CC BY
105
Агрохимическая характеристика чернозема типичного в шестипольном севообороте (Воронежская обл., 2010 г.)
Вариант рН Нг Са2с +Мд2+ Са2с Содержание, мг/кг Гумус, %
мг-экв/100 г почвы ?205 К20
Контроль 5,16 5,7 32,0 25,4 88 100 6,14
(NPK)120 5,10 6,2 31,2 25,8 122 116 6,28
(NPK)240 5,01 6,6 30,8 24,0 184 154 6,24
Навоз, 8,3 т/га 5,31 5,2 32,4 27,4 128 164 6,37
Навоз, 4,2 т/га + (NPK) 5,20 5,3 31,5 25,6 134 160 6,31
Навоз, 11,7 т/га + (NPK)i20 5,27 5,4 31,4 25,4 132 179 6,59
1969 год 6,00 4,0 69 220 6,70
ния способствовало увеличению этого показателя еще на один класс обеспечености - S класс.
По количеству обменного калия почва на контроле соответствовала 4-му классу (повышенная обеспеченность). Применение (ЫРК)120 увеличивало содержание К20 на 16 мг/кг, но оно оставалось в пределах 4-го класса. Во всех остальных вариантах почва соответствовала S-му классу (высокая обеспеченность).
В условиях современного земледелия применение удобрений имеет разнонаправленный характер. С одной стороны, улучшается питательный режим почвы, с другой - ухудшаются ее физико-химические показатели [3, 4]. Так, величина обменной кислотности в контрольном варианте составила S,16, т.е. соответствовала классу слабокислых почв. Применение удобрений в одинарной дозе снижало этот показатель до S,10, а при внесении двойной дозы полного минерального удобрения рНсол составлял S,01. Использование органических удобрений повышало обменную кислотность до S,31.
Величина гидролитической кислотности оказалась более подвержена изменениям. При внесении минеральных удобрений она возрастала до 6,2-6,6 мг-экв. на 100 г почвы, при использовании органических удобрений - снижалась до S,2-S,4 мг-экв. на 100 г почвы. При внесении органических удобрений отмечалась тендеция к увеличению содержания Са2++Мд2+ и Са2+, при внесении минеральных - к уменьшению этих показателей.
Таким образом, многолетнее использование удобрений в севообороте увеличило его продуктивность на 39^ %, стабилизировало содержание гумуса, повысило содержание доступных форм фосфора и калия на 1-2 класса обеспеченности, но вместе с тем привело к подкисле-нию чернозема типичного. Применение высоких доз минеральных удоб-
рений в севообороте должно в обязательном порядке сопровождаться внесением навоза и известковых удобрений.
Литература
1. Результаты длительных исследований в системе географической сети опытов с удобрениями Российской Федера-ции.Выпуск 2./Под ред. В.Г. Сычева. -М.: ВНИИА, 2012. - 320 с.
2. Постников А.В., Богданов И.Н., Бондарь Р.С. и др. Химизация в отраслях АПК. Ч. 1. Растениеводство: справочник.
- М.: Росагропромиздат, 1989. - 320 с.
3. Носко Б.С., Христенко А.А. Эволюция показателей почвенного плодородия и их оптимальные параметры в условиях интенсификации земледелия на Украине. Параметры плодородия основных типов почв. - М.: Агропромиздат, 1988.
- С. 237-253.
4. Чеботарев Н.Т., Хомченко А.А. Изменение свойств почвы и продуктивности севооборота при длительном применении удобрений//Агрохимический вестник, 2009. - № 6. - С. 10-11.
Productivity
of grain-fallow-tilled crop rotation and fertility of chernozem under the influence of fertilizers
L.P. Krutskikh, R.N. Lutsenko
In field stationary experiment in the conditions of forest-steppe of Central Chernozem zone we have studied the efficiency of systematic application of organic and mineral fertilizers. Long-term use of fertilizers increased the productivity of crop rotation, stabilized humus content in the soil, increased the content of available phosphorus and potassium, but it led to acidification of chernozem typical. Keywords: fertilizers, chernozem typical, productivity of crop rotation.
УДК 633.11 «324»:631^8:631.432
Запасы доступной влаги в почве под озимой пшеницей по занятому и сидеральному парам
А.Н. ПИЧУГИН, кандидат сельскохозяйственных наук
Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра E-mail: alpavp@mail. ru
Использование сидерата в пару как отдельно, так и совместно с минеральными удобрениями улучшает агрофизические свойства, уменьшает непродуктивное испарение с поверхности почвы и тем самым способствует более полному и рациональному испарению влаги почвой.
Ключевые слова: озимая пшеница, занятый пар, сидеральный пар, влажность почвы, доступная влага.
Урожайность озимой пшеницы в Центрально-Черноземном регионе ограничивается содержанием доступной влаги в почве. Водно-физические показатели чернозема выщелоченного при комплексном повышении плодородия почв изучались автором в 2001-2009 гг. в стационарном опыте кафедры земледелия Воронежского ГАУ, заложенном в 1993 г. член-корреспондентом РАСХН М.И. Сидоровым и доктором сельскохозяйственных наук Н.И. Зезюко-вым. Исследования проводили в севообороте пар (занятый и сидеральный) - озимая пшеница - сахарная свекла - ячмень. Все варианты опыта размещены по двум блокам: блок А - занятый пар, блок Б - сидераль-ный пар. В первом случае в почву поступают только пожнивно-корне-вые остатки, во втором - надземная масса и корни сидерата, т.е. варианты размещены методом расщепленных делянок.
Варианты были следующие:
1. Занятый пар (ЗП) - озимая рожь и озимая вика на зеленый корм, в подкормку 1Х30(контроль 1).
2. ЗП + М100Р100К100 под озимую пшеницу и М100Р100К100 под сахарную свеклу + навоз, 40 т/га (Н) под основную обработку осенью + пожнивный посев горчицы сарептской на зеленый корм (Ск) после озимой пшеницы.
3. ЗП + М100р100к,00 поД озимую пшеницу и М100Р100К100 под сахарную свеклу + Ск + биологический урожай соломы озимой пшеницы, 5-7 т/га (Сп).
4. В занятом пару - Х50Р50К50, под озимую пшеницу - Х100Р100К100, под сахарную свеклу - Ы150Р150К150 и де-фекат, 10 т/га (Д)+ Ск +
5. Сидеральный пар (СП) - озимая рожь + озимая вика на зеленое удобрение, в подкормку 1Х30 (контроль 2).
6. СП + под озимую пшеницу Х100Р100К100, под сахарную свеклу Ы100Р100К100 + навоз, 40 т/га + пожнивный посев горчицы сарептской на зеленое удобрение (Суд) после озимой пшеницы + запашка биологического урожая соломы ячменя (Ся) на удобрение.
7. СП + Ся + под озимую пшеницу Х100Р100К100,"под сахарную свеклу N Р К + С + С
100 100 100 уд оп.
8. СП + Х50Р50К50 + под озимую пшеницу Х100Р100К100, под сахарную свеклу Х150Р150К150+ Д + С + С + С .
3 150 150 150 1 1 уд оп я
Режим влажности почвы определяли приходными и расходными статьями. Превалирование одних над другими определяет два сезонных момента - накопление влаги в почве или ее интенсивное расходование.
Одним из основных показателей является весенний запас влаги, который зависит в первую очередь от количества осадков холодного периода. Влияние изучаемых факторов на весенние влагозапасы прослеживается по всем вариантам опыта. В среднем за годы исследований в занятом пару содержание доступной
влаги в слое 0-200 см составило 246274 мм (табл. 1). В среднем за 10 лет исследований запас доступной влаги весной в вариантах с сидераль-ным паром составил 256,3-287,9 мм, что на 10,0-18,5 мм выше, чем в вариантах с занятым паром. В варианте 2 с занятым паром (ЗП + Н + (ХРК)200 + С к) на фоне последействия навоза запас доступной влаги был на 25 мм выше, чем на контроле (ЗП+ Х30). Последействие навоза проявлялось и в сидеральном пару. Содержание доступной влаги в сидеральном пару при исключении соломы, но на фоне последействия навоза было выше, чем на контроле 2, на 23,8 мм. Последействие дефеката, вносимого под сахарную свеклу, на содержание влаги в почве не проявилось.
К фазе колошения озимой ржи и бутонизации озимой вики запасы доступной влаги снижались по всем вариантам опыта: в занятом пару в слое почвы 0-200 см в среднем на 81-109 мм, а в сидеральном - на 91122 мм. Из общего расхода почвенной влаги за этот период 62-80 % приходилось на слой почвы 0-100 см. Более высокий расход влаги в сидеральном пару объясняется формированием большей биомассы парозо-нимающих культур. Урожайность зеленой массы в сидеральном пару в среднем за годы исследований была выше на 12,5-26,1 ц/га, чем в занятом.
Между урожайностью зеленой массы парозанимающей культуры и запасом влаги в слое почвы 0-100 см проявляется обратная корреляционная зависимость. Чем больше урожайность парозанимающей культуры, тем меньше запас доступной влаги в почве. Коэффициент корреляции для слоя 0-100 см составил -0,90 (¿ = -5,3; t05= 2,45). Уравнение регрессии между содержанием доступной вла-
I. Элементы баланса доступной влаги в слое почвы 0-200 см в занятом и сидеральном парах (в среднем за 2001-2009 гг.)
Вариант опыта Запас влаги весной, M м Запас влаги после уборки (запашки) зеленой массы, мм Урожайность зеленой массы, т/га Послеуборочный период, дн. Сумма осадков за период парования, M м Запас влаги перед севом озимой пшеницы, м м Общий расход влаги, м м
I 246,3 165,3 18,9 65 126,2 201,8 89,7
2 271,3 183,8 20,4 65 126,2 205,4 104,6
3 262,8 166,5 19,3 65 126,2 203,9 88,8
4 274,8 165,7 22,5 65 126,2 203,3 89,4
5 256,3 164,9 22,3 65 126,2 208,2 82,9
6 280,1 180,6 23,2 65 126,2 216,9 89,9
7 254,9 175,8 21,7 65 126,2 217,6 84,4
8 287,0 164,9 24,0 65 126,2 207,7 83,4
HCPns 21,3 15,2 2,9 - - 5,3 -
ги и урожайностью зеленой массы имеет вид: У = 403,89 -1,07Х .
Режим влажности на занятых и сидеральных парах складывается иначе, чем на чистых. Вегетирующие парозанимающие культуры для создания урожая используют влагу как выпадающих осадков, так и из почвы. Содержание влаги в почве во многом определяется сроком уборки парозанимающей культуры: чем он раньше, тем продолжительнее период для накопления влаги в почве к посеву озимой пшеницы [I].
По нашим данным, получение всходов озимых культур по занятым парам обеспечивается, если выпадает 100 мм осадков за период от уборки парозанимающих культур до посева озимых. В среднем за годы исследований количество осадков от уборки парозанимающих культур до посева озимой пшеницы составило 126,2 мм, с колебаниями от 96,4 до 206,2 мм.
Наличие большого запаса влаги в почве к посеву - важное условие повышения устойчивости возделывания озимых культур. Озимые высевают в период высоких температур, вследствие чего бывает трудно к их посеву накопить в почве влаги, достаточной для получения всходов в оптимальные сроки. Однако если всходы получены, то кущение озимых обеспечено, так как в осенний период постепенно снижается температура воздуха и почвы, уменьшается испарение влаги [2, 3].
Установлено, что в период формирования всходов, когда начинает развиваться транспирационная надземная масса и корневая система состоит из зародышевых корней, обычно проникающих на глубину 20 см, состояние посевов почти всецело определяется влажностью этого верхнего слоя почвы (0-20 см) [4].
При средних за декаду запасах продуктивной влаги в пахотном горизонте меньше S мм, как правило, всходы совсем не появляются. Удовлетворительное состояние всходов на суглинистых черноземах, в основном, получается при средних декадных запасах влаги 1S мм. Оптимальным считается запас продуктивной влаги 30-3S мм [S]. ш
В наших опытах ко времени сева |
озимой пшеницы содержание дос- §
тупной влаги в слое почвы 0-S0 см |
по вариантам составило 46-S4 мм, из Ш
них 20-28 мм - в слое 0-20 см. Со- z
держание доступной влаги в слое 0- 2
20 см по сидеральному пару было р
выше, чем по занятому, в среднем 2
со
2. Элементы баланса доступной влаги под озимой пшеницей в слое 0-200 см в зависимости от варианта повышения плодородия почвы (в среднем за 2001-2009 гг.)
Показатель Вариант опыта
I 2 3 4 5 6 7 8
Запас влаги при посеве, мм 201,8 205 ,4 203,9 203,3 208 ,2 216,9 217,6 207,7
Запас влаги в фазе весеннего 261,4 286 ,0 276,9 274,9 263 ,3 269,3 265,0 261,1
кущения, мм
Прирост влаги, мм 59,8 80, 6 73,0 71,6 55, 1 52,4 47,4 53,4
Запас влаги перед уборкой, мм 136,3 157 5 123,7 130,4 123 ,8 147,2 117,5 126,2
Расход влаги из почвы, мм 125,1 128 ,5 153,2 144,5 139 ,5 122,1 141,5 134,9
Осадки за вегетацию, мм 216,7 216 7 216,7 216,7 216 ,7 216,7 216,7 216,7
Общий расход влаги, мм 331,8 345 2 369,9 361,2 356 ,2 338,8 358,2 351,6
Урожай зерна, т/га 3,80 4,21 4,16 4,71 4,42 4,85 4,74 4,45
Коэффициент водопотребления, м3/т 873,2 819 ,9 889,2 766,9 805 ,8 698,5 755,7 790,1
на 4,0-6,6 мм, так как запашка зеленого удобрения оказала положительное влияние на накопление влаги за период парования и способствовала более экономному ее расходованию (за счет улучшения структурно-агрегатного состава почвы и создания мульчирующего слоя).
Как известно, полевые культуры, возделываемые в севообороте, требуют для создания урожая разного количества влаги и обладают разной способностью ее использования из почвы. Озимая пшеница по сравнению с яровыми зерновыми считается засухоустойчивой культурой. Озимые имеют более развитую корневую систему, рано трогаются в рост весной, быстро покрывают поверхность почвы и предотвращают потерю влаги за счет физического испарения. Полнее используя осенне-зимние и ранневесенние запасы влаги, озимая пшеница меньше страдает от апрельской и майской засух, чем яровые зерновые культуры.
Транспирационный коэффициент для озимой пшеницы составляет 3S0-S00 и зависит от содержания влаги и питательных веществ в почве, погодных условий, особенностей сорта и агротехники [S]. Оптимальная влажность для озимой пшеницы - около 6S-7S % ПВ. Озимая пшеница использует влагу из слоя 0-1S0 см, соответственно на эту же глубину иссушается почва к периоду уборки. В динамике влажности почвы под озимой пшеницей, независимо от предшественника, можно выделить максимум весной в период возобнов-« ления вегетации культуры и минимум о в фазе полной спелости.
В целом за осенне-зимний пери-^ од под озимой пшеницей в наших ш опытах почвой поглощалось очень ■Е малое количество осадков. Так, в среднем за 10 лет наблюдений из <£ 233 мм осадков, которые выпали за 2 осень и зиму, в посевах пшеницы ет
после занятого пара в слое почвы 0200 см поглощалось 81 мм воды, по сидеральному - S3 мм, или лишь 35 и 23 % осадков соответственно. 0чевидно, что остальная влага от осадков (65-77 %) была потеряна за счет испарения, поверхностного и внутрипочвенного стока.
По мере развития растений и увеличения их биомассы расход влаги нарастает. Наиболее интенсивно расходуется влага в межфазный период выход в трубку - колошение, когда идет максимальное накопление вегетативной массы. Кроме того, по времени этот период совпадает с высокими температурами воздуха, что усиливает транспирацию и испарение влаги с поверхности почвы. После фазы колошения расход влаги растениями сокращается в силу сокращения ее запасов в почве. Минимум запасов влаги в почве в условиях ЦЧР наблюдается в фазе полной спелости.
Потребление влаги из почвенных слоев имело следующую закономерность: от фазы всходов до кущения и выхода в трубку она расходовалась преимущественно из слоя почвы 050 см, и только в сухие годы влага потреблялась из более глубоких горизонтов, а от фазы колошения и до полной спелости зерна влага в основном использовалась из слоя 50100 см и более. Общий расход влаги из мертвого слоя почвы с учетом осадков, выпавших за период вегетации озимой пшеницы, по занятому пару составил 332-360 мм, по сиде-ральному - 326-348 мм.
Количество воды, потребляемое на единицу сухого вещества одним и тем же видом растений, колеблется в широких пределах в зависимости от степени влажности почвы и других внешних условий. Суммарное расходование воды с гектара посева той или иной культуры называют нормой водопотребления, которая зави-
сит от величины транспирации, испарения с поверхности почвы, физических свойств почвы, степени ее фильтрации и других факторов. Поэтому норма водопотребления и величина урожая сельскохозяйственных культур являются показателями рационального использования воды.
Основным показателем эффективного использования воды растениями считается коэффициент водо-потребления. Он в большой степени зависит от применения удобрений, так как при улучшении питания растений вода используется более экономно и коэффициент водопот-ребления заметно уменьшается.
Суммарное водопотребление озимой пшеницы определяли методом водного баланса, базирующегося на систематическом учете влажности почвы во время вегетации, количества выпавших осадков за этот период.
Коэффициент водопотребления озимой пшеницы, размещенной по сидеральному пару, был наименьшим (8S4 м3/т) в варианте 6 с (NPK)2oo C Н C Сд+ С (та&п. р).
При оптимальном атмосферно-грунтовом увлажнении почвы за счет внесения зеленого удобрения и минеральных удобрений коэффициент водопотребления озимой пшеницы уменьшился в 1,2S раза. Следовательно, высокий уровень агротехники способствует более экономичному использованию всех источников водных ресурсов, в том числе атмосферных осадков за вегетацию.
Данные наших исследований показывают, что если без применения удобрений в расчете на 1 мм осадков, выпавших за период вегетации, в среднем за 10 лет получено с 1 га 1,7 кг зерна озимой пшеницы, то при запашке зеленого удобрения - 2,0 кг, а при совместном внесении си-дерата и минерального удобрения -2,18 кг, т. е. эффективность исполь-
зования атмосферной влаги возросла в 1,3 раза. Следовательно, улучшение агрофизических свойств и питательного режима почвы служит важным резервом рационального использования атмосферных осадков.
Таким образом, внесение в севообороте зеленого удобрения, как отдельно, так и совместно с минеральными удобрениями, улучшает агрофизические свойства почвы, уменьшает непродуктивное испарение влаги с ее поверхности и тем самым способствует более полному и рациональному испарению влаги почвой.
Литература
1. Дедов A.B. и др. Приемы сохранения и восстановления плодородия в воронежских черноземах. - Воронеж: Воронежский ГАУ, 2007. - 32 с.
2. Крючков М.М., Потапова Л.В., Ма-рочкин P.A. Сидеральные пары на выщелоченных черноземах Рязанской об-ласти//3емледелие, 2010. - № 7. - С. 18-20.
3. Уразалиев Р.В., Конопьянов К.Е. Особенности водного режима почвы на разных видах паров//3емледелие, 2001. - № 5. - С. 32.
4. Зезюков Н.И., Острецов В.Е. Сохранение и повышение плодородия черноземов. - Воронеж: Центр.-Чернозем. кн. изд-во, 1999. - 312 с.
5. Бялый А.М. Водный режим в севооборотах на черноземных почвах Юго-Востока. - Л.: Гидрометеоиздат, 1971. -232 с.
Inventories of available moisture in the soil under winter wheat on busy fallow and green manure fallow
A.N. Pichugin
Use of green manure in fallow, both separately and in conjunction with mineral fertilizers improves agrophysical properties, reduces unproductive evaporation from the soil surface and thus contributes to more complete and rational evaporation of soil moisture.
Keywords: winter wheat, busy fallow, green manure fallow, soil moisture, available moisture.
УДК 631.82:631.46:633.854.78(470.32)
Влияние удобрений на биологическую активность почвы при выращивании подсолнечника
Е.А. СОБОЛЕВА А.Л. ЛУКИН, доктор сельскохозяйственных наук
Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра E-mail: [email protected]
Установлено, что применение различных доз удобрений способствует повышению урожайности подсолнечника и сбора масла в условиях южной части ЦЧР. Наиболее эффективны дозы удобрений, рассчитанные балансовым методом. Получены данные по численности различных групп микроорганизмов и ферментативной активности почв, а также установлена их взаимосвязь.
Ключевые слова: подсолнечник, дозы удобрений, урожайность, маслич-ность, ферментативная активность почвы.
Подсолнечник - основная масличная культура, возделываемая в России на площади более 7 млн га. В Воронежской области посевные площади под подсолнечником занимают около S03 тыс. га, а сбор семянок достигает 777,6 тыс. т. В 2011 г. условия для выращивания этой культуры сложились наиболее благоприятно, валовой сбор семянок составил 1 млн т. Прогнозируемый урожай до 2020 г. остается на уровне 770 тыс. т [1].
Проблема современных агротех-нологий - контроль плодородия почвы. При этом необходимо учитывать численность и активность почвенных микроорганизмов как важного звена в системе трансформации органического и неорганического вещества и создания элементов, доступных для питания растений.
Численность микроорганизмов в почве может резко изменяться в зависимости от выращиваемых культур, фазы развития растений, способов обработки почвы, вида удобрений. Лимитирующими факторами являются влажность и температура, которые определяют степень активности микроорганизмов [2]. Изменение численности микроорганизмов в разные фазы развития растений сви-
детельствует о динамичном состоянии углерод- и азотсодержащих соединений в прикорневой зоне.
Запас биологических возможностей почвы исследователи определяют по уровню ферментативной активности различных агроценозов [3, 4].
В 2007-2009 гг. проводили исследования с целью оптимизации доз удобрений при выращивании подсолнечника в условиях южной части Воронежской области (Калачеевский район). Объектом служил подсолнечник сорта Воронежский 638 [5]. Растения выращивали на опытных делянках в восьмипольном севообороте: черный пар - озимая пшеница -сахарная свекла - кукуруза на силос
- горох - озимая пшеница - ячмень
- подсолнечник.
Почва участка - чернозем обыкновенный глинистый с содержанием гумуса 4,97-5,96 %, подвижного фосфора - 85 мг/кг, обменного калия -174 мг/кг почвы, рН 6,1-6,5. В це-
' ' 1 водн. ' '
лом повенно-климатические условия хозяйства были пригодными для выращивания подсолнечника с высокими урожайными характеристиками [6].
Повторность опыта трехкратная, расположение вариантов - систематическое шахматное, расположение повторений - ярусное, общая площадь делянки - 42 м2, учетная - 24 м2. Агротехника подсолнечника была общепринятой для Воронежской области. Вносили следующие дозы удобрений: 1Х90Р60К60 (рекомендованная для ЦЧр); М^^; М^Ко и Ы83Р53К52 (рассчитанная балансовым методом).
Микроорганизмы, использующие органические формы азота, выращивали на мясопептонном агаре (МПА), актиномицеты и микроорганизмы, 5 утилизирующие минеральные фор- | мы азота, определяли на крахмало- ® аммиачном агаре (КАА). Грибы учи- | тывали на среде Чапека. Азотобак- 5 теры и олигонитрофильные микро- 2 организмы (в том числе дрожжи т и^отусев) выращивали на среде м Эшби, целлюлозоразрушающие мик- о
ы
