CC BY
10
Внедрение различных систем основной обработки почвы под занятый пар в звене севооборота для зоны Центрального Предкавказья
Ю.А. Кузыченко, д.с.-х.н, ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ
Существует некоторое противоречие между организационно-хозяйственной и агротехнической сторонами целесообразности внедрения в структуру севооборота звеньев с занятым паром, поскольку, с одной стороны, возникает стремление максимально производительно использовать посевную площадь, с другой стороны — урожай парозанимающей культуры выносит определённое количество элементов минерального питания растений и воды. Тем не менее парозанимающие культуры, несомненно, оказывают влияние не физические свойства почвы и засорённость последующих культур. При этом определяющими условиями внедрения полупаровой или зяблевой основной обработки занятых паров являются: количество выпадающих осадков и распределение их в течение лета, т.е. степень засушливости (ГТК), наличие достаточного запаса гумуса и элементов минерального питания для последующей культуры, связанного с большим расходом питательных веществ парозанимающей культурой [1].
Цель исследования — определение зон внедрения полупаровой обработки и улучшенной поздней зяблевой основной обработки почвы под занятый пар в полевом звене севооборота в условиях Ставрополья.
Материал и методы исследования. При определении зон внедрения полупаровой и улучшенной поздней зяблевой основной обработки почвы под занятый пар в полевом звене севооборота необходимо учитывать несколько показателей, различных по своей весомости и желательности. Кроме того, они отличаются по физическому смыслу и размерности. Поэтому необходимо проведение расчётов по обобщённому критерию D оценки возможности внедрения различных систем основной обработки под занятые пары по определённой методике [2]. При этом определяющим критерием для внедрения полупаровой обработки под занятые пары является
достаточное годовое количество осадков в пределах 400—500 мм и содержание гумуса в пахотном слое не ниже 3,5% [3].
При разработке обобщённой оценки Dфакт. выбраны следующие показатели: годовое количество осадков у1 (мм), запасы гумуса у2 (т/га), содержание подвижного фосфора у3 (мг/кг), гранулометрический состав у4 (содержание физической глины, %). Количественные значения показателей по точкам обследования территории края получены в результате почвенных и агрохимических исследований, проведённых учёными ФГБНУ СНИИСХ [4], а также по результатам современных метеорологических наблюдений [5].
Для характеристики принятых показателей по точкам обследования применяли оценочную шкалу, разработанную и используемую научными сотрудниками Северо-Кавказского ФНАЦ (табл. 1) и соответствующие желательности по Харингтону [6]. При этом было принято допущение, что уровень желательности 0,8—0,62 соответствует условиям полупаровой обработки под занятый пар, диапазон 0,63—0,37 — поздней зяблевой обработке, а уровень желательности ё<0,37 соответствует условиям для внедрения систем обработки чистых паров.
Опуская промежуточные расчёты, обобщённый показатель Отест., рассчитанный для различных уровней желательности 1 и приведённый в таблице 1, а также Бфакт. по точкам обследования, определялся как среднее геометрическое желатель-ностей отдельных показателей 1i по формуле [7, 8]:
Б = • 42 • 43 • , (1)
где <1 ... <4 — уровень желательности 1—4 показателя;
к ... к4 — весомость (важность) 1—4 показателя; п = 4 — количество показателей.
Из расчётов следует, что Втест. >0,93 соответствует условиям полупаровой обработки под занятый пар, диапазон 0,93—0,80 — поздней зяблевой обработке, а Бтест. <0,8 соответствует условиям для внедрения систем обработки чистых паров.
1. Значения показателей при различных уровнях желательности
Показатель Обозначение Уровень желательности (1
0,8 0,63 0,37
Диапазон показателей
Годовая сумма осадков, мм Запас гумуса (А+В), т/га Подвижный фосфор (по Мачигину), мг/кг Гранулометрический состав (содержание физической глины, %) у1 у2 уз у4 500-400 390-310 45-30 60-45 400-300 310-230 30-15 45-30 300-200 230-150 15-10 30-20
—тест. >0,93 полупар 0,93-0,87 поздняя зябь 0,86-0,80 поздняя зябь
Результаты исследования. Изменение трендов площади полей, обрабатываемых различными способами основной обработки почвы под занятый пар по системе полупара и улучшенной поздней зяби во всех категориях хозяйств, в наиболее характерной зоне неустойчивого увлажнения (ГТК 0,9—1,1) с 2007 по 2016 г. (табл. 2) представлено в графическом виде на рисунках 1 и 2.
Анализ временного ряда значений площадей полей, обрабатываемых по системе полупара без-отвально на глубину 20—22 см, на значимость изменения тренда с использованием знакового критерия Кокса и Стюарта [7] показал, что в данном случае полученное значение г = 2,02 при двухстороннем критерии значимости выше табличного гт =1,96, что свидетельствует о значимом снижении тренда площади занятых паров на 5-процентном уровне значимости за весь период исследования (2007—2016 гг.) с ежегодным снижением обрабатываемой площади в среднем на 5,2 тыс. га (рис. 1). При этом в 2013—2014 гг. отмечалась тенденция снижения площадей полей, обрабатываемых мелко (до 12 см), со 105 до 90 тыс. га (на 14%), при увеличении площадей полей, обрабатываемых отвально на 20—22 см, — тенденция увеличения с 39 до 50
тыс. га (на 42%). Площади полей, обрабатываемые по системе улучшенной поздней зяби (мелкая обработка до 12 см), во всех категориях хозяйств с 2007 по 2016 г. возрастают в среднем ежегодно на 4,3 тыс. га (рис. 2).
Опуская промежуточные расчёты, в таблице 3 приведены результаты расчётов обобщённого показателя Бфакт. по точкам обследования территории края для оценки внедрения различных систем обработки занятых паров.
Сравнивая данные Бфакт,, приведённые в таблице 3, с тестовыми значениями Бтест. (табл. 1), методом интерполяции [8] разработана карта-схема рекомендуемых зон обработки занятых паров по системе полупара и поздней зяби с наложением её на административные районы края (рис. 3).
Выводы. Установлено, что при Бфакт. >0,93 рекомендуется основная обработка под занятый пар по системе полупара, при ВфШ1ст. = 0,93—0,80 — основная обработка по типу улучшенной поздней зяби, при Бфакт, <0,8 — зона обработки чистых паров. В заключение необходимо отметить, что использование данного подхода в оценке внедрения различных систем основной обработки под занятый пар допускает введение в расчёты дополнительных
2. Площади занятого пара, обрабатываемые различными способами основной обработки, тыс. га (2007—2016 гг.)
Полупар Поздняя зябь
Год отвальная, безотвальная, мелкая, отвальная, безотвальная, мелкая,
20-22 см 20-22 см до 12 см 20-22 см 20-22 см до 12 см
2007 90,13 58,79 56,13 10,11 44,09 92,02
2008 93,85 74,67 49,81 12,85 57,08 125,91
2009 48,21 117,36 45,67 1,74 89,77 143,62
2010 55,19 89,52 94,84 11,00 19,89 158,04
2011 46,59 32,75 129,48 19,00 38,80 145,07
2012 36,94 35,85 91,15 4,39 36,07 108,04
2013 34,30 32,70 119,10 3,10 47,60 176,10
2014 50,50 59,47 59,21 7,68 32,58 165,90
2015 44,15 28,40 102,89 2,44 78,67 109,83
2016 55,86 36,66 99,96 13,74 38,02 165,37
---отвальная, 20 -22 см
----ЗгЧОТВЛЛ ЬНЛЯ. 20 - 2 2 CV
-мелкдя.дй 12 ем
—п
[
2006 2008 2010 2012 2014 2016 Годы
2018
Годы
Рис. 1 - Изменение площади паров, обрабатываемых Рис. 2 - Изменение площади паров, обрабатываемых по системе полупара по системе поздней зяби
3. Обобщённый показатель Бфакт. внедрения систем обработки занятых паров
№ точки обследования территории У1/dl У2/^2 У3/dз у4/d4 Бфакт.
1 450/0,79 140/0,19 21/0,59 43/0,86 0,86
2 370/0,66 130/0,16 24/0,64 33/0,82 0,83
3 390/0,69 82/0,05 26/0,68 23/0,76 0,76
4 390/0,69 74/0,04 28/0,72 21/0,75 0,75
5 410/0,73 180/0,32 15/0,45 34/0,86 0,86
6 520/0,87 390/0,85 22/0,61 43/0,94 0,94
7 440/0,77 165/0,27 22/0,61 33/0,86 0,86
8 400/0,72 155/0,24 26/0,68 35/0,86 0,86
9 490/0,84 220/0,46 17/0,48 49/0,90 0,90
10 370/0,67 185/0,34 23/0,62 32/0,86 0,86
11 475/0,82 215/0,45 23/0,63 39/0,90 0,90
12 510/0,85 320/0,74 21/0,59 47/0,93 0,93
13 460/0,80 230/0,50 30/0,74 40/0,91 0,91
14 410/0,74 170/0,29 28/0,71 29/0,86 0,86
15 535/0,88 430/0,89 18/0,51 61/0,94 0,94
16 530/0,87 350/0,79 18/0,53 48/0,93 0,93
17 575/0,90 370/0,82 19/0,55 62/0,95 0,95
18 580/0,90 430/0,89 19/0,56 62/0,95 0,95
19 540/0,88 360/0,81 17/0,50 50/0,93 0,94
20 610/0,92 380/0,83 23/0,63 47/0,95 0,95
21 540/0,88 360/0,81 18/0,52 53/0,94 0,94
22 550/0,89 240/0,53 19/0,55 47/0,92 0,92
23 530/0,87 380/0,83 25/0,66 48/0,94 0,95
24 490/0,84 390/0,85 18/0,52 60/0,64 0,94
25 530/0,87 410/0,87 30/0,74 48/0.95 0,95
26 640/0,93 483/0,92 30/0,74 67/0,97 0,97
Примечание: у — натуральное значение показателя; < — уровень желательности показателя
Рис. 3 - Карта-схема зон различных систем обработки занятых паров по критерию Вфакт.
факторов, что ещё в большей степени конкретизирует возможные тактические подходы при выборе систем основной обработки почвы.
Литература
1. Кузыченко Ю.А. Дифференцированные внутризональные системы обработки почвы // Система земледелия нового поколения Ставропольского края: монография / В. В. Ку-линцев, Е.И. Годунова, Л.И. Желнакова [и др.] Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2013. 250 с.
2. Кузыченко Ю.А., Кулинцев В.В., Кобозев А.К. Обобщённая оценка дифференциации систем основной обработки почвы под культуры севооборота // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 8. С. 28-30.
3. Шевченко С.Н., Корчагин В.А. Научные основы современных технологических комплексов возделывания яровой мягкой пшеницы в Среднем Заволжье. М., 2006. 283 с.
4. Куприченков М.Т. Справочник по плодородию почв. Ставрополь, 2007. 143 с.
5. Бадахова Т.Х., Кнутас А.В. Ставропольский край: современные климатические условия. Ставрополь, 2007. 207 с.
6. Сохт К.А. Машинные технологии возделывания зерновых культур. Краснодар: ООО «Просвещение — Юг», 2001. 271 с.
7. Закс Л. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976. 600 с.
8. Половко А.М., Бутусов П.Н. Интерполяция. Методы и компьютерные технологии реализации. СПб., 2004. 320 с.
Технологии оптимизации питательного режима нарушенных тундровых почв на биологическом этапе рекультивации
А.В. Игловиков, к.с.-х.н., ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья
Обеспеченность растений питательными веществами из почвы зависит от ёмкости её катионного обмена, кислотно-щелочной характеристики, процесса высвобождения элементов питания из сложных соединений органической и минеральной части [1]. На Крайнем Севере рекультивации обычно подвергаются тундровые почвы песчаного и супесчаного гранулометрического состава, которые с биологической точки зрения относятся к биологически инертным субстратам с низким содержанием органического вещества и ничтожно малым запасом валовых форм питательных веществ. В связи с этим определяющую роль в формировании питательного режима для рекультивационных травосмесей играют минеральные удобрения [2, 3].
Тундровые почвы характеризуются неблагоприятными для выращивания растений физико-химическими и водно-физическими свойствами. В особенности это относится к нарушенным почвам, естественный растительный покров которых практически уничтожен [4].
Изменение условий произрастания растений при внесении мелиорантов, органических и минеральных удобрений происходит благодаря антропогенному улучшению показателей плодородия, поэтому целью нашего исследования была разработка технологии оптимизации питательного режима нарушенных тундровых почв при проведении биологической рекультивации.
Материал и методы исследования. Экспериментальная работа выполнена на нарушенных почвах Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения (далее БНГКМ), находящегося в западной части среднего Ямала, в 110 км от Карского моря [5, 6].
Почвы были нарушены в результате размещения намытого грунта, который используется
при строительстве автомобильных, железных дорог, вахтовых посёлков, а также для создания искусственных почвосмесей, применяемых при рекультивации техногенно нарушенного почвенного покрова [7].
Климат Крайнего Севера обусловлен географическим положением. Среднегодовая температура воздуха в зоне тундры составляет -7°С, сумма эффективных температур не превышает 900°С. Вегетационный период в этих условиях длится до 70 сут. Годовое количество осадков обычно составляет 220-400 мм, 60% из них приходится на весенне-летний период. На глубине от 30 до 200 см в почве присутствует вечная мерзлота, которая формирует неблагоприятный температурный и микробиологический режим [8, 9].
При проведении опытов под многолетние травы вносили нитроаммофоску, содержащую по 16 д.в. азота, фосфора и калия (ГОСТ Р 51520). Основные показатели состава и свойств намытых грунтов изучали по общепринятым методикам. Физико-химический состав грунтов: азот — по Къельдалю, гумус — по Тюрину, фосфор и калий — по Капенну — Гильковицу, насыщенность почвы основаниями — расчётным путём по ГОСТу 17.4.4.02-84. При изучении содержания в грунтах минерального (аммиачного и нитратного) азота использовали методику Грандваль — Ляжа, подвижного фосфора и калия — А.Т. Кирсанова, содержание гумуса — ГОСТ 23740-79.
Результаты исследования. Содержание органического вещества в исследуемых грунтах Бованен-ковского нефтегазоконденсатного месторождения очень низкое и соответствует значениям тундровых почв (табл.). Оно практически остаётся стабильным на протяжении восьми лет проведения полевого опыта. Перед его закладкой в слое 0—30 см количество органического вещества составляло 0,8%, через восемь лет — 1,1%. Наблюдается тенденция увеличения органического вещества в поверхност-
