CC BY
31
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
УДК 631.445.41:631 .51:631.41
Изменение свойств чернозема обыкновенного при различных способах основной обработки
В.М. ГАРМАШОВ, кандидат сельскохозяйственных наук
B.И. ТУРУСОВ, член-корреспондент РАСХН
C.А. ГАВРИЛОВА Воронежский НИИ сельского хозяйства
E-mail: niish [email protected]
Опыты показали, что одногодичное применение безотвальных приемов основной обработки, а также нулевая обработка не приводят к существенному изменению структурно-агрегатного состояния чернозема обыкновенного в слое 0-40 см и ухудшают его в слое 010 см. Длительное систематическое использование безотвальных способов обработки ухудшает структурно-агрегатный состав почвы в слое 0-10 см. Наиболее благоприятные физические и физико-химические свойства чернозема складываются при вспашке на глубину 20-25 см.
Ключевые слова: основная обработка почвы, структурно-агрегатный состав, минеральные удобрения, нулевая обработка.
Одна из наиболее актуальных проблем современного земледелия -сохранение и воспроизводство плодородия пахотных почв [I, 2, 3]. Значительное влияние на этот показатель оказывают приемы основной обработки [4, S, 6]. Мы изучали изменения физических (структурно-агрегатное состояние) и физико-химических (реакция почвенной среды) свойств чернозема обыкновенного при различных способах и глубине основной обработки почвы. Исследования проводили в двух опытах: краткосрочном (изучаемые приемы обработки представлены в таблице I) и длительном стационарном опыте, в третьей ротации десятипольно-го зернопропашного севооборота с чередованием культур: кукуруза на силос - озимая пшеница - сахарная свекла - однолетние травы - ози-
3 Земледелие № 6
мая пшеница - кукуруза на зерно -горох - озимая пшеница - подсолнечник - ячмень (изучаемые системы обработки представлены в таблице 2).
Различные способы обработки изучались на удобренном (ежегодное внесение 1Х60Р60К60) и неудобренном фонах. Почва опытных участков - чернозем обыкновенный средне-мощный тяжелосуглинистый, содержащий в слое 0-40 см 6,84 % гумуса, 0,277 % азота, 0,155 % фосфора, 1,86 % калия. Гидролитическая кислотность - 0,97 ммоль, сумма поглощенных оснований - 63,0 ммоль на 100 г почвы.
Структурно-агрегатный состав почвы исследовали методом сухого просеивания по Н.И. Савинову. В краткосрочном опыте однократное воздействие на почву различными приемами основной обработки в большинстве случаев не оказывало существенного влияния на структурно-агрегатное состояние чернозема в слое 0-40 см (см. табл. 1). Необходимо отметить, что обработка с оборотом пласта (вспашка на глубину 20-22 см) обеспечивала более благоприятное состояние как обрабатываемого слоя, так и слоя 0-40 см. Содержание агрономически ценных агрегатов (10-0,25 мм) в обрабатываемом слое составляло 66,1 % на удобренном и 63,6 % - на неудобренном фоне, в слое 0-40 см - соответственно 66,6 и 65,1 % при достаточно высоком коэффициенте структурности (1,95 и 1,74; 2,00 и 1,87 соответственно).
Сочетание вспашки с глубоким чизелеванием также обеспечивало хорошее структурно-агрегатное состояние почвы, но при этом существенно увеличивалась доля частиц пыли (<0,25 мм) в верхнем (0-10 см) слое почвы.
Применение безотвальных способов обработки чизелем, орудием
типа «параплау», стойками СибИМЭ, а также нулевой обработки не способствовало улучшению структурно-агрегатного состояния почвы. В этих вариантах в обрабатываемом слое отмечалась тенденция к увеличению содержания агрегатов более 10 мм и снижению коэффициента структурности, хотя в целом в слое 0-40 см значительного снижения содержания агрономически ценных агрегатов не отмечено. Аналогичная тенденция характерна и для варианта с нулевой обработкой, но здесь увеличение доли частиц менее 0,25 мм и снижение коэффициента структурности наблюдалось в верхнем слое почвы.
Несистематическое, однократное применение минеральных удобрений при различных способах обработки не оказало существенного влияния на агрегатное состояние почвы (см. табл. 1). Только при нулевой обработке, при сосредоточении вносимых удобрений в поверхностном слое прослеживается ухудшение структурно-агрегатного состояния верхнего слоя почвы за счет увеличения содержания в нем пылевидных частиц (менее 0,25 мм).
Результаты наших исследований, проведенных в длительном стационарном опыте, свидетельствуют (см. табл. 2), что длительное применение различных способов основной обработки почвы в системе севооборота приводит к некоторому изменению структурно-агрегатного состояния почвы.
Ежегодные систематические (в течение двух ротаций десятипольно-го севооборота) безотвальные способы обработки ухудшали структурно-агрегатное состояние почвы, особенно в верхнем слое. На фоне безотвальных обработок(плоскорезной разноглубинной и плугом без отвалов на глубину 25-27 см) в севообороте отмечается увеличение ко- ы личества пылевидных частиц, что | приводит к снижению коэффициента структурности. Отвальные спосо- Б бы обработки способствовали улуч- | шению структурно-агрегатного соста- « ва почвы с более высоким коэффициентом структурности - 2,79-2,74. 2
Многолетнее систематическое ^ применение минеральных удобре- £
läöääiöeä i'i+äü.p65 17 29.07.2014, 15:31
1. Структурно-агрегатный состав чернозема обыкновенного при различных приемах основной обработки (в среднем за 1988-1990 гг.)
Способ обработки почвы Слой почвы, см Содержание агрегатов, % Коэфф. структурности
>10 мм 10-0,25 мм <0,25 мм
Вспашка на 20-22 см, 0 10 29 77 66 94 3 30 2 ,02
60^60 0 40 30 24 66 61 3 15 2 ,00
Вспашка на 20-22 см, 0 10 31 37 65 40 3 25 1 ,89
(без удобрений) 0 40 31 51 65 12 3 38 1 ,87
Вспашка + чизелевание 0 10 22 12 71 43 6 46 2 ,50
на 45 см (без удобрений) 0 40 27 38 68 01 4 60 2 ,12
Чизелевание на 20-22 см 0 10 33 58 62 30 4 12 1 ,65
(без удобрений) 0 40 37 21 58 16 4 62 1 ,39
Чизелевание2на2452см 0 10 35 67 59 93 4 40 1 ,50
(без2удобрений) 0 40 37 59 59 04 3 37 1 44
Обработка «параплау» 0 10 36 15 59 78 4 07 1 ,49
на220-222см2(без2удобрений) 0 40 37 47 58 86 3 67 1 43
Обработка2плоскорезом 0 10 35 42 59 96 4 62 1 ,50
на 20-22 см (^0^) 0 40 36 02 60 63 3 34 1 ,54
Обработка2плоскорезом 0 10 37 44 58 ,62 3 94 1 ,42
на220-222см2(без2удобрений) 0 40 34 47 62 20 3 33 1 ,64
Обработка СибИМЭ 0 10 33 76 62 38 3 86 1 ,66
на220-222см2(без2удобрений) 0 40 30 96 65 55 3 50 1 ,90
Нулевая (Хб0Рб0иб0) 0 10 32 30 60 D28 7 42 1 52
0 40 29 48 66 42 4 10 1 ,98
Нулевая (без удобрений) 0 10 34 58 60 81 4 60 1 55
0 40 33 50 62 D90 3 54 1 D70
НСР05 0 0 10 40 15,06 8,58 11,74 8,33 2D34 1,17
ний при безотвальной системе обработки в севообороте ухудшало структурно-агрегатное состояние верхнего слоя почвы, хотя в целом слой 0-40 см имел лучшие показатели по сравнению с неудобренным вариантом. Содержание пылеватых частиц менее 0^ мм в слое 0-10 см составляло 6,76 %, тогда как на неудобренном фоне - S,66 %, коэффициент структурности в слое 0-40 см составлял и 2,49 соответственно. Это связано, по-видимому, с разрушающим действием минеральных удобрений на почвенные агрегаты при смешивании их с незначительной массой почвы.
Внесение минеральных удобрений при отвальной системе обработки, распределение их в большей массе почвы несколько улучшало ее структурное состояние по сравнению с вариантом без удобрений. Оптимизация структурно-агрегатного состояния почвы при этом происходит за счет развития более мощной корневой системы возделываемых куль? тур и повышения биологической ак-® тивности почвы.
со Таким образом, однократное при-г менение различных способов обра-ш ботки почвы не приводит к суще-^ ственному изменению структурно-■з агрегатного ее состояния, что дает ч возможность использовать эти при-§ емы в комбинированных системах т
IV
обработки в севооборотах хозяйств с высокой культурой земледелия. Однако как при отказе от основной обработки почвы, так и при сочетании вспашки с глубоким чизелева-нием отмечается ухудшение структурно-агрегатного состояния поверхностного слоя даже при однократном применении этих обработок, так как увеличивается доля частиц менее 0^ мм. При сочетании вспашки с глубоким чизелеванием разрушение агрегатов происходит вследствие механического воздействия на них при проходе чизельного агрегата, а при отказе от основной обработки - за счет более высокой кон-
центрации удобрений при смешивании их с незначительной массой почвы и пересыхания поверхностного слоя, что зачастую происходит в засушливых условиях юго-востока ЦЧЗ.
Реакция почвенной среды имеет существенное значение для направленности почвенных процессов и уровня плодородия. Наиболее благоприятной для большинства растений и почвенных микроорганизмов является реакция почвенного раствора, близкая к нейтральной, слабокислой или слабощелочной. Черноземные почвы характеризуются нейтральной реакцией почвенной среды [7, 8].
Изучение реакции почвенной среды после длительного систематического применения различных способов и систем обработки почвы в сочетании с удобрениями и без них показало, что они существенного влияния на этот показатель не оказывали. После двадцати лет различных систем обработки гидролитическая кислотность в слое 0-40 см составляла 1,01-1,02 мг-экв/100 г почвы при отвальных способах обработки на глубину 20-2S см, 0,98 и 1,02 - при безотвальных и 0,97 -при комбинированной обработке, и снижалась до 0,82-0,97 мг-экв/100 г почвы при глубокой вспашке на 30-3S см. Прослеживаемая тенденция объясняется особенностью строения почвенного профиля чернозема обыкновенного. Вниз по профилю почвы кислотность снижается, а при глубоких отвальных обработках происходит вовлечение в пахотный слой нижележащих горизонтов, имеющих более низкие показатели кислотности.
Ежегодное применение минеральных удобрений при всех системах обработки обозначило тенденцию к
2. Структурно-агрегатный состав чернозема обыкновенного при различных системах обработки почвы в зернопропашном севообороте (в среднем за 1994-199S гг.)
Способ обработки почвы Слой почвы, см Содержание агрегатов, 2% Коэфф. структурности
>10 2мм2 10-0,25 мм <0,252мм
Отвальная на 20-22 см 0 10 24 58 71 82 3 61 2,55
( Хб0Р60иб0) 0 40 23 17 73 33 3 50 2,75
Отвальная на 20-22 см 0 10 24 25 72 28 3 47 2,61
(без удобрений) 0 40 23 25 73 63 3 12 2,79
Отвальная на 25-27 см 0 10 25 58 70 90 3 52 2,44
(без удобрений) 0 40 23 56 73 30 3 14 2,74
Безотвальная разноглубинная, 0 10 24 79 68 45 6 76 2,17
10-12-25-27 см, (Мб0Рб0Кб0) 0 40 22 34 72 63 5 03 2,65
Безотвальная разноглубинная, 0 10 25 19 69 15 5, 66 2,24
10-12-25-27 см 0 40 24 23 71 39 4 37 2,49
(без удобрений)
Безотвальная на 25-27 см 0 10 26 88 67 18 5 94 2,05
(без удобрений) 0 40 23 46 71 36 5 18 2,49
läöääTöeä iMü.p65 18 29.07.2014, 15:31
повышению кислотности почвенной среды. Это обусловлено, с одной стороны, образованием минеральных кислот в процессе биохимических реакций и биологического окисления аммония азотных удобрений и взаимодействия азотных, фосфорных и калийных солей с ППК в обменных реакциях. С другой стороны, многие удобрения обладают так называемой физиологической кислотностью: из удобрений растения в большей степени поглощают катионы, чем анионы, поэтому, как правило, происходит подкисление почвенной среды.
Способы обработки определяют различное распределение и сосредоточение удобрений в почвенном профиле, что сказывается на уровне гидролитической кислотности. Безотвальная обработка при систематическом внесении минеральных удобрений привела к достоверному увеличению гидролитической кислотности в поверхностном слое почвы из-за повышения концентрации минеральных удобрений в этом слое ввиду ежегодного смешивания его с небольшим объемом почвенной массы и меньшей их доступностью для растений при снижении влажности почвы в период вегетации.
Таким образом, однократное применение различных приемов безотвальной, а также и нулевой обработки почвы не приводит к существенному изменению структурно-агрегатного состояния слоя 0-40 см чернозема обыкновенного, но ухудшает структурное состояние поверхностного слоя.
Длительные, систематические безотвальные способы обработки приводят к ухудшению структурно-агрегатного состояния верхних слоев почвы, особенно при применении минеральных удобрений.
Различные способы основной обработки без внесения минеральных удобрений существенного влияния на изменение буферно-кислотного состояния слоя 0-40 см не оказывают. Однако глубокие отвальные обработки на глубину 30-32 и 35-37 см могут применяться на черноземе обыкновенном для улучшения реакции почвенной среды. Безотвальные способы при длительном, систематическом применении в сочетании с удобрениями ухудшают физические и физико-химические свойства чернозема обыкновенного и поэтому их следует проводить только в комбинированных системах обработки в севообороте в сочетании с отвальными способами.
Литература
1. Никульников И.М., Боронтов O.K. Повышение плодородия черноземов// Земледелие, 2003. - № 5. - С. 30-31.
2. Дедов A.B., Драчев Н.А. Биологиза-ция земледелия ЦЧР. - Воронеж, 2010 -171 с.
3. Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирование агроландшафтов. - М.: КолосС, 2011. - 443 с.
4. Витер А.Ф., Турусов В.И., Гармашов В.М., Гаврилова С.А. Обработка почвы как фактор регулирования почвенного плодородия. - Воронеж: Истоки, 2011. -208 с.
5. Черкасов Г.Н., Дубовик Е.В., Дубовик Д.В., Казанцев С.И. Плодородие чернозема типичного при минимизации основной обработки//Земледелие, 2012. - № 4. - С. 23-25.
6. Трофимова Т.А., Коржов С.И. Обработка почвы в биологизированных се-вооборотах//Агро XXI, 2013. - № 7-9.
7. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. -М.: Колос, 1992. - 223 с.
8. Щербаков А.П., Васенев И.И. Агро-экологическое состояние почв ЦЧО. -Курск, 1996. - 326 с.
Статья поступила в редакцию I2.02.2014
Change of properties of chernozem ordinary at various ways of the basic processing
V.M. Garmashov, V.I. Turusov, S.A. Gavrilova
Experiments have shown that one-year application of receptions of basic processing the soil without ploughing, as well as zero processing does not result in essential change of a structural-modular condition of a layer of chernozem of 0-40 sm ordinary, but worsens a structural condition of a superficial layer 0-10 see. Long regular use of processing the soil without ploughing results in deterioration of structural-modular structure of soil in a layer of ground of 0-10 sm. Optimum physical and physical and chemical properties of the chernozem develop when plowing on depth 20-25 sm. Keywords: basic processing the soil, structural-modular structure, mineral fertilizers, zero processing.
УДК 633.1:631 .S3.041
Эффективность прямого посева в Зауралье
С.Д. ГИЛЕВ, И.Н. ЦЫМБАЛЕНКО, А.А. ЗАМЯТИН, кандидаты сельскохозяйственных наук А.П. КУРЛОВ
Курганский НИИ сельского хозяйства
E-mail: [email protected]
Приведены результаты изучения двух технологий прямого посева зерновых культур в центральной лесостепной зоне Зауралья - минимальной и нулевой (No-till). Установлено, что для повышения эффективности нулевой обработки на поверхность почвы должно поступать значительно больше пожнивных растительных остатков (мульчи), чем при выращивании яровой пшеницы. Предварительные исследования показывают, что в плодосменных севооборотах в качестве мульчирующей культуры можно использовать кукурузу на фуражное зерно.
Кпючевые слова: технология возделывания, прямой посев, No-till, мульча, влагообеспеченность, урожайность, эффективность.
В последние десять-пятнадцать лет в Зауралье произошел ускоренный переход от традиционной (отвальной) системы обработки почвы к технологиям, в которых применяются минимальные и нулевые способы. В настоящее время по стерне без предварительной обработки в регионе засевается свыше S0 % посевных площадей зерновых культур и наблюдается тенденция увеличения таких посевов. Переход на прямой посев связан, в первую очередь, с возможностью экономии материальных и трудовых ресурсов, повышения производительности труда. Однако у такой технологии есть и недостатки: повышается засоренность посевов, изменяется видовой состав сорняков, ухудшается азотное питание и фитосанитарное состояние по- w севов [I, 2, 3] S
Продолжаются дискуссии россий- л ских ученых о преимуществе тех или w иных технологий [4, S], однако при s отсутствии убедительных экспери- 2 ментальных данных единого мнения T пока не выработано.
В 2008 г. в Курганском НИИСХ был о
R
láóááíóéá ¡Ráü.p65 19 29.07.2014, 15:31
