Россия
Россия
Цель исследования – оценить влияние приемов основной обработки на структурное состояние агрочернозема Красноярской лесостепи. Исследования проведены в поле пара и зерновых культур зернопарового севооборота (пар – пшеница – рапс – ячмень – овес) на трех блоках основной обработки почвы: I – отвальная вспашка на глубину 20–22 см; II – минимальная (мелкая) обработка дискатором на глубину 10–12 см; III – прямой посев (нулевая обработка). Определение структурного состава проводили в слоях 0–10, 10–20 см. Сроки отбора образцов были приурочены к фазам развития зерновых культур: июнь (всходы), июль (колошение), август (молочная спелость). Исследованием установлено, что применение вспашки и ресурсосберегающих технологий основной обработки формирует хорошее и отличное структурное состояние агрочернозема. Содержание агрономически ценных агрегатов в почве паровых полей и агроценозов зерновых культур оценивается на уровне 68–74 %. Максимальное содержание агрономически ценных фракций в слое 0–20 см характерно для парового поля и агроценоза пшеницы на вспашке и нулевом фоне (74 %). Возделывание овса по ресурсосберегающим технологиям создает хорошую оструктуренность почвы, не превышающую 68 %. Дифференциация 0–20 см слоя агрочернозема по структурному составу определялась приемом обработки. Разница между слоями 0–10 и 10–20 см агрочернозема по содержанию агрономически ценных фракций размером 10–0,25 мм на вспашке составила 2–3 %; на минимальной обработке – 4–5; на нулевой обработке – 5–8 %.
агрочернозем, отвальная обработка, минимальная обработка, нулевая обработка, структурный состав
Введение. В последние годы сельскохозяйственная наука большое внимание уделяет вопросам эффективности различных приемов основной обработки почвы с точки зрения минимизации земледелия и снижения прямых затрат на получение продукции земледелия [1–5]. Сохранение и воспроизводство почвенного плодородия являются важнейшим условием эффективности сельскохозяйственного производства и неразрывно связаны с обработкой почвы [6]. Основная обработка почвы является фактором воздействия на строение пахотного слоя, существенно изменяя его физические свойства [7]. Чрезмерная обработка почвы с оборотом пласта, в агрегате с большегрузными тракторами может негативно сказываться на агрофизических свойствах почвы, вызывать ее уплотнение, нарушение сложения [8]. По мнению ряда исследователей, длительное применение прямого посева, плоскорезной обработки приводит к дифференциации агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвенного слоя по профилю [9–11].
Цель исследования – оценить влияние приемов основной обработки на структурное состояние агрочернозема Красноярской лесостепи.
Объекты и методы. Исследование проведено в 2013–2015 гг. в условиях полевого опыта на стационаре «Минино» Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства, расположенного в Красноярской лесостепи. Объекты исследования – агрочернозем криогенно-мицелярный маломощный среднесуглинистый и пятипольный полевой севооборот (пар – пшеница – рапс – ячмень – овес). Почва опытного участка в слое 0–20 см характеризовалась высоким содержанием гумуса (7,9–9,6 %), слабощелочной реакцией среды (рНн2о 7,1–7,8), высокой суммой обменных оснований (40,0–45,2 м-экв/100 г).
Исследование проведено на трех блоках основной обработки почвы: I – отвальная вспашка на глубину 20–22 см; II – минимальная обработка дискатором на глубину 10–12 см; III – прямой посев (нулевая обработка). Культуры размещены на фоне применения минеральных удобрений со стартовой дозой N30Р30. Посевы зерновых культур с учетом доминирования широколиственных сорняков в фазу кущения обрабатывали гербицидом «Магнум», ВДГ, в дозе 0,01 кг/га. В опыте использовали сорта, рекомендованные к возделыванию в Красноярском крае: пшеница – Алтайская 70, ячмень – Буян, овес – Саян. Размещение вариантов опыта – систематическое, повторность – 3-кратная. Учетная площадь делянки – 100 м2. Повторность отбора образцов и аналитических определений – 3-кратная. Почвенные образцы отбирали в слоях 0–10, 10–20 см. Сроки отбора образцов были приурочены к фазам развития культуры: июнь (всходы), июль (колошение), август (молочная спелость). В почвенных образцах определяли структурный состав по Саввинову [12]. Результаты аналитических определений обработаны методами дисперсионного анализа и описательной статистики [13].
Результаты и их обсуждение. При любой обработке почвы наряду с крошением на макроагрегаты идет их же разрушение, и эффективность обработки определена тем, какой из двух процессов превалирует. По мнению В.Н. Шептухова с соавт. [14], возможность минимизации обработки определяется направленностью изменения структуры с целью недопущения негативных последствий применения этих технологий и возможности быстрого перехода на другую агротехнику возделывания сельскохозяйственных культур.
Содержание агрономически ценных фракций в агрочерноземе паровых полей свидетельствовало об отличной оструктуренности почвы с сезонной динамикой показателя от 1 до 25 % (табл. 1). Исследованием установлено, что в вегетационный сезон 2013 г. максимальное количество ценных агрегатов сформировалось в поле химического пара (78–76 %). В 2014–2015 гг. лучшая оструктуренность почвы формировалась в условиях вспашки парового поля (72–78 %).
Таблица 1
Статистические показатели содержания агрономически ценных агрегатов
в агрочерноземе паровых полей, %
|
Прием обработки |
Слой почвы, см |
2013 г. (n = 3) |
2014 г. (n = 3) |
2015 г. (n = 3) |
Среднее за 2013–2015 гг. |
|||
|
X |
Cv, % |
X |
Cv, % |
X |
Cv, % |
|||
|
Отвальная |
0–10 |
74,7 |
8 |
78,2 |
10 |
77,3 |
7 |
76,7 |
|
10–20 |
69,3 |
25 |
77,8 |
13 |
72,1 |
4 |
71,3 |
|
|
Минимальная |
0–10 |
71,3 |
1 |
75,0 |
7 |
73,0 |
21 |
73,1 |
|
10–20 |
69,7 |
14 |
75,6 |
6 |
73,7 |
13 |
73,0 |
|
|
Нулевая |
0–10 |
78,3 |
17 |
76,6 |
13 |
73,7 |
16 |
76,2 |
|
10–20 |
75,9 |
12 |
70,4 |
17 |
68,2 |
6 |
71,5 |
|
Здесь и далее: X – среднеарифметическое значение; Cv – коэффициент варьирования.
Оценка среднесезонной величины содержания агрономически ценной фракции в агрочерноземе паровых полей, обрабатываемых по различным технологиям, показала отличную оструктуренность почвы. Отвальная и нулевая обработка почвы в равной степени определила дифференциацию 0–20 см слоя по содержанию АЦФ. Максимальное количество ценных агрегатов, достигающее 76 %, отмечалось в поверхностном 0–10 см слое. В слое 10–20 см установлено снижение АЦФ на 4–6 %. Минимальная обработка формировала гомогенный 0–20 см слой по структурному состоянию.
Структурное состояние почвы агроценоза пшеницы изменялось по годам исследования от хорошего до отличного уровня (табл. 2). В вегетационный сезон 2013 г. на фоне вспашки отмечалось сезонное варьирование агрономически ценных фракций до 20–28 % и существенное снижение их количества до удовлетворительного уровня (47–54 %) в июльский период (НСР05 = 17,9–22,0).
Таблица 2
Статистические показатели содержания агрономически ценных агрегатов
в агрочерноземе в посевах пшеницы, %
|
Прием обработки |
Слой почвы, см |
2013 г. (n = 3) |
2014 г. (n = 3) |
2015 г. (n = 3) |
Среднее за 2013–2015 гг. |
|||
|
X |
Cv, % |
X |
Cv, % |
X |
Cv, % |
|||
|
Отвальная |
0–10 |
66,2 |
28 |
60,9 |
13 |
83,6 |
4 |
70,2 |
|
10–20 |
66,2 |
20 |
70,5 |
4 |
76,8 |
5 |
71,2 |
|
|
Минимальная |
0–10 |
65,1 |
23 |
75,9 |
8 |
77,9 |
11 |
73,0 |
|
10–20 |
70,1 |
14 |
66,8 |
4 |
69,2 |
6 |
68,7 |
|
|
Нулевая |
0–10 |
62,0 |
21 |
75,5 |
20 |
70,9 |
12 |
69,5 |
|
10–20 |
70,5 |
8 |
69,7 |
17 |
70,6 |
6 |
70,3 |
|
Удовлетворительная оструктуренность почвы агроценоза пшеницы отмечалась и в 2014 г. Незначительная и небольшая сезонная динамика содержания АЦФ по слоям (Сv = 4–12 %) и отличным структурным состояниям почвы была типична для 2015 г. Максимальное содержание ценных агрегатов было отмечено в условиях вспашки (84–77 %). Исследованием установлено, что вспашка и ресурсосберегающие технологии основной обработки под яровую пшеницу в среднем формировали близкий уровень оструктуренности. Однородный слой по содержанию агрономически ценных фракций установлен на вспашке и нулевой обработке (70–71 %). На фоне минимальной обработки отличная оструктуренность 0–10 см слоя (73 %) сменялась в нижележащем на хорошую (69 %).
Динамические изменения структурного состояния агрочернозема в посевах ячменя, возделываемых по отвальной и минимальной обработкам в вегетационный сезон 2013 г., характеризовались незначительной и небольшой выраженностью (Сv = 3–17 %) с отличным структурным составом 0–10 см слоя (76–80 %) и хорошим на глубине 10–20 см (69–63 %) (табл. 3). На фоне минимальной обработки отмечалось хорошее структурное состояние (67–60 %). При этом существенные различия по типам основной обработки почвы проявлялись в период от всходов ячменя до его созревания. В вегетационный сезон 2014 и 2015 гг. при возделывании ячменя по вспашке и ресурсосберегающим технологиям установлено отличное структурное состояние при сезонном варьировании содержания агрономически ценных фракций от 2 до 14 %.
Таблица 3
Статистические показатели содержания агрономически ценных агрегатов
в агрочерноземе в посевах ячменя, %
|
Прием обработки |
Слой почвы, см |
2013 г. (n = 3) |
2014 г. (n = 3) |
2015 г. (n = 3) |
Среднее за 2013–2015 гг. |
|||
|
X |
Cv, % |
X |
Cv, % |
X |
Cv, % |
|||
|
Отвальная |
0–10 |
76,0 |
7 |
76,0 |
7 |
70,7 |
7 |
74,2 |
|
10–20 |
68,8 |
17 |
76,9 |
5 |
70,1 |
13 |
71,9 |
|
|
Минимальная |
0–10 |
67,2 |
11 |
74,5 |
10 |
73,0 |
4 |
71,6 |
|
10–20 |
59,8 |
12 |
70,3 |
10 |
71,0 |
2 |
67,0 |
|
|
Нулевая |
0–10 |
79,7 |
3 |
70,4 |
4 |
74,1 |
14 |
74,7 |
|
10–20 |
62,9 |
5 |
72,0 |
14 |
65,8 |
14 |
66,9 |
|
Оценка среднесезонной величины содержания агрономически ценных фракций в агрочерноземе в посевах ячменя, возделываемого по различным технологиям основной обработки, показала, что вспашка формировала отличное структурное состояние 0–20 см слоя почвы (74–72 %). На фоне минимальной и нулевой обработки отличная оструктуренность отмечена в 0–10 см слое почвы (72–75 %). В нижележащем 10–20 см слое структурное состояние почвы хорошее (67 %). Ресурсосберегающие обработки почвы под посев ячменя определили существенную дифференциацию 0–20 см слоя почвы по содержанию АЦФ. Здесь выявлено снижение количества агрономически ценных агрегатов размером от 10 до 0,25 мм на 6–8 % по сравнению с поверхностным слоем 0–10 см.
В отличие от парового поля и агроценозов пшеницы и ячменя структурный состав агрочернозема в посевах овса в вегетационный сезон 2013 г. в среднем характеризовался только хорошим состоянием (табл. 4). Некоторое уплотнение почвы определило повышенный выход структурных отдельностей > 10 мм и снижение количества агрономически ценных фракций на всех типах основной обработки. Отличная оструктуренность агрочернозема в посевах овса выявлена только в период всходов культуры. При этом максимальное содержание АЦФ в слое 0–20 см было установлено на вспашке и нулевой обработке (82–76 %) (НСР05 = 10,2–17,3). Далее в течение вегетации культуры структурное состояние почвы было хорошим и удовлетворительным (57–69 %).
Таблица 4
Статистические показатели содержания агрономически ценных агрегатов
в агрочерноземе в посевах овса, %
|
Прием обработки |
Слой почвы, см |
2013 г. (n = 3) |
2014 г. (n = 3) |
2015 г. (n = 3) |
Среднее за 2013–2015 гг. |
|||
|
X |
Cv, % |
X |
Cv, % |
X |
Cv, % |
|||
|
Отвальная |
0–10 |
66,5 |
21 |
72,3 |
1 |
73,3 |
12 |
70,7 |
|
10–20 |
65,8 |
25 |
69,2 |
3 |
71,0 |
13 |
68,6 |
|
|
Минимальная |
0–10 |
64,6 |
17 |
67,9 |
10 |
76,1 |
13 |
69,5 |
|
10–20 |
63,7 |
15 |
63,7 |
9 |
69,8 |
16 |
65,7 |
|
|
Нулевая |
0–10 |
67,5 |
18 |
73,8 |
13 |
61,2 |
23 |
70,8 |
|
10–20 |
65,4 |
19 |
59,6 |
15 |
72,3 |
11 |
65,7 |
|
Отличная качественная оценка (72–74 %) и стабильный сезонный ритм содержания агрономически ценных фракций в 0–10 см слое агрочернозема (Сv = 1–13 %) проявились на вспашке и нулевой обработке в вегетационный сезон 2014 г. Отличное структурное состояние агрочернозема установлено в июньский и июльский периоды в посевах овса, возделываемого на вспашке и минимальной обработке в вегетационный сезон 2015 г. (70–84 %). Дифференциация 0–20 см слоя почвы в посевах овса, возделываемых по вспашке, минимальной и нулевой обработке, усиливалась с уменьшением глубины обработки. Разница между 0–10 и 10–20 см слоями почвы по содержанию агрегатов ценного размера составляет на вспашке 2 %; при минимальной обработке – 4; при нулевой – 5 %. Установлено, что все типы основной обработки формируют в среднем за период наблюдений в слое 0–10 см отличную оструктуренность почвы (70–71 %), в слое 10–20 см – хорошую (66–69 %). Таким образом, благоприятное структурное состояние агрочерноземов криогенно-мицелярных Красноярской лесостепи, обусловленное их генезисом и высоким естественным плодородием, сохранялось относительно стабильно в условиях кратковременного применения ресурсосберегающих технологий основной обработки.
Заключение. Содержание агрономически ценных агрегатов в почве паровых полей и агроценозов зерновых культур оценивалось на уровне 68–74 % с дифференциацией 0–20 см слоя почвы по этому показателю на вспашке 2–3 %; на минимальной обработке – 4–5; на нулевой обработке – 5–8 %. Несмотря на наличие достоверных различий по содержанию агрономически ценных агрегатов в агроценозах зерновых культур и паровом поле в отдельные периоды, в целом структурное состояние агрочернозема в большей степени определяется сочетанием «агроценоз – обработка почвы». Установлено, что максимальное содержание агрономически ценных фракций в слое 0–20 см типично для парового поля и агроценоза пшеницы на вспашке и нулевом фоне (74 %). Возделывание овса по ресурсосберегающим технологиям создавало хорошую оструктуренность почвы, не превышающую 68 %.
1. Кураченко Н.Л., Картавых А.А., Ржевская Н.И. Запасы продуктивной влаги в агроценозах пшеницы, возделываемых по ресурсосберегающим технологиям // Вестник КрасГАУ. 2014. № 5 (92). С. 58–63.
2. Солодун В.И., Зайцев А.М., Бояркин Е.В. Обоснование способов и сроков посева зерновых культур в Предбайкалье // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. 2017. № 3 (48). С. 101–105.
3. Ивченко В.К., Полосина В.А, Штеле А.А. Влияние приемов основной обработки почвы на агрофизические показатели чернозема выщелоченного Красноярской лесостепи // Вестник КрасГАУ. 2019. № 7. С. 50–58.
4. Власенко А.Н., Утенков Г.Л. Выбор, адаптация и оценка ресурсосберегающих агротехнологий возделывания зерновых культур как сложных систем // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2021. № 7. С. 56–60.
5. Рзаева В.В., Еремин Д.И. Влияние основной обработки почвы на содержание гумуса в черноземе выщелоченном // Агрофорум. 2021. № 6. С. 38–40.
6. Изменение плодородия почвы при различных способах основной обработки / В.И. Турусов [и др.] // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2014. № 5-1. С. 218–222.
7. Влияние основной обработки на динамику накопления нитратного азота в почве / Н.М. Соколов [и др.] // Российская сельскохозяйственная наука. 2020. № 6. С. 34–37.
8. Влияние приемов основной обработки почвы на агрофизические показатели почвы и урожайность томата / М.Ю. Анишко [и др.] // Проблемы развития АПК региона. 2021. № 2 (46). С. 6–11.
9. Турусов В.И., Новичихин А.М. Обработка черноземов: опыт и тенденции развития // Земледелие. 2012. № 4. С. 7–9.
10. Плодородие чернозема типичного при минимизации основной обработки / Г.Н. Черкасов [и др.] // Земледелие. 2012. № 4. С. 23–25.
11. Кураченко Н.Л., Колесник А.А. Содержание и пространственное распределение подвижных элементов питания агрочерноземов в зависимости от способов основной обработки почвы // Агрохимия. 2020. № 7. С. 11–16.
12. Александрова Л.Н., Найденова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л.: Колос, 1986. 350 с.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Альянс, 2014. 351 с.
14. Шептухов В.Н., Коновалов С.Н., Нестерова А.В. Изменение структуры дерново-подзолистых суглинистых почв при минимизации обработки // Почвоведение. 1993. № 5. С. 64–74.
