CC BY
22
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
УДК 631.445.4: 631 .51.01: 631.432
Водный режим чернозема обыкновенного при минимизации вспашки
Я.З. КАИПОВ, доктор сельскохозяйственных наук Г.К. ЗАРИПОВА, кандидат сельскохозяйственных наук
Башкирский НИИ сельского хозяйства
E-mail: akaipov@mail. ru
При уменьшении глубины вспашки в большинстве лет улучшается влагона-копление в метровом слое чернозема обыкновенного. Эффективность минимизации обработки в регулировании водного режима почвы зависит от ее увлажнения осенью предшествующего года. Минимизация обработки почвы не приводит к снижению продуктивности кормовых севооборотов и способствует ресурсосбережению.
Ключевые слова: чернозем обыкновенный, водный режим, обработка почвы, увлажнение сезонов года, кормовые севообороты, продуктивность.
В условиях неустойчивого и недостаточного увлажнения основная роль в накоплении влаги в осенне-зимний период, а также ее сохранении весной и рациональном использовании в период вегетации принадлежит рационально подобранному способу обработки почвы. В настоящее время все большее распространение в хозяйствах получают приемы минимизации обработки почвы. Мы исследовали влияние таких обработок на свойства почвы, урожайность культур севооборота, энергетическую и экономическую эффективность технологий.
Полевой стационарный опыт проводили в ОПХ «Баймакское» Башкирского НИИ сельского хозяйства, расположенном в Зауральской степи Республики Башкортостан. Рельеф опытного поля - равнинный. Почва - чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый с мощностью гумусового горизонта 43-4S см.
3 Земледелие № 2
Две системы обработки - с обычной и минимизированной вспашкой
- сравнивали на полях двух кормовых севооборотов: семипольного лугопастбищного (многолетние травы пяти лет жизни - ячмень с по-укосным рапсом - викоовсяная смесь с поукосной суданской травой) и пятипольного прифермского (кукуруза
- озимая рожь с поукосной викоов-сяной смесью - вика+овес в основном и поукосном посевах - могар+-донник - донник второго года жизни). Влияние обработки на урожайность культур и продуктивность севооборотов изучали на фонах без удобрения и с удобрением, а также без орошения и с орошением. Дозы удобрений под многолетние травы без орошения составляли от Р30Кз0 до 1Х60Р45К45 (в зависимости от их возраста), при орошении - от Р60К40 до М180Р60К40. Однолетние культуры севооборотов удобряли дозами соответственно фонам увлажнения от
Х40Р60К20-45 д° Х 40-60 Р 60-90 К 20-40. Опытные делянки орошали дождевальной установкой кругового действия «Фрегат».
В лугопастбищном севообороте при обычной обработке под многолетние травы и ячмень глубина вспашки составляла 28-30 см, при минимизированной - 20-22 см, под викоовсяную смесь по ячменю - соответственно 25-27 и 16-18 см. В прифермском севообороте обычную вспашку под кукурузу проводили на глубину 28-30 см, минимизированную - на 23-25 см; под вико-овес -соответственно на 20-22 и 16-18 см; под могар+донник - соответственно на 25-27 и 20-22 см.
Среднегодовая сумма атмосферных осадков в ОПХ «Баймакское» -320 мм. За вегетационный период (с мая по сентябрь) выпадает в сред-
нем 192 мм осадков. ГТК за период с температурами выше 10 °С составляет 0,6-0,8.
В исследованиях структурно-агрегатный состав почвы определяли по методу Саввинова, плотность сложения - по методу Качинского, влажность почвы - термостатно-весовым методом. Влажность завядания растений и продуктивную влагу определяли расчетным методом.
В среднем за 2002-200S гг. содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы под однолетними культурами лугопастбищного севооборота на фоне минимизированной вспашки было значительно больше, чем на фоне обычной (табл. 1). При минимизированной вспашке среднегодовые запасы продуктивной влаги под викоовся-ной смесью составили 121 мм, что на 13 мм больше, чем при обычной. Исключением был 2002 г., когда предпосевные запасы влаги на фоне минимизированной обработки значительно уступали вариантам с обычной вспашкой. В середине вегетации и перед уборкой, наоборот, в варианте с минимизированной обработкой продуктивной влаги было несколько больше за счет лучшей ее сохранности. Тем не менее, в среднем за вегетацию запасы продуктивной влаги в этот год в обоих вариантах существенно не различались.
Запасы продуктивной влаги под многолетними травами по фонам обработки были практически одинаковыми (см. табл. 1). Отсутствие разницы по содержанию продуктивной влаги в почве в полях многолетних трав объясняется тем, что наблюдения проводились на травах третьего года жизни. В длительно необрабатываемой почве водный режим выравнивался, несмотря на первона- Ы чальное применение механических s обработок различной интенсивнос- <в ти. Разница по запасам продуктивной л влаги в почве под однолетними куль- ы турами по фонам обработки зависе- z ла от распределения атмосферных р осадков по сезонам года. р
В годы с увлажненным осенним 2
со
I. Динамика запасов продуктивной влаги в слое 0-100 см под культурами севооборота
в зависимости от обработки почвы, мм
№ севооборота, культура Год Перед посевом В середине вегетации Перед уборкой В среднем за вегетацию
О М О М О М О М
1. Много- 2002 157 157 78 78 59 59 98 98
летние 2003 108 115 136 143 101 101 115 120
травы 2004 170 167 76 75 38 47 95 96
третьего года 2005 158 153 63 74 0 6 68 70
жизни В среднем 148 148 88 93 45 49 94 97
2. Викас 2002 174 159 72 76 66 71 104 102
овес 2003 192 237 156 173 96 136 148 182
на зеленую 2004 218 230 90 95 0 4 100 107
массу 2005 161 221 56 50 18 14 78 95
В среднем 186 212 93 99 43 56 108 121
НСР05 по культурам 8,6 5,3 4,1 6
по обработкам 7,5 4,8 5,1 5,8
Примечание. О - обычная глубокая вспашка, М - минимизированная вспашка.
периодом, когда после основной обработки выпадает более 65-70 мм осадков, преимущество во влагозарядке бывает за минимизированной обработкой. Так, после влажной осени 2002 и 2004 гг., когда соответственно выпало 68 и 96 мм осадков, запасы продуктивной влаги весной 2003 и 2005 гг. по фону минимизированной вспашки составляли 237 и 221 мм, а на фоне обычной обработки - 192 и 161 мм, т. е. были на 23-27 % меньше (см. табл. 1). Более высокая влагозарядка минимально обработанной почвы в годы с увлажненной осенью объясняется особенностью строения пахотного слоя и характера погоды в наблюдаемый период. В варианте с обычной обработкой почва вспахивается глубоко, в среднем на 25-30 см, в зависимости от места в севообороте. В результате глубокого рыхления с оборотом пласта пахотный слой имел значительно более глыбистое сложение по сравнению с минимальной обработкой, что способствовало повышенному испарению почвенной влаги в достаточно теплую погоду осеннего и предзимнего периодов. Минимизированная отвальная вспаш-
ка в среднем на 16-20 см способствует лучшему крошению верхней части пахотного слоя и менее глыбистому и более выровненному сложению поверхности почвы. Это является одной из основных причин лучшего влагонакопления. Немалое значение имеет при минимизированной вспашке и сосредоточение стерневых и корневых остатков в верхней половине пахотного слоя, что дополнительно способствует не только уменьшению испарения почвенной влаги, но и увеличивает впитывание дождевых вод.
В 2002 г. в варианте с минимизированной обработкой весенних запасов продуктивной влаги в почве накопилось меньше, чем при обычной, поскольку ему предшествовала засушливая осень 2001 г. Излишне сухая и поэтому уплотненная почва хуже впитывала влагу осенне-зимних осадков.
Более существенная разница по содержанию продуктивной влаги в почве в зависимости от интенсивности обработки была на фоне орошения. В среднем за 2002-2005 гг. весенние запасы продуктивной влаги под травостоями многолетних трав в
метровом слое почвы по обоим фонам обработки были одинаковыми (1SS-1S6 мм). Пахотный слой был более увлажнен в варианте с минимизированной вспашкой (табл. 2). В межполивной период содержание влаги по вариантам обработки было практически одинаковым.
Согласно результатам проведенных ранее исследований и данного опыта под влиянием минимизированной обработки устанавливаются более благоприятные агрофизические свойства почвы по сравнению с обычной интенсивной обработкой: улучшается структура, снижается плотность, повышается водопроницаемость [I, 2]. Эти положительные изменения способствовали лучшему впитыванию поливной воды по сравнению с обычной обработкой в данном полевом опыте с орошаемыми севооборотами. В результате сразу после поливов содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы при минимизированной обработке было значительно выше, чем при обычной (см. табл. 2).
Относительная прибавка влажности в вариантах с минимизированной обработкой составляет 8 %. Пример-
2. Влияние обработки почвы на содержание продуктивной влаги под многолетними травами второго года жизни на фоне орошения, мм (в среднем за 2002-200S гг.)
Слой почвы, см нВ 3-я декада апреля. начало отрастания Середина июня. После полива Середина августа. Перед поливом под второй укос 3-я декада августа. После полива
О М О М О М О М
0-30 Разница 0-100 Разница 71 200 53 155 58 +5 (9 %) 156 0 66 182 72 +6 (9 %) 196 +14 (8 %) 48 143 52 +4 (4 %) 146 +3 (2 %) 61 175 64 +3 (5 %) 183 +8 (5 %)
нСр05 3,5 Примечание. О - обычная глубокая вспашка, М 4,0 2,9 - минимизированная вспашка. 4,6
18
.......-о Продуктивная влага при минимальной вспашке
О - осенние осадки (сентябрь-ноябрь), 3 - зимние осадки (декабрь-февраль)
Зависимость весенних запасов продуктивной влаги в почве от увлажнения осенне-зимнего периода и способа обработки
но такая же разница наблюдается и в слое 0-30 см.
Закономерность увлажнения почвы в зависимости от систем обработки повторялась и после полива, проведенного в конце вегетации трав (в третьей декаде августа).
Это позволяет сделать вывод, что при орошении обыкновенных черноземов с оптимальными агрофизическими свойствами целесообразно минимизировать основную обработку. Эффективность такого приема в регулировании водного режима в условиях орошения более высокая, чем на богаре.
Во второй ротации кормового севооборота (2006-2010 гг.) среднегодовые запасы продуктивной влаги в метровом слое перед посевом и в конце вегетации однолетних культур по системам обработки почвы были примерно одинаковыми. В отдельные же годы обнаружились различия, обусловленные погодными условиями. В 2006 и 2009 гг. предпосевные запасы продуктивной влаги были более высокими на фоне глубокой вспашки. Перед посевом 2006 г. при минимизированной обработке в слое почвы 0-100 см содержалось 76 мм влаги, что на 36 % меньше, чем при обычной вспашке. В 2009 г. преимущество по накоплению продуктивной влаги было также за обычной вспашкой: метровый слой содержал 191 мм влаги, тогда как при минимизированной обработке - всего 179 мм. Пред-
посевные влагозапасы в 2007, 2008 и 2010 гг. были более высокими при минимизированной обработке.
На различие во влагонакоплении оказывали влияние атмосферные осадки осеннего, и в меньшей мере - зимнего периода.Годам с преимущественным накоплением влаги в почве по обычной обработке (2006 и 2009) предшествовала засушливая осень. В 2007, 2008 и 2010 гг., которым предшествовала осень с нормальным увлажнением, преимущество в весенней влагозарядке было за минимизированной вспашкой. Меньшее влияние оказали зимние осадки, однако тенденция была такова: чем больше зимних осадков, тем выше преимущества минимизированной обработки по накоплению влаги (рис.)
Как видно из рисунка, 2006 и 2009 гг., когда по предпосевным запасам влаги преимущество было за обычной вспашкой, предшествовала осень с малым количеством осадков. 2007, 2008 и 2010 гг. предшествовала влажная осень, и относительно более влажная и рыхлая почва лучше сохранила свое сложение при минимизированной обработке, что способствовало более высокому влагонакоплению.
Сведений в литературе о различиях влияния систем обработки на водный режим почвы в зависимости от сезонной изменчивости погоды встречается мало. Косвенно о
влиянии погоды предшествующей осени на предпосевные запасы влаги в почве можно судить по материалам Безенчукской опытной станции [3]. Согласно этим многолетним данным, в засушливых районах преимущество во влагонакоплении ко времени посева имеет более глубокая вспашка. В опыте Татарского НИ-ИСХ с типичными черноземами в 1977 г. с предшествующей сухой осенью весенние запасы продуктивной влаги в почве по всходам гороха при глубокой вспашке и плоскорезной обработке были значительно выше, чем при мелких обработках. В другие годы, которым предшествовала осень с нормальным увлажнением, весенние запасы влаги по способам обработки были одинаковыми [4]. В исследованиях, проведенных в степи Северного Казахстана, независимо от условий увлажнения предшествующей осени, при мелкой обработке чернозема южного запасы продуктивной влаги перед посевом были ниже, чем при глубокой [Ъ].
В нашем опыте в лугопастбищном севообороте на богаре не обнаружено существенной разницы в средней продуктивности севооборота по способам обработки почвы. Средняя за 2001-200S гг. по севообороту урожайность сухого вещества кормового сырья при обычной обработке составила 48,0, при минимизированной - 49,4 ц/га.
Применение орошения значительно меняет обстановку в лугопаст-бищном севообороте. Оптимизация водного режима способствует резкому улучшению условий роста и развития культур. Средневзвешенная урожайность сухого вещества в орошаемом лугопастбищном севообороте при минимизированной обработке составила 98,4 ц/га, что на 2^-2,6 ц/га выше, чем при обычной.
В среднем за 2006-2010 гг. луго-пастбищный севооборот обеспечил сбор кормовых единиц с 1 га на фоне рекомендуемых доз удобрений - 2S,3-2S,9 ц, расчетных доз - 29,630,0 ц (без орошения). Кормовая продуктивность прифермского севооборота была существенно выше (соот- | ветственно по фонам удобрений от ® 38,3 до 40,4 ц корм. ед/га). 1
Таким образом, минимизация ^
вспашки не приводит к снижению 2
кормовой продуктивность лугопаст- 2
бищного и прифермского севообо- м
ротов. Однако на фоне без удобре- 1
со
УДК 631.51:631.582
Обработка почвы в севообороте
ний при минимизированной обработке почвы сохраняется тенденция снижения продуктивности приферм-ского севооборота по сравнению с обычной обработкой. Причина снижения урожаев при минимизированной обработке - повышенная засоренность. Следует отметить, что минимизация обработки почвы способствовала уменьшению затрат на I га площади на 4-6 %.
Литература
1. Каипов Я.З. Сохранение и воспроизводство плодородия черноземов в ресурсосберегающих технологиях полевого кормопроизводства на Южном Урале: Дисс. ... доктора с.-х. наук. - Уфа: БНИ-ИСХ, 2008. - С. 121-123.
2. Абдуллин М.М., Каипов Я.З. Улучшение водопроницаемости лесостепных и степных черноземов Южного Урала// Земледелие, 2011. - № 1. - С. 11-12.
3. Бондарева В.Ю., Мильчевская Л.Я. Совершенствование почвозащитного земледелия на черноземах. Обзорная инф. Госагропром СССР, ВАСХНИЛ, ВНИИТЭИ. - М., 1989. - 49 с.
4. Кирдин В.Ф. Совершенствование системы основной обработки почвы на типичных черноземах среднего Поволжья: Дисс. ... канд. с.-х. наук. - ТатНИ-ИСХ, 1983. - С. 73.
5. Зинченко И.Г., Зинченко С.И. Глубина плоскорезной обработки почвы в Северном Казахстане//Земледелие, 1991. - № 12. - С. 58-61.
Статья поступила в редакцию I0.04.2012
Water regime of chernozem typical soil as the result of minimization of ploughing
Ya.Z. Kaipov, G.K. Zaripova
Decrease the depth of the ploughing leads to improvement accumulation of water in a meter layer of chernozem typical soil. Efficiency of minimization of the soil' tilling in regulation of water regime depends to conditions of « humidifying in autumn of previous year.
0 Minimization of the soil' tilling doesn't lead N to decrease of productivity of crop rotations ^ and helps cost-effective use of
z resources.
s Keywords: chernozem typical soil, water
§ regime, soil treatment, humidifying of
J seasons of year, fodder crop rotations,
1 productivity.
m ■
20
A.A. БОРИН, кандидат сельскохозяйственных наук O.A. КОРОВИНА, А.Э. ЛОЩИНИНА
Ивановская государственная сельскохозяйственная академия им. академика Д.К. Беляева E-mail: [email protected]
Многолетние исследования в стационарном полевом севообороте различных систем обработки почвы показали неодинаковое влияние их на свойства и плодородие почвы, засоренность посевов и урожайность культур. Установлена возможность применения безотвальной обработки почвы как самостоятельно, так и в сочетании с традиционными приемами.
Ключевые слова: приемы обработки почвы, свойства почвы, плодородие, засоренность, урожайность.
Обработка почвы - важное звено системы земледелия. Механическое воздействие на почву машин и орудий оказывает существенное влияние на агрофизические, химические и биологические свойства почвы, и в конечном итоге - на ее плодородие и урожай.
На опытном поле нашей академии с 1989 г. в стационарном полевом севообороте изучаются различные системы обработки почвы - отвальной (общепринятой для центральных районов Нечерноземной зоны), безотвальной и комбинированной, чтобы установить их влияние на агрофизические и агрохимические показатели почвы, засоренность посевов, развитие и урожайность культур. Прошли три ротации севооборота (пар чистый - озимая пшеница - овес + клевер - клевер - озимая рожь -
картофель - ячмень), поэтому можно подвести определенные итоги результатов исследований.
При отвальной системе обработки почвы под все культуры севооборота, в том числе и в поле чистого пара, использовали орудия, традиционно применяемые в центре Нечерноземной зоны. Основную обработку на глубину 20-22 см проводили отвальным плугом ПЛН-3-ЗS, предпосевную на глубину 10-12 см - культиватором КПС-4, дисковой бороной БДТ-3 или комбинированным агрегатом РВК-3,6 (в зависимости от культуры), выравнивание почвы и закрытие влаги - зубовой бороной БЗТС-1 на глубину 4^ см.
При безотвальной системе под все культуры для основной обработки почвы на глубину 20-22 см применяли культиватор-глубокорыхпитель КПГ-2,2, для мелкой на 10-12 см -культиваторы КПШ^ и КПЭ-3,8, борону БДТ-3, а для закрытия влаги -игольчатую борону БИГ-3.
В системе комбинированной обработки основную отвальную вспашку проводили плугом ПЛН-3-3S, предпосевные обработки - культиваторами КПЭ-3,8 и КПШ^, боронами БДТ-3 и БИГ-3, т. е. сочетали орудия, предназначенные для отвальной и безотвальной технологий.
Почва опытного участка - дерно-во-среднеподзолистая легкосуглинистая с содержанием гумуса 1,612,40 %, подвижных форм фосфора 170-210 мг, калия - 110-170 мг на 1 кг почвы, рНсол 4,6-6,4. Мощность пахотного слоя - 21-22 см. Удобрения применяли согласно рекомендациям, разработанным для Ивановской области.
I. Объемная масса почвы в разных полях севооборота
в зависимости от системы обработки, г/см3 (в среднем за вегетационные периоды 1989-2009 гг.)
Система обработки почвы Слой почвы, см Пар чистый Озимая пшеница Овес + клевер Клевер Озимая рожь Картофель Ячмень
Отвальная 0-10 1,11 1,24 1,18 1,27 1,27 1,12 1,17
I 0-20 1,24 1,37 1,37 1,38 1,47 1,24 1,35
Безотвальная 0-10 1,12 1,25 1,19 1,25 1,27 1,09 1,16
10-20 1,25 1,40 1,35 1,41 1,39 1,20 1,35
Комбинированная 0-10 10-20 1,14 1,31 1,25 1,41 1,19 1,39 1,29 1,42 1,26 1,40 1,11 1,25 1,18 1,33
