CC BY
41
7. Рысин Л.П. Влияние рекреационного лесопользования на растительность / Л.П. Рысин, Г.А. Полякова // Природные
аспекты рекреационного использования леса. - М.: Наука, 1987. - С. 14-20.
+ + +
УДК 631.425.2:631.58:633.11 (571.15) М.Л. Цветков
ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООБОРОТА ПРИ МИНИМАЛИЗАЦИИ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ В УСЛОВИЯХ ПРИОБЬЯ АЛТАЯ
Ключевые слова: водный режим почвы, зернопаровой севооборот, минима-лизация основной обработки почвы, суммарный расход продуктивной влаги (суммарное водопотребление), среднесуточный расход продуктивной влаги из почвы, коэффициент водопотребления культуры.
Введение
В засушливых условиях уровень влаго-обеспеченности почвы — один из решающих факторов формирования урожая, подчиняющим себе всю агротехнику, заботы о влаге являются главными в земледелии степной и лесостепной зон Западной Сибири. Дефицит влаги здесь был и остается самым большим препятствием на пути к устойчивому земледелию. Поэтому основой зональных систем земледелия здесь должен служить комплекс агробиологических и агротехнических мероприятий, направленных прежде всего на максимальное накопление выпадающих в зоне осадков, их сбережения и рациональное расходование почвенной влаги и осадков на выращивание единицы урожая [1-4].
В этих условиях зернопаровые севообороты будут наиболее эффективными [5, 6].
Одним из мероприятий, улучшающим водный режим, является обработка почвы с сохранением стерни (безотвальная, плоскорезная, чизельная, мульчирующая, поверхностная и др.) [7].
В последние десятилетия в связи с общемировой тенденцией перехода земледелия к энергоресурсосберегающим технологиям широкое распространение получила минимализация обработки почвы.
Сообщение 2
В значительной степени этому способствовало и выявление ряда отрицательных моментов при использовании традиционных глубоких обработок почвы (образование плужной подошвы, дифференциация пахотного слоя, усиление эрозии почвы и т.д.).
По мнению В.И. Кирюшина (2006), главное заключается в том, что обработка почвы должна рассматриваться непременно как элемент агротехнологии, находящийся в тесном взаимодействии с другими элементами (севооборот, доля пара, предшественник, удобрение, пестициды и т.д.) и агроэкологическими условиями, которые в той или иной мере определяют выбор способа обработки, глубины, частоты, возможности совмещения операций [8]. Находясь в системном взаимодействии, главные элементы агротехнологий имеют общие функции. Например, севооборот и система обработки почвы несут функции регулирования водного режима почв, оптимизации их структурного состояния, регулирования фитосанитарного состояния агроценозов, защиты почв от водной и ветровой эрозии, регулирования режима органического вещества и биогенных элементов. В одних случаях та или иная функция может быть усилена соответствующим выбором или корректировкой севооборота, в других — системы обработки почвы.
Целью наших исследований являлось выявление возможности минимализации основной обработки почвы в пятипольном зернопаровом севообороте в условиях Приобья Алтая. В задачи исследований входило определение влияния минимали-зации основной обработки почвы на ос-
новные показатели почвенного плодородия, в том числе и на водный режим возделываемых культур севооборота.
Предыдущими публикациями [9-11] автором показан водный режим парового поля обозначенного севооборота и возделываемых в нем сельскохозяйственных культур. Предлагаемой публикацией продолжается анализ полученных результатов по водному режиму под возделываемыми культурами севооборота.
Объекты и методы исследований
В более полном объеме данный раздел представлен в предыдущей нашей публикации [9].
Объектами исследований служили:
а) пятипольный зернопаровой севооборот с чередованием культур: пар чистый — яровая пшеница — горох — яровая пшеница — овес;
б) орудия основной обработки: КПГ-250; КПШ — 5 и ЛДГ-10;
в) почва — чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый.
В опытах проводили полевые исследования и лабораторные анализы по методикам, принятым в научных учреждениях: влажность почвы определялась термостатно-весовым методом. Глубина отбора образцов до одного метра по 10-сантиметровым слоям, размещение скважин по замкнутому треугольнику, повторность 3-6-кратная [12, 13]. Некоторые водно-физические константы (плотность, влажность завядания, наименьшая влагоем-кость) взяты из работы Г.В. Журавлевой (1970) [14].
Математическую обработку проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [13].
Результаты исследований и их обсуждение
В предыдущей публикации по водному режиму возделываемых культур изучаемого севооборота были показаны результаты процесса поступления влаги в почву [11]. В предлагаемой работе в большей мере будут представлены материалы по расходам продуктивной влаги под возделываемыми культурами севооборота.
Так, в таблице 1 представлен расход влаги всеми возделываемыми культурами изучаемого севооборота в зависимости от приема основной обработки почвы. Согласно представленным данным наибольший суммарный расход (или суммарное водопотребление) — от 296,6 до 306,9 мм
был отмечен у яровой пшеницы по чистому пару. Это объясняется получением наибольшей фитомассы данной культурой из всех изучаемых в опыте. Далее следовала яровая пшеница по гороху, очень близкие показатели отмечены для овса. Более низкие показатели (от 249,3 до 272,9 мм) были у гороха. Мы это связываем, во-первых, меньшим урожаем данной культуры и, во-вторых, меньшим ее вегетационным периодом.
Если у гороха прослеживается тенденция снижения суммарного расхода влаги в связи с уменьшением глубины основной обработки почвы, то у яровой пшеницы по гороху отмечена прямо противоположная ситуация.
Яровая пшеница по чистому пару и овес не обладали такими четкими тенденциями.
Анализируя расход влаги по составляющим водный баланс, следует отметить, что большая часть его приходилась на осадки вегетационного периода. В зависимости от культуры он составлял от 68,7 (яровая пшеница по чистому пару) до 82,3% (горох) от общего расхода в среднем по изучаемым вариантам обработок.
Для первых двух культур изучаемого севооборота отмечено снижение расходов влаги из почвы с уменьшением глубины основной обработки. В этом мы видим возможность минимализации основной обработки почвы путем уменьшения ее глубины. Это один из путей энерго- и ресурсосбережения при возделывании сельскохозяйственных культур в исследуемых условиях (Приобье Алтая).
Отмеченная тенденция почти характерна и для овса, а вот яровая пшеница по гороху имеет четко обратную направленность.
Как бы еще более конкретизирующим показателем расходов влаги из почвы является их среднесуточный показатель (табл. 2).
Начало и конец вегетации возделываемых культур в изучаемом севообороте характеризовался более низкими показателями среднесуточного расхода продуктивной влаги из метрового слоя почвы. Максимальные значения данного показателя отмечены для зерновых культур на период «выход в трубку — цветение». В среднем по изучаемым обработкам на данный период наибольший показатель был у яровой пшеницы по чистому пару и гороху. Овес имел почти такой же показатель среднесуточного расхода влаги.
Таблица 1
Расход влаги возделываемыми культурами севооборота в зависимости от приема основной обработки почвы, мм (среднее за 1984-1986 гг.)
Варианты обработки Суммарный расход Расход влаги по составляющим водный баланс
от осадков | из запасов влаги в почве
Яровая пшеница по чистому пару
КПГ-250; 25-27 см (контроль) 306,9 100,0 206,2 67,2 100,7 32,8
КПШ-5; 12-14 см 296,6 100,0 206,2 69,5 90.4 30.5
ЛДГ-10; 6-8 см 297,3 100,0 206,2 69,4 91,1 30,6
Горох
КПГ-250; 25-27 см (контроль) 272,9 100,0 213,1 78,1 59.8 21.9
КПШ-5; 12-14 см 256,0 100,0 213,1 83,2 42,9 16,8
ЛДГ-10; 6-8 см 249,3 100,0 213,1 85,5 36,2 14,5
Яровая пшеница по гороху
КПГ-250; 25-27 см (контроль) 283,7 100,0 199,7 70,4 84,0 29,6
КПШ-5; 12-14 см 284,5 100,0 199,7 70,2 84,8 29,8
ЛДГ-10; 6-8 см 290,4 100,0 199,7 68,8 90,7 31,2
Овес
КПГ-250; 25-27 см (контроль) 282,3 100,0 199,7 70,5 82,6 29,5
КПШ-5; 12-14 см 287,2 100,0 199,7 69,3 87,5 30,7
ЛДГ-10; 6-8 см 279,3 100,0 199,7 71,5 79,6 28,5
Примечание. Числитель — расход влаги, мм; знаменатель — процент от общего расхода.
Таблица 2
Среднесуточный расход продуктивной влаги из метрового слоя почвы под возделываемыми культурами севооборота в зависимости от приема основной обработки, мм (среднее за 1984-1986 гг.)
Период Варианты опыта
КПГ-250; 25-27 см (контроль) КПШ-5; 12-14 см ЛДГ-10; 6-8 см
Яровая пшеница по чистому пару
Посев — кущение 0,2 0,1 0,6
Кущение — выход в трубку 3,6 3,1 3,1
Выход в трубку — цветение 3,9 3,9 4,1
Цветение — уборка 0,9* 0,8* 0,8*
Горох
Посев — всходы 0,2 1,4 0,07
Всходы — начало цветения 4,1 3,8 3,4
Начало цветения — полное цветение 1,1 0,2 0,6
Полное цветение — уборка 1,1 0,9 1,5
Яровая пшеница по гороху
Посев — кущение 2,0 1,2 2,7
Кущение — выход в трубку 2,7 2,6 3,3
Выход в трубку — цветение 4,0 4,3 3,7
Цветение — уборка 0,4 0,5 0,4
Овес
Посев — кущение 0,5 0,8 0,3
Кущение — выход в трубку 2,4 2,4 2,2
Выход в трубку — цветение 4,2 4,0 3,4
Цветение — уборка 1,2 1,6 1,0
Среднесуточный приход продуктивной влаги, мм.
Таблица 3
Расходы влаги, суммарное водопотребление и коэффициенты водопотребления
возделываемыми культурами севооборота в зависимости от приема основной обработки почвы (среднее за 1984-1986 гг.)
Варианты обработки Запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см, мм Расход влаги из почвы, мм Суммарное водопотреб-ление, мм Коэффициент водопотребления, мм/ц
начало вегетации конец вегетации
Яровая пшеница по чистому пару
КПГ-250; 25-27 см (контроль) 173,1 72,4 100,7 306,9 15,3
КПШ-5; 12-14 см 168,8 78,5 90,3 296,5 14,1
ЛДГ-10; 6-8 см 153,0 61,9 91,1 297,3 14,0
Горох
КПГ-250; 25-27 см (контроль) 158,1 98,3 59,8 272,9 26,0
КПШ-5; 12-14 см 148,3 105,4 42,9 256,0 28,4
ЛДГ-10; 6-8 см 142,8 106,6 36,2 249,3 24,4
Яровая пшеница по гороху
КПГ-250; 25-27 см (контроль) 144,6 60,5 84,1 283,8 16,6
КПШ-5; 12-14 см 138,9 54,0 84,9 284,6 16,8
ЛДГ-10; 6-8 см 133,7 42,9 90,8 290,5 16,0
Овес
КПГ-250; 25-27 см (контроль) 151,8 69,2 82,6 282,3 10,8
КПШ-5; 12-14 см 150,2 62,9 87,3 287,0 11,0
ЛДГ-10; 6-8 см 136,4 56,7 79,7 279,4 10,2
Ни для одной из изучаемых культур севооборота не отмечено полностью для всех исследуемых периодов четкой однонаправленной тенденции, тем не менее в 6 случаях из 16 все-таки наблюдалась четкая тенденция снижения среднесуточного расхода продуктивной влаги из метрового слоя почвы с уменьшением глубины основной обработки. На наш взгляд, это существенно и может являться основанием для минимализации основной обработки почвы в зернопаровых севооборотах в условиях Приобья Алтая.
И если в качестве итогового показателя водного режима почв для возделываемых культур рассмотреть коэффициент водопотребления (табл. 3), то увидим, что наиболее низкие, так сказать, нормативные значения отмечены у овса. Далее по возрастающей (уже с ненормативными значениями) идет яровая пшеница по чистому пару и по гороху. Замыкает обозначенный ряд культура гороха. Объясняется это полученным уровнем урожая возделываемых культур. Если у овса в среднем по изучаемым обработкам он был в пределах 26,6 ц/га, то у яровой пшеницы по чистому пару — 20,8, по гороху — 17,4, у самого гороха — только 9,9 ц/га.
При этом следует отметить четкую тенденцию снижения коэффициента водо-потребления от глубокой плоскорезной обработки к поверхностной на всех изучаемых культурах севооборота. Однако мелкая плоскорезная обработка нарушала обозначенную тенденцию.
Заключение
Анализ результатов проведенных исследований позволяет нам заключить, что наибольший суммарный расход (суммарное водопотребление) отмечен у яровой пшеницы по чистому пару, а наименьший — у гороха. У гороха прослеживается тенденция снижения суммарного водопо-требления с уменьшением глубины основной обработки почвы. У яровой пшеницы по гороху отмечена противоположная тенденция.
Большая часть расходов (от 68,7 до 82,3%) в водном балансе возделываемых культур состояла из осадков вегетационного периода.
Для яровой пшеницы по чистому пару и гороху отмечено снижение расходов влаги из почвы с уменьшением глубины обработки.
Максимальные значения среднесуточного расхода продуктивной влаги из мет-
рового слоя почвы у зерновых культур изучаемого севооборота приходились на период «выход в трубку — цветение». Изучаемые обработки почвы не давали четкой тенденции по данному показателю.
Наиболее низкие показатели коэффициента водопотребления отмечены у овса, далее (по возрастающей) следовала яровая пшеница по чистому пару и гороху, и замыкал ряд горох. Отмечена чёткая тенденция снижения коэффициента водопо-требления от глубокой плоскорезной обработки КПГ-250 на 25-27 см к поверхностной — ЛДГ-10 на 6-8 см для всех возделываемых культур в севообороте.
На основании полученных результатов по суммарному водопотреблению культур, среднесуточному расходу продуктивной влаги, коэффициенту водопотреб-ления возделываемых культур можно сделать вывод о возможности минимали-зации основной обработки почвы в пятипольном зернопаровом севообороте в условиях Приобья Алтая.
Библиографический список
1. Жигайлов В.В. Мы за чистые пары /
B.В. Жигайлов, В.С. Кучеров, С.Г. Чека-лин // Земледелие. — 1989. — № 5. —
C. 29-32.
2. Попов И.И. Разработка и применение минимальной технологии обработки почвы в Среднем Поволжье / И.И. Попов // Земледелие. — 1989. — № 10. — С. 63-64.
3. Выблов Б.Р. Роль черного пара в Присивашье / Б.Р. Выблов, А.В. Выблова // Земледелие. — 1990. — № 9. — С. 38-39.
4. Мощенко Ю.Б. Оценка почвозащитной технологии возделывания пшеницы / Ю.Б. Мощенко // Земледелие. — 1990. — № 10. — С. 51-53.
5. Остапенко А.П. Паровому полю — совершенную систему ухода / А.П. Ос-
тапенко // Земледелие. — 1989. — № 2.
— С. 65-68.
6. Шиятый Е.И. Есть ли основания для категоричных выводов? / Е.И. Шиятый / / Земледелие. — 1989. — № 5. — С. 24-28.
7. Полуэктов Е.В. Борьба с эрозией и дефляцией при их совместном проявлении / Е.В. Полуэктов // Земледелие. — 1989.
— № 6. — С. 28-31.
8. Кирюшин В.И. Минимализация обработки почвы: перспективы и противоречия / В.И. Кирюшин / / Земледелие. — 2006.
— № 5. — С. 12-14.
9. Цветков М.Л. Режим влажности парового поля при минимализации основной обработки почвы в условиях Приобья Алтая / М.Л. Цветков / / Аграрная наука — сельскому хозяйству: сб. ст. III Между-нар. науч.-практ. конф. — Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. — Кн. 1. — С. 569-573.
10. Цветков М.Л. Режим влажности почвы в паровом поле при минимализации основной обработки в условиях Приобья Алтая / М.Л. Цветков // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2010. — № 1(63). — С. 24-30.
11. Цветков М.Л. Водный режим почвы зернопарового севооборота при минима-лизации основной обработки в условиях Приобья Алтая / М.Л. Цветков // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2010. — № 5(67) — С. 35-40.
12. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге / А.А. Роде. — Л.: Гидро-метеоиздат, 1969. — Т. 2. — 297 с.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. — Изд. 4-е, перераб. и доп. — М.: Колос, 1979. — 416 с.
14. Журавлева Г.В. Водно-физические константы выщелоченного чернозема Алтайского края / Г.В. Журавлева // Почвоведение. — 1970. — № 3. — С. 149-155.
+ + +
