CC BY
26
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
СЫ: 10.24412/0044-3913-2022-2-38-42 УДК 633.33:631.51:631.8:631.452:631.434
Влияние основной обработки почвы на микробиологическую активность, питательный режим чернозема выщелоченного и продуктивность сахарной свёклы в Центрально-Чернозёмном регионе
О. К. БОРОНТОВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: vniiss@mail.ru) П. А. КОСЯКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник (e-mail: kosyakinp@mail.ru) Н. В. БЕЗЛЕР, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: bezler@list.ru) Е. Н. МАНАЕНКОВА, научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А. Л. Мазлумова, пос. ВНИИСС, 86, Рамонский р-н, Воронежская обл., 396030, Российская Федерация
Исследования с целью совершенствования основной обработки почвы под сахарную свеклу проводили в паровом звене (черный пар - озимая пшеница - сахарная свекла) второй (1993-1995 гг.) и четвертой (2016-2018 гг.) ротаций плодосменного севооборота в Воронежской области. Схема опыта предполагала изучение следующих систем обработки почвы: отвальная разноглубинная (под сахарную свеклу на 30...32 см); отвальная обычная (под сахарную свеклу на 20...22 см); безотвальная (под сахарную свеклу на 30...32 см); комбинированная (вспашка под сахарную свеклу на 30...32см) на фоне удобрений N^^59 + 11 т навоза на сч 1 га севооборотной площади (под сахарную д свеклу - Почва опытного участка
сч чернозём выщелоченный среднегумусный тяжелосуглинистый с содержанием в слое г 0...30 см гумуса 5,3...5,6 %, Р205 - 86...127 ® мг/кг, К20 - 90...136 мг/кг, рН солевой вы-1^ тяжки - 6,9 ед. Комбинированная обработка ^ почвы увеличивала содержание валового ® гумуса на 0,02...0,09 %, его активных форм -2 в 1,1...1,4 раза, способствовала усилению в Ф
З
3,0...5,5 раза активности микроорганизмов,
по сравнению с безотвальной и отвальной разноглубинной обработками. Безотвальная и обычная отвальная обработки почвы приводили к увеличению коэффициента минерализации в 1,5...5,7раза и снижению показателя трансформации свежего органического вещества. При комбинированной и отвальной разноглубинной системах обработки питательный режим выщелоченного чернозема складывался лучше, чем при других обработках - содержание P2O5возросло до 126...131 мг/кг, а K2O - до 128...131 мг/ кг, или на 4.13 %. Наибольшая урожайность сахарной свёклы (43,8 т/га) и сбор сахара (7,6 т/га) отмечены на фоне комбинированной системы обработки и применения N59P59K59 + 11 тнавоза на 1 га севооборотной площади, что было выше, чем при безотвальной обработке на 17.20 %.
Ключевые слова: основная обработка почвы, микробиологическая активность, питательный режим, чернозём выщелоченный, сахарная свёкла (Beta vulgaris L.), продуктивность, плодосменный севооборот.
Для цитирования: Влияние основной обработки почвы на микробиологическую активность, питательный режим чернозема выщелоченного и продуктивность сахарной свёклы в Центрально-Чернозёмном регионе / О. К. Боронтов, П. А. Косякин, Н. В. Безлер и др. // Земледелие. 2022. № 2. С. 38-42. doi: 10.24412/0044-39132022-2-38-42.
Плодородие - способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха и тепла и благоприятной физико-химической средой для нормального роста и развития. Каждой почве присущее ее естественное плодородие, которое в известной мере ассоциируется с потенциальным и зависит от климата, химических, физических и биологических свойств почвы, тогда как искусственное или эффективное - от деятельности человека [1].
Методы повышения эффективного плодородия почв разнообразны. При их применении устраняются отрицательные и усиливаются положительные свойства почвы. Большую роль в повышении плодородия играют применяемые удобрения [2, 3, 4].
Особую актуальность приобретает изучение способов основной обработки почвы под пропашные культуры, поскольку, предлагаемая в последние десятилетия, минимализация обработки в севооборотах приводит к противоречивым результатам по продуктивности культур [5, 6]. Рациональная обработка -один из основных факторов регулирования питательного режима и биогенности почвы, а при улучшении свойств почвы урожайность сельскохозяйственных культур в севооборотах существенно увеличивается. Под влиянием обработки почвы изменяются свойства, режимы, органическое вещество [7, 8, 9].
Сегодня применяются как отвальные, так и безотвальные приемы обработки почвы под сахарную свеклу [4, 5, 10]. В связи с этим важное место занимает изучение основной обработки почвы под культуры плодосменного севооборота, определяющей эффективное плодородие выщелоченного чернозёма, что может служить обоснованием улучшения элементов агротехники возделывания.
На биологическую активность почвы и урожайность, как интегральных показателей плодородия, оказывают влияние как погодные условия, так и агротехнические приемы [11, 12, 13].
Цель исследований - совершенствование основной обработки почвы под сахарную свёклу в севообороте на основе учета изменений микробиологической активности чернозёма выщелоченного и урожайности культуры.
Исследования проводили на опытном поле Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова (Воронежская обл.) в посевах сахарной свеклы парового звена второй (19931995 гг.) и четвертой (2016-2018 гг.) ротаций плодосменного севооборота, заложенного в 1985 г со следующим чередованием культур: черный пар -озимая пшеница - сахарная свёкла -ячмень с подсевом клевера - клевер на 1 укос - озимая пшеница - сахарная свёкла - однолетние травы - кукуруза на зелёную массу.
Схема стационарного полевого опыта включала следующие системы основной обработки почвы:
отвальная разноглубинная обработка под все культуры севооборота - вспашка под озимую пшеницу по клеверу, ячмень и однолетние травы на глубину 20.. .22 см, под кукурузу и чёрный пар на 25.. .27 см, под сахарную свёклу на 30. 32 см с предварительным дисковым (на 5.6 см) и плоскорезным (на 12.14 см) рыхлением (улучшенная зябь);
отвальная обычная обработка под все культуры севооборота - вспашка под озимую пшеницу по клеверу, ячмень и однолетние травы на глубину 14.16 см, под кукурузу и чёрный пар на 20.22 см, под сахарную свёклу на 20.22 см с предварительным дисковым (на 5.6 см) и плоскорезным (на 12.14 см) рыхлением;
безотвальная разноглубинная обработка под все культуры севооборота - плоскорезная обработка под озимую пшеницу по клеверу, ячмень и однолетние травы на глубину 20.22 см, под кукурузу и черный пар на 25.27 см, под сахарную свеклу на 30.32 см с предварительным дисковым (на 5.6 см) и плоскорезным (на 12.14 см) рыхлением;
комбинированная обработка - плоскорезная обработка под озимую пшеницу по клеверу, ячмень и однолетние травы на глубину 20.22 см, под черный пар и кукурузу вспашка на глубину 25.27 см, под сахарную свеклу на 30. 32 см с предварительным дисковым (на 5.6 см) и плоскорезным (на 12.14 см) рыхлением.
Опыт заложен на фоне применения удобрений - ^дР^Кд + 11 т навоза на 1 га севооборотной площади, в том числе под сахарную свеклу - ^60Р160К160 (азо-фоска^6Р16К16). Минеральные удобрения вносили навесным РУМ-500 в агрегате с МТЗ-80. Навоз подстилочный крупного рогатого скота (влажность - 74,3 %, рН -7,6, содержание валовых форм N - 0,48 %, Р2О5 - 0,22 %, Кр - 0,50 %, СаО - 0,36 %) вносили в черном пару РОУ-6.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднегумусный тяжелосуглинистый на лессовидном карбонатном суглинке с благоприятными физическими и агрохимическими показателями в пахотном (0.30 см) слое. Содержание гумуса (по Тюрину в модификации Симакова, ГОСТ 2621391) составляло 5,3.5,6 %, общего азота (по Гинзбург) - 0,22 %, общего фосфора (по Гинзбург и Щегловой) - 0,18 %, общего калия (по Ожигову) - 1,12 %, подвижных фосфора и калия (по Чири-кову, ГОСТ 26204-91) - соответственно 86.127 и 90.136 мг/кг, нитратного азота - 8,1.9,0 мг/кг сумма поглощенных оснований (ГОСТ 27821-88) - 24,2 мг-экв./100 г рН солевой вытяжки - 6,9 ед., гидролитическая кислотность - 6,5 мг-экв./ 100 г почвы.
В 1993-1995 гг возделывали сорт сахарной свеклы Рамонская односемян-
ная 117, в 2016-2018 гг - гибрид РМС 120. Площадь делянки - 110 м2, учетной - 10 м2, повторность - 3-кратная.
Отвальную обработку поводили плугом ПН-4-35, безотвальную - КПГ-250 на разные глубины в соответствии со схемой опыта, дисковое рыхление -ЛДГ-5.
Средние многолетние значения показателей погодных условий вегетационного периода: сумма эффективных температур - 2769 °С, осадков - 330 мм, ГТК - 1,08. В годы исследований складывались различные температурно-влажностные условия: в 1993-1995 гг количество осадков за вегетационный период составило 346 мм при ГТК -1,6 ед., а в 2016-2018 гг - соответственно 311 мм и 1,7 ед.
Образцы почвы для микробиологических и физико-химических исследований отбирали в посевах сахарной свеклы парового звена севооборота в фазе смыкания листьев в междурядьях согласно методике.
Наблюдения и учеты осуществляли по следующим методикам:
численность физиологических, эколого-трофических и таксономических групп микроорганизмов в почве определяли методом высева почвенной суспензии разной степени разведения на элективные питательные среды. Численность аммонификаторов учитывали на мясо-пептонном агаре (МПА), микроорганизмов, использующих минеральный азот (иммобилизаторы азота) - на крахмало-аммиачном агаре (КАА), олигоазофиллов и диазотрофов -на среде Эшби. Целлюлозолитические микроорганизмы выделяли на среде Виноградского. Автохтонную группировку определяли на нитритном агаре (НА), зимогенную микрофлору - расчетным методом. Численность споровых бацилл - на мясо-пептонном сусле (МПС). Количество фосфобактерий - на среде Менкиной, микромицетов - на подкисленной среде Чапека (Теппер Е. З., Шильникова В. К., Переверзева Г. И. Практикум по микробиологии. М.: Дрофа, 2004.255с.). Коэффициент минерализации рассчитывали по соотношению численности иммобилизаторов азота к численности аммонификаторов, а показатель трансформации свежего органического вещества - по формуле (МПА+КАА)/(МПА:КАА) (Муха В. Д. О показателях, отражающих интенсивность и направленность почвенныхпроцессов
//ТрудыХарьковского СХИ, 1980. Т. 273. С.13-16);
содержание углерода общего гумуса, а также подвижных и лабильных форм гумусовых веществ определяли по Тюрину в модификации Симакова (ГОСТ 26213-91), нитратного азота -по Грандваль-Ляжу (ГОСТ 26951- 86), подвижного фосфора и калия - по Чи-рикову (ГОСТ 26204-91) (ЩегловД. И., ГромовикА. И., Горбунова Н.С. Основы химического анализа почв. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2019. 332 с.);
урожайность корнеплодов учитывали по методике ВНИС (Барштейн Л. А., Гизбуллин Н. Г. Методика исследований по сахарной свёкле. Киев: ВНИС, 1986. 262 с.). Статистическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.:Колос, 1979. 414с.).
Результаты наблюдений показали, что при отвальной разноглубинной обработке почвы содержание валового гумуса в слое 0.30 см составляло 5,58 %, при безотвальной разноглубинной -5,55 %, при комбинированной возросло до 5,67 %, а при отвальной обычной снизилось до 5,38 %, или соответственно на 0,09.0,12 и 0,20 %, по сравнению с разноглубинными обработками при НСР05 = 0,09 % (табл. 1). Соответственно изменялось и содержание активных форм в составе гумуса в следующем порядке: подвижные органические вещества (Спов) - 0,33.0,40 %, лабильные гумусовые кислоты (Слгк) - 0,31.0,39 %, легкоразлагаемые органические вещества (Слов) - 0,23.0,33 %, водорастворимые органические вещества (Свов) -0,06.0,08 %.
Наибольшее содержание всех активных форм гумуса отмечено на фоне отвальной разноглубинной и комбинированной систем обработки почвы. Это свидетельствует о том, что при использовании этих обработок почвы идет накопление валового гумуса благодаря новообразованию активных его форм.
Интенсивность минерализации свежего органического вещества в почве характеризует соотношение процессов аммонификации и иммобилизации минерального азота. Численность аммонифицирующих бактерий в пахотном слое за вторую и четвертую ротации при отвальной разноглубинной и безотвальной обработках была стабильной - 1,9.2,1 млн КОЕ в 1 г
1. Влияние систем основной обработки на содержание различных форм углерода в слое почвы 0.30 см (2016 г.), %
Система обработка почвы С б общ Гумус Активные формы гумуса
С лов С лгк С пов С вов
Отвальная разноглубинная 3,24 5,58 0,26 0,33 0,37 0,08
Отвальная обычная 3,12 5,38 0,25 0,32 0,33 0,06
Безотвальная разноглубинная 3,22 5,55 0,23 0,31 0,33 0,07
Комбинированная 3,29 5,67 0,33 0,39 0,40 0,08
НСР05 0,09 0,03 0,03 0,04 0,02
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф
ь
Ф
М 2 О м м
2. Изменение микробиологической активности чернозёма выщелоченного в слое 0.. .30 см в зависимости от обработки почв за 3 ротации севооборота, млн КОЕ в 1 г абсолютно сухой почвы
1993-1995 гг. 2016-2018 гг
Показатель отвальная разноглубинная безотвальная комби-ниро-ванная отвальная разноглубинная безотвальная комбинированная НСР05
Численность микроорганизмов, участвующих
в минерализационных процессах: аммониификаторы иммобилизаторы азота 1,9 2,9 1,9 3,8 3,9 3,7 4,4 5,8 2,0 8,8 6,2 4,8 2,1 1,5
Коэффициент минерализации 1,5 2,0 0,9 1,3 4,4 0,8
Показатель трансформации органического вещества 3,2 2,1 8,7 7,7 2,5 14,2
Численность микроорганизмов, участвующих в гумификационных процессах:
зимогенная микрофлора 7,2 7,7 8,0 10,2 10,7 11,1 0,6
автохтонная микрофлора 1,0 1,8 1,8 8,4 7,0 5,0 0,5
Условный коэффициент гумификации 7,2 4,3 4,4 1,2 1,5 2,2
Олигоазофилы 11,1 10,7 10,2 9,2 14,8 17,0 5,4
Целлюлозолитические микроорганизмы 0,9 0,9 1,0 0,7 3,5 3,0 0,4
Споровые бактерии 0,9 0,6 0,8 0,9 0,8 0,8
Актиномицеты 0,6 0,6 0,6 0,7 1,3 1,1 0,7
фосфобактерии 1,1 1,9 1,9 0,2 0,5 1,0 0,4
абсолютно сухой почвы (а.с.п.) (табл. 2). При комбинированной обработке за вторую ротацию она увеличилась до 3,9 млн КОЕ в 1 г а.с.п., за четвертую ротацию - до 6,2 млн КОЕ в 1 г почвы, то есть на 59 %. Наиболее активно иммобилизация азота проходила при безотвальной обработке почвы, численность микроорганизмов, принимающих участие в этом процессе, в 1993-1995 гг составляла 3,8 млн КОЕ в 1 г а.с.п., что выше на 31 %, чем при отвальной разноглубинной, а в 2016-2018 гг - 8,8 млн КОЕ, или на 76 %.
Коэффициент минерализации свидетельствует о значительном преимуществе комбинированной обработки почвы: за вторую ротацию он составил 0,9, за четвёртую - 0,8, при безотвальной обработке - 2,6 и 4,4 соответственно. Увеличение коэффициента минерализации в 2016-2018 гг после безотвальной обработки почвы, по сравнению с другими, связано с тем, что предыдущие 2 года были засушливыми (ГТК составил 0,57...0,96). В результате на поверхности почвы накопились неразложившиеся растительные остатки. В 2016-2018 гг. температурно-влажностные условия сложились более благоприятно: ГТК в среднем за 3 года составил 1,52, что способствовало активизации минера-лизационных процессов.
При комбинированной обработке показатель интенсивности микробиологической трансформации свежего органического вещества повышался и составлял в 1993-1995 гг. 8,7, в 2016-2018 гг - 14,2, что в 2,7 и в 4,7 раза 20выше, чем при отвальной разноглубин-2 2ной обработке.
^ Формирование специфического о» органического вещества почвы (гумуса) | определяет численность зимогенной микрофлоры, поставляющей продукты ® полураспада растительных остатков и 5 соответствующих ферментов, катали-$ зирующих процесс синтеза. Противо-
положный процесс идет при участии автохтонной микрофлоры. Соотношение численности микроорганизмов этих двух групп представляет собой условный коэффициент гумификации (Шлегель Г. Общая микробиология / Пер. с нем. М.: Мир, 1987. 567 с.).
Во второй ротации численность зимогенной микрофлоры составляла 7,2.8,0 млн КОЕ в 1 г а.с.п. При комбинированной обработке почвы ее численность и во вторую, и в четвертую ротации севооборота была наибольшей и составляла соответственно 8,0 и 11,1 млн КОЕ. При других обработках почвы развитие зимогенной микрофлоры замедлялось на 6.44 %, а автохтонной - увеличивалось на 28.68 % за 2016-2018 гг по отношению к предыдущим годам наблюдения. Увеличение численности автохтонной микрофлоры, вероятно, обусловлено последействием предыдущих засушливых лет. Это повлияло на активность гумификационных процессов в почве. Так условный коэффициент гумификации при отвальной разноглубинной обработке составил 1,1; при отвальной обычной - 1,2; при безотвальной - 1,5; при комбинированной - 2,2. То есть, оптимальные условия для процессов гумификации в почве севооборота складывались при комбинированной обработке, что согласуется с наблюдениями других авторов [13].
Актиномицеты представляют континентальную ветвь прокариот и относятся к типичным аэробам, которые лучше всего развиваются при температуре 30.35 °С. Они широко представлены в сухих почвах, особенно в летние месяцы. Актиномицеты обладают мощным ферментативным аппаратом. Они способны продуцировать ферменты в окружающую среду и минерализовы-вать сложные полимерные органические вещества.
Численность актиномицетов в 19931995 гг, независимо от системы обработки почвы, составляла 0,6 млн
КОЕ в 1 г а.с.п., что, вероятно, связано с благоприятными температурно-влажностными условиями не только в период наблюдений, но и в предыдущие годы, когда активно шла трансформация сложных полимерных соединений и в почве не накапливался соответствующий субстрат.
В 2016-2018 гг при отвальной разноглубинной обработке почвы численность актиномицетов увеличивалась до 0,7 млн КОЕ в 1 г почвы. При обычной отвальной, безотвальной и комбинированной обработках она максимально увеличивалась до 1,1 и 1,3 млн КОЕ. Здесь влияние оказало последействие засушливых 2004-2012 гг, поскольку в почве при недостатке влаги замедлялась трансформация сложных полимерных соединений, что обычно происходит в таких условиях, и их количество возрастало.
Численность целлюлозоразрушаю-щих микроорганизмов в почве определяется наличием субстрата. В 19931995 гг. их численность составляла 0,9.1,0 млн КОЕ в 1 г а.с.п., независимо от способа обработки почвы.
К 2016-2018 гг. из-за засушливых условий предыдущих лет в почве накопилось значительное количество целлюлозы, разложение, которой затягивается при недостатке влаги. Благоприятные температурно-влажностные условия 2016-2018 гг. и накопление целлюлозы в почве позволили активно развиваться этой группе микроорганизмов. Их численность выросла при отвальной разноглубинной обработке до 2,1, безотвальной - до 3,6, комбинированной - до 3,0 млн КОЕ в 1 г а.с.п. При отвальной обычной обработке численность целлюлозолитических микроорганизмов составила 0,7 млн КОЕ, что может быть связано с подсушиванием верхнего слоя пахотного горизонта, так как два предыдущих года были засушливыми и накопления влаги здесь не происходило, тогда как при безотваль-
3. Содержание подвижных форм элементов питания в слое 0.. .30 см в зависимости от обработки почвы, мг/кг
Показатель Отвальная разноглубинная Отвальная обычная Безотвальная Комбинированная НСР05
Май нитрификационная способность почвы, N-N03 N-N03 Р205 к20 Сентябрь нитрификационная способность почвы, N-N03 N-N03 РА 1993-1995 гг. 35,9 43,4 19,7 22,0 74 85 99 97 36,4 43,9 3,1 1,7 57 56 51.3 27.4 80 102 38,6 2,8 64 48,4 24,4 77 110 41,9 1,8 70 6,0 2,3 10 13 4.0 1.1 9
К20 94 86 91 86 11
Май 2016-2018 гг.
нитрификационная способность почвы, N-N03 N-N0.3 Р205 к„0 35,5 35,2 36,2 38,0 5,5
18,0 17,2 16,9 18,2 3,5
131 115 115 126 12
131 117 114 128 13
Сентябрь
нитрификационная способность почвы, N-N0,3 32,1 32,6 36,3 32,8 4,3
N-N0,3 Р205 к20 5,7 5,6 5,0 4,9 2,0
113 110 108 109 11
128 115 100 124 12
ной и комбинированной обработках отмечено большее накопление влаги. При отвальной разноглубинной обработке на поверхность были вынесены более влажные нижние слои почвы.
Для формирования оптимального фона фосфорного питания большое значение имеют фосфобактерии, в процессе жизнедеятельности которых высвобождается фосфорная кислота, поступающая в почвенный раствор и увеличивающая содержание подвижного фосфора в почве.
Увеличение численности фосфо-бактерий способствует улучшению фосфорного питания растений. В 1993-1995 гг при безотвальной и комбинированной обработках почвы отмечено увеличение численности фосфо-бактерий до 1,9 млн КОЕ по сравнению с отвальной разноглубинной (1,1 млн КОЕ в 1 г а.с.п.). В вегетационном периоде 2016-2018 гг при отвальных обработках почвы численность фосфобактерий снизилась до 0,2, при безотвальной до 0,5 и до 1,0 млн КОЕ при комбинированной. Для этой группы микроорганизмов засушливые условия предыдущих лет оказали ингибирующее действие. Сравнивая показатели микробиологической активности почвы за вторую и четвёртую ротации севооборота можно констатировать, что по мере прохождения ротаций изменяется влияние обработки почвы и погодных условий микробиологическую активность почвы. Причем более стабильными эти показатели были при комбинированной обработке.
С микробиологической активностью почвы тесно связано ее эффективное плодородие. Микроорганизмы, принимающие участие в круговороте азота
определяют обеспеченность растений этим элементом питания. Так при безотвальной и комбинированной обработках почвы в мае 1993-1995 гг численность аммонификаторов и иммобилизаторов азота превышала таковую после отвальной обработки. Рост их количества способствовал повышению нитрифи-кационной активности на 18.34 % и, как следствие, увеличению накопления нитратного азота в почве в 1,1.1,2 раза, наибольшее количество которого выявлено при безотвальной и комбинированной обработке почвы - 27,4 и 24,4 мг/кг (табл. 3). Максимальная нитрифи-кационная способность почвы в этот период наблюдений также зафиксирована в этих вариантах обработки почвы - 51,3 и 48,4 мг/кг что на 12.43 % выше, чем при отвальных обработках.
К концу вегетационного периода ни-трификационная активность при безотвальной и комбинированной обработках почвы снижалась соответственно на 12,7 и 6,5 мг/кг относительно начала вегетации сахарной свеклы, или на 25 и 12 %. Содержание нитратного азота в почве сокращалось до 1,7.3,1 мг/кг
Динамика содержания подвижного фосфора и калия в почве свидетельствует о незначительном влиянии систем обработки почвы на эти элементы питания. Так содержание подвижного фосфора в начале вегетации варьировало от 74 до 85 мг/кг при НСР05 = 10 мг а в ее завершении - от 56 до 70 мг/кг Рост накопления подвижного фосфора имел тенденцию к увеличению в направлении от отвальной обработки почвы к безотвальной и комбинированной.
В 2016-2018 гг нитрификационная способность почвы в начальный период
вегетации составляла 35,2.38,2 мг/кг а при уборке - 32,1.36,3 мг/кг максимальные значения соответствовали безотвальной обработке почвы, минимальные - отвальной разноглубинной. Однако статистически доказанных различий между способами обработки почвы по этому показателю не отмечено.
Содержание нитратного азота в начале вегетации сахарной свеклы варьировало от16,2 до 18,2 мг/кг (НСР05 = 3,5), а в период уборки - от 4,9 до 5,7 мг/кг что свидетельствует о незначительном влиянии основной обработки почвы на азотный режим чернозема выщелоченного в течение вегетации культуры.
Содержание подвижного фосфора в почве за время прохождения ротаций севооборота увеличилось с 56.110 до 100.131 мг/кг При отвальной разноглубинной обработке отмечено на 20.24 % большее увеличение, чем при других способах обработки.
Содержание подвижного калия в почве при отвальной разноглубинной обработке составляло 128.131 мг/ кг, при обычной - 115.117 мг/кг, при безотвальной - 100.114 мг/кг, при комбинированной - 124.128 мг/кг при НСР05 = 12 мг
05
То есть, оптимальный питательный режим чернозема выщелоченного складывался в 1993-1995 гг при комбинированной, а в 2016-2018 гг - при отвальной разноглубинной и комбинированной обработках почвы в севообороте. При обычной отвальной и безотвальной обработках содержание питательных элементов достоверно снижалось.
В1993-1995 гг. наибольшая в опыте урожайность сахарной свеклы (35,5 и 35,6 т/га) с высоким содержанием сахара (18,4 и 18,3 %) отмечена при отвальной разноглубинной и комбинированной обработках почвы (табл. 4). При отвальной обычной и безотвальной обработках продуктивность культуры снижалась на 6.20 %.
В 2016-2018 гг. наибольшая урожайность сахарной свёклы (43,1 и 43,8 т/га) также получена при отвальной разноглубинной и комбинированной обработках почвы. Содержание сахара в корнеплодах из-за перехода к возделыванию высокоурожайных гибридов снизилось на 0,7.1,9 %. Изменилось и влияние обработки почвы на этот показатель. Так, если при возделывании сорта РО-117 наибольшая сахаристость ы корнеплодов выявлена при отвальной е разноглубинной обработке (18,4 %), то л при возделывании гибрида РМС-120 Д на фоне отвальной разноглубинной л обработки сахаристость снижалась до е 16,5 %, а наибольшей была на фоне ком- 2 бинированной (17,3 %.) обработки. 2
Максимальный сбор сахара как в м 1993-1995 гг, так и в 2016-2018 гг, до- ° стигался при отвальной разноглубинной
4. Продуктивность сахарной свёклы в зависимости от системы обработки почвы в севообороте
Система обработки почвы 1993-1995 гг. 2016-2018 гг.
урожайность, т/га сахаристость, % сбор сахара, т/га урожайность, т/га сахаристость, % сбор сахара, т/га
Отвальная разноглу-
бинная 35,5 18,4 6,5 43,1 16,5 7,1
Отвальная обычная 33,5 18,1 6,0 36,2 17,3 6,3
Безотвальная 28,6 18,4 5,2 35,7 17,0 6,1
Комбинированная 35,6 18,3 6,5 43,8 17,3 7,6
НСР05 2,4 0,2 3,1 0,3
и комбинированной обработках -соответственно по 6,5, 7,1 и 7,6 т/га.
Таким образом, в условиях ЦЧР безотвальная и обычная отвальная системы обработки в результате уменьшения поступления органического вещества привели к снижению биологической активности почвы. Это выражалось в увеличении коэффициента минерализации в 1,5.5,7 раз, уменьшении величины показателя трансформации свежего органического вещества в 4,7.5,7 раза и условного коэффициента гумификации - в 1,2.2,0 раза, по сравнению с комбинированной обработкой почвы в севообороте.
Комбинированная система обработки почвы в севообороте обеспечивала достоверное повышение содержания гумуса на 0,12.0,29 %, его активных форм - в 1,1.1,3 раза, по сравнению с отвальной разноглубинной, и в 1,2.1,4 раза, по сравнению с безотвальной обработкой.
При комбинированной и отвальной разноглубинной системах обработки питательный режим выщелоченного чернозема складывался лучше, чем при других обработках - содержание Р205 возросло до 126.131 мг/кг а К20 - до 128.131 мг/кг, или на 4.13 %. Наибольшая урожайность сахарной свёклы (43,8 т/га) и сбор сахара (7,6 т/га) отмечены на фоне комбинированной системы обработки и применения ^9Р59К59 + 11 т навоза на 1 га севооборотной площади, что было выше, чем при безотвальной обработке на 17.20 %.
В условиях ЦЧР при возделывании сахарной свеклы в плодосменном севообороте необходимо применять комбинированную систему основной обработки почвы, повышающую эффективное плодородие чернозёма выщелоченного и продуктивность культуры. Она включает отвальную обработку черного пара и под пропашные культуры и безотвальную обработку под зерновые культуры и травы. Применение постоянной ° безотвальной обработки почвы привоев диткснижению почвенного плодородия ^ и продуктивности сахарной свеклы. 0)
| Литература.
о
О 1. Кирюшин В. И. Управление плодоро-| дием почв и продуктивностью агроценозов Ф в адаптивно-ландшафтных системах зем-П
леделия // Почвоведение. 2019. № 9. С. 1356-1364.
2. Минакова О. А., Александрова Л. В., Куни-цин Д. А. Изменение почвенного плодородия и урожайности сахарной свеклы при длительном применении удобрений в зернопропашном севообороте лесостепи Центрального Черноземного региона // Агрохимия. 2018. № 1. С. 52-60.
3. Турусов В. И., Гармашов В. М. Эффективность минеральных удобрений при различных способах обработки почвы // Агрохимия. 2020. № 12. С. 19-27.
4. Королев В. А., Громовик А. И., Боронтов О. К. Изменение основных показателей плодородия чернозема выщелоченного при разных способах основной обработки // Почвоведение. 2016. № 1. С. 95-101.
5. Оценка степени физической деградации и пригодности черноземов к минимализации основной обработки почвы / Т. А. Трофимова, С. И. Коржов, В. А. Гулевский и др. // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1080-1085.
6. Сезонная динамика биомассы микроорганизмов в дерново-подзолистых почвах / Д. Н. Никитин, Т. И. Чернов, Н. Д. Железнова и др. // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1356-1364.
7. Изменение агрохимических показателей чернозема типичного при различных приемах обработки и использования средств химизации и биологизации / Х. А.Хусаинов, М. Ш. Абасов, А. В. Тунтиев и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2020. № 6. С. 30-34.
8. Влияние основной обработки на динамику накопления нитратного азота в почве / Н. М. Соколов, Н. М. Жолинский, С. Б. Стрельцов и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2020. № 6. С. 34-37.
9. Шарков И. Н., Самохвалова Л. М., Мишина П. В. Изменение органического вещества чернозёма выщелоченного при минимализа-ции обработки в лесостепи Западной Сибири // Почвоведение. 2016. № 7. С. 892-899.
10. Боронтов О. К., Косякин П. А., Манаен-кова Е. Н. Влияние основной обработки и удобрений на питательный режим и физические свойства почвы при возделывании сахарной свёклы // Земледелие. 2019. № 2. С. 33-35.
11. Биологическая активность и питательный режим почвы при различных приемах обработки под однолетние травы / В. И. Турусов, В. М. Гармашов, Н. А. Нужная и др. // Земледелие. 2020. № 6. С. 25-28.
12. Черкасов Г. Н., Масютенко Н. П., Ма-сютенко М. Н. Влияние вида севооборота, системы обработки почвы и экспозиции склона на динамику эмиссии С02 из чернозема типичного // Достижения науки и техники АПК. 2013. № 6. С. 34-37.
13. Черепухина И. В., Безлер Н. В., Колесникова М. В. Зависимость эффективности использования соломы зерновых культур с дополнительными компонентами от погодных условий года // Агрохимия. 2019. № 6. С. 64-71.
Influence of tillage on microbiological activity, nutrient regime of leached chernozem and sugar beet productivity in the Central Chernozem Region
O. K. Borontov, P. A. Kosyakin, N V. Bezler, E. N. Manayenkova
Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar, pos. VNIISS, 86, Ramonskii r-n, Voronezhskaya obl., 396030, Russian Federatio
Abstract. Studies aimed at improving the tillage for sugar beet were carried out in the fallow link (bare fallow - winter wheat - sugar beet) of the second (1993-1995) and fourth (2016-2018) rotations of a crop rotation in the Voronezh region. The experimental design involved the study of the following tillage systems: multi-depth moldboard (at 30-32 cm for sugar beet); usual moldboard (at 20-22cm for sugar beet); non-moldboard (at 30-32cm for sugar beet); combined (ploughing for sugar beet at 30-32 cm) against the background of N59P59K59 + 11 tons of manure per 1 hectare of crop rotation area (N160P160K160 for sugar beet). The soil of the experimental plot was leached heavy loamy medium-humus chernozem with a humus content of 5.3-5.6% in the layer of 0-30 cm, P2O5 - 86-127 mg/kg, K2O - 90-136 mg/kg; pH of salt extract was 6.9 units. Combined tillage increased the total content of humus by 0.02-0.09% and its active forms -1.1-1.4 times, contributed to an increase in the activity of microorganisms 3.0-5.5 times, compared with non-moldboard and multi-depth moldboard treatments. Non-moldboard and usual moldboard tillage led to an increase in the mineralization coefficient 1.5-5.7 times and a decrease in the transformation rate of fresh organic matter. With combined and multi-depth moldboard treatment systems, the nutrient regime of leached chernozem developed better than with other treatments - the content of P2O5 increased to 126-131 mg/kg, and K2O - to 128-131 mg/kg, or 4-13%. The highest yield of sugar beet (43.8 t/ha) and sugar (7.6 t/ha) were obtained against the background of the combined system and the use of N59P59K59 + 11 tons of manure per 1 hectare of crop rotation area, which was higher by 17-20% than yield at the non-moldboard processing.
Keywords: tillage; microbiological activity; nutrient regime; leached chernozem; sugar beet (Beta vulgaris L.); productivity; crop rotation.
Author Details: O. K. Borontov, D. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: vniiss@ mail.ru); P. A. Kosyakin, Cand. Sc. (Agr.), research fellow (e-mail: kosyakinp@mail.ru); N. V. Bezler, D. Sc. (Agr.), leading research fel-low(e-mail:bezler@list.ru);E. N. Manayenkova, research fellow.
For citation: Borontov OK, Kosyakin PA, Bezler NV, et al. [Influence of tillage on microbiological activity, nutrient regime of leached chernozem and sugar beet productivity in the Central Chernozem Region]. Zemledelie. 2022; (2):38-42. Russian. doi: 10.24412/0044-39132022-2-38-42.
