CC BY
64
УДК 631.432
В. А. Исаенко, М. Ю. Горбунов
ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
В СЕВООБОРОТЕ
ФГБОУ ВПО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т. С. Мальцева»
V. A. Isayenko, M. Yu. Gorbunov WATER PHYSICAL PROPERTIES OF THE SOIL AND THEIR CHANGE AT VARIOUS TECHNOLOGIES OF PROCESSING OF THE SOIL IN THE CROP ROTATION Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «Kurgan State Agricultural Academy by T. S. Maltsev»
В статье представлены материалы научных исследований по изменению параметров водно-физических свойств почвы в зависимости от технологий обработки почвы в зернопаровом севообороте в условиях центральной части Курганской области.
Ключевые слова: севооборот, обработка почвы, влагоем-кость почвы, плотность почвы, общая и доступная влага, запас влаги.
Materials of scientific researches of change of parameters of water physical properties of the soil are presented in article depending on technologies of processing of the soil in a grain-fallow crop rotation in the conditions of the central part of the Kurgan region.
Keywords: crop rotation, soil processing, soil moisture capacity, soil density, general and available moisture, moisture stock.
Василий Анатольевич Исаенко
Vasiliy Anatolyevich Isaenko кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Россия, 641300, Курганская область, Кетовский район, с. Лесниково, КГСХА E-mail: rectorat@mail.ksaa.zaural.ru
Михаил Юрьевич Горбунов
Mihail Yurjevich Gorbunov
кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент
E-mail: gorbunovmike@mail.ru
Оптимальная система обработки почвы и ее выбор находятся в широком диапазоне всевозможных решений: от традиционной вспашки до нулевой обработки через множество вариантов безотвальных, плоскорезных, роторных обработок и их комбинаций при различных уровнях минимизации этих приемов. Выбор этот определяется экологическими условиями, требованиями сельскохозяйственных культур и уровнем интенсификации производства.
В настоящее время в земледелии четко проявляется наличие различных точек зрения по вопросам обработки почвы: от необоснованного отрицания многих, уже устоявшихся приемов и способов, до явной приверженности к отдельным.
Исходя из выше изложенного, ставится цель: экспериментально в длительном полевом стационаре установить оптимальную для данной зоны технологию (сочетание различных приемов) обработки почвы в зернопаровом севообороте и выявить ее эффективность при возделывании зерновых культур.
Опыт построен на использовании шестипольного зернопарового севооборота с долей пара 16,7 % и со следующим чередованием культур: пар - пшеница - пшеница - горох - пшеница - ячмень.
Севооборот существует в разрезе наиболее известных и распространенных систем обработки почвы, соответствующих природно-климатическим условиям зоны, в которых проводятся исследования. Представленные технологии различаются степенью интенсивности механических обработок почвы, а также характером этих обработок: глубиной, частотой перемешивания пахотного слоя и т. д.
Технологии обработки почвы:
1 Отвальная на 23-25 см под первую пшеницу, горох и ячмень, под остальные культуры севооборота - на 18-20 см (ПН-4-35).
2 Комбинированная: обработка стойками СибИ-МЭ на 25-27 см в сентябре + отвальная на 21-23 см в августе следующего года обработка пара в сочетании с безотвальной обработкой стойками СибИ-
Вестник Курганской ГСХА № 4, 2012 Агроном11я и афюкалоат 17
МЭ на 21-23 см под горох, с отвальной на 21-23 см под ячмень и бороной дисковой тяжелой (БДТ-3) на 10-12 см под остальные культуры.
3 Нулевая (гербицидная) - без воздействия на почву орудий обработки, уничтожение сорняков гербицидами.
4 Дисковая, под все культуры севооборота обработка БДТ-3 на 10-12 см.
5 Плоскорезная, под все культуры севооборота обработка культиватором плоскорезом глубокорых-лителем КПГ-250 на глубину 12-14 см.
6 Сидеральная-1. Осенью исходного года отвальная обработка на 23-25 см, весной следующего года посев сидеральной культуры с дальнейшей ее заделкой в почву БДТ-3 за 2-3 прохода. Под остальные культуры обработка почвы бороной дисковой БДТ-3 на 10-12 см.
7 Сидеральная-2. Осенью исходного года - БДТ-3 на 10-12 см, весной следующего года посев сидераль-ной культуры с дальнейшей ее запашкой в почву отвальным плугом на 23-25 см. Под остальные культуры севооборота - стойками СибИМЭ на 18-20 см.
Посев изучаемых культур в севообороте осуществляется посевным комплексом АПК-7,2 с трактором К-701. Посев яровой пшеницы, гороха в опыте проводится ориентировочно 17-19 мая, ячменя -27-30 мая.
Наблюдения за почвой, ростом и развитием растений, уборку урожая вели согласно методическим указаниям. Размер делянки в опыте составляет 400 м2, повторность - трехкратная.
В условиях засушливого климата лесостепи Зауралья обработка почвы должна способствовать максимальному накоплению, сохранению и рациональному использованию влаги почвы и атмосферных осадков, созданию оптимального строения обрабатываемого слоя и уничтожению вредных организмов. Оптимизация водного режима в условиях засушливого земледелия представляется весьма сложной проблемой.
Изучению водного режима, накоплению и рациональному использованию влаги в засушливых условиях юга Западной Сибири посвящены исследования Ю. Б. Мащенко (1976), В. Г. Холмова (1990, 2006), Н. В. Абрамова (1992), П. И. Кузнецова (1988), В. А. Исаенко (2011) и др. [1, 2, 3, 4, 5].
Уплотнение или разрыхление обрабатываемого слоя, проводимое тем или иным приемом обработки,
оказывает определенное воздействие на изменение водно-физических свойств и состояние почвы.
При установлении оптимальных параметров строения обрабатываемого слоя и плодородия почвы особое значение имеет знание влагоемкости почвы.
Исследованиями установлено, что полная влаго-емкость (ПВ) в слое 0-30 см в зависимости от технологий обработки почвы под различными культурами севооборота была в пределах 43,0-50,0 %, колеблясь по слоям от 41 % (слой 20-30 см, нулевая технология, пшеница 1) до 53 % (слой 0-10 см, отвальная технология, пшеница-2, пшеница-3). Следует также отметить, что более высокими показателями ПВ отличались технологии, где глубина обработки почвы была большей. Это такие технологии, как отвальная, комбинированная и обе сидеральные. По другим технологиям она была ниже, но незначительно, за исключением нулевой. На этом варианте ПВ почвы была существенно ниже остальных по всем слоям и под всеми культурами.
Капиллярная влагоемкость (КВ) также подвержена колебаниям и изменяется по слоям почвы, в основном, в зависимости от приемов и технологий обработки и, в меньшей степени, - от предшественника. В наших исследованиях показатели КВ по вариантам опыта находилась в пределах 31 - 37 %. Наименьшим он оказался при нулевой технологии под пше-ницей-2 и наибольшим - на комбинированной технологии под горохом.
При определении показателей наименьшей полевой влагоемкости (НПВ) было установлено, что минимальными они были под первой пшеницей по пару по всем технологиям и составили в среднем 25,0-26,3 %. Наибольший показатель НПВ, 28,7 %, отмечен на варианте с комбинированной технологией при возделывании гороха.
В заключение следует отметить, что ПВ, КВ и НПВ более высокими были на вариантах с глубокой обработкой почвы (отвальная, комбинированная, си-деральная-2).
Изучая динамику накопления запасов влаги в почве, необходимо указать на то, что в зиму в 2010-11 годов, как и в 2009-10 году, почва ушла практически сухой. Осенних осадков выпало значительно меньше нормы. В зимних условиях накопившийся снежный покров был значительным, но содержание в нем воды было невысоким.
Значительное количество влаги от таянья снега
стекло и не попало в почву. Сложившиеся погодные Анализ цифрового материала показывает, что
условия привели к тому, что к моменту посева яро- наибольшие запасы влаги, как общей, так и продук-
вой пшеницы и других культур севооборота запасы тивной, отмечены при посеве яровой пшеницы по па-
доступной влаги в почве оказались достаточно низ- ру (таблица 2). Он составляет по различным техноло-
кими (таблица 1) гиям от 160,8 до 187,7 мм общей и от 37,1 до 59,4 мм
Таблица 1 - Влагоемкость почвы перед посевом различных сельскохозяйственных культур в зависимости от технологий обработки, % (опытное поле Курганской ГСХА, среднее за 2010-2011 гг.)
Технология обработки почвы Слой почвы, см Культура севооборота
пшеница 1 пшеница 2 горох пшеница 3 ячмень
ПВ КВ НПВ ПВ КВ НПВ ПВ КВ НПВ ПВ КВ НПВ ПВ КВ НПВ
Отвальная 0-30 50,0 32,3 25,3 50,0 32,7 27,0 49,3 32,7 27,3 50,3 33,6 26,7 49,3 33,0 27,0
Комбинированная 0-30 50,0 33,0 25,1 47,7 35,0 27,0 50,3 37,7 28,7 48,7 35,3 27,0 50,7 37,0 28,7
Нулевая 0-30 43,0 31,7 25,0 43,7 31,7 25,7 45,0 32,0 27,0 44,7 35,7 27,7 46,7 37,0 26,6
Дисковая 0-30 46,7 31,7 25,0 49,0 34,7 26,3 48,0 35,0 27,3 49,0 32,7 26,0 47,7 35,3 26,3
Плоскорезная 0-30 49,0 35,0 25,7 47,0 34,3 25,0 50,0 34,3 27,0 49,0 31,7 27,0 48,0 34,3 27,3
Сидеральная - 1 0-30 50,3 33,3 26,0 49,0 34,7 26,3 48,3 34,7 27,3 48,7 32,7 26,3 48,0 35,3 26,7
Сидеральная - 2 0-30 50,0 35,0 26,3 49,3 35,0 27,7 49,3 34,3 28,3 49,3 33,3 28,0 48,3 34,0 27,7
Таблица 2 - Динамика запасов влаги в метровом слое почвы в зависимости от технологий обработки и под различными культурами севооборота перед посевом, мм (опытное поле КГСХА, среднее за 2010-2011 годы)
Технология обработки почвы Годы Культура севооборота
пшеница 1 пшеница 2 горох пшеница 3 ячмень
общая влага доступная влага общая влага доступная влага общая влага доступная влага общая влага доступная влага общая влага доступная влага
Отвальная 2010 182,3 54,0 163,7 35,4 162,4 34,1 164,1 35,8 166,1 37,8
2011 187,7 59,4 176,8 48,5 163,1 34,8 175,6 47,3 161,0 32,7
Комбинированная 2010 182,0 53,7 163,7 35,4 163,1 34,8 161,3 33,0 164,3 36,0
2011 181,2 52,9 163,7 35,4 150,4 22,1 181,8 53,5 159,2 30,9
Нулевая 2010 173,4 45,1 154,4 26,1 163,1 35,2 162,8 34,5 160,3 32,0
2011 160,8 32,5 153,5 25,2 146,1 17,3 151,2 22,9 151,1 22,8
Дисковая 2010 178,7 50,4 156,2 27,9 156,1 37,8 166,8 38,5 166,4 38,1
2011 165,4 37,1 160,7 32,4 161,3 33,0 157,2 28,9 153,0 24,7
Плоскорезная 2010 181,0 52,7 166,5 38,2 164,9 36,6 167,0 38,7 166,7 38,4
2011 167,9 39,6 155,1 26,8 147,4 19,1 164,4 36,1 157,0 28,7
Сидеральная - 1 2010 178,9 44,6 163,1 34,8 168,0 39,7 161,2 32,9 166,4 38,1
2011 168,5 40,2 166,6 32,3 165,1 36,8 166,6 38,3 158,5 30,2
Сидеральная - 2 2010 181,7 53,4 167,9 39,6 173,0 44,7 167,0 38,7 168,5 40,2
2011 169,9 41,6 155,5 27,2 155,7 27,4 165,8 37,5 155,7 27,4
доступной влаги. Самыми низкими запасами влаги отличалась нулевая технология, где механической обработки почвы, кроме воздействия на нее при посеве, не проводилось.
Следует отметить, что более высокие запасы влаги в почве обеспечивали технологии, где основная
обработка проводилась на большую глубину. Это -отвальная, комбинированная и сидеральная-2 технологии. По остальным вариантам подготовки парового поля существенных различий по запасам влаги не получено, однако они превышали нулевую технологию на 2,1-7,7 мм.
Вестник Курганской ГСХА № 4, 2012 Агроном11я и щртканогия 19
Запасы общей и доступной влаги под другими культурами севооборота были ниже по сравнению с паровым полем на 10,0-30,8 мм. Как в паровом поле, так и под другими культурами севооборота наименьшие запасы влаги отмечены на нулевой технологии. По нашему мнению это снижение происходит за счет меньшей общей скважности и влагоемкости почвы.
Исследованиями установлено, что как общие, так и доступные запасы влаги в почве перед посевом сельскохозяйственных культур в условиях 2010-2011 годов оказались ниже по сравнению со среднемного-летними данными на 80-100 мм и составили по различным технологиям и под различными культурами от 17,3 до 59,4 мм доступной влаги, что ниже сред-немноголетних данных за этот же период в 3-5 раз.
В то же время следует отметить, что основное количество доступной влаги, как после схода снега, так и в результате выпадающих весенне-летних осадков было сосредоточено в слое почвы 0-40 см. На остальной глубине (60-100 см) количество доступной влаги было незначительным, либо она отсутствовала в этих слоях вовсе.
Нами установлено, что в почве, на которой расположен севооборот, запас недоступной влаги в метровом слое составляет примерно 1283 тонны на 1 га или 128,3 мм. Выпадавшие осадки за вегетационный период оказали положительное влияние на влагообе-спеченность растений доступной влагой в пахотном горизонте, она была удовлетворительной, а в подпахотном горизонте очень низкой и даже нулевой.
Для большего накопления влаги и лучшего ее сохранения необходимо, чтобы почва имела оптимальную плотность. С ней непосредственно связаны водный, тепловой и воздушный режимы почвы, она является значительным фактором ее плодородия.
Приемы обработки почвы, изучаемые в наших исследованиях, оказывают определенное влияние на плотность почвы, снижая ее в обрабатываемом слое.
Определение объемной массы (плотности) почвы показало, что перед посевом сельскохозяйственных культур в опыте более рыхлой оказалась почва на вариантах с отвальной, комбинированной и сиде-ральной-2 технологиях, где применялись обработка
почвы проводилась на глубину от 18 до 25 см отвальным плугом и стойками СибИМЭ. Относительно более высокой плотностью отличались варианты с нулевой, дисковой и особенно плоскорезной технологией.
Ко времени созревания зерновых и бобовых культур в опыте почва в слое 0-10 см заметно уплотняется, повышая объемную массу на 0,03-0,12 г/см3. В слое 10-20 см и 20-30 см наблюдается аналогичная тенденция, и в целом плотность почвы достигает своего равновесного состояния.
Существенной разницы в плотности почвы под различными культурами севооборота, возделываемых по одной какой-то технологии, не отмечено.
Список литературы
1 Абрамов Н. В. Совершенствование основных элементов систем земледелия в лесостепи Западной Сибири: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. - Омск, 1992. - 32 с.
2 Исаенко В. А. Технология обработки почвы в условиях Зауралья и её эффективность // Материалы МНПК «Аграрная наука - основа инновационного развития АПК». - Курган, 2011. - С. 225-229.
3 Кузнецов П. И. Совершенствование теоретических основ и практических приемов повышения урожайности яровой пшеницы при интенсификации земледелия Зауралья // дис. ... докт. с.-х. наук. - Курган, 1988. - 321 с.
4 Холмов В. Г. Интенсивные технологии - основа увеличения продуктивности пашни и повышения плодородия почв // Материалы НПК «Использование научно-технического прогресса в земледелии с учетом экологической сбалансированности». - Омск. 1990. - С. 71-81.
5 Холмов В. Г., Юшкевич А. В. Интенсификация и ресурсосбережение в земледелии лесостепи Западной Сибири. - Омск: Изд-во ФГОУ ВПО Ом-ГАУ, 2006. - 396 с.
