Изменение плодородия чернозема под воздействием различных агроценозов

В агроценозе ячменя, размещенного после пшеницы, плотность почвы соответствует нормальной величине (1,12 г/см3). Такие различия по плотности сложения в посевах зерновых культур обусловлены ролью предшественника. Для пшеницы таковым является донник, уплотняющее действие которого аналогично люцерне. Динамические изменения сложения слоя 0-40 см чернозема обыкновенного в посевах пшеницы имеют незначительное варьирование (V =2-5 %). В агроценозе ячменя варьирование плотности слоя 0-20 см незначительное ^=9 %), слоя 20-40 см - небольшое ^=18 %). Установлено увеличение плотности сложения почвы в посевах зерновых культур к августу. Полевая влажность на 81 % контролирует сезонный ритм сложения пахотного слоя в агроценозе пшеницы. Изменчивость сложения слоя 0-40 см чернозема обыкновенного в посевах ячменя также достоверно сопряжена с уровнем увлажнения почвы, г = -0,б3=(-0,98).

Таким образом, функционирование черноземов обыкновенных глинистых в агроэкосистемах сопровождается их физической деградацией на горизонтном уровне. Она проявляется в слабой устойчивости к уплотняющему воздействию и саморазуплотнению. Почва в посевах люцерны характеризуется повышенным уплотнением (1,3-1,4 г/см3). Запашка люцерны, возделывание зерновых культур, применение чистых и сиде-ральных паров обеспечивают благоприятную величину сложения чернозема обыкновенного (1,0-1,2 г/см3).

6. Чупрова В.В., Ерохина Н.Л. База данных плотности сложения почв земледельческой территории Красноярского края//Вестник КрасГАУ, 1999. - № 5. -С. 82-94.

7. Практикум по почвоведению/Под ред. Кауричева И.С. - М.: Агропромиз-дат, 1986. - 336 с.

8. Березин П.Н., Гудима И.И. Физическая деградация почв: параметры со-стояния//Почвоведение, 1994. - № 11.

- С. 67-70.

9. Ахтырцев Б.П., Лепилина И.А. Влияние сельскохозяйственного использования на водно-физические свойства выщелоченных черноземов Среднерусской лесостепи//Почвоведение, 1985. - № 8.

- С. 91-102.

10. Едимеичев Ю.Ф. Изменение физических свойств почвы при возделывании яровой пшеницы по пласту и обороту пласта люцерны длительного срока использования/Почвы Сибири и их рациональное использование. - Красноярск, 1975. - С. 20-22.

11. Бугаков П.С., Попова Э.П., Чупрова В.В., Шугалей Л.С. Агрофизическая характеристика почв южной части Красноярского края/Агрофизическая характеристика почв степной и сухостепной зон Азиатской части СССР. - М.: Колос, 1982. - С. 71-98.

12. Вериго С.А., Разумова Л.А. Почвенная влага и ее значение в сельскохозяйственном производстве. - Л.: Гид-рометеоиздат, 1963. - 289 с.

Статья поступила в редакцию 03.04.2009.

Литература

1. Королев В.А. Особенности современного физического состояния черноземов типичных Среднерусской лесостепи/ Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации. -М., 2003. - С. 60-62.

2. Вередченко Ю.П. Агрофизическая характеристика почв центральной части Красноярского края. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 175 с.

3. Бекетов А.Д., Берзин А.М., Таскина В.М. Влияние различных культур на структурность и плотность выщелоченного чернозема/Агрофизические исследования почв Средней Сибири.- Красноярск, 1975. - С.145-153.

4. Бугаков П.С., Горбачева С.М., Чупрова В.В. Почвы Красноярского края. -Красноярск, 1981. - 128 с.

5. Берзин А.М. Зеленые удобрения в Средней Сибири. - Красноярск, 2002. -394 с.

Appraisal and change of chernozem density during crop rotation

N.L. Kurachenko,

S.N. Solodchenko, V.N. Romanov,

V.M. Litau

Research of chernozem soil density with use of crop rotation in Middle Siberia region is presented. Established that soil during lucerne growing characterized as high compacted. Ploughing of lucerne, cultivation of grain crops, application of clear and green manure fallows promotes favorable density of chernozem soil. Keywords: chernozem, density of chernozem soil, lucerne, crop rotation.

УДК 631.445.4:631,4S:631 .S82

Изменение плодородия чернозема под

воздействием

различных

агроценозов

В.Д. МУХА, доктор сельскохозяйственных наук H.H. ТРУТАЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук Ж.А. БУЛАНОВА Курская государственная сельскохозяйственная академия им. профессора И.И. Иванова E-mail: 1706836@ rambler.ru

Исследования в длительном опыте показали различное воздействие монокультуры озимой пшеницы и севооборота на чернозем типичный. Установлено, что монокультура значительно подкисляла почву и понижала содержание обменно-поглощенного кальция, но не ухудшала агрофизические характеристики чернозема типичного.

Ключевые слова: чернозем, плодородие, агроценоз.

В последние годы резко расширилась практика возделывания высокорентабельных культур в повторных посевах, что нарушило сложившиеся севообороты и привело к отрицательным изменениям почвенных показателей.

Мы изучали воздействие монокультуры озимой пшеницы на важнейшие физико-химические и агрофизические характеристики чернозема типичного, определяющие уровень его плодородия. Исследования проводили в многолетнем (19462009) стационарном опыте Курского НИИ агропромышленного производства. Изучали изменение состава обменно-поглощенных катионов, реакции почвенного раствора, а также S структурное состояние чернозема | типичного при выращивании озимой « пшеницы в монокультуре и в севоо- | бороте. Полевые опыты и лаборатор- s ные исследования проводили соглас- z но общепринятым методикам. 1

Схема опыта включала: 1 - воз- р

делывание пшеницы в монокульту- 2

о

ре без удобрений (контроль) и на фоне Ы45Р60К45, 2 - возделывание пшеницы в зернопропашном сево-оборое (горох без удобрений - озимая пшеница без удобрений - озимая пшеница + Ы30Р60К60- сахарная свекла без удобрений - сахарная свекла + М90Р120К120 - кукуруза без удобрений - кукуруза + М80Р70К70 -ячмень по не удобренному ранее фону - ячмень по удобренному ранее фону).

Перед закладкой опыта обменная кислотность (рНсол) чернозема типичного составляла 6Д гидролитическая (Нг) - 1,7 мг-экв/100 г почвы; содержание обменно-поглощенного кальция (Са2+)- 42,0 мг-экв/100г почвы, степень насыщенности основаниями (V) - 96 % [1].

Результаты наших исследований показали, что монокультура озимой пшеницы по сравнению с севооборотом подкисляла почву: только за последние годы (2006-2008) рНсол на контрольном варианте изменился от 6,46-6,30 (севооборот) до S,14-S,11 (монокультура). Изменения величины гидролитической кислотности четко подтверждает установленную закономерность: под монокультурой озимой пшеницы Нг составила 4,38-4,72, а в севообороте - 1,01-1^0 мг-экв/ 100 г почвы. Внесение минеральных удобрений вызывает более интенсивное подкисление почвы (табл. 1).

Выявленное подкисление изучаемого чернозема обусловлено заме-

щением обменно-поглощенных катионов Са2+ на катионы Н+. Согласно полученным данным, содержание в почве обменно-поглощенных катионов Са2+ изменилось значительно за период исследований, резких изменений в содержании обменно-погло-щенных катионов Мд2+ не наблюдалось.

В почве под монокультурой озимой пшеницы содержание Са2+ колебалось от 26^0 до 2S,S0, а в севообороте - от 31,16 до 30^ мг-экв на 100 г почвы. Таким образом, наиболее насыщенной основаниями является почва под севооборотом: 9697 % без удобрений и 9S-96 % - при внесении в почву полного минерального удобрения (мз0Р60К60). Наименее насыщенной была почва под монокультурой озимой пшеницы: 8789 % на контроле и 86-88% при внесении ЫРК.

Насыщение почвенного поглощающего комплекса основаниями, и особенно катионами Са2+, многогранно и положительно влияет на агро-экологические характеристики чернозема. Кальций не только определяет реакцию почвенного раствора, но также способствует закреплению в почве гумуса, коагуляции почвенных коллоидов и формированию агрономически ценной зернисто-комкова-той структуры.

Наиболее ценными считаются водопрочные комочки от 1 до 3 мм [2, 3]. Если почва содержит фракции аг-

регатов менее 0^ мм или более 10 мм, она не способна удерживать влагу выпадающих осадков, обеспечивать нормальный воздушно-тепловой режим, создавать условия для развития полезной микрофлоры, что приводит к снижению продуктивности пашни.

Мы исследовали воздействие монокультуры озимой пшеницы на структуру чернозема типичного. Агрегатный анализ проводили по методу И.И. Савинова (сухое просеивание) и на приборе И.М. Бакшеева (мокрое просеивание).

Полученные данные (табл. 2) показывают, что в почве под монокультурой формируется более выраженная зернисто-комковатая структура (^,46 %) по сравнению с севооборотом (13,11 %). При внесении в почву полного минерального удобрения (Ы45Р60К45) наблюдается увеличение глыбистости, причем, более интенсивно этот процесс идет в почве под севооборотом.

Для учета воздействия монокультуры озимой пшеницы на качественное содержание агрегатов чернозема типичного мы провели анализы, характеризующие водопрочность агрегатов (мокрое просеивание).

Структурное состояние чернозема типичного в монокультуре и в севообороте весьма специфично. Например, под монокультурой озимой пшеницы на контрольном варианте во-допрочность агрегатов более 1 мм

I. Влияние монокультуры озимой пшеницы и зернопропашного севооборота на уровень обменной кислотности и состав обменно-поглощенных катионов чернозема типичного

Год Глубина, см РН СОЛ. Са2с Мс 2 Нс ЕКО V ОСН. VCs ,%

мг -экв/100 г почвы

I | 2 1 2 1 2 I 2 1 2 1 2 1 2

Монокультура

2006 0-20 5,14 5,10 26,50 25,73 6,60 6,58 4,38 4,48 37,98 37,59 88,47 88,08 69,77 68,45

20-40 5,13 5,20 27,16 26,91 6,53 6,60 3,74 4,40 37,83 38,31 90,11 88,51 71,79 70,24

Севооборот

0-20 6,46 6,30 31,16 30,91 5,58 5,61 1,01 1,72 38,25 38,84 97,11 95,57 81,46 79,58

20-40 6,85 6,45 33,33 32,22 5,62 5,64 0,74 1,47 40,19 39,93 98,16 96,32 82,93 80,69

нср0,5 0,04 0,16 0,03 0,03 0,05 0,03 0,04 0,04 -

Монокультура

2007 0-20 5,13 5,08 26,00 25,50 6,30 6,32 4,46 4,96 37,36 37,58 88,06 86,80 69,59 67,85

20-40 5,27 5,17 26,70 26,45 6,37 6,38 4,12 4,44 37,59 37,67 89,04 88,21 71,03 70,21

Севооборот

0-20 6,42 6,24 31,00 29,53 5,50 5,54 1,26 1,78 38,26 37,35 96,71 95,24 81,02 79,06

20-40 6,78 6,37 32,97 31,17 5,62 5,63 0,97 1,50 40,16 38,90 97,58 96,14 82,10 80,13

нсро,5 0,03 0,04 0,04 0,04 0,05 0,03 0,04 0,12 -

Монокультура

2008 0-20 5,11 5,02 25,50 25,43 6,30 6,31 4,72 5,14 37,12 37,38 87,28 86,25 68,70 68,03

20-40 5,15 5,17 26,20 26,00 6,34 6,35 4,42 4,46 37,36 37,61 88,17 88,14 70,13 69,13

Севооборот

0-20 6,30 6,15 30,75 29,37 6,24 6,28 1,50 1,78 38,89 37,93 96,14 95,31 79,10 77,43

20-40 6,64 6,30 32,75 31,10 6,28 6,30 1,00 1,53 40,43 39,43 97,53 96,12 81,00 78,87

нсро,5 0,03 0,04 0,04 0,05 0,03 0,02 0,03 0,04

Примечание. 1 - без удобрений, 2 x р К 30 60 60"

2. Влияние монокультуры озимой пшеницы и севооборота на агрегатный состав чернозема типичного в пахотном слое

Вариант Размер фракций, мм и содержание их, %

> 3 3-1 1-0,5 0,5-0,25 <0,25 £1-0,2

Монокультура озимой пшеницы

Без удобрений 59,23 35,53 2,31 1,85 1,08 15,46

X45^60U60 66,53 27,14 2,26 2,38 1,69 13,70

Севооборот

Без удобрений 64,39 30,47 2,25 1,23 1,66 13,11

X45^60U60 67,44 27,45 1,80 1,34 1,97 11,08

НСР 0,5 1,64 1,76 0,03 0,07 0,04 -

3. Влияние монокультуры озимой пшеницы и севооборота на водопрочность агрегатов чернозема типичного (%) на приборе И.М. Бакшеева

Вариант Агрегаты, мм £3-0,2

> 3 3-1 | 1-0,5 0,5-0,25 <0,25

Без удобрений (контроль) Монокультура озимой пшеницы 13,24 22,34 24,20 26,14 12,60 20,86 22,42 21,75 14,08 22,37 85,92 77,63

Севооборот

Без удобрений 11,43 21,13 32,84 16,26 18,34 81,66

X45P60U60 13,60 19,00 28,96 19,52 18,92 84,78

НСР 0,5 0,09 0,19 1,04 0,19 1,06 -

увеличивается, а при внесении полного минерального удобрения - наоборот, уменьшается (табл. 3).

Представленные данные свидетельствуют о том, что в почве под монокультурой озимой пшеницы увеличивается содержание агрономически ценных (3-1 мм) водопрочных агрегатов; их количество составляло 22,34 % на контроле и 20,86 % при внесении полного минерального удобрения, а в почве под севооборотом - 21,13 и 22,70 % соответственно. При этом на участках под монокультурой, по сравнению с севооборотной площадью, количество агрономически ценных агрегатов заметно увеличивалось.

Естественно, что монокультура озимой пшеницы, воздействуя как злаковое травянистое растение, спо-

собствует агрегированию почвы в верхнем пахотном слое (0-20 см).

В результате исследований выявлено, что монокультура озимой пшеницы не ухудшает агрофизические характеристики чернозема, несмотря на потерю обменно-поглощенно-го кальция и увеличение кислотности, а также способствует повышению водопрочности почвенных агрегатов.

Здесь по нашему мнению сказывается потеря обменно-поглощенно-го кальция и насыщение ППК катионами водорода. Такие различия между вариантами монокультуры и севооборота указывают на то, что монокультура озимой пшеницы в целом не ухудшает агрофизические характеристики чернозема, несмотря на потерю обменно-поглощенного кальция и увеличение кислотности,

а также способствует повышению водопрочности почвенных агрегатов.

Таким образом, севооборот можно насыщать повторными посевами озимой пшеницы, но при этом необходимо регулировать физико-химические показатели чернозема типичного. Как показали наши исследования, кальцийсодержащие соединения (гипс, известь, дефекат, доломит и др.) положительно влияют на агроэкологические характеристики черноземов, повышают их плодородие и способствуют более рациональному использованию этих ценных земель в сельскохозяйственном производстве.

Литература

1. Динамика эффективного плодородия чернозема при его длительном сельскохозяйственном использовании/В.И. Лазарев, А.Ю. Айдиев, И.А. Золотарева, Н.Н. Трутаева. - Курск: КГСХА, 2007. -121 с.

2. Муха В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв (общие закономерности и зональные особенности) - М.: КолосС, 2004. - 271 с.

3. Медведев В.В. Структура почвы -Харьков, 2008. - 490 с.

Статья поступила в редакцию

01.07.2009.

Change of chernozem fertility under influence of different agrocoenosis

V.D. Mukha, N.N. Truaeva, Zh.A. Bulanova

Researches of long-term experiment has presented different influence of winter wheat as mono-crop and crop rotation on typical chernozem soil. Established that mono-crop rather acidified soil and decrease content of exchange-absorbed calcium but didn't worse agrophysical characteristics of typical chernozem. Keywords: chernozem, fertility, agrocoenosis.