CC BY
52
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 635.15:633.31
ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СВЕТЛО-КАШТАНОВОЙ ПОЧВЫ В БАХЧЕВЫХ СЕВООБОРОТАХ В ОРОШЕНИИ И НА БОГАРЕ
PERENNIAL HERBS USING DURATION INFLUENCE ON AGROPHYSICAL DATA OF LIGHT-BROWN SOILS IN MELONS AND GOURDS CROP ROTATIONS IN IRRIGATED AND AMD
CONDITIONS
А. С. Овчинников, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАСХН
ФГОУВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Т. Г. Колебошина, кандидат сельскохозяйственных наук
Быковская бахчевая селекционная опытная станция
A. S. Ovchinnikov
Volgograd state agricultural academy
T. G. Koleboshina
Bikovskiy melons and gourds selection experimental station
В статье изложены материалы о положительной роли многолетних трав в улучшении агрофизических свойств почв при орошении и на богаре. Проведенными исследованиями установлено, что длительное использование многолетних трав ведёт к значительному изменению плотности сложения как под действием хозяйственного использования, так и активизации процесса разуплотнения под действием накопления органического вещества.
Perennial herbs positive role in soil agrophysical data in irrigated and arid conditions is considered in this article. Long time using of perennial herbs promotes soil compactness changing under farming artivity and uncompactness process activity in the result of organic masher accumulation.
Ключевые слова: арбуз, удобрение, технология возделывания, площадь питания.
Key words: water melon, fertilizer, cultivation technology, feeding area.
Проведенные исследования выявили роль многолетних трав в бахчевых севооборотах в улучшении агрофизических показателей светло-каштановых почв.
Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность сложения почвы составляет 1,2-1,3 т/м3. В почвах с оптимальной плотностью растения лучше растут и развиваются, дают более высокие урожаи. При плотности суглинистых почв 1,5-1,6 т/м3 многие
культуры не дают полноценного урожая, а при дальнейшем уплотнении погибают.
Нами изучались изменения плотности светло-каштановых солонцеватых почв в посевах многолетних трав и их последействие на динамику плотности сложения в посевах арбуза в орошаемых и богарных севооборотах.
С плотностью сложения почвы тесно связан и весь комплекс физических и биофизических процессов в почве. Интенсивное использование травостоев многолетних трав в орошении ведет к разрушению структуры, значительному увеличению плотности сложения почвы под действием массы факторов и особенно поливов и уборочной техники.
Создание оптимальных параметров основных показателей агрофизических и биохимических свойств почвы в период использования травостоев многолетних трав в орошении и богаре очень сложная задача, так как степень допустимости параметров по плотности сложения лимитируется физическими свойствами светло-каштановых почв.
Исследованиями [2] установлена взаимосвязь увеличения плотности сложения почвы под многолетними травами по годам жизни, что подтверждено проведенными исследованиями (табл. 1).
Приведенные изменения плотности сложения почвы показывают, что под люцерной второго года плотность сложения в слое 0,0-0,30 м в среднем за три года весной составляла 1,35 т/м3, в конце вегетации она повышалась до 1,43 т/м3.
Под люцерной третьего года плотность сложения почвы в слое
0,0-0,30 м весной достигала 1,40 т/м3, а к концу вегетации повышалась до 1,48 т/м3. Приведенные значения плотности сложения почвы по годам жизни связаны с процессами разуплотнения почвы за осенне-зимний период за счет разложения органического вещества корневых остатков, так как у многолетних трав и, в частности, у люцерны формируется постоянно обновляющаяся корневая система.
Таблица 1 - Динамика плотности сложения почвы в посевах люцерны
по годам жизни, т/м3
Слой почвы, м Плотность сложения почвы, т/м3
Вариан- ты 1993 г. 1994 г. 1995 г. Среднее за 1993-1995 гг.
Весна Осень Весна Осень Весна Осень Весна Осень
Люцерна 2-го года 0,0... 0,10 1,32 1,43 1,38 1,42 1,37 1,46 1,35 1,43
0,10... 1,30 1,40 1,36 1,40 1,38 1,48 1,34 1,42
0,20
0,20... 0,30 1,37 1,42 1,36 1,43 1,40 1,48 1,37 1,44
0,0... 0,30 1,33 1,42 1,36 1,41 1,38 1,47 1,35 1,43
Люцерна 3-го года 0,0... 0,10 1,40 1,56 1,36 1,46 1,43 1,50 1,39 1,48
0,10... 0,20 1,36 1,47 1,40 1,43 1,45 1,52 1,40 1,43
0,20... 0,30 1,38 1,48 1,40 1,43 1,48 1,54 1,42 1,48
0,0... 0,30 1,38 1,48 1,38 1,44 1,45 1,52 1,40 1,48
Полученные данные показывают, что использовать люцерну в орошении в севообороте под бахчевые более трех лет нецелесообразно, отмечается значительное повышение плотности сложения, в отдельные годы она может повышаться до 1,50-1,54 т/м3.
Экспериментальных данных по влиянию многолетних трав на водно-физические свойства светло-каштановых почв в богарных условиях в полупустынной зоне Нижнего Поволжья нами не выявлено. В отличие от других зон, в регионе практически отсутствуют посевы многолетних мятликовых трав.
Исследования в неорошаемом бахчеводстве проводились в травопольном севообороте со следующим чередованием культур:
1. Озимая рожь + травы (житняк). 2. Травы. 3. Травы. 4. Травы. 5. Арбуз. 6. Арбуз. 7. Арбуз. 8. Кукуруза корм.
Проведенные исследования выявили положительные изменения агрофизических свойств под влиянием возделывания многолетних трав.
Отрицательные агрофизические свойства иллювиального горизонта (высокая плотность сложения, плотность твёрдой фазы, набухае-мость, низкая структурность, пониженный воздухообмен, низкая водопроницаемость), обусловленные различной степенью солонцеватости, ограничивают развитие корневой системы, что отрицательно сказывается на продуктивности сеяных агрофитоценозов.
Проведенными исследованиями установлено, что длительное использование многолетних трав ведёт к значительному изменению плотности сложения как под действием хозяйственного использования (негативные процессы увеличения плотности сложения), так и активизации процесса разуплотнения под действием накопления органического вещества.
Угнетающее действие почвы с высокой плотностью сложения на растения и их продуктивность вызвано рядом причин: снижением пористости почвы, уменьшением среднего радиуса пор и возрастанием механического сопротивления, что препятствует нормальному проникновению и распространению корней [1, 2]. В дальнейшем происходит повышение плотности сложения, этот процесс зависел от плотности травостоя, влагообеспеченности, режима использования и продолжительности использования травостоя.
Определение плотности сложения почвы проводили в травопольном севообороте под посевами трав 2-го и 3-го годов пользования в период возобновления вегетации (весна) и в конце вегетации в слоях 0,0-0,10 м, 0,10-0,20 м, 0,20-0,30 м (табл. 2).
Таблица 2 - Динамика плотности сложения почвы под многолетними
травами по годам жизни.
Вари- анты Слой почвы, м 1994 г. 1995 г. 1996 г. 1997 г.
Весна Осень Весна Осень Весна Осень Весна Осень
Травы 2-го года 0,0... 0,10 1,34 1,36 1,32 1,36 1,32 1,36 1,30 1,34
0,10... 0,20 1,32 1,38 1,34 1,40 1,36 1,38 1,30 1,36
0,20... 0,30 1,36 1,40 1,40 1,42 1,36 1,40 1,32 1,36
П
^одолжение таблицы
0,0... 0,30 1,34 1,38 1,35 1,39 1,34 1,38 1,30 1,35
Травы 3-го года 0,0... 0,10 1,30 1,32 1,32 1,36 1,30 1,36 1,32 1,32
0,10... 0,20 1,34 1,36 1,34 1,38 1,32 1,36 1,30 1,34
0,20... 0,30 1,37 1,38 1,38 1,42 1,36 1,38 1,34 1,38
0,0... 0,30 1,34 1,35 1,35 1,38 1,32 1,36 1,32 1,34
1
Результаты проведенных исследований показали, что продолжительность хозяйственного использования оказывала влияние на процессы накопления органической массы и на процессы разуплотнения пахотного слоя почвы.
Плотность сложения почвы под многолетними травами повышалась в первые два года от исходной (1,30 т/м3), что обусловлено тем, что в первые два года происходит незначительный прирост корневой массы. Увеличение плотности сложения в этот период отмечается за счет хозяйственной деятельности и преобладания процессов минерализации органического вещества в почве. Под травами 3-го года отмечается интенсивное нарастание корневой массы, что оказывало определяющее влияние на изменение плотности почвы.
У житняка очень мощная мочковатая корневая система и основная масса корней располагается в поверхностных слоях почвы (0,0-0,30 м), дернина стойка к механическим воздействиям и надежно предохраняет почву от переуплотнения.
За период весенне-летней вегетации светло-каштановые супесчаные почвы быстро теряют доступную влагу, при отсутствии атмосферных осадков и в силу физико-химических особенностей отмечается их сильное уплотнение. В исследованиях эти процессы имели место. Так, осенью во все годы отмечалось повышение плотности сложения по всем слоям почвы и составляло под травами 2-го года в слое 0,0-0,30 м от 1,35 до 1,39 т/м3, под травами 3-го года соответственно от 1,34 до 1,38 т/м3.
Полученные результаты показывают, что введение в бахчевые севообороты многолетних трав оказывает положительное влияние на плотность сложения почвы, не отмечается переуплотнения светло-каштановых почв выше 1,40-1,42 т/м3.
Проведенные исследования выявили, что с плотностью сложения почвы тесно связана общая пористость, которая изменялась в зависимости от продолжительности использования многолетних трав в севооборотах и видового состава (табл. 3).
В агрономическом отношении важно, чтобы почва располагала большим объёмом капиллярных пор и при этом имела некапиллярную пористость не менее 20-25 % от общей пористости [2].
Установлено, что под люцерной второго года выше общая пористость, которая составляла 48,3 % при 46,4 % под люцерной третьего года. В то же время за счет большего количества органической массы под люцерной третьего года и за счет большей инертности медленно разлагающегося органического вещества корневых остатков увеличивается капиллярная пористость до 27,7 %. Также повышается соотношение капиллярной пористости к некапиллярной до 1,48, но при этом уменьшение соотношения капиллярной и некапиллярной пористости под влиянием корневой массы лучше под люцерной второго года
(оптимальная величина этого отношения должна приближаться к 1), в опытах этот показатель составил 1,07. Такое соотношение приводит к улучшению водного, воздушного и питательного режимов светло-каштановых почв, и оно лучше под люцерной второго года жизни.
Таблица 3 - Влияние продолжительности использования люцерны на показатель пористости светло-каштановых почв в условиях орошения
(0,0-0,30 м) (среднее за 1993-1995 гг.)
Вариант* Плот- ность сложе- ния, т/м3 Плот- ность твердой фазы, т/м3 Общая порис- тость, % Капиллярная пористость, % Некапиллярная пористость, % ** Отношение капиллярной пористости к некапиллярной
Люцерна 2-го года 0,0-0,30 м 1,35 2,61 48,3 26,8 21,5 1,07
Люцерна 3-го года 0,0-0,30 м 1,40 2,61 46,4 27,7 18,7 1,48
* в весенний период
** влажность в слое 0,0-0,30 м - 19,8 %
Исследования выявили определенную взаимосвязь развития и накопления корневой массы с показателями плотности сложения, общей пористости и соотношения капиллярной и некапиллярной пористости под многолетними травами и в богарном травопольном севообороте (табл. 4).
Таблица 4 - Влияние продолжительности использования многолетних трав на показатели пористости светло-каштановых почв на богаре _________________(среднее за 5 лет слое в 0-0,30 м)_____________
Варианты Плотность сложения, т/м3 Плотность твердой фазы, т/м3 Общая порис- тость, % Капиллярная пористость, % Некапиллярная пористость, % Отношение капиллярной пористости к некапиллярной
Весенний период*
Травы 2-го года 1,33 2,61 49,0 25,7 23,3 1,10
Травы 3-го года 1,32 2,61 49,4 24,4 25,0 0,98
Осенний период*
Травы 2-го года 1,37 2,61 47,5 17,4 30,1 0,58
***** ЖЗШСШШ ***** % 3(19) 2010
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Травы 3- 1,35 2,61 48,3 16,2 32,1 0,50
го года
* влажность почвы в весенний период под травами второго года - 19,3 %, под травами третьего года - 18,5 %;
** влажность почвы в осенний период под травами второго года - 12,7 %, под травами третьего года-12,0%
Установлено, что в посевах трав 2-го года общая пористость весной достигала 49,0 %, под влиянием изменяющихся условий и увеличения плотности сложения к осени она снижалась до 47,5 %, при этом значительно снижалась капиллярная пористость с 25,7 до 17,4 %, но отмечается увеличение некапиллярной пористости (пористость аэрации).
Отмеченные закономерности характерны и для трав третьего года. Большое агротехническое значение имеет выращивание многолетних трав в засушливых условиях зоны, где часто наблюдается ветровая эрозия с ухудшением состояния пахотного горизонта, и поэтому они оказывают важную роль в сохранении и повышении структуры почв. Переход на севообороты с короткой ротацией с нарушенным чередованием культур активизирует процессы разрушения почвенной структуры, что вызывает снижение естественного плодородия зональных почв. Приостановить максимально этот процесс можно за счет внесения больших доз органических удобрений и введения в севообороты многолетних трав.
Установлено, что процесс образования агрономически ценных почвенных агрегатов под посевами многолетних трав зависит от возраста и видового состава (табл. 5).
Таблица 5 - Показатели структуры почвы в посевах многолетних трав
Варианты Данные просеивания воздушно-сухой почвы в посевах многолетних трав*
Фракция 0,25... 10 мм Фракция < 0,25 м Всего Коэффициент структурности
г % г % г %
Орошение (среднее за три года)
Люцерна 2-го года 980,0 57,8 715,3 42,2 1695,3 100 1,37
Люцерна 3-го года 830,5 58,7 584,8 41,3 1415,3 100 1,42
Богара (среднее за пять лет)
Травы 2-го года 730,8 60,8 471,5 39,2 1202,3 100 1,55
Травы 3-го года 750,2 61,8 460,2 38,2 1210,4 100 1,63
* весенний срок определения при физической спелости почвы
Полученные данные показывают, что житняк оказывал положительное влияние на процессы оструктуривания почвы. Так, под лю-
церной второго года в орошении содержание почвенных агрегатов 0,25... 10 мм достигало 57,8 %, под люцерной третьего - 58,7 %.
Более высокие показатели содержания агрономически ценных агрегатов характерны для посевов житняка - 60,8-61,8 %, что связано с мощной мочковатой корневой системой, значительная часть которой формируется в пахотном слое почвы.
Наиболее высокие значения коэффициента структурности обеспечили посевы многолетних трав на богаре, где его величина составила под травами второго года 1,55, под травами третьего года - 1,63 при значениях 1,21-1,31 до посева многолетних трав.
Таким образом, на положительные процессы изменения воднофизических показателей светло-каштановых почв в зоне исследований оказывали посевы многолетних трав, обладающие мощной корневой системой, которая улучшает агрегатный состав почвы, при этом существенно возрастает содержание агрономически ценных почвенных фракций и значительно повышается коэффициент структурности.
Библиографический список
1. Гаврилов, А.М. Научные основы сохранения и воспроизводства плодородия почв в агроландшафтах Нижнего Поволжья / А.М. Гаврилов. - Волгоград, 1997. - 184 с.
2. Киричкова, И.В. Влияние органического материала на трансформацию плотности почвы и урожайность люцерны в условиях орошения / И.В. Киричкова // Перспективы сельского хозяйства: межвуз. сб. науч. тр. - Калининград, 2005. - С. 65-70.
E-mail: [email protected]
