среднем за 2004-2007 гг.
Результаты и их обсуждение
Структурное состояние почвы является важнейшей агрофизической характеристикой. Структура почвы создает оптимальные условия водного, воздушного и теплового режимов и является одним из главнейших факторов ее плодородия [4].
Проведение агротехнических мероприятий изменяет структурное состояние почвы.
Исследуемые системы обработки и гербицидов не оказали существенного влияния на содержание агрегатов > 10 мм.
Из всех применяемых фонов удобрений лишь применение одной соломы обусловило достоверное снижение показателя в слое 0-10 см и в целом по пахотному горизонту, что привело к увеличению содержания агрономически ценных агрегатов по этому же фону (рис.).
В 2005 г. проявились те же тенденции. Солома вносилась в 2003 г. после уборки озимой ржи. В 2005 г. отмечалось её максимальное последействие, что возможно связано с высокой активностью
целлюлозоразрушающих микроорганизмов при использовании соломы в целом по пахотному горизонту. Микроорганизмы при её разложении вынуждены были забирать азот для своего развития из гу-мусных соединений, что и могло привести к разрушению глыбистых частиц.
Изучаемые системы обработки почвы и гербицидов практически не вызвали статистически значимых изменений в доле агрономически ценных агрегатов при наибольших значениях на системе поверхностно-отвальной обработки в слое 0-10 см и в целом по пахотному горизонту.
Различные системы обработки оказывали неодинаковое влияние на содержание пылеватой фракции (< 0,25 мм) (табл. 1).
При поверхностной обработке отмечается существенное увеличение доли агрегатов < 0,25 мм в слое 10-20 см. Это, возможно, было вызвано двумя причинами. Под воздействием интенсивных механических рыхлений при ежегодной поверхностной обработке в слое 0-10 см идет накопление пылеватой фракции, которая способна мигрировать вниз по пахотному горизонту. Кроме того, на этой системе обработки в нижнем слое (10-20 см) складываются анаэробные условия, что обуславливает интенсивные процессы минерализации гумусовых соединений, и как причина этого — увеличение содержания частиц размером менее 0,25 мм.
Применение удобрений способствовало уменьшению изучаемого показателя по всем слоям пахотного горизонта. Внесение полных минеральных удобрений как отдельно, так и совместно с соломой, а также соломы с азотными удобрениями вызвало статистически значимые изменения. Такие результаты можно объяснить агрегатирующей способностью удобрений, которые способствуют образованию более крупных почвенных комочков.
^ 76 п
0-10 10-20 0-20 Слой почвы, см
В без удобрений □солома ^солома+NPK BNPK
Рис. Влияние разных фонов удобрений на содержание агрономически ценных агрегатов, %
(2004-2007 гг.)
Таблица 1
Изменение содержания частиц < 0,25 мм в зависимости от действия изучаемых факторов (2004-2007 гг.), %
Вариант Слой, см
0-10 10-20 0-20
Фактор А. Система обработки почвы, «О»
Отвальная, «О1» 4,09 3,69 3,89
Поверхностно-отвальная, «О3» 3,79 3,53 3,66
Поверхностная, «О4» 4,09 3,90 4,00
НСР05 ^ < ^5 0,18 < ^5
Фактор В. Система удобрений, «У»
Без удобрений, «У1» 4,60 3,92 4,26
N30, «У2» 4,14 3,49 3,82
Солома, «У3» 3,98 3,84 3,91
Солома + ^0, «У4» 3,93 3,30 3,62
Солома + NPK, «У5» 3,71 3,79 3,74
^К, «У6» 3,82 3,85 3,83
НСР05 0,66 0,49 0,49
Фактор С. Система гербицидов, «Г»
Без гербицидов, «Г1» 4,04 3,81 3,93
С гербицидами, «Г2» 4,01 3,58 3,80
НСР05 ^ф < ^5 ^ < ^5 < ^5
Химические средства защиты растений от сорняков не оказали достоверного влияния на содержание пылеватых частиц (< 0,25 мм).
Другим важнейшим показателем структуры является ее устойчивость к разрушающему воздействию воды — во-допрочность.
Применение ежегодной поверхностной обработки способствовало увеличению содержания водопрочных агрегатов при достоверном значении 63,51% в целом по пахотному горизонту.
Из исследуемых систем удобрений существенное снижение содержания водопрочных агрегатов вызвало лишь внесение полных минеральных удобрений как отдельно, так и совместно с соломой в слое 10-20 см на 6,05 и 4,34% соответственно. А в целом по пахотному горизонту подобная тенденция отмечалась на варианте «солома + ^0».
Химические средства защиты растений от сорняков не оказали достоверного влияния на содержание водопрочных агрегатов.
Большинство свойств почв, в том числе структура и строение, а также характер порового пространства изменяются в зависимости от содержания жидкой фазы (или влажности почвы, так как жидкая фаза в основном состоит из воды).
Изучаемые системы обработки почвы обусловили существенное увеличение влажности по всем слоям пахотного горизонта в сравнении с отвальной обработ-
кой, что объясняется лучшим развитием культуры на этих вариантах (табл. 2).
Применение удобрений способствовало накоплению влаги в пахотном горизонте. Достоверное увеличение изучаемого показателя наблюдалось при использовании одной соломы в слое 0-10 см и соломы совместно с азотом 10-20 см, внесение полной нормы минеральных удобрений как отдельно, так и совместно с соломой обеспечило существенное увеличение в целом по пахотному горизонту. Применение гербицидов практически не оказало влияния на изменение влажности почвы.
Содержание влаги в почве тесно связано с ее плотностью. Плотность во многом будет зависеть от фундаментальных свойств почвы (гранулометрический и минералогический составы, агрегированность и др.), а также от исходной порозности и содержания воды в поровом пространстве.
Проведение системы поверхностноотвальной обработки способствовало существенному снижению плотности почвы в слое 0-10 см с 1,11 до 1,09 г/см3. Это объясняется созданием бездефицитного баланса гумуса путем периодического оборота пласта, что способствует улучшению условий структурообразования.
Внесение полной нормы минеральных удобрений как отдельно, так и совместно с соломой обеспечило достоверное снижение изучаемого показателя по всем слоям пахотного горизонта в среднем на 0,03-0,05 г/см3, что объясняется наибольшими значениями гумуса и влажности почвы на этих же вариантах.
Таблица 2
Роль изучаемых факторов в изменении влажности почвы (2004-2007 гг.), %
Вариант Слой, см
0-10 10-20 0-20
Фактор А. Система обработки почвы, «О»
Отвальная, «О1» 18,97 20,19 19,58
Поверхностно-отвальная, «О3» 19,51 20,69 20,10
Поверхностная, «О4» 19,84 20,80 20,32
НСР05 0,34 0,45 0,43
Фактор В. Система удобрений, «У»
Без удобрений, «У1» 18,96 20,00 19,48
N30, «У2» 19,26 20,02 19,64
Солома, «У3» 19,50 20,43 19,96
Солома + ^0, «У4» 19,32 20,57 19,95
Солома + NPK, «У5» 20,05 21,30 20,67
NPK, «У6» 19,91 21,08 20,49
НСР05 0,51 0,48 0,37
Фактор С. Система гербицидов, «Г»
Без гербицидов, «Г1» 19,52 20,57 20,04
С гербицидами, «Г2» 19,48 20,56 20,02
НСР05 ^ф <^5 ^ < ^5 ^ < ^5
Изучаемые системы гербицидов практически не вызвали статистически значимых изменений в значениях плотности.
Урожайность полевых культур является интегральным показателем плодородия, показывающим эффективность применяемых систем обработки, удобрений и гербицидов. Урожайность озимой тритикале существенно не изменялась по изучаемым системам обработки почвы за исключением достоверного снижения по системам поверхностной и поверхностной с рыхлением на 0,53 и 0,78 т/га соответственно.
Использование свежей соломы непосредственно перед посевом озимых при поверхностной её заделке усиливало токсичность почвы и способствовало снижению урожайности озимой тритикале. В 2007 г. применение всех систем минимальной обработки способствовало существенному снижению урожая сена однолетних трав в сравнении с системой отвальной обработки.
В 2006 г. наблюдалось статистически значимое увеличение урожайности озимой тритикале за исключением некоторого снижения при применении соломы в чистом виде. Внесение полных минеральных удобрений как отдельно, так и совместно с соломой вызвало наибольшее достоверное увеличение урожайности однолетних трав в 2007 г. на 0,67 и
0,79 т/га соответственно.
Применение гербицидов способствовало увеличению урожайности при существенных значениях в 2006 г.
Выводы
На дерново-подзолистой среднесуглинистой глееватой почве Центрального района Нечерноземной зоны России в качестве основной предлагается система поверхностно-отвальной обработки. Из фонов удобрений наиболее эффективно для улучшения агрофизических свойств почвы было совместное применение соломы и полных минеральных удобрений.
Данные варианты обработки и удобрений не ведут к ухудшению структурного состояния почвы, способствуют накоплению влаги в корнеобитаемом слое и обусловливают формирование урожайности сельскохозяйственных культур на уровне системы отвальной обработки по интенсивным фонам питания.
Библиографический список
1. Бондарев А.Г. Теоретические основы и практика оптимизации физических условий плодородия почв / А.Г. Бондарев // Почвоведение. 1994. № 11. С. 10-15.
2. Курочкин К.И. Новое в обработке почвы / К.И. Курочкин. М.: Знание, 1987.
3. Щукин С.В. Изменение структурного состояния почвы под действием различных по интенсивности систем обработки, удобрений и гербицидов / С.В. Щукин, А.Н. Воронин, А.М. Труфанов, Б.А. Смирнов / / Известия ТСХА. 2007. № 2. С. 12-18.
4. Шеин Е.В. Курс физики почв: учебник / Е.В. Шеин. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.
