CC BY
13
https://doi.org/10.30766/2072-9081.2020.21.6.733-742 УДК 631.51.01:631.435
Влияние минимальных способов основной обработки почвы на структурно-агрегатный состав серой лесной почвы в Чувашской Республике
О 2020. В. Г. Антонов и
ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого», г. Киров, Российская Федерация
Изучали (2006-2019 гг.) влияние ресурсосберегающих систем обработки почвы на основе комбинированных почвообрабатывающих агрегатов КОS-3 (1-й минимальный), БДМ-3,2х4 (2-й минимальный), Паук-6 (3-й минимальный без осенней обработки) в зернопаропропашном и зернопаропропашном сидеральном севооборотах на структурно-агрегатный состав серой лесной почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. В год закладки опыта доля агрегатов (0,25-10 мм) в почве зернопаропропашного севооборота составила 72,2-74,4 %, зернопаропропашного сидерального - 70,1-73,2 % при коэффициенте структурности (К) 2,60-2,91 и 2,41-2,73 соответственно. За две ротации севооборотов структурное состояние почвы улучшилось под воздействием сидерального севооборота (К = 3,07, НСР05 = 0,13) по сравнению с зернопропашным без сидератов (К = 2,93). Более существенные различия по коэффициенту структурности почвы получены по изучаемым обработкам: 3,03 (вспашка), 3,41 (1-й минимальный), 2,91 (2-й минимальный), 2,65 (3-й минимальный) при НСР05 = 0,17. Первый и второй способы минимальной обработки имели преимущество над вспашкой по увеличению агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) в сравнении с исходной почвой. В среднем по севооборотам урожайность зерновых при классическом и первом минимальном способах обработки почвы (3,65-3,66 т/га) существенно превысила (на 0,15-0,43 т/га, НСР05 = 0,10) показатели остальных вариантов с минимальными обработками. Урожайность картофеля во всех вариантах с минимальными обработками почвы была существенно ниже (на 5,1-8,3 т/га, НСР05 = 1,44), чем при использовании вспашки - 27,8 т/га Оценка рентабельности возделывания зерновых культур показала целесообразность замены отвальной вспашки на ресурсосберегающие способы с использованием комбинированных почвообрабатывающих агрегатов KOS-3 и БДМ-4-3,2, обеспечивающих урожайность яровой и озимой пшениц, ячменя и яровой вики на уровне 2,42-4,50 и 2,33-4,41 т/га соответственно при рентабельности возделывания 51-64 и 44-59 %. Третий минимальный способ обработки снизил рентабельность возделывания зерновых и вики на 10-15 %. Лучшие показатели рентабельности производства картофеля (67-82 %) достигнуты при классическом варианте обработки почвы
Ключевые слова: севооборот, почвообрабатывающий агрегат, структурное состояние, урожайность, экономическая эффективность
Благодарности: научное исследование выполнено при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого» (тема №0767-2019-0091).
Автор благодарит рецензентов за вклад в экспертную оценку этой работы.
Конфликт интересов: автор заявил об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Антонов В. Г. Влияние минимальных способов основной обработки почвы на структурно-агрегатный состав серой лесной почвы в Чувашской Республике. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2020;21(6):733-742. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2020.21.6.733-742
Поступила: 28.05.2020 Принята к публикации: 17.11.2020 Опубликована онлайн: 10.12.2020
The effect of minimum methods of primary tillage on the structural and aggregate composition of gray forest soil in the Chuvash Republic © 2020. Vitaly G. Antonov^3
Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky, Kirov, Russian Federation
The article informs on the 2006-2019 studies of the effect of resource-saving methods of tillage based on the use of combined tillage units KOS-3 (1st minimum), BDM-3.2x4 (2nd minimum), Spider-6 (3rd minimum without autumn tillage) in two crop rotations (grain-fallow-row crop rotation and grain-fallow-row green manure crop rotation) on the structural-aggregate composition of gray forest soil and crop yields. During the year of laying the experiment the percentage of structural aggregates (0.25-10 mm) in the soil of a grain-fallow-row crop rotation ranged from 72.2 to 74.4 %, in a grain-fallow-row green manure crop rotation - from 70.1 to 73.2 %, with the structural coefficient (K) 2.60-2.91 and 2.41-2.73, respectively. For two crop rotations the structural state of the soil improved due to the effect of green manure crop rotation (К = 3.07, LSD05 = 0.13) as compared to the grain-row without green manure (К = 2.93). More significant differences according to the soil structure coefficient were obtained in studied tillages: 3.03 (plowing), 3.41 (1st minimum), 2.91 (2nd minimum), 2.65 (3d minimum) with LSD05 = 0.17. The first and the second methods of minimal tillage had an advantage over plowing as to the increase in agronomically valuable aggregates (0.25-10 mm) as compared with the original soil. On the average among the crop rotations the yield of grain crops by classical and 1st minimum methods of tillage (3.65-3.66 t/ha) exceeded signifi-
cantly the indicators of all the rest variants with minimum tillage (by 0.15-0.43 t/ha, LSD05 = 0.10). The yield ofpotato in all variants with minimal soil tillage was significantly lower (by 5.1-8.3 t/ha, LSD05 = 1.44) than with plowing (27.8 t/ha). The assessment of profitability of grain crops cultivation showed the advantages of replacing the moldboard plowing for resource-saving methods using combined tillage units KOS-3 and BDM-4-3.2 which provided the yield of spring and winter wheat, barley and spring vetch at the level of2.42-4.50 and 2.33-4.41 t/ha, respectively, with cultivation profitability of 51-64 and 44-59 %. The third minimum method of tillage decreased the cultivation profitability of grain crops and vetch by 10-15 %. The best indicators ofpotato production profitability (67-82 %) were achieved when using the classical variant of soil tillage.
Key words: crop rotation, tillage unit, structural state, productivity, economic efficiency
Acknowledgements: the research was carried out under the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the state assignment of Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky (theme No. 0767-2019-0091).
The author thanks the reviewers for their contribution to the expert evaluation of this work.
Conflict of interest: the author stated that there was no conflict of interest.
For citation: Antonov V. G. The effect of minimum methods of primary tillage on the structural and aggregate composition of gray forest soil in the Chuvash Republic. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science Euro-North-East. 2020;21(6):733-742. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2020.21.6.733-742
Received: 28.05.2020
Accepted for publication: 17.11.2020
Published online: 10.12.2020
Выбор способа обработки почвы является одним из важнейших факторов, влияющих на рост и развитие растений, формирование урожая сельскохозяйственных культур. Пути совершенствования систем основной обработки почвы, проблемы снижения энергозатрат, степень адаптивности различных способов обработки почвы к конкретным условиям, накопление и сохранение продуктивной влаги, снижение засоренности, оптимизация агрохимических показателей и агрофизических свойств почвы, в т. ч. ее структурно-агрегатного состава, продолжают оставаться актуальными задачами в земледелии [1, 2, 3].
Основная обработка (вспашка) почвы, оставаясь наиболее энергоёмким и продолжительным по сроку выполнения приёмом в технологии возделывания, пока в недостаточной мере удовлетворяет требованиям максимального влагонакопления, влагосохранения, энергосбережения, и не отвечает требованиям щадящего воздействия на почву и окружающую среду. В связи с этим поиск путей минимализа-ции основной обработки почвы без снижения урожаев сельскохозяйственных культур с учётом экологии среды имеет большое практическое значение [4]. Снижение затрат материальных, трудовых, энергетических ресурсов в системе обработки почвы в севооборотах возможно и при сокращении или исключении некоторых приемов за счет применения комбинированных почвообрабатывающих орудий, выполняющих за один проход несколько операций, если это не оказывает отрицательного действия на плодородие почвы и урожай культур.
Многочисленный отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что
система земледелия с ресурсосберегающими способами обработки почвы позволяет избежать ухудшения агрофизических свойств почвы, снизить темпы ее деградации [5, 6, 7]. Доказано положительное влияние на почвенное плодородие минимальных обработок при использовании их на фоне соломы и сидератов [8, 9]. Под влиянием обработок улучшается структурно-агрегатное состояние почвы, оказывая благоприятное воздействие на ее водно-воздушный и тепловой режимы, микробиологические процессы и плодородие, рост и развитие растений, способствуя формированию высоких урожаев сельскохозяйственных культур [10, 11, 12].
Цель исследований - выявить наиболее эффективные способы обработки серой лесной почвы при возделывании основных зерновых, зернобобовых культур и картофеля в севооборотах с чистым и сидеральным парами. В задачи исследований входило выявление способов минимальной обработки почвы, обеспечивающих её благоприятное структурно-агрегатное состояние.
Материал и методы. Исследования (2006...2019 гг.) проводили в Чувашском НИИСХ - филиале ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого» в двухфакторном стационарном опыте.
Фактор А - севообороты: Зернопаропропашной (С):
1. Яровая.
2. Чистый.
3. Оз. пшеница.
4. Картофель.
5. Ячмень.
6. Яровая вика.
Зернопаропропашной сидеральный (Д):
1. Яровая пшеница + клевер.
2. Клевер (сидерат).
3. Оз. пшеница.
4. Картофель.
5. Ячмень.
6. Яровая вика.
Возделываемые сорта сельскохозяйственных культур в севооборотах за время исследований: яровая пшеница Московская 35, озимая пшеница Московская 39, картофель Чайка, ячмень Эльф, яровая вика Цивилянка.
Фактор В - Способы обработки почвы, глубина обработки:
1. Контроль: Классический (традиционный) - ПОН-3+1, 24-26 см (осенняя обработка); Паук-6, 4-6 см (весенняя обработка); севообороты С-1 и Д-1.
2. Минимальный-1: КО8-3Д 14-16 см (осенняя); Паук-6, 4-6 см (весенняя) (С-2 и Д-2).
3. Минимальный-2: БДМ-3,2х4, 14-16 см (осенняя), Паук-6, 4-6 см (весенняя) (С-3 и Д-3).
4. Минимальный-3: (без осенней обработки), Паук-6, 4-6 см (весенняя) (С-4 и Д-4).
Орудия, применяемые в опыте для обработки почвы:
1. Плуг оборотный навесной - ПОН-3+1.
2. Комбинированное орудие КО8-3 производства Польши. Имеет широкие стрельчатые лапы усиленного типа, за задним рядом лап установлены загортачи и трубчатый каток. Производит рыхление без выворачивания пласта на глубину до 17 см, выравнивание и прикатывание почвы.
3. Комбинированное орудие Паук-6 Пензенского завода ЗАО «Пензаагрореммаш». Имеет усиленные культиваторные стрельчатые лапы, секции коноидальных ножевых (игольчатых) дисков и спиральный планчатый каток. Производит рыхление на глубину до 16 см, выравнивание и прикатывание.
4. Борона дисковая модифицированная (дискатор) - БДМ-3,2х4.
Повторность опыта 3-кратная. Количество делянок 8 х 3 = 24. Общая площадь каждой элементарной делянки - 900 м2 (6 х150 м), учетная - 600 м2.
Исследования и дисперсионный анализ данных проводили согласно методическим указаниям1.
Почвенные образцы отбирали перед закладкой опыта (2006 г.) и после прохожде-
ния второй ротации севооборотов (2019 г.). Содержание гумуса определяли по методу Тюрина (ГОСТ 26213-91), подвижного фосфора - колориметрическим методом по Кирсанову (ГОСТ 26207-91), подвижного калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207-91), обменную кислотность (рН солевой вытяжки в растворе хлористого калия) - потенциометрическим методом (ГОСТ 26207-91); макроагрегатный анализ почвы пахотного слоя почвы (30 см) выполнен по методу Н. И. Савинова. Определение плотности сложения - с помощью бура Некрасова, твердость почвы - прибором Wile Soil. Учет урожая проводили поделяночно зерноуборочным комбайном Сампо-500. Урожай пересчитывали на 14 % влажность зерна и 100 % чистоту.
Экономическую оценку эффективности вариантов обработок проводили путем сопоставления стоимости полученной продукции с произведенными затратами согласно технологическим картам.
Стационарный опыт расположен на слабопологом склоне северо-восточной экспозиции со слабовыраженным микрорельефом. Почва опытного участка серая лесная тяжелосуглинистая, слабосмытая на лессовидном покровном суглинке. Содержание гумуса -5,5 %, подвижного фосфора - 225 мг/кг, обменного калия - 146 мг/кг, рН - 5,3.
Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах общепринятая для природно-климатических условий Чувашской Республики, за исключением изучаемых обработок. Выращивали картофель по «Западноевропейской» технологии с шириной междурядья 90 см. Обязательный приём -измельчение побочной продукции. Удобрение (нитроаммофоска) под зерновые культуры вносили в дозе N40P40K40, под картофель -NeoPeoKeo, из них 2/3 части под предпосевную обработку почвы разбрасывателем МВУ-6, 1/3 часть в рядки при посеве или посадке. Против сорной растительности по вегетации на посевах зерновых культур использовали гербицид Балерина (0,3 л/га) + Мортира (11 г/га), на картофеле - Эскудо (25 г/га).
Результаты и их обсуждение. Результаты анализов структурно-агрегатного состава исходных образцов серой лесной почвы с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом показали преобладание фракции размером 1 мм (с 21,3 до 28,3 %) (табл. 1).
1 Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 335 с.
LtJ On
>
Oq 3.
о £
ÊL
in
0 S'
1 2r
ж ^ С тз Я «
О m й PS
а. ^
т «
й »
PS И
а. »
^ та
К» о
s 6
0 S
ю о
-О о
U) о
U) н
1 о -J Я
PS
К» ^
Таблица 1 - Структурно-агрегатный состав пахотного слоя почвы в год закладки опыта (2006 год, исходный - начало ротации севооборотов), % / Table 1 - Structural and aggregate composition of the top soil in the year of laying the experiment (2006, the beginning of crop rotations), %
Размер агрегата, мм /
Зернопаропропашной севооборот / Grain-fallow-row crop rotation Зернопропашной сидеральный севооборот / Grain-row green manure crop rotation
Способ обработки почвы / Method of tillage
Size of aggregate, mm контроль / control минималъный-1 / minimal-1 минимальный-2 / minimal-2 минималъный-3 / minimal-3 контроль / control минималъный-1 / minimal-1 минималъный-2 / minimal-2 минималъный-3 / minimal-3
>10 13,0 15,1 16,1 16,7 14,5 16,7 18,7 17,8
7-10 12,0 10,2 7,8 9,4 10,8 8,7 12,3 9,0
5-7 6,0 5,7 6,6 6,8 6,9 6,3 7,2 7,5
3-5 9,3 6,9 6,9 7,7 7Д 11,3 7,7 10,4
2-3 10,9 8,8 8,9 10,4 9,3 9,2 9,9 9,8
1 27,0 28,3 26,6 23,0 26,8 24,9 21,3 22,2
11-5 53,2 49,7 49,0 47,9 50,1 51,7 48,1 49,9
0,5-1,0 7,2 6,8 7,2 7,5 7,0 7,2 6,6 7Д
0,25-0,5 6,6 6,3 6,4 7,8 7,6 6,7 5,2 6,8
<0,25 12,6 11,9 11,7 10,2 12,3 12,6 11,1 9,4
£ 0,25-10 74,4 74,0 72,2 73,1 73,2 70,7 70,1 72,8
К 2,91 2,74 2,60 2.71 2,73 2,41 2,35 2,68
P 1,15 1,16 1,14 1,15 1,12 1,13 1,16 1,15
Y -0,78 -0,82 -0,76 -0,77 -0,85 -0,88 -0,81 -0,78
Примечания: К - коэффициент структурности определяется отношением суммы агрегатов размером от 0,25 до 10 мм к сумме агрегатов >10 и <0,25 мм; Р - плотность почвы, г/см3; Y- коэффициент корреляции Пирсона по шкале Челдока - связь между величиной плотности сложения и коэффициентом структурности почвы (±0,3-0,1 - слабая связь; ±0,5-0,7 -заметная; ±0,7-0,9 - высокая; ±0,9-1,0 - очень высокая) /
Note: К - coefficient of structure is determined by the ratio of the sum of aggregates from 0.25 to 10 mm to the sum of aggregates >10 and <0.25 mm; P - soil density, g/cm3; Y- Pearson correlation coefficient on the Cheldock scale - the relationship between the value of the density of addition and the coefficient of soil structure (±0.3-0.1 - weak connection; ± 0.5-0.7 - noticeable; ±0.7-0.9 - high; ±0.9-1.0 - very high).
О о
я з
о S Ss
> Я
й I
о 2
й £
U S
н м
Щ о
> ч Я ег H S
t
03 M
^ >
> и
S и о >
Cl К Г M -3"
а > я ч
В 2
-Г о
> х о s я I 8s
5=Ê
3 с 1—1 ™
я §
M
s
M
п
Доля агрегатов свыше 10 мм составила
13.0-18,7 % (глыбистая фракция), менее 0,25 мм (пылеватая фракция) - 9,4-12,6 %. В исходной почве под зернопаропропашной севооборот агрегаты размером 0,25 -10 мм составили 72,2-74,4 %, из них сумма агрегатов размером 1.. .5 мм (наиболее ценных с агрономической точки зрения) - 47,9-53,2 %, коэффициент структурности - 2,60-2,91; в исходной почве под зернопаропропашной сидеральный севооборот - 70,1-73,2 % (0,25-10 мм),
48.1-51,7 % (1-5 мм), К=2,35-2,73 соответственно.
По существующим критериям агрегатное состояние исходной почвы под севооборотами по коэффициенту структурности оценивалось как отличное (К >1,5), по количеству агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) как хорошее (80-60 % по шкале С. И. Долгова, П. У. Бахтина).
В наших [13] и других исследованиях [14, 15] выявлено, что длительное применение минимальных способов обработки почвы приводит к увеличению плотности сложения пахотного слоя почвы и изменению структурно-агрегатного состава. В рассматриваемом опыте при использовании комбинированного агрегата К08-3 (минимальный-1) плотность почвы по сравнению с ее исходным состоянием увеличилась на 0,03-0,06 г/см3, а при применении агрегата БДМ-4-3,2 (мини-мальный-2) на 0,05-0,08 г/см3 (табл. 2, 3). Более значительное уплотнение пахотного слоя до 1,31 (+0,16 г/см3) произошло в почве зернопаропропашного севооборота без осенней обработки (минимальный-3). Выявлена обратная корреляционная связь между величиной плотности сложения и коэффициентом структурности почвы.
Таблица 2 - Структурно-агрегатный состав и плотность пахотного слоя почвы в зерномаромромашном севообороте и их изменение за две его ротации, % /
Table 2 - Structural and aggregate composition and density of the top soil in the grain-fallow-row crop rotation and their changes during its two rotations, %
Размер агрегата, мм / Size of aggregate, mm Способ обработки почвы / Method of tillage Изменения агрегатного состава (± к исходной почве) / Changes in aggregate composition (± to the original soil)
1 2 3 4 1 2 3 4
>10 8,5 14,1 17,7 21,8 -4,5 -1,0 +1,6 +5,1
7-10 7,3 10,3 9,2 9,9 -4,7 +0,1 +1,4 +0,5
5-7 5,1 7,9 7,7 8,8 -0,9 +2,2 +1,1 +2,0
3-5 7,4 6,3 9,5 7,7 -1,9 -0,6 +2,6 0
2-3 12,9 10,3 11,6 10,7 +2,0 +1,5 +2,7 +0,3
1 31,2 30,1 23,8 22,2 +4,2 +1,8 -2,8 -0,8
I 1-5 56,6 54,6 52,6 49,4 +3,4 +4,9 +3,6 +1,5
0,5-1,0 8,2 6,8 7,0 6,5 +1,0 0 -0,2 -1,0
0,25-0,5 7,1 5,3 6,4 5,6 -0,1 -1,5 -0,8 -1,9
<0,25 16,7 8,9 8,1 6,8 +4,1 -3,0 -3,6 -3,4
I 0,25-10 74,8 77,0 74,2 71,4 +0,4 +3,0 +2,0 -1,7
К 2,97 3,35 2,88 2,50 +0,06 +0,61 +0,28 -0,21
Р, г/см3 1,16 1,22 1,24 1,31 +0,01 +0,06 +0,08 +0,16
Y -0,78 -0,82 -0,71 -0,77 -0,80 -0,89 -0,77 -0,87
Примечания: 1 - ПОН-3+1, 24-26 см (вспашка, контроль); 2 - KOS-3,0, 14-16 см (минимальный-1); 3 - БДМ-3,2х4, 14-16 см (минимальный-2); 4 - без осенней обработки (минимальный-3) /
Note: 1 - MRP (mounted reversible plow)-3+1, 24-26cm (plowing, control); 2 - KOS-3,0, 14-16 cm (minimal-1); 3 - BDM-3,2x4, 14-16 cm (minimal-2); 4 - without autumn tillage (minimal-3)
Таблица 3 - Структурно-агрегатный состав и плотность пахотного слоя почвы в зерномаромромашном сидеральном севообороте и их изменение за две его ротации, % /
Table 3 - Structural and aggregate composition and density of the top soil layer in the grain-fallow-row green manure crop rotation and their changes during its two rotations, %
Размер агрегата, мм / Size of aggregate, mm Способ обработки почвы / Method of tillage Изменения агрегатного состава (± к исходной почве) / Changes in aggregate composition (± to the original soil)
1 2 3 4 1 2 3 4
>10 8,1 12,1 17,5 20,2 -6,4 -4,6 +1,2 +2,4
7-10 7,7 11,2 9,2 9,0 -3,1 +2,4 -3,1 0
5-7 6,9 8.3 7,7 9,7 0 +2,0 +0,5 +2,2
3-5 6,2 7,5 9,5 8,7 -0,9 -3,8 +1,8 -1,7
2-3 11,3 10,9 11,6 10,2 +2,0 +1,7 +1,7 +0,4
1 28,0 27,9 23,2 23,2 +1,2 +3,0 +1,9 +1,0
I 1-5 52,4 54,6 52.0 51,8 +2,3 +2,9 +2,9 +1.9
0,5-1,0 8,8 6,0 7,0 5,6 +1,8 +1,2 +0,4 -1,5
0,25-0,5 6,6 5,8 6,4 7,3 -1,0 -0,9 +1,2 +0,5
<0,25 16,4 10,3 7,9 6,1 +4,1 -2,3 -3,2 -6,3
I 0,25-10 75,5 77,6 74,6 73,7 +2,3 +6,9 +4,5 +0,9
К 3,08 3,46 2,94 2,80 +0,35 +1,05 +0,60 +0,12
Р, г/см3 1,10 1,16 1,21 1,23 -0,02 +0,03 +0,05 +0,08
Y -0,78 -0,82 -0,71 -0,77 -0,77 -0,83 -0,79 -0,87
Примечания: 1 - ПОН-3+1, 24-26 см (вспашка, контроль); 2 - KOS-3,0, 14-16 см (минимальный-1); 3 - БДМ-3,2х4, 14-16 см (минимальный-2); 4 - без осенней обработки (минимальный-3) /
Note: 1 - MRP (mounted reversible plow)-3+1, 24-26cm (plowing, control); 2 - KOS-3,0, 14-16 cm (minimal-1); 3 - BDM-3,2x4, 14-16 cm (minimal-2); 4 - without autumn tillage (minimal-3)
При длительном использовании способов обработок «минимальный-2 и -3» в структуре почвы возросла доля глыбистой фракции ( >10 мм) на 1,6-5,1 % в зернопропашном и 1,2-2,4 % зернопропашном сидеральном севооборотах, а количество пылеватых фракций (менее 0,25 мм), наоборот, уменьшилось во всех вариантах с минимальными обработками на 2,3-6,3 %. Применение способа обработки почвы «минимальный-1» способствовало наибольшему увеличению доли агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) и коэффициента структурности почвы, максимально в сидеральном севообороте - на 6,9 % и 1,05 соответственно. Менее выраженное влияние на структурное состояние почвы оказал способ обработки «минимальный-2»: увеличение содержания суммы фракций 0,25-10 мм составило 2,0-4,5 %, коэффициента структурности почвы - 0,28-0,60, с максимальными значениями в сидеральном севообороте. Использование только весенней обработки почвы (мини-
мальный-3) привело в зернопропашном севообороте к снижению коэффициента структурности почвы на 0,22.
В среднем по опыту структурное состояние почвы улучшалось под воздействием сидерального севооборота (К = 3,07, НСР05 = 0,13) по сравнению с зернопропаш-ным без сидератов (К = 2,93). Более существенные различия по коэффициенту структурности почвы получены по изучаемым обработкам (в среднем по севооборотам): 3,03 (контроль), 3,41 (минимальный-1), 2,91 (минимальный-2), 2,65 (минимальный-3) при НСР05 = 0,17.
Влияние способов обработки почвы (фактор В) на урожайность сельскохозяйственных культур представлено в таблице 4. В среднем по севооборотам урожайность зерновых при классическом и «минимальный-1» способах обработки почвы (3,65-3,66 т/га) существенно превысила урожайность в остальных вариантах с минимальными (2 и 3)
обработками - на 0,15...0Д6-0,42...0,43 т/га (НСР05 по фактору В = 0,10). Урожайность картофеля во всех вариантах с минимальными обработками почвы была существенно ниже
(на 5,1, 6,6 и 8,3 т/га, НСР05 = 1,44), чем при использовании вспашки - 27,8 т/га. Значимого влияния севооборотов (фактор А) на урожайность культур не выявлено.
Таблица 4 - Урожайность сельскохозяйственных культур (среднее) за две ротации севооборотов, т/га / Table 4 - Crop yield (average) for two crop rotations, t/ha
Способ обработки (В) / Tillage method (B) Яровая пшеница / Spring. wheat Озимая пшеница / Winter wheat Картофель / Potato Ячмень / Barley Вика / Vetch Среднее (В) /Average (В)
по зерно-вым/for grain по картофелю /for potatoes
Зернопаропропашной (А) / Grain-fallow-row (A)
1. Классический / Classic 4,21 4,48 27,3 3,14 2,58 3,65 27,8
2. Минимальный-1 / Minimal-1 4,40 4,46 22,2 3,32 2,42 3,66 22,7
3. Минимальный-2 / Minimal-2 4,19 4,25 20,4 3,18 2,33 3,50 21,2
4. Минимальный-3 / Minimal-3 3,95 4,14 19,5 2,61 2,09 3,23 19,5
Среднее (А) / Average (A): по зерновым / for grain по картофелю / for potatoes 3,48 22,3 - -
Зернопаропропашной сидеральный (А) / Grain-fallow-row green manure (A)
1. Классический / Classic 4,26 4,57 28,4 3,26 2,69 - -
2. Минимальный-1 / Minimal-1 4,29 4,50 23,3 3,43 2,46 - -
3. Минимальный-2 / Minimal-2 4,03 4.41 21,9 3,24 2,41 - -
4. Минимальный-3 / Minimal-3 3,94 4,23 19,5 2,71 2,18 - -
Среднее (А) / Average (A): по зерновым / for grain по картофелю / for potatoes 3,50 23.3 - -
Примечания: для зерновых: НСР05 по фактору А - 0,14 т/га, НСР05 по фактору В - 0,10 т/га НСР05 для факторов АВ - 0,31; для картофеля: НСР05 по фактору А - 1,85 т/га, НСР05 по фактору В - 1,44 т/га, НСР05 для факторов АВ - 2,26 /
Note: for grain: LSD05 factor A - 0.14 t/ha, LSD05 factor B - 0.10 t/ha. LSD05 for factors AB - 0.31 t/ha; for potatoes: LSD05 factor A -1.85 t/ha, LSD05 factor B - 1.44 t/ha, LSD05 for factors AB - 2.26 t/ha
Использование комбинированного почвообрабатывающего агрегата К08-3 (минимальный-1) и дисковой бороны БДМ-3,2х4 (минимальный-2) для осенней обработки почвы в течение двух ротаций обеспечивали урожайность яровой и озимой пшениц и ячменя 3,18-4,50 т/га, яровой вики - 2,33-2,46 т/га при уровне рентабельности соответственно 44-59 и 54-64 % (табл. 5). При возделывании картофеля лучшие условия формирования урожая создавались в классическом варианте обработки почвы в севооборотах, где его урожайность составила 27,3-28,4 т/га, рентабельность производства 67 и 82 %.
Возделывание культур без осенней обработки почвы (минимальный-3) привело
к недобору урожая как зерновых культур, так и картофеля.
Лучшие результаты экономической эффективности в технологии возделывания зерновых культур и яровой вики получены за две ротации севооборотов при замене классического способа обработки почвы на «мини-мальный-1». Замена обеспечила получение дополнительного чистого дохода с 1 га посевов в севооборотах от 2,2 до 2,8 тыс. руб. и повышение уровня рентабельности производства соответственно на 10-17 % (табл. 5).
Эффективность второго варианта минимальной обработки почвы при возделывании яровой и озимой пшениц получена на уровне классического способа, а при возделывании
ячменя и яровой вики превосходила его на ческие показатели, при его применении рента-5-10 %. Третий минимальный способ обработ- бельность возделывания этих культур снизи-ки значительно ухудшил основные экономи- лась на 10-15 %.
Таблица 5 - Рентабельность возделывания сельскохозяйственных культур (среднее) за две ротации севооборотов по способам обработки, % /
Table 5 - Profitability of agricultural crops cultivation (averaged) for two crop rotations according to the tillage methods, %
Способ обработки / Tillage method Яровая пшеница / Spring wheat Озимая пшеница / Winter wheat Картофель / Potatoes Ячмень / Barley Вика / Vetch
Зернопаропропашной / Grain-fallow-row
1. Классический / Classic 42 44 67 39 48
2. Минимальный-1 / 56 55 51 54 62
Minimal-1
3. Минимальный-2 / Minimal-2 44 48 47 46 54
4. Минимальный-3 / Minimal-3 31 34 34 26 34
Зернопропашной сидеральный / Grain-row green manure
1. Классический / Classic 45 45 82 42 49
2. Минимальный-1 / 55 56 76 59 64
Minimal-1
3. Минимальный-2 / Minimal-2 45 48 50 47 59
4. Минимальный-3 / Minimal-3 30 35 36 30 38
Выводы. В условиях Чувашской Республики на серых лесных почвах в зернотравяно-пропашных севооборотах возможна замена традиционного способа обработки почвы, основанного на отвальной вспашке, на ресурсосберегающие способы с использованием комбинированных почвообрабатывающих агрегатов К08-3 и БДМ-3,2х4. При их применении в течение двух ротаций, по сравнению со вспашкой, большинство параметров структурно-агрегатного состояния почвы не ухудшилось. При минимальной обработке почвы агрегатом К08-3 наблюдали наибольшее увеличение доли агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) до 77,0-77,6 % и коэффициента структурности почвы до 3,35-3,46.
Ресурсосберегающие способы обработки серой лесной почвы с использованием KOS-3 и БДМ-3,2х4 при возделывании яровой и озимой пшениц, ячменя и яровой вики обеспечили их продуктивность 2,42-4,50 и 2,33-4,41 т/га соответственно при уровне рентабельности 51-64 и 44-59 %.
При возделывании картофеля лучшие условия формирования урожая создавались в варианте с классической обработкой почвы в севооборотах, где его урожайность составила 27,3-28,4 т/га при рентабельности производства в зернопропашном севообороте 67 %, зернопропашном сидеральном - 82 %. Урожайность картофеля во всех вариантах с минимальными обработками почвы была существенно ниже, чем при использовании зяблевой вспашки.
Список литературы
1. Кирюшин В. И. Задачи научно-инновационного обеспечения земледелия России. Земледелие. 2018;(3):3-8. Режим доступа: https://cYberleшnka.ru/article/n/zadacЫ-nauchnoшnovatsionnogo-obespecheшYa-zemledeЦva-rossii/viewer
2. Пыхтин И. Г. Обработка почвы: действительность и мифы. Земледелие. 2017;(1):33-36. Режим доступа: https://cYberleninka.rU/article/n/obrabotka-pochvY-devstvitelnost-i-mifV
3. Черкасов Г. Н., Пыхтин И. Г., Гостев А. В. Современный подход к систематизации обработок почвы в агротехнологиях нового поколения. Достижения науки и техники АПК. 2016;30(1):5-8. Режим доступа: https ://cYberleninka. щ/article/n/sovremennvv -podhod-k-sistematizatsii-obrabotok-pochvY-v-agrotehnolo givah-novogo-pokoleшYa
4. Ивенин В. В., Ивенин А. В., Шубина К. В., Минеева Н. А. Сравнительная эффективность технологий возделывания зерновых культур в звене севооборота на светло-серых лесных почвах Волго-Вятского региона. Вестник Чувашской государственной сельскохозяйственной академии. 2018;(3(6)):27-32. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36759589
5. Кирюшин В. И. Проблема минимизации обработки почвы: перспективы развития и задачи исследований. Земледелие. 2013;(7):3-6. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/problema-minimizatsii-obrabotki-pochvy-perspektivy-razvitiya-i-zadachi-issledovaniy
6. Мазиров М. А., Матюк Н. С., Полин В. Д., Малахов Н. В. Влияние разных систем обработки и удобрений на плодородие дерново-подзолистой почвы. Земледелие. 2018;(2):33-36. Режим доступа: https://cyberleninka.rU/article/n/vliyanie-raznyh-sistem-obrabotki-i-udobreniy-na-plodorodie-dernovo-podzolistoy-pochvy
7. Мансуров Р. М. Ресурсосберегающие технологии: работа над ошибками. Аграрный эксперт. 2007;(3):4-7.
8. Козлова Л. М, Макарова Т. С., Попов Ф. А., Денисова А. В. Севооборот как биологический прием сохранения почвенного плодородия и повышения продуктивности пашни. Достижения науки и техники АПК. 2011;(1):16-18. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16333605
9. Дзюин А. Г. Влияние соломы в севообороте на численность микроорганизмов и биологическую активность почвы. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018; (1(62):58-64.
DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2018.62.L58-64
10. Сорокина М. В. Структурно-агрегатный состав и водопрочность почвы в зависимости от интенсивности обработки. Вестник сельского развития и социальной политики. 2018;(1 (17)):20-22. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32560946
11. Байбеков Р. Ф. Природоподобные технологии - основа стабильного развития земледелия. Земледелие. 2018;(2):5-8. Режим доступа: https://cvberleninka.ru/article/nprirodopodobnve-tehnologii-osnova-stabilnogo-razvitiya-zemledeliya
12. Беленков А. И., Сабо У., Кунафин Р. И. Теория и практика основной обработки почвы в современных системах земледелия. Владимирский земледелец. 2017;(1 (79)):8-11.
Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28984050
13. Антонов В. Г., Ермолаев А. П. Эффективность длительного применения минимальных способов обработки почвы в севооборотах. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018; (4(65):87-92.
DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2018.65.4.87-92
14. Солодовников А. П., Летучий А. В., Степанов Д. С., Шагиев Б. З., Линьков А. С. Динамика плотности почвы чернозема южного при минимализации основной обработки. Земледелие. 2015;(1):5-7. Режим доступа: https://cvberleninka.ru/article/n/dinamika-plotnosti-pochvv-chernozema-vuzhnogo-pri-minimalizatsii-osnovnoy-obrabotki
15. Перфильев Н. В., Вьюшина О. А. Параметры темно-серой почвы при длительном применении различных систем обработки. Земледелие. 2016;(2):23-25.
Режим доступа: https://cvberleninka.ru/article/n/parametrv-temno-serov-lesnov-pochvv-pri-dlitelnom-primenenii-razlichnyh-sistem-osnovnoy-obrabotki
References
1. Kiryushin V. I. Zadachi nauchno-innovatsionnogo obespecheniya zemledeliya Rossii. [Tasks of scientific and innovative support of agriculture in Russia]. Zemledelie. 2018;(3):3-8. (In Russ.). URL: https://cvberleninka.ru/article/n/zadachi-nauchnoinnovatsionnogo-obespecheniva-zemledeliva-rossii/viewer
2. Pykhtin I. G. Obrabotka pochvy: deystvitel'nost' i mify. [Tillage: reality and myths]. Zemledelie. 2017;(1):33-36. (In Russ.). URL: https://cvberleninka.ru/article/n/obrabotka-pochvv-devstvitelnost-i-mifV
3. Cherkasov G. N., Pykhtin I. G., Gostev A. V. Sovremennyy podkhod k sistematizatsii obrabotok pochvy v agrotekhnologiyakh novogo pokoleniya. [Modern approach to tillage systematization in agricultural technologies of new generation]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK = Achievements of Science and Technology of AICis. 2016;30(1):5-8. (In Russ.). URL: https://cvberleninka.ru/article/n/sovremennvv-podhod-k-sistematizatsii-obrabotok-pochvy -v-agrotehnolo giyah-novo go-pokoleniya
4. Ivenin V. V., Ivenin A. V., Chubina K. V., Mineeva N. A. Sravnitel'naya effektivnost' tekhnologiy vozde-lyvaniya zernovykh kul'tur v zvene sevooborota na svetlo-serykh lesnykh pochvakh Volgo-Vyatskogo regiona. [Comparative efficiency of technologies of cultivation of grain crops in the crop rotation link on light grey forest soils of the Volga-Vyatka region]. Vestnik Chuvashskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii = Vestnik Chuvash State Agricultural Academy. 2018;(3(6)):27-32. (In Russ.).
URL: https ://www.elibrary.ru/item. asp?id=36759589
5. Kiryushin V. I. Problema minimizatsii obrabotki pochvy: perspektivy razvitiya i zadachi issledovaniy. [The problem of minimization of soil cultivation: prospects and challenges in research]. Zemledelie. 2013;(7):3-6. (In Russ.). URL: https://cvberleninka.ru/article/n/problema-minimizatsii-obrabotki-pochvv-perspektivv-razvitiva-i-zadachi-issledovaniy
6. Mazirov M. A., Matyuk N. S., Polin V. D., Malakhov N. V. Vliyanie raznykh sistem obrabotki i udobreniy na plodorodie dernovo-podzolistoy pochvy. [Systems and fertilizers on fertility of sod-podzolic soil]. Zemledelie. 2018;(2):33-36. (In Russ.). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-raznyh-sistem-obrabotki-i-udobreniy-na-plodorodie-dernovo -podzolistoy -pochvy
7. Mansurov R. M. Resursosberegayushchie tekhnologii: rabota nad oshibkami. [Resource-saving technologies: correction work]. Agrarnyy ekspert. 2007;(3):4-7. (In Russ.).
8. Kozlova L. M, Makarova T. S., Popov F. A., Denisova A. V. Sevooborot kak biologicheskiy priem sokhraneniya pochvennogo plodorodiya i povysheniya produktivnosti pashni. [Crop potation as biological method of preservation of soil fertility and of increasing of efficiency of arable land]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK = Achievements of Science and Technology of AlCis. 2011;(1):16-18. (In Russ.).
URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16333605
9. Dzyuin A. G. Vliyanie solomy v sevooborote na chislennost' mikroorganizmov i biologicheskuyu aktivnost' pochvy. [Effect of straw on the number of microorganisms and biological activity of soil in crop rotation]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science Euro-North-East. 2018; (1(62):58-64. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2018.62.L58-64
10. Sorokina M. V. Strukturno-agregatnyy sostav i vodoprochnost' pochvy v zavisimosti ot intensivnosti obrabotki. [Structural- aggregate composition and water resistance of the soil depending on the intensity of treatment]. Vestniksel'skogo razvitiya i sotsial'noypolitiki. 2018;(1 (17)):20-22. (In Russ.).
URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32560946
11. Baibekov R. F. Prirodopodobnye tekhnologii - osnova stabil'nogo razvitiya zemledeliya. [Nature-like technologies is the basis for sustainable development of agriculture]. Zemledelie. 2018;(2):5-8. (In Russ.). URL: https://cyberleninka.ru/article/n7prirodopodobnye-tehnologii-osnova-stabilnogo-razvitiya-zemledeliya
12. Belenkov A. I., Umar Sabo, Kunafin R. I. Teoriya i praktika osnovnoy obrabotki pochvy v sovremennykh sistemakh zemledeliya. [Theory and practice of principle soil treatment in modern agricultural systems]. Vladimirskiy zemledelets = Vladimir agricolist. 2017;(1 (79)):8-11. (In Russ.).
URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28984050
13. Antonov V. G., Ermolaev A. P. Effektivnost' dlitel'nogo primeneniya minimal'nykh sposobov obrabotki pochvy v sevooborotakh. [The efficiency of continuous application of minimum soil tillage methods in crop rotations]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science Euro-North-East. 2018; (4(65):87-92. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2018.65.4.87-92
14. Solodovnikov A. P., Letuchiy A. V., Stepanov D. S., Shagiev B. Z., Linkov A. S. Dinamika plotnosti pochvy chernozema yuzhnogo pri minimalizatsii osnovnoy obrabotki. [The dynamics of the southern chernozem density while minimizing the primary tillage]. Zemledelie. 2015;(1):5-7. (In Russ.). URL: https://cyberleninka.ru/article/n7dinamika-plotnosti-pochvy-chernozema-yuzhnogo-pri-minimalizatsii-osnovnoy-obrabotki
15. Perfiliev N. V., Vyushina O. A. Parametry temno-seroy pochvy pri dlitel'nom primenenii razlichnykh sistem obrabotki. [Parameters of dark grey forest soil at prolonged application of different tillage systems]. Zemledelie. 2016;(2):23-25. (In Russ.). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/parametry-temno-seroy-lesnoy-pochvy-pri-dlitelnom-primenenii-razlichnyh-sistem-osnovnoy-obrabotki
Сведения об авторе
И Антонов Виталий Григорьевич, кандидат с.-х. наук, ст. научный сотрудник, Чувашский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого», п. Опытный, ул. Центральная д. 2, Цивильский район, Чувашская Республика, Российская Федерация, 429911, e-mail: chniish@mail. ru, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-6783-8228, e-mail: [email protected]
Information about the author
И Vitaly G. Antonov, PhD in Agricultural science, senior researcher, Chuvash Research Institute of Agriculture -Branch of the Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky, Opytny, Tsentralnaya str., 2, Tsivilsky district, Chuvash Republic, Russian Federation, 429911, e-mail: [email protected], ORCID: http://orcid.org/0000-0001-6783-8228, e-mail: [email protected]
H - Для контактов / Corresponding author
