Роль обработки, удобрений и защиты растений в управлении биологическими свойствами почвы

Библиографический список

1. Ильин В.Б. Биогеохимия и агрохимия микроэлементов ^п, Mo, B) в южной части Западной Сибири. — Новосибирск: Наука СО, 1973. — 390 с.

2. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири // Почвоведение. — 1987.

— № 11. — С. 87-94.

3. Плохинский Н.А. Биометрия. — Изд. 2-е. — М.: МГУ, 1970. — 370 с.

4. Важенин И.Г. Применение метода вариационной статистики в почвенно-агрохимических исследованиях // Почвоведение. — 1963. — № 2. — С. 43-57.

5. Пуховский А.В. Об особенностях статистической обработки результатов агрохимических исследований // Агрохимия. — 2001. — № 9. — С. 66-74.

6. Баринова К.Е., Пуховский А.В. Структурно-динамический подход при статистической обработке данных // Агрохимический вестник. — 2002. — № 2. — С. 13-15.

7. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении: учебник / науч. ред. Ю.Н. Благовещенский. — Изд. 4-е, доп. — М.: Кн. дом «ЛИБРОКОМ», 2010. — 336 с.

8. Королев Ю.А., Анохин В.С., Калинина Т.А. Проверка эмпирического распределения агрохимических показателей на нормальность // Агрохимический вестник. — 2003. — № 5. — С. 19-22.

9. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: учеб. пособие для студентов вузов. — Изд. 6-е, доп. — М.: Высш. шк., 2002. — 405 с.

+ + +

УДК 631.51:631.8:632.954:631.427 У.А. Исаичева,

А.М. Труфанов,

Б.А. Смирнов,

М.П. Шаталов, А.Н. Дугин

РОЛЬ ОБРАБОТКИ, УДОБРЕНИЙ И ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ В УПРАВЛЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ПОЧВЫ

Ключевые слова: обработка почвы,

удобрения, гербициды, органическое вещество, биологическая активность почвы, продуктивность.

Введение

Освоение адаптивно-ландшафтных систем земледелия требует разработки отдельных их элементов, адаптированных к конкретным агроландшафтам [2]. Применение биологи-зированных систем удобрений, минимизация и энергосбережение обработки почвы в севообороте являются основными агротехническими приёмами по оптимизации функционирования системы «почва-растение» в агроценозах [3]. Основной задачей такой оптимизации чаще всего является устойчивое повышение плодородия почв при экологической безопасности и эффективности.

Актуальность изучения влияния данных агроприёмов особенно проявляется в отношении содержания органического вещества в дерново-подзолистых почвах Нечернозёмной зоны и деятельности почвенной микрофлоры и, в конечном итоге, продуктивности полевых культур [1].

В связи с этим целью исследований было изучить и определить наиболее эффективное сочетание систем обработки почвы, удобрений и защиты растений в управлении основными биологическими свойствами дерново-подзолистой супесчаной почвы. При этом решались следующие задачи: определение динамики органического вещества, целлюлозоразлагающей активности почвы и продуктивности полевых культур под влиянием различных по интенсивности систем основной обработки почвы при разных уровнях биологизации и химизации систем удобрений и защиты растений.

Объекты и методы исследований

Экспериментальная работа проводилась в 2009-2010 гг. в полевом многолетнем стационарном трехфакторном опыте, заложенном в 2003 г. на опытном поле в условиях производства ОАО СПК «Михайловское» Ярославского района Ярославской области методом расщепленных делянок с рендомизированным размещением вариантов в повторениях. Повторность опыта — четырехкратная.

Схема опыта

Фактор А. Система основной обработки почвы, «О».

1. Отвальная: вспашка на 20-22+7 см

плугом ПБС-2 с предварительным лущением на 8-10 см, ежегодно — «О1».

2. Поверхностно-отвальная: вспашка плугом ПБС-2 на 20-22+7 см с предварительным лущением на 8-10 см один раз в четыре года + одно-, двукратная поверхностная обработка на глубину 6-8 см в течение трех лет — «О2».

3. Поверхностная с рыхлением: рыхление на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см один раз в четыре года + одно-, двукратная поверхностная обработка на глубину 6-8 см в течение трех лет — «О3».

4. Поверхностная: одно-, двукратная поверхностная обработка на 6-8 см, ежегодно

— «О4».

Вспашка была проведена осенью 2008 г. на вариантах О1, О2, О4 на глубину 20-22+7 см, а на О3 — рыхление на глубину 20-22 см.

Фактор В. Система удобрений, «У».

1. Экстенсивная биологизированная: солома предшественника (яровой пшеницы) по фактической урожайности с внесением ^0 (2009); без удобрений (2010) — «У1».

2. Интенсивная биологизированная-1 (среднеинтенсивная): солома предшественника (яровой пшеницы) по фактической

урожайности с внесением N90^00

(2009); N85 (подкормка) (2010) — «У2».

3. Интенсивная биологизированная-2 (высокоинтенсивная): солома предшественника (яровой пшеницы) по фактической урожайности с внесением N90^00 (в запас на 4 года) (2009);

1^135 (подкормка) (2010) — «У3».

Фактор С. Система защиты растений от сорняков, «Г».

1. Биотехнологическая (без гербицидов), «Г 1».

2. Интегрированная (с гербицидами: в 2010 г. — Линтур 0,15 кг/га), «Г2».

Почва опытного участка дерново-подзолистая супесчаная нормального увлажнения на делювиальных отложениях с исходным средним содержанием органического вещества 2,32%, P2O5 — 354,8 и К20 — 154,4 мг/кг почвы, гидролитической кислотностью 1,08, рНкс| 6,12. В опыте использовались рекомендованные для региона элементы технологий выращиваемых культур (кроме изучаемых). Опыт заложен в севообороте во времени: яровой рапс

(2004) — озимая пшеница (2005) — картофель (2006) — яровая пшеница (2007, 2008). В период данных исследований в опыте выращивалась вико-овсяная смесь в 2009 г. (сорт вики Ярославская 136, овса Скакун) и озимая тритикале в 2010 г. (сорт Антей). В

опыте в 2009 г. выращивалась вико-овсяная смесь (сорт вики Ярославская 136, овса Скакун), в 2010 г. — озимая тритикале (сорт Антей). Из форм минеральных удобрений использовалась аммиачная селитра и хлористый калий. Содержание органического вещества в почве определялось по методу И.В. Тюрина, целлюлозоразлагающая активность почвы — методом аппликации, урожайность — сплошным поделяночным методом.

Результаты и их обсуждение

Роль органического вещества почвы в определении её основных свойств и плодородия в целом сложно переоценить.

Изменения содержания органического вещества в слое почвы 0-20 см в среднем за 2009-2010 гг. носили незначительный характер, при этом следует отметить динамику повышения показателя при использовании энергосберегающих почвозащитных систем основной обработки (О2, О3 и О4) на 0,10,2% в сравнении с классической отвальной (О,) на экстенсивном биологизированном фоне удобрений (У^ и биотехнологической системе защиты растений (рис. 1а). Это свидетельствует о положительном влиянии отказа от ежегодной вспашки на баланс органического вещества почвы в части снижения его минерализации. Повышение интенсивности системы удобрений привело к повышению содержания органического вещества на отвальной (О^ и, особенно, поверхностной с рыхлением (О3) обработке, тогда как на поверхностно-отвальной (О2) осталось на уровне отвальной. На вариантах ежегодной поверхностной обработки (О4) значение показателя увеличилось на фоне среднеинтенсивной системы удобрений (У2) и снизилось на фоне с повышенными дозами (У3) по сравнению с экстенсивной биоло-гизированной (У]).

По фону интегрированной системы защиты растений разница по уровню содержания органического вещества между вариантами обработки почвы и удобрений нивелировалась (рис, 1б). При этом стоит отметить динамику некоторого увеличения содержания органического вещества на поверхностноотвальной обработке (О2) по фону экстенсивной биологизированной системы удобрений (У1) и на поверхностной обработке (О4) по фону среднеинтенсивной (У2) в сравнении с отвальной (О1) на одноимённых фонах удобрений. Это связано со стимуляцией активной деятельности микрофлоры, участвующей в процессах разложения первичного органического вещества, поступающего в почву и являющегося исходным материалом для образования гумусовых соединений.

Рис. 1. Содержание органического вещества в слое почвы 0-20 см, %: а — биотехнологическая система защиты растений; б — интегрированная

Так, в среднем за 2009-2010 гг. активность микроорганизмов, разлагающих целлюлозу, была выше на вариантах обработки почвы с различной степенью энергосбережения по сравнению с отвальной (О^ при биотехнологической системе защиты растений, особенно это стоит отметить на поверхностно-отвальной (О2) и поверхностной с рыхлением (О3) системах обработки по фонам удобрений У! и У2 (рис. 2а) в связи с благоприятными водно-воздушным и питательным режимами. Применение высокоинтенсивной системы с применением полных удобрений в запас (У3) несколько снижало этот показатель на всех обработках почвы, кроме отвальной (О!), так как на поверхностно-отвальной обработке удобрения вносились под вспашку без предварительного перемешивания с почвой, а на вариантах поверхностной с рыхлением и поверхностной обработки - в верхний слой, тогда как в варианте с отвальной обработкой в 2009 г. при очередной вспашке заделанные в 2008 г. удобрения были перемешаны с почвой всего пахотного слоя.

Применение интегрированной системы защиты растений повышало активность целлюлозоразлагающей микрофлоры на всех системах обработки почвы, особенно на

экстенсивном биологизированном и среднеинтенсивном фонах удобрений, что связано с поступлением в почву дополнительного субстрата для питания микроорганизмов в виде отмерших сорных растений (рис. 2б).

Рис. 2. Целлюлозоразлагающая активность в слое почвы 0-20 см, % разложения льняного полотна:

а — биотехнологическая система защиты растений; б — интегрированная

Положительная роль почвозащитных обработок подтвердилась и в изменении продуктивности сельскохозяйственных культур (табл.).

Так, применение экстенсивной биологи-зированной системы удобрений (У!) по фону биотехнологической системы защиты растений (Г!) способствовало получению наибольшей продуктивности на вариантах энергосберегающих обработок, по сравнению с ежегодной отвальной обработкой (О^ на 0,44; 0,43 и 0,02 т к.ед. (соответственно, для О2, О3 и О4).

Внесение гербицидов в интегрированной системе защиты (Г2) по данному фону питания приводило к недостоверному снижению продуктивности культур на поверхностноотвальной (О2) и поверхностной обработках (О4), по сравнению с отвальной (О!), и увеличению продуктивности на вариантах поверхностной с рыхлением (О3) обработки.

Таблица

Продуктивность полевых культур, т к.ед/га

Вариант

система обработки почвы, «О» система удобрений, «У» система защиты растений, «Г»

биотехнологическая, «Г1» интегрированная, «Г2»

Отвальная, «О1» экстенсивная биологизированная, «У1» 3,81 4,27

интенсивная биологизированная-1, «У2» 4,30 4,18

интенсивная биологизированная-2, «У3» 4,09 3,91

Поверхностноотвальная «О2» экстенсивная биологизированная, «У1» 4,25 3,88

интенсивная биологизированная-1, «У2» 4,38 4,58

интенсивная биологизированная-2, «У3» 4,40 4,97"

Поверхностная с рыхлением, «О3» экстенсивная биологизированная, «У1» 4,24 4,35

интенсивная биологизированная-1, «У2» 4,20 4,06

интенсивная биологизированная-2, «У3» 4,67 4,24

Поверхностная, «О4» экстенсивная биологизированная, «У1» 3,83 3,81

интенсивная биологизированная-1, «У2» 4,44 4,21

интенсивная биологизированная-2, «У3» 3,83 3,06

Однако на фоне среднеинтенсивной (У2) системы удобрений по фону без гербицидов (Г1) продуктивность культур повышалась на вариантах обработки О2 и О4 на 0,08 и

0,14 т к.ед., а на фоне высокоинтенсивной системы удобрений — на 0,31 и 0,58 т к.ед. соответственно.

Использование интегрированной системы защиты растений по фону удобрений У3 приводило к достоверному увеличению продуктивности культур на варианте поверхностно-отвальной обработки в сравнении с отвальной на 1,06 т к.ед.

Заключение

В условиях Нечернозёмной зоны на дерново-подзолистых супесчаных почвах для создания благоприятных условий гумусона-копления, усиления биологической активности почвы и повышения продуктивности полевых культур, а также энергосбережения целесообразно использовать сочетания обработок — поверхностно-отвальную и поверхностную с рыхлением по фонам удобрений как экстенсивной биологизированной, так и среднеинтенсивной. При этом использование интегрированной системы защиты

растений (с применением гербицидов) не целесообразно, так как не обеспечивает достоверного увеличения продуктивности культурных растений и улучшения свойств почвы при больших экологических рисках и экономических затратах, чем биотехнологическая система защиты, основанная на биологических и механических методах.

Библиографический список

1. Котяк П.А., Чебыкина Е.В., Комарев-цева Л.Г. Влияние различных по интенсивности систем обработки и удобрений на изменение биологических показателей плодородия почвы // Вестник АПК Верхневолжья. — 2008. — № 3. — С. 3.

2. Смирнов Б.А., Смирнов Б.А., Труфа-нов А.М., Воронин А.Н., Кочевых М.Ю. Система поверхностно-отвальной обработки на дерново-подзолистых глееватых почвах.

— Ярославль: Изд-во Ярославской ГСХА, 2008. — 349 с.

3. Шарков И.Н., Данилова А.А. Влияние агротехнических приемов на изменение содержания гумуса в пахотных почвах // Агрохимия. — 2010. — № 12. — С. 72-78.

+ + +

УДК 631.45.41/44

И.Б. Сорокин, Э.В. Титова

ЗЕЛЕНОЕ УДОБРЕНИЕ В БАЛАНСЕ ПОЧВЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОДТАЕЖНОЙ ЗОНЫ

Ключевые слова: зеленое удобрение агроэкосистема, органическое вещество,

(сидерат), плодородие, серая лесная поч- подтаежная зона, биологизация земледе-

ва, солома, возобновляемые биоресурсы, лия, севооборот.