CC BY
21
ПЛОДОРОДИЕ
СЫ: 10.24412/0044-3913-2021-5-14-19 УДК 631.8:631.434
Влияние обработки биопрепаратами побочной продукции сельскохозяйственных культур на структурное состояние чернозема типичного слабоэродированного*
N О N 1Л
Ш
S ^
ф
и
ш ^
2
ш м
М. Н. МАСЮТЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: [email protected]) Н. П. МАСЮТЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора
Е. В. ДУБОВИК, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник М. А. ПРИПУТНЕВА, младший научный сотрудник Курский федеральный аграрный научный центр, ул. Карла Маркса, 70б, Курск, 305021, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения влияния обработки побочной продукции сельскохозяйственных культур биопрепаратами, совместного внесения азотных минеральных удобрений с растительными остатками, а также комбинации этих приемов на структурное состояние чернозема типичного слабоэродированного. Работу выполняли в 2018-2019 гг. в Курской области. Отбор почвенных образцов осуществляли до внесения измельченной побочной продукции сельскохозяйственных культур и через 48...52 суток после её заделки в зернопаропропашном севообороте. Схема опыта включала следующие варианты: измельченная побочная продукция - контроль; измельченная побочная продукция + 10 кг д.в. азота/т побочной продукции (Ы); измельченная побочная продукция+Грибофит 5 л/га + Имуназот 3 л/га (биопрепараты); измельченная побочная продукция + биопрепараты + Ы. В 2018 г. возделывали подсолнечник, в 2019 г. - ячмень. На 52-й день после заделки в почву стеблей подсолнечника в варианте с биопрепаратами в слое 0. 10 см количество агрегатов размером 2...1 мм увеличилось в 2,1 раза, >10 мм снизилось в 1,8 раза. Количество водопрочных агрегатов >1мм превышало исходную величину этого показателя в контроле и при внесении Ы в 2,0 и 3,0 раза соответственно, в варианте с биопрепаратами - в 3,3
раза. На 48-й день после внесения в почву соломы ячменя количество агрегатов размером 2...1 мм увеличилось в вариантах с биопрепаратами на 62 и 67 %, в контроле и варианте с Ы - соответственно на 25 и 18 %. Коэффициент структурности почвы в вариантах с биопрепаратами и их сочетанием с Ыв слое 0.10 см был выше, чем в контроле, в 1,5...1,6 раза, в слое 10.20 см - в 1,2... 1,3 раза. Водоустойчивость почвы при использовании биопрепаратов возрастала.
Ключевые слова: чернозем типичный слабоэродированный, биопрепараты, побочная продукция, азотные минеральные удобрения, структурно-агрегатный состав, агрономически ценные агрегаты, водопрочные агрегаты, водоустойчивость.
Для цитирования: Влияние обработки биопрепаратами растительных остатков сельскохозяйственных культур на структурное состояние чернозема типичного слабоэродированного / М. Н. Масютенко, Н. П. Масютенко, Е. В. Дубовик и др. // Земледелие. 2021. №5. С. 14-19. с1о1:10.24412/0044-3913-2021-5-14-19.
Структурное состояние почвы играет важную роль в её плодородии. Почвенный агрегат представляет собой уникальное образование [1, 2, 3]. Его водоустойчивость и механическая прочность определяют водный, воздушный и тепловой режимы в почве и влияют на мобилизацию и иммобилизацию питательных элементов [4].
Черноземы отличаются хорошей и даже отличной структурой. Однако в последние годы из-за высокой антропогенной нагрузки в виде механической обработки и увеличения доли пропашных и технических культур, снижения доли многолетних трав и бобовых культур, а также сокращения поступления в почву органических удобрений отмечается ухудшение структуры почвы уменьшение ее прочности и водоустойчивости и др. [5, 6, 7].
*Работа подготовлена по теме государственного задания № 0632-2019-0014.
Органическое вещество - один из основных факторов структурообра-зования [8, 9, 10]. Процессы гумусоо-бразования и структурообразования неразрывно связаны.
В условиях снижения поступления органических веществ в почвы необходимо искать пути, позволяющие повышать эффективность их воздействия на процессы структурообразования. В последние десятилетия стали активно применяться биопрепараты, которые, по данным отечественных [11, 12, 13] и зарубежных [14, 15, 16] исследований, ускоряют процессы минерализации и гумификации соломы в почве и улучшают ее свойства [17, 18]. Существуют отдельные работы, свидетельствующие о влиянии биопрепаратов на водно-физические свойства и структурное состояние почвы [19, 20].
Цель исследования - изучить влияние обработки измельченной побочной продукции сельскохозяйственных культур биопрепаратами, совместного внесения азотных минеральных удобрений и растительных остатков, а также комбинации этих приемов на структурное состояние чернозема типичного слабоэродированного.
Исследования проводили в 20182019 гг на опытном поле ФГБНУ «Курский ФАНЦ» (с. Панино Медвенского района Курской области) в стационарном полевом опыте с биопрепаратами в зернопропашном севообороте (озимая пшеница - подсолнечник масличный -ячмень - соя).
Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов: измельченная побочная продукция (контроль); измельченная побочная продукция + N из расчета 10 кг д.в. на 1 т побочной продукции; измельченная побочная продукция, обработанная биопрепаратами Грибофит 5 л/га + Имуназот 3 л/га; измельченная побочная продукция, обработанная биопрепаратами Грибофит 5 л/га + Имуназот 3 л/га + N из расчета 10 кг д.в. на 1 т побочной продукции.
Опыт заложен в трехкратной повтор-ности в соответствии с общепринятыми методиками, размещение вариантов -систематическое. Общая площадь делянки составляла 600 м2 (12 м х 50 м), учетная - 480 м2. Исследования проводили в звене зернопропашного севооборота подсолнечник масличный (Helianthus annuus L.) Имерия КС (2018 г) - яровой ячмень (Hordeum vulgare L.) Суздалец (2019 г). Предшественником
подсолнечника была озимая пшеница (Triticum vulgare L.) сорт Синтетик. Технологии возделывания культур были общепринятыми в регионе. Заделку измельченных растительных остатков проводили дисковыми боронами на глубину 10...12 см: подсолнечника - в третьей декаде августа 2018 г, ячменя -во второй декаде августа 2019 г Глубина отвальной обработки под подсолнечник составляла 25.28 см, под ячмень -20.22 см, выполняли её после второго отбора почвенных образцов через 7. 8 недель после заделки растительных остатков.
В качестве азотного удобрения в опыте использовали аммиачную селитру, биопрепаратов - Грибофит и Имуназот. Грибофит содержит споры и мицелий гриба Trichoderma, а также биологически активные вещества, разлагает клетчатку и подавляет развитие фитопатогенов. В состав Иму-назота входят ризосферные бактерии Pseudomonas, препарат обладает антимикробным и ростостимулирующим действием [21].
Обработку измельченных растительных остатков биопрепаратами проводили опрыскивателем 0П-2000/24, внесение аммиачной селитры - навесным разбрасывателем РН-0,8.
Почва - чернозем типичный сла-боэродированный тяжелосуглинистый малогумусный на лессовидном карбонатном суглинке. Содержание гумуса в пахотном слое почвы составляет 4,80.5,09 %; подвижного фосфора и калия (по методу Чирикова) - 92.96 мг/
кг почвы и 96.113 мг/кг соответственно; обменного кальция - 22,7.23,9 мг-экв/100 г; обменного магния - 3,8. 4,3 мг-экв/100 г; реакция среды близкая к нейтральной (рНводн - 6,3.6,5 ед.).
Для изучения изменения структурного состояния отбирали почвенные образцы в вариантах опыта по слоям 0.10 и 10.20 см в 3-кратной повторности в период уборки культур (подсолнечника - во второй декаде августа, ячменя -в начале августа) и через 48.52 дня после заделки растительных остатков. Структурно-агрегатный состав почвы определяли по методу Н. И. Саввинова при сухом и мокром просеивании [22].
Метеоусловия в периоды исследования (август-начало октября 2018 г и август-октябрь 2019 г) складывались по-разному. В августе 2018 г осадков выпало 6 %, в сентябре - 52 % от климатической нормы. В 2019 г их сумма была на 55 мм больше, чем в 2018 г Средняя температура воздуха в августе 2018 г превышала норму на 3,0 оС, в сентябре - на 3,9 оС , в октябре - на 2,3оС. В сентябре и октябре 2019 г средняя температура воздуха была ниже нормы на 0,4оС и 1,1 оС, в августе - выше на 0,7 оС. В целом период разложения растительных остатков (август-октябрь) в 2018 г был более засушливым, чем в 2019 г - ГТК составил соответственно 0,20 и 0,63.
Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики с использованием программных средств Microsoft office EXCEL, STATISTIKA, в том числе резуль-
таты исследований по коэффициенту структурности почвы - методом дисперсионного анализа по типу двухфак-торного эксперимента.
В структурно-агрегатном составе (сухое просеивание) почвы в слое 0... 10 см после уборки урожая подсолнечника (до внесения его измельченных стеблей в почву) преобладали фракции 2.1 мм - 16,9.19,9 % и >10 мм -16,4.20,6 % (рис. 1).
Через 52 дня после заделки в почву измельченных стеблей подсолнечника количество агрегатов диаметром 2. 1 мм в слое почвы 0...10 см увеличилось в 1,6.2,1 раза, причем больше всего в варианте с биопрепаратами. Также в 1,5.1,9 раза возросло содержание агрегатов размером 10...5 мм, а доля глыбистой фракции (размером >10 мм) уменьшилась в 1,6.2,8 раза.
В слое 10.20 см отмечены аналогичные изменения (см. рис.1), однако увеличение количества агрономически ценных агрегатов произошло не только из-за фракций 2.1, 10. 5 мм, но и благодаря фракциям 5.3 и 1,0.0,5 мм.
Результаты сухого просеивания свидетельствуют о положительном влиянии на структурное состояние чернозема типичного слабоэродиро-ванного вносимых в почву растительных остатков подсолнечника и биологических препаратов, используемых для их обработки, через повышение количества агрономически ценных фракций, а именно фракции 2.1 мм, и снижения фракции >10 мм.
1) 35 £ 30 i 25 20 15 10 5 0
*
л Q.
■е
0)
I
л *
.
ф
ч
о
о а)
2) 35 * 30 25
* л
.
■е
0) S I
л *
.
ф
ч о U
20 15 10
5 0
а)
...... II
III II
Ч
¿г
III!
Ill II
•v
У
V
X 35
>s 30 s
g 25 л
а 20 ■9-
ф 15
I 10
* к
.5
ф
If 0
и
б)
35 ' 30
^ 25
Л
& 20 -
Ф 15
И10 * 5
.5
ф
Ii0
U
б)
Ч^
III Ii
hi
Iii in
■■■
л/
CO (D 3 ü
(D
g
(D
5
(D
(Л 2
Рис. 1. Структурно-агрегатный состав (сухое просеивание) чернозема типичного слабосмытого в слоях 0...10 см (1) и 10...20 см (2) по фракциям: А — до заделки, Б — через 52 дня после заделки в почву побочной продукции подсолнечника: ■ — контроль;
— измельченная побочная продукция подсолнечника + И; — измельченная побочная продукция подсолнечника, обработанная 2
Грибофитом и Имуназотом.
м
1) 50
Ч 45
О4
40
■I 35 | 30 ? 25
I 20
(С
Ц 15
о
Ч 10 о
" 5 0
а)
50 45
О4
5 40
Л 35
а) 25
I 20 * -|5
о. 15
о
51° ° 5
а)
2) 50 45
О4
.5- 40
35 2, 30 ? 25
I 20
(С
Ц 15
о
Ч 10 о
° 5 0
>5 мм 5-3 мм 3-2 мм 2-1 мм 1-0,5 мм 0,5- <0,25 мм б)
0,25 мм
I.
>5 мм 5-3 мм 3-2 мм 2-1 мм 1-0,5 мм 0,5- <0,25 мм
0,25 мм
б)
>5 мм 5-3 мм 3-2 мм 2-1 мм 1-0,5 мм
0,5- <0,25 мм ,25 мм
50 45
О4
Я5 40 | 35 £ 30
-е-
0 25
1 20
о. 15
>5 мм 5-3 мм 3-2 мм 2-1 мм 1-0,5 мм
0,5- <0,25 мм ,25 мм
Рис. 2. Содержание водопрочных (>0,25мм) и неводопрочных (<0,25мм) фракций в слоях 0...10 см (1) и 10.20 см (2) чернозема типичного слабосмытого по фракциям: А — до заделки, Б — через 52 дня после заделки в почву побочной продукции подсолнечника: — контроль; ■ — измельченная побочная продукция подсолнечника + И; ■ — измельченная побочная продукция подсолнечника, обработанная Грибофитом и Имуназотом.
£ 30
0
При мокром просеивании почвы (рис. 2) сразу после уборки урожая подсолнечника среди водопрочных агрегатов в слоях 0...10 и 10...20 см во всех вариантах опыта преобладали агрегаты 0,5.0,25 мм (соответственно 38,1.40,5 и 34,2.44,9 %), а также агрегаты 1,0.0,5 мм (12,6.17,6 % и 14,0.16,4 %).
Через 52 дня после заделки в почву измельченных стеблей подсолнечника наблюдалось повышение содержания водопрочных агрегатов >1 мм и снижение доли фракции 0,5.0,25 мм (см. рис. 2). Это, возможно, связано с тем, что в почве при разложении растительных остатков усиливаются процессы струк-турообразования, при этом частицы размером 0,5.0,25 мм могут стать центрами агрегирования укрупненных водоустойчивых отдельностей размером >1мм [23]. При этом установлено, что количество водопрочных агрегатов >1мм в почве через 52 дня после заделки в почву измельченных стеблей и корневых остатков подсолнечника превышает величину этого показателя ¿^ до заделки в контроле и при внесении ° азотных удобрениями соответственно в 1Л 2,0и3,0раза,аввариантахсбиопрепа-^ ратами в среднем в 3,3 раза. о» Оценка водоустойчивости почвенной | структуры была проведена по суммарна ному количеству агрегатов >0,25 мм при ® мокром просеивании (%) по Кузнецовой 5 И. В. Сумма водопрочных агрегатов че-$ рез 52 дня после заделки измельченной
побочной продукции подсолнечника изменилась незначительно, так как почва осталась в той же градации оценки. Однако отмечается тенденция к увеличению водоустойчивости агрегатов (до отличной) в варианте с биопрепаратами и с внесением 10 кг д.в. азота/т стеблей подсолнечника. Причем наибольшие величины этого показателя отмечены при использовании биопрепаратов (66 %), а самая высокая прибавка (+3 %) в слое 0.10 см, по сравнению с величиной этого показателя до заделки, в варианте с азотными удобрениями.
По результатам мокрого просеивания в слоях 0.10 см, 10.20 см во всех изучаемых вариантах опыта с подсолнечником отмечено значительное варьирование доли фракции >5 мм (31,0.80,9 %) и низкое - содержания агрегатов < 1 мм (коэффициент вариации от 3,2 до 9,2 %).
При анализе структурно-агрегатного состава (сухое просеивание) в слое 0.10 см чернозема типичного слабос-мытого на том же поле на следующий год после уборки урожая ячменя до внесения его измельченной соломы в почву (рис. 3) установлено, что значительное количество в нем составляют отдельности размером >10 мм (29,8.33,1 %), а среди агрономически ценных агрегатов (10.1 мм) преобладает фракция 2.1 мм (16,5.20,3 %). В слое 10.20 см картина сохраняется. По сравнению с предыдущим годом (до заделки растительных остатков),
произошло увеличение содержания глыбистой фракции размером >10 мм и фракции 1.0,5 мм, снижение доли фракций 3.2 мм и <0,25 мм.
Через 48 дней после заделки в почву измельченной соломы ячменя основные изменения в структурно-агрегатном составе почвы отмечали в слое 0.10 см. В этом слое доля фракции 2.1 мм при использовании биопрепаратов увеличилась на 62,0.67,1 %, в контроле и варианте с азотными удобрениями -соответственно на 25,4 и 17,9 %. А содержание агрегатов размером >10 мм в контроле уменьшилось на 6,5 %, в варианте с азотными удобрениями на
27.1 %, с биопрепаратами - на 47,1 %, с сочетанием биопрепаратов и азотных удобрений - на 67,4 %.
Так как действие биопрепаратов на почву носит накопительный характер, то результаты изменения её структурно-агрегатного состава под влиянием этих средств на второй год рассмотрим более подробно.
В целом, через 48 дней после заделки в почву измельченной соломы ячменя количество агрономически ценных агрегатов в слое 0.10 см в большей степени увеличилось в вариантах с биопрепаратами. Доля фракции 10.0,25 мм в контроле возросла на 3,5 %, при внесении азотных удобрений - на 9,9 %, биопрепаратов - на 14,6 %, биопрепаратов с азотными удобрениями - на
20.2 %; количество агрегатов размером 10.1 мм увеличилось соответственно на
а) 2)
а)
40 35 30 25 20 15 10 5 0
II......II
Г
40 35
О4
>5 30
I 25 л
£ 20 И 15
К 10 а
® 5 Ч 5 о
О 0
б)
■На III
■ ■ ■ г 1 ижишт
■■■■
40 35 30 25 20 15 10 5 0
11111
/ У У
<о *Г
\
</ У
<Р
■■И —
Рис. 3. Структурно-агрегатный состав (сухое просеивание) чернозема типичного слабосмытого в слоях 0...10см (1) и 10...20см (2): А — до заделки, Б — на 48 день после заделки в почву измельченной побочной продукции ячменя; ■ — контроль; ■ — измельченная побочная продукция ячменя + И; — измельченная побочная продукция ячменя, обработанная Грибофитом и Имуназотом; ■ — измельченная побочная продукция ячменя, обработанная Грибофитом и Имуназотом + N.
12,9 %, 9,2 %, 28,6 % и 33,2 %; 5.1 мм -на 17,8 %, 15,7 %, 48,8 % и 47,2 %; 3. 1 мм - на 22,9 %, 19,3 %, 67,3 % и 60,0 %.
Таким образом, обработка растительных остатков ячменя биопрепаратами оказала наибольшее влияние на количество агрономически ценных агрегатов в слое 0.10 см вследствие увеличения агрегатов 2.1 мм, снижения глыбистой фракции, по сравнению с контролем и вариантом с азотными удобрениями.
В слое почвы 10.20 см до внесения измельченной соломы ячменя отмечали аналогичные закономерности (см. рис. 3), но выраженные слабее. В этом слое чернозема типичного слабосмытого установлено преобладание среди агрономически ценных агрегатов (10.1 мм) фракции 2.1 мм (16,6.18,6 %), что несколько ниже, чем в слое 0.10 см. Также значительная часть стуктурно-агрегатного состава приходилась на крупные агрегаты размером >10 мм (29,9.36,8 %). Через 48 дней после заделки в почву измельченной соломы ячменя количество частиц размером 2.1 мм в слое 10.20 см в контроле увеличилось на 11,5 %, в варианте с азотными удобрениями - на 11,6 %, с биопрепаратами - на 10,5.19,8 %. При этом содержание агрегатов размером >10 мм в контроле уменьшилось на 7,7 %, в варианте с биопрепаратами -на 36,2 %, с биопрепаратами и азотными удобрениями - на 21,8 %.
В целом, через 48 дней после заделки в почву измельченной соломы ячме-
ня содержание агрономически ценных агрегатов в структурно-агрегатном составе в слое 10.20 см почвы возрастало меньше, чем в слое 0.10 см.
Внесение измельченных растительных остатков ячменя способствовало улучшению оструктуренности чернозема типичного слабоэродированного, особенно в вариантах с биопрепаратами (табл. 1). Наибольшие коэффициенты структурности через 48 дней после заделки растительных остатков ячменя отмечали в вариантах с биопрепаратами в отдельности и совместно с
азотными удобрениями. В слое почвы 0.10 см они были выше, чем в контроле, соответственно в 1,5 и 1,6 раза, 10.20 см - в 1,3 и 1,2 раза. Коэффициенты структурности в слое почвы 0. 10 см на 48 день после заделки в почву соломы ячменя значимо (НСР05=0,68) увеличивались в вариантах с 10 кг д.в. азота/т соломы - на 0,78; с биопрепаратами - на1,44; с биопрепаратами и 10 кг д.в. азота/т соломы - на 1,81. В слое 10.20 см улучшение оструктуренности проявилось слабее и только в вариантах с биопрепаратами.
1. Коэффициенты структурности чернозема типичного слабоэродированного до и после заделки в почву измельченной соломы ячменя
Способ обработки растительных остатков (фактор А) Глубина, см Срок отбора образцов почвь (фактор В)
до заделки через 48 дней после заделки среднее
Измельченная солома ячменя без 0. .10 2,12 2,37 2,24
обработки (контроль) 10. 20 1,67 1,91 1,79
0. 20 1,89 2,14 2,01
Измельченная солома ячменя + 0. 10 2,05 2,83 2,44
10 кг д.в. азота/т 10. 20 2,22 2,12 1,17
0. 20 2,13 2,47 2,30
Измельченная солома ячменя, 0. 10 2,15 3,59 2,87
обработанная Грибофитом и 10. 20 1,64 2,57 2,10
Имуназотом 0. 20 1,89 3,08 2,48
Измельченная солома ячменя, 0. 10 1,90 3,71 2,80
обработанная Грибофитом и Иму- 10. 20 1,65 2,20 1,92
назотом + 10 кг д.в. азота/т 0. 20 1,77 2,95 2,36
Среднее 0. 10 2,05 3,12 2,59
10. 20 1,79 2,20 1,74
0. 20 1,92 2,66 2,17
НСР05 для фактора А в слое 0.10 см 0,22 0,37
НСР05 для фактора А в слое 10.20 см 0,17 0,22
НСР05 для фактора В 0,31 0,43
НСР05 для фактора В в слое 0.10 см 0,68
НСР05 для фактора В в слое 10.20 см 0,47
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф
ь
Ф
сл
О м
1)
1) 50 45 £ 40 1 35
I 30
а
-е- 25
о
| 20 <° -1С
* 15
Ц 10
5 0
а)
1 II
11 II.
■■■1.........■■■ II
50 45
* 40
>5
§ 35
2 30 ? 25
I 20
* 1С
а 15
о
3 10
О
5 0
- -
■
ггЙ
и......... Л
У"
У
'V
ч*
£
б)
¿V
.V
о?
2)
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
1 II
1 1 |||
Ш Н.|_ III
50
45
40
35
>5" 30
5
* 25
Л
■& 20
(И 5 15
ГС
* 10
а
о Ч 5
О
и 0
а)
4
-1
б)
N
Ч^ -4
£
£
Рис. 4. Содержание водопрочных и неводопрочных фракций чернозема типичного слабосмытого в слоях 0.10 см (1) и 10.20 см (2): А — до внесения, Б — через 48 дней после заделки в почву растительных остатков ячменя: ■ — контроль; ■ — измельченные растительные остатки ячменя + И; — измельченная растительные остатки ячменя, обработанные Грибофитом и Имуназотом; — измельченная растительные остатки ячменя, обработанные Грибофитом и Имуназотом + N.
см о см
1Л
ш ^
Ф
и
ф
^
2
ш м
Отмечено значительное варьирование в слое 0.10 см глыбистой фракции >10 мм (18.29 % до внесения соломы и 17.42 % после внесения соломы). В целом, степень варьирования содержания остальных агрегатов изменялась от слабой (<10 %) до средней (10.20 %), иногда - сильной (>20 %).
Во всех вариантах опыта до внесения в почву растительных остатков ячменя после мокрого просеивания в слое 0.10 см и 10.20 см было установлено преобладание неводоустойчивых фракций <0,25 мм - соответственно
40.45 % и 34.43 %. Через 48 дней после заделки внесенных в почву растительных остатков ячменя и их частичного разложения величины этих показателей несколько снизились до
37.46 % и 33.43 % (рис. 4). При этом наибольшие изменения отмечены в вариантах с биопрепаратами, в варианте с их самостоятельным применении в слое 0.10 см на 4,0 %, 10.20 см - на 4,5 %, а при совместном использовании с 10 кг д.в. азота/т соломы - в слое 0. 10 см на 3,5 %.
Увеличение количества водопрочных агрегатов через 48 дней после заделки внесенных в почву растительных остатков ячменя и их частичного разложения
в вариантах с биопрепаратами в слое 0.10 см происходило вследствие увеличения содержания фракций 2.1 мм и 0,5.0,25 мм, в слое 10.20 см при внесении биопрепаратов - благодаря фракциям 5.3 мм, 3.2 мм, 2.1 мм, 1.0,5 мм, в варианте с сочетанием биопрепаратов и N - фракциям 1. 0,5 мм и 0,5.0,25 мм.
Водоустойчивость почвы в слоях 0.10 см и 10.20 см до заделки растительных остатков ячменя оценивалась как хорошая, за исключением варианта с совместным внесением биопрепаратов с N в слое 10.20 см, где она характеризовалась как отличная (табл.2). По сравнению с предыдущим годом, от-
мечено снижение количества водопрочных агрегатов в почве, возможно, это связано с тем, что предшественником подсолнечника была озимая пшеница, характеризующаяся благоприятным воздействием на структуру почвы.
После заделки внесенных в почву растительных остатков ячменя в контроле и варианте с 10 кг д.в. азота/т соломы водоустойчивость почвы остается хорошей. Обработка измельченной соломы ячменя биопрепаратами как с N так и без него способствовала увеличению суммы водопрочных агрегатов и формированию отличной водоустойчивости почвы - соответственно в слоях 0.10 см и 10.20 см и в слое 0.10 см.
2. Сумма водопрочных агрегатов и оценка водоустойчивости почвенной структуры чернозема типичного слабосмытого до и после заделки в почву растительных остатков ячменя
Вариант Глубина, см До заделки На 48 день после заделки
% I оценка % I оценка
Контроль 0. 10 55±1 хорошая 55±1 хорошая
10. .20 56±2 хорошая 57±1 хорошая
Измельченная солома + 10 кг д.в. 0. 10 56±1 хорошая 58±1 хорошая
азота/т 10. 20 56±1 хорошая 57±2 хорошая
Измельченная солома, обработан- 0. 10 58±2 хорошая 61±2 отличная
ная Грибофитом и Имуназотом 10. 20 55±1 хорошая 58±1 хорошая
Измельченная солома, обработан- 0. 10 60±2 хорошая 63±2 отличная
ная Грибофитом и Имуназотом + 10. 20 65±2 отличная 66±2 отличная
10 кг д.в. азота/т
Effect of treating byproduct of crops with biopreparations on the structural state of slightly eroded typical chernozem
M. N. Masyutenko,
N. P. Masyutenko, E. V. Dubovik,
M. A. Priputneva
Kursk Federal Agricultural Research Center, 70b Karl Marx Street, Kursk, 305021, Russian Federation
Таким образом, обработка измельченных растительных остатков подсолнечника или ячменя биопрепаратами (Грибофит, 5 л/га + Имуназот, 3 л/га) отдельно или совместно с 10 кг д.в. азота/т побочной продукции с последующей заделкой их в почву способствует улучшению структурного состояния чернозема типичного слабоэродиро-ванного, особенно в слое 0.10 см, в который поступало основное количество остатков, даже в засушливые периоды с гидротермическим коэффициентом 0,2 и 0,6.
Через 52 дня после заделки в почву стеблей подсолнечника, обработанных биопрепаратами, в слое 0.10 см содержание агрегатов размером 2... 1 мм увеличилось в 2,1 раза (в контроле в 1,2 раза), глыбистой фракции >10 мм снизилось в 1,8 раза (в контроле в 1,1 раза). Количество водопрочных агрегатов >1мм превысило величину этого показателя до заделки в контроле и варианте с 10 кг д.в. азота/т побочной продукции соответственно в 2,0 и 3,0 раза, при использовании биопрепаратов - в 3,3 раза.
Во второй год исследований через 48 дней после заделки в почву измельченной соломы ячменя количество агрегатов размером 2...1 мм увеличилось в вариантах с биопрепаратами на 62.67 %, в контроле и варианте с 10 кг д.в. азота/т побочной продукции - соответственно на 25 и 18 %. Коэффициент структурности почвы в вариантах с биопрепаратами и их сочетанием с азотными удобрениями в слое 0.10 см был выше, чем в контроле, в 1,5...1,6, в слое 10. 20 см - в 1,2...1,3 раза. Водоустойчивость почвы увеличилась до отличной.
Литература.
1. Воронин А.Д. Основы физики почв. М.: Изд-во МГУ, 1986. 244 с.
2. Mineral-organic associations: formation, properties, and relevance in soil environments / M. Kleber, K. Eusterhues, M. Keiluweit, et al. // Advances in Agronomy. 2015. Vol. 130. P. 1-140.
3. Microaggregates in soils / K. U. Totsche, W. Amelung, M. H. Gerzabek, et al. // Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 2018. V. 181. P 104-136. doi:10.1002/jpln.201600451.
4. Теории и методы физики почв: коллективная монография / Под ред. Е. В. Шеина, Л. О. Карпачевского. М.: Гриф и К, 2007. 616 с.
5. Медведев В. В. Структура почвы (методы, генезис, классификация, эволюция, география, мониторинг, охрана). Харьков. Изд-во 13. 2008 г 406 с.
6. Агроэкологическое состояние лугово-черноземной почвы в условиях длительного орошения // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т 33. № 12. С. 15-19.
7. Ахметзянов М.Р., Хузина Г.К., Таланов И.П. Влияние растительной биомассы растений и приемов основной обработки почвы на агрофизические показатели почвы и продуктивность культур в звене севооборота // Вестник Казанского государствен-
ного аграрного университета. 2019. Т. 14. № 1 (52). С. 11-16.
8. Структура чернозема типичного и содержание лабильных гумусовых веществ в почвенных агрегатах / Н. П. Масютенко, Б. М. Когут, О. В. Киселева и др. Курск: ГНУ ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2008. 36 с.
9. Shein E. V., Kharitonova G. V., Milanovsky E.Yu. Aggregation of natural disperse formations: value of organic matter, soluble salts and diatoms // Biogeosystem Technique. 2016. No 1 (7). С. 77-86.
10. Microbiological modification of kaolinite and montmorillonite surface: changes in physical and chemical parameters (model experiment) / E. V. Shein, N. V. Verkhovtseva, E. Yu. Milanovsky, et al. // Biogeosystem Technique. 2016. No 3 (9). С. 229-234.
11. Безлер Н. В., Черепухина И. В. Запашка соломы ячменя и продуктивность культур в зернопропашном севообороте // Земледелие. 2013. № 4. С. 11-13.
12. Русакова И. В. Влияние микробных препаратов и минерального азота на разложение соломы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 3. С. 107-111.
13. Influence inoculants on soil response to properties with and without straw under different temperature regimes / S. Abro, X. Tian, D.You, et al. // African Journal of Microbiology Research. 2011. Vol. 4 (19). P. 3054-3061.
14. Gaind S., Nain I. Chemical and biological properties of wheat soil in response to paddy straw incorporation and its biodegradation by fungal inoculants // Biodegradation. 2007. Vol. 18 (4). P. 495-503.
15. Microbial community structure and activity in wheat straw after inoculation with biological control organisms / W. Pfender, V. Fieland, L. Ganio, et al. // Applied Soil Ecology. 1996. Vol. 3.1.1. P. 69-78.
16. Богатырева Е. В. Использование со-ломоразлагающих биопрепаратов в зоне неустойчивого разложения Ставропольского края // Земледелие. 2013. № 8. С. 14-16.
17. Esther O. J., Hong T X., Hui G. C. Influence of straw degrading microbial compound on wheat straw decomposition and soil biological properties // African Journal of Microbiology Research. 2013. Vol. 7 (28). P. 3597-3605.
18. Plant Residues Decomposition and Formation of Active Organic Matter in the Soil of the Incubation Experiments /.V. M. Semenov, N. B. Pautova, T N. Lebedeva, et al. // Eurasian Soil Science. 2019. Vol. 52. No. 10. P. 1183-1194. doi: 10.1134/S1064229319100119.
19. Jensen E. S., Ambus P. Prospects for manipulating crop residues to control nitrogen mineralization-immobilisation in soil // K. Skogs-o. Lantbrakad. Tidskr. 2000. Vol. 139. No. 8. P. 25-42.
20. Богатырёва Е. В. Эффективность со-ломоразлагающих биопрепаратов в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края // Достижение науки и техники АПК. 2014. № 9. С. 31-33.
21. Брескина Г. М., Чуян Н. А. Влияние приемов биологизации на урожайность сельскохозяйственных культур // Земледелие. 2020. № 3. С. 30-33.
22. Вадюнина А. Ф., Корчагина З. А. Методы исследования физических свойств почвы. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
23. Шеин Е. В., Милановский Е. Ю. Роль и значение органического вещества в образовании и устойчивости почвенных агрегатов // Почвоведение. 2003. № 1. С. 53-61.
Abstract. The study aimed to determine the effect of treating crop by-product with biopreparations, combined application of nitrogen mineral fertilizers with plant residues and their combinations on the structural state of slightly eroded typical chernozem. The studies were carried out in 2018-2019 in the field experiment in the Kursk region. Soil sampling was carried out before the application of crushed by-product of crops and in 48-52 days after its incorporation in a grain-fallow-row crop rotation. The experiment design included the following treatment: crushed byproduct was a control; crushed by-product + 10 kg of nitrogen per one ton of by-product (N); crushed by-product + Gribofit, 5 L/ ha + Imunazot 3 L/ha (biological products); crushed by-product + biological products + N. We cultivated sunflower in 2018 and barley in 2019. In 51 days after sunflower stalks embedding in the variant with biological products, the number of aggregates 1-2 mm in size increased 2.1 times in a layer of 0-10 cm, the number of aggregates larger than 10 mm decreased 1.8 times. The number of water-resistant aggregates larger than 1 mm exceeded the initial value of this indicator in the control and with the application of N 2.0 and 3.0 times, respectively, in the variant with biological products - 3.3 times. In 48 days after the embedding of barley straw into the soil, the number of aggregates with the size of 1-2 mm increased in the variants with biological products by 62 and 67%, in the control and variant with N - by 25 and 18%, respectively. The coefficient of soil structure in the variants with biological products and their combination with N in the 0-10 cm layer was 1.5-1.6 times higher than in the control, and in the 10-20 cm layer - 1.2-1.3 times. The water-resistance of the soil increased with the use of biological products.
Keywords: slightly eroded typical chernozem; biopreparations; by-product; nitrogen mineral fertilizers; structural and aggregate composition; agronomically valuable aggregates; water-resistant aggregates; water resistance.
Author Details: M. N. Masyutenko, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: [email protected]); N. P. Masyutenko, 3 D. Sc. (Agr.), deputy director, chief research ® fellow; E. V. Dubovik, D. Sc. (Biol.), leading | research fellow; M. A. Priputneva junior ffi research fellow. e
For citation: Masyutenko MN, Masyutenko | NP, Dubovik EV, et al. [Effect of treating by- (D product of crops with biopreparations on the structural state of slightly eroded typical 5 chernozem]. Zemledelie. 2021; (5): Russian. 10 doi: 10.24412/0044-3913-2021-5-14-19. g
