CC BY
50
ОС1: 10.24411/0235-2451-2018-10508 УДК 631.582:631.445.4
ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СЕВООБОРОТЕ НА ДИНАМИКУ ВЛАЖНОСТИ И АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО
В. Н. РОМАНОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (е-таИ: [email protected])
В. К. ИВЧЕНКО2, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зав. кафедрой
И. О. ИЛЬЧЕНКО2, аспирант
М. В. ЛУГАНЦЕВА3, кандидат биологических наук, доцент
красноярский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН», просп. Свободный, 66, Красноярск, 660041, Российская Федерация
2Красноярский государственный аграрный университет, просп. Мира, 90, Красноярск, 660049, Российская Федерация
3Институт повышения квалификации работников лесного хозяйства, ул. Заводская 1/1, Дивногорск, Красноярский край, 663090, Российская Федерация
Резюме. Исследования проводили с целью изучения влияния различных приемов основной обработки почвы на водный режим и агрофизические свойства чернозема выщелоченного под посевами кукурузы в условиях Красноярской лесостепи. Работу проводили в 2015-2017гг. в зернопаропропашном севообороте в полевом стационарном опыте в хозяйстве «Миндерлинское». Схема опыта: отвальная вспашка на 20...22 см (контроль); плоскорезное рыхление на 20.22 см; поверхностная обработка дискатором на 8.10 см; без проведения основной обработки почвы. Сезонная динамика запасов доступной влаги в метровом слое почвы была неодинакова. Под посевами кукурузы плотность сложения не превышала оптимальную величину (0,92.1,01 г/ см3). Существенных различий между изученными вариантами не обнаружено. При отказе от основной обработки почвы отмечали тенденцию роста величины этого показателя на 0,09 г/ см3, по сравнению с отвальной вспашкой. Отмечено хорошее структурное состояние чернозема выщелоченного во всех исследуемых слоях. Содержание агрономически ценных агрегатов в верхнем слое (0.10 см) почвы при использовании различных приемов основной обработки почвы изменялось от 65,2 до 70,7 %. Наименьшее количество глыбистой фракции (более 10 мм) было характерно для варианта с отвальной вспашкой. Отказ от проведения отвальной обработки почвы приводил к снижению количества агрегатов менее 0,25 мм.
Ключевые слова: основная обработка почвы, чернозем выщелоченный, кукуруза, водный режим, агрофизические свойства почвы, плотность сложения, агрегатный состав. Для цитирования: Влияние приемов основной обработки почвы в севообороте на динамику влажности и агрофизические свойства чернозема выщелоченного / В. Н. Романов, В. К. Ивченко, И. О. Ильченко и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 5. С. 32-34. ОС1: 10.24411/0235-2451-2018-10508.
В последние годы в Красноярском крае особенно остро стоит вопрос повышения эффективности сельскохозяйственного производства [1]. Одно из наиболее реальных направлений решения этой проблемы дальнейшее совершенствование технологии возделывания сельскохозяйственных культур путем снижения производственных затрат. Поэтому широкое распространение получают ресурсосберегающие технологии основной обработки почвы [2, 3, 4]. Повышения их эффективности можно до-
стичь посредством дальнейшей адаптации к природным условиям, которая позволяет сохранять экологическое равновесие в агроценозах [5].
Так, в исследованиях Красноярского НИИСХ структура пахотного слоя после 4-х лет воздействия различными орудиями обработки почвы имела отличное и хорошее состояние. В варианте с прямым посевом отмечено ее уплотнение, по сравнению с отвальной вспашкой и дискованием. При этом возделываемая культура не оказывала влияние на изучаемый показатель. Несмотря на проявление тенденции увеличения плотности почвы с уменьшением глубины обработки, в целом она оставалась в пределах оптимальных значений [6, 7].
При этом в регионе практически не исследовали влияние различных приемов основной обработки почвы на формирование зеленой массы современных гибридов кукурузы. Тогда как специфика гидротермических условий земледельческой части Красноярского края [8] накладывает существенный отпечаток на технологию возделывания этой культуры.
Цель наших исследований - разработать научно-обоснованные подходы к применению энергосберегающих приемов основной обработки почвы под кукурузу в зернопаропропашном севообороте, способствующие повышению влагообеспеченности растений, сохранению и улучшению агрофизических свойств почвы, росту урожайности зеленой массы кукурузы.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2015-2017 гг. (в 2015 г. выполняли обработку почвы, определяли исходные показатели элементов плодородия) в полевом стационарном опыте в учебно-опытном хозяйстве «Миндерлинское», расположенном в центральной части Красноярской лесостепи, в типичных для земледельческой зоны почвенно-климатических условиях.
Вегетационный период 2016 г. был тёплым и засушливым, среднемесячная температура воздуха превышала среднемноголетние показатели на 0,7.. .4,3 °С. Особенно жарким выдался июнь месяц, когда среднемесячная температура воздуха составила 19,3 °С, что на 4,3 °С выше, по сравнению со среднемноголетней. Высокая температура сопровождалась дефицитом осадков, в июне месяце их было 38,3 мм. В июле выпало 147,4 мм осадков, что на 81,6 мм больше нормы. В целом, вегетационный период 2016 г. характеризовался как засушливый - ГТК (июнь-август) составил 0,8.
Вегетационный сезон 2017 г. также был теплее обычного. Среднемесячная температура в июне превысила среднемноголетние показатели на 5,1 °С. За этот месяц выпало всего 20 мм осадков, или 45 % от среднемного-летних значений. Июль, август и сентябрь 2017 г. были чрезвычайно дождливыми, сумма осадков превысила норму в 1,7.5,2 раза.
Объект исследования - чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый с повышенным содержанием гумуса - 6,1.8,0 % (по Тюрину) и нейтральной реакцией почвенного раствора - рН 6,1.7,0 (потенциометрически).
Этот подтип [9] характеризуется высокой суммой обменных оснований - 55,0.. .60,0 мг-экв./100 г почвы, которую определяли трилонометрическим способом. В пахотном слое чернозема отмечено повышенное содержание подвижного фосфора - 200.250 мг/кг почвы и очень высокое обменного калия - более 150 мг/кг (по Чирикову).
Исследования выполняли в зернопаропропашном севообороте [10] со следующим чередованием культур: сидеральный пар - яровая пшеница - ячмень - кукуруза -яровая пшеница. В опыте использовали гибрид кукурузы Катерина СВ. Норма высева семян - 20 кг/га.
Схема опыта включала следующие варианты: отвальная обработка (вспашка на 20.22 см) - контроль; безотвальная обработка (плоскорезное рыхление на 20.22 см); минимальная обработка (дискование на 8.10 см); без основной обработки почвы.
Полевой опыт закладывали по классической методике Б. А. Доспехова [11]. Повторность - 4-х кратная, общая площадь - 10 га. Срок посева кукурузы - 3-я декада мая. Для сдерживания роста засоренности использовали гербицид Элюмис МД, доза которого соответствовала рекомендациям производителя.
В течение вегетационного периода осуществляли комплекс полевых учетов и наблюдений, которые позволяют оценить эффективность изучаемых приемов основной обработки почвы [12]. Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ 28268-89). Почвенные образцы отбирали буром Некрасова послойно через каждые 10 см до глубины 1 м. Время отбора проб приурочивали к основным фазам роста и развития кукурузы. Отбор образцов для определения структуры почвы и ее водопрочности выполняли в июле [13]. Структурный состав почвы по слоям 0.10, 10.20 и 20.30 см определяли по Н. И. Саввинову. Плотность почвы измеряли в образцах с ненарушенным сложением с использованием цилиндров. Учет урожая зеленой массы кукурузы выполняли вручную. Математическую обработку результатов проводили по Б. А. Доспехову [11].
Результаты и обсуждение. В полевом опыте не установлено заметных изменений плотности сложения в пахотном слое почвы во всех изученных вариантах. В целом под посевами кукурузы величина этого показателя не превышала 1,01 г/см3 (рис. 1).
55
0-10 10-20 20-30 Глубина,
см
Рис. 2. Содержание агрегатов размером 0,25.10,00 мм в почве, %: □ - вспашка; □ - плоскорез; □ - дискатор; ■ - без обработки.
ценных агрегатов почвы при использовании различных систем основной обработки не установлено(рис. 2).
Наименьшее количество глыбистой фракции (более 10 мм) было характерно для варианта с отвальной вспашкой (11,9 %). Отказ от проведения основной обработки почвы приводил к увеличению количества агрегатов крупнее 10 мм на 12,9 %. Содержание пылеватой фракции, наоборот, в варианте с отвальной вспашкой было выше, чем в остальных. Так, если в контроле в слое 0.10 см на ее долю приходилось 17,4 %, то при проведении плоскорезного рыхления величина этого показателя составила 11,7 %, после поверхностной обработки - 9,2 %, а без основной обработки - 6,0 %. В слое 10.20 см содержание пылеватой фракции не превышало 12,5 %; 9,3 %; 4,2 % и 4,3 % соответственно.
Практически аналогичную тенденцию отмечали и для слоя почвы 20.30 см. В варианте с отвальной вспашкой доля пылеватой фракции достигала 14,4 %, с плоскорезным рыхлением - 7,5 %, с поверхностной обработкой -6,5 %. Наименьшее ее содержание (5,8 %) установлено в варианте без основной обработки.
Качество структурного состояния почвы наиболее полно отражает доля водопрочных агрономически ценных агрегатов. По величине этого показателя хуже всех выглядел вариант с отвальной вспашкой.
В сложившихся погодных условиях запасы доступной влаги свидетельствуют о хорошей стартовой обеспеченности почвы во всех вариантах (рис. 3). В течение вегетационного периода изменения влажности имело одинаковую тенденцию с разной степенью проявления. За период от посева до фазы 7 листьев запасы влаги в вариантах с обработкой почвы снизились на 31.39 мм, в варианте без обработки - на 30 мм (см. табл.). К уборке из-за обильных осадков содержание влаги на фоне дискования и без об-
Рис. 1. Плотность пахотного слоя под посевами кукурузы, г/см3: □ - вспашка; □ - плоскорез; □ - дискатор; ■ - без обработки.
При отказе от основной обработки почвы отмечали только тенденцию к повышению плотности сложения, по сравнению с контролем.
Структурное состояние почвы во всех исследуемых слоях, согласно градации В.Р. Вильямса, было хорошим. Существенных изменений содержания агрономически
40 35 ш 30
25
£ 20 л
Посев Всходы
5 лист 7 лист Уборка Сроки определения
Рис. 3. Динамика доступной влаги в пахотном слое, мм: □ - вспашка; □ - плоскорез; □ - дискатор; ■ - без обработки.
Таблица. Влажность почвы и урожайность зеленой массы кукурузы, среднее за 2016-2017 гг.
Вариант
Показатель вспашка плоскорез дискование без обработки НСР05
Влаж- посев ность 7-й лист почвы, уборка мм Потеря влаги от посева до уборки, мм Урожайность, ц/га Производительность 1 мм влаги, ц 166 127 137 189 153 165 186 155 150 170 140 140 22,4 20,7 22,3
29 331,9 11,4 24 390,5 16,2 36 300,5 8,3 30 234,4 7,8 55,2
работки не изменилось, в вариантах со вспашкой и плоскорезной обработки увеличилось на 10 и 12 мм соответственно. Практически в течение всего периода от посева до уборки преимущество по запасам доступной влаги в метровом слое почвы было за вариантом с плоскорезным рыхлением. Различие с контролем (вспашка) и дискованием составило 20 мм, с вариантом прямого посева - 31 мм (НСР05 = 30 мм). В этом же варианте отмечен самый низкий коэффициент водопотребления кукурузы.
За годы исследований наименьший сбор зеленой массы кукурузы установлен в варианте без основной обработки почвы (234,4 ц/га). Это ниже, чем при поверхностной, отвальной и плоскорезной обработках почвы соответственно на 66,1 ц/га; 97,5 ц/га и 156,1 ц/га. На фоне плоскорезного рыхления урожайность зеленой массы составила 390,5 ц/га, а расход почвенной влаги
из метрового слоя за период вегетации - 24 мм. Таким образом, в этом варианте 1 мм влаги (10 т) обеспечил формирование 16,2 ц/га зеленой массы кукурузы. При посеве без обработки почвы производительность 1 мм влаги была в 2 раза ниже (7,8 ц/га).
Выводы. Сезонная динамика запасов доступной влаги в метровом слое почвы свидетельствуют о хорошей обеспеченности кукурузы в течение исследуемых вегетационных периодов (166.189 мм).
Заметных различий по плотности сложения почвы под посевами кукурузы между вариантами полевого опыта не установлено (0,92.1,01 г/см3).
Достоверных изменений содержания агрономически ценных агрегатов почвы при использовании различных способов основной обработки почвы не обнаружено (65,2.70,7 %). Отказ от проведения основной обработки почвы приводил к увеличению количества агрегатов крупнее 10 мм на 12,9 %, по сравнению с отвальной вспашкой.
Почва в варианте с отвальной вспашкой характеризовалась более высоким содержанием пылеватой фракции,чем в остальных, на 5,7.11,4 %.
Литература.
1. Агропромышленный комплекс Красноярского края в 2011-2015 гг. Красноярск, 2016. 217 с.
2. Бекетов А. Д., Ивченко В. К., Бекетова Т. А. Земледелие Восточной Сибири. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2010. С. 388.
3. Система земледелия Красноярского края на ландшафтной основе: науч.-практич. рекоменд. /Н. В. Зобова, В. Н. Романов, Ю. Н. Трубников и др. / под ред. С.В. Брылева. Красноярск: ООО «Издательство Поликор», 2015. 224 с.
4. Беленков А.И., Сабо У., Кунафин Р.И. Теория и практика основной обработки почвы в современных системах земледелия //Владимирский земледелец. 2017. № 1 (79). С. 8-11.
5. Цветков М. Л. Ресурсосбережение в земледелии юга Западной Сибири. Барнаул: РИО АГАУ, 2014. 299 с.
6. Оценка и изменение плотности сложения чернозема в полях севооборота /Н. Л. Кураченко, С. В. Солодченко, В. Н. Романов и др.// Земледелие. 2010. № 1. С. 9-11.
7. Агрофизическое состояние чернозема и продуктивность рапса, возделываемого по ресурсосберегающим технологиям в Красноярской лесостепи / Н. Л. Кураченко, В. Л. Колесникова, А. С. Колесников и др. // Плодородие. 2015. № 3. С. 19-21.
8. Трубников Ю.Н. Природные ресурсы и агроэкологический потенциал сельскохозяйственных культур в Красноярском крае //Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 6. С. 63.
9. Бугаков П. С., Горбачева С. М., Чупрова В. В. Почвы Красноярского края. Красноярск: Красноярск. гос. аграр. ун-т, 1981. 127с.
10. Севооборот - основа систем земледелия / А. Д. Бекетов, А. М. Берзин, В. М. Таскина и др. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2001. 96 с.
11. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
12. Вередченко Ю. П. Агрофизическая характеристика почв центральной части Красноярского края М.: Изд-во АН СССР, 1961. 175 с.
13. Александрова Л. Н., Найденова О. А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л.: Колос, 1986. 350 с.
INFLUENCE OF TILLAGE METHODS IN A CROP ROTATION ON MOISTURE DYNAMICS AND AGROPHYSICAL PROPERTIES OF LEACHED CHERNOZEM
V. N. Romanov1, V. K. Ivchenko2, I. O. Il'chenko2, M. V. Lugantseva3
'Krasnoyarsk Agricultural Research Institute, Federal Research Center "Krasnoyarsk Scientific Center of the SB of the RAS", prosp. Svobodnyi, 66, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
2Krasnoyarsk State Agrarian University, prosp. Mira, 90, Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation
3Institute of Advanced Training in Forestry, ul. Zavodskaya 1/1, Divnogorsk, Krasnoyarskii krai, 663090, Russian Federation Abstract. The investigations were carried out in order to study the influence of various tillage methods on the water regime and agrophysical properties of leached chernozem under corn crops under conditions of the Krasnoyarsk forest-steppe. The work was carried out in a grain-fallow-row crop rotation in a field stationary experiment in the farm "Minderlinskoe". The design of the experiment included the following options: moldboard ploughing at 20-22 cm (control); surface cultivation at 8-10 cm by a disc harrow; without tillage. The seasonal dynamics of available moisture reserves in a meter layer of soil was unequal. The density under corn crops does not exceed the optimal value (0.92-1.01 g/cm3). It was not revealed significant changes in soil density under corn crops between the studied varieties. In the case of no-till, the tendency of increasing the value of this parameter by 0.09 g/cm3 in comparison with the moldboard plowing was noted. The structural state of the leached chernozem in all investigated layers was good. The content of agronomically valuable aggregates in the upper soil layer (0-10 cm) changed from 65.2 to 70.7% at different methods of tillage. The minimum amount of a blocky fraction (more than 10 mm) was typical for the variant with moldboard plowing. The refusal to conduct the moldboard treatment led to a reduction in the number of aggregates with the size less than 0.25 mm.
Keywords: tillage; leached chernozem; corn; water regime; agrophysical properties of soil; bulk density; aggregate composition.
Author Details: V. N. Romanov, D. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: [email protected]); V. K. Ivchenko, D. Sc. (Agr.),
prof., head of department; I. O. Il'chenko, post graduate student; M. V. Lugantseva, Cand. Sc. (Biol.), assoc. prof.
For citation: Romanov V. N., Ivchenko V. K., Il'chenko I. O., Lugantseva M. V. Influence of Tillage Methods in a Crop Rotation on Moisture
Dynamics and Agrophysical Properties of Leached Chernozem. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 5. Pp. 32-34 (in
Russ.). DOI: 10.24411/0235- 2451-2018-10508.
