Влияние способов основной обработки почвы на содержание микроэлементов

ENERGY SAViNG TEcHNoLoGiES oN cHERNoSEMS of SouTHERN oRENBuRG REGioN F.G. Bakirov, G.V. petrova, A.p. Dolmatov, D.G. petrov orenburg State agrarian university.

Summary. The purpose of research is to develop the technology which ensures the efficient use of moisture' s resources and increase of crop yields. Studies were carried out on heavy-carbonate chernozems of southern Orenburg Urals, with a humus content of 4.1%, according to the scheme: 1 - «zero» tillage; 2 - shallow soil loosening GRO-4, 25 to a depth of 6-8 cm; 3 - twice shallow loosening GRO-4, 24, 6-8 cm, with an interval of 20-30 days between them, following the second small loosening deep loosening GRO-4, 25 with slit cutter in the depth of 30 cm, in crop rotation: chickpeas - winter wheat - sorghum - spring wheat - sunflower - barley. The deep tillage allows to collect more moisture than zero and shallow soil loosening at 31 mm and 12 mm. The best hydration of the upper layers of the soil provides a more rapid growth of crops in the first half of the growing season in the variant with deep loosening, and the second - on zero tillage . Straw mulch and preservation of capillary connections between the upper and lower layers of soil in direct seeding with drill Amazone DMC Primera leads to the field germination of early cultures by 4-9 %, sorghum by 17%. Moisture reserves in the soil and growing season precipitation cultures are used more effectively in zero tillage and water consumption rates are reduced by 1.2-1.3 times. Zero tillage provides the same productivity of field crops and sunflower grain increases 3.6 and 3.8 c / ha and sorghum - 55 c / ha and 39 c / ha of green mass, in comparison with the deep and shallow tillage reduced water consumption by 1.2-1.3 times. Keywords: energy saving technologies, tillage, shallow tillage, deep tillage, zero tillage, water use coefficient, southern chernozem.

УДК 631. 452

влияние способов основной обработки почвы

на содержание микрозлементов

С.И. СМУРОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией

Г.С. АГАФОНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник О.В. ГРИГОРОВ, научный сотрудник Н.В. ШЕЛУХИНА, младший научный сотрудник Белгородская ГСХА им. В.Я. Горина E-mail: SSMUROV61@MAIL.RU

Резюме. В условиях полевого стационарного опыта, расположенного в лесостепной зоне ЦЧР на чернозёме типичном изучали влияние способов основной обработки на содержание в разных слоях почвы подвижных форм цинка, меди, марганца и кобальта. Исследования проводили в четырехпольном севообороте со следующим чередованием культур: горох, озимая пшеница, подсолнечник, ячмень. Опыт развернут во времени и пространстве в четырех полях. В качестве способов основной обработки почвы использовали вспашку на 27...30 см (ПН-5-35), мелкую безотвальную обработку на 14... 16 см (КПЭ-3,8) и глубокую безотвальную обработку на 40...42 см (ПЧ-2,5). Рассчитан баланс микроэлементов за 5 ротаций четырехпольного зернопропашного севооборота. Основные его параметры существенно не отличались в зависимости от способов основной обработки почвы. Без использования органических удобрений интенсивность баланса цинка составляла 5,7...5,8 %, меди -4,9. ..5,1 %, марганца - 7,6.7,7 %, кобальта -8,2.8,5 %. За пять ротаций севооборота содержание подвижных форм цинка в слое 0.30 см достигло уровня 1,02.1,09мг/кг, меди - 0,14.0,15 мг/ кг, марганца - 9,5.10,0 мг/кг, кобальта - 0,084. 0,089 мг/кг. Ключевые слова: баланс, кларк, микроэлементы, плодородие почв, подвижные формы микроэлементов, чернозём.

В современном земледелии Белгородской области один из важнейших факторов, ограничивающих продуктивность сельскохозяйственных культур и ухудшающих качество урожая, - низкое содержание микроэлементов в почве [1]. Поскольку большинство микроэлементов имеют атомную массу более 40, к ним также применим термин «тяжёлые металлы» [2].

В почвах установлено среднее валовое содержание (кларк) многих микроэлементов. Например, кларк кобальта составляет 8 мг/кг, марганца - 850 мг/кг, меди - 20 мг/кг, цинка - 50 мг/кг [3]. Однако для характеристики обеспе-

ченности сельскохозяйственных растений необходимо обладать информацией о содержании в почве их подвижных форм. Агрохимические нормативы регламентируют уровни низкой обеспеченности пахотных почв подвижными формами кобальта, меди, марганца и цинка (соответственно менее 0,15 мг/кг, 0,2 мг/кг, 10,0 мг/кг, 2,0 мг/кг), при которых целесообразно использование микроудобрений. Также установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) микроэлементов в почвах: кобальта - 5 мг/кг, марганца - 140, меди - 3, цинка - 23 мг/кг [2].

К основным факторам, определяющим количественное содержание микроэлементов в почвах, относятся направленность и интенсивность процессов почвообразования, а также их концентрация в материнской породе. В последние годы на величину этого показателя все большее влияние оказывает деятельность человека. При подкисле-нии почвы упомянутые микроэлементы увеличивают свою подвижность и доступность растениям [4.. .8].

Важный фактор, который определяет состояние почвы, - механическая обработка [9, 10]. В то же время ее воздействие на обеспеченность растений элементами минерального питания изучено недостаточно.

Цель наших исследований - определить влияние способов основной обработки на содержание подвижных форм микроэлементов в разных слоях почвы.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 1991-2013 гг. в полевом стационарном опыте, расположенном в лесостепной зоне в Белгородском районе. Почва опытного участка чернозём типичный тяжелосуглинистый. В структуре пашни Белгородской области на долю чернозёма типичного приходится 39,2%. Средняя многолетняя температура воздуха (по данным агрометео-поста ФГБОУ ВПО БелГСХА им. В. Я. Горина, п. Майский) составляет 6,3 °С, средняя годовая сумма осадков -551 мм, в том числе за период апрель-сентябрь - 317 мм.

Опыт развернут во времени и пространстве в четырех полях. Исследования проводили в четырехпольном севообороте со следующим чередованием культур: горох, озимая пшеница, подсолнечник, ячмень. По-вторность - трехкратная. В среднем за 5 ротаций

севооборотов под горох вносили удобрения в дозе

^29,5Р29,5К29,5' П°Д °ЗИМУЮ пшениЦУ - поД

подсолнечник - М415Р415К415, под яровой ячмень -Ы29 5Р29 5К29 5 в виде аммиачной селитры и азофоски. Органические удобрения не применяли. Побочную продукцию сельскохозяйственных культур заделывали в почву. Изучаемые способы основной обработки почвы - вспашка на 27...30 см (ПН-5-35), мелкая безотвальная обработка на 14...16 см (КПЭ-3,8) и глубокая безотвальная обработка на 40...42 см (ПЧ-2,5).

Все аналитические исследования проводили в аккредитованной лаборатории. Содержание подвижных форм цинка, меди, кобальта и марганца определяли по ГОСТ 50685-94. Для извлечения указанных элементов из почвы использовали ацетатно-аммонийный буферный раствор с рН 4,8.

При расчетах хозяйственного баланса микроэлементов в приходной статье учитывали поступление с минеральными удобрениями и семенами, в расходной - отчуждение с основной продукцией сельскохозяйственных культур.

результаты и обсуждение. В условиях опыта не установлено существенного влияния способов основной обработки почвы на урожайность изучаемых культур и продуктивность севооборота. В среднем за 5 ротаций севооборота (20 лет) продуктивность по вариантам опыта находилась в пределах 4,3...4,4 тыс. корм. ед./га [11].

В связи с этим достоверные различия в показателях баланса изучаемых микроэлементов так же отсутствовали. Основным источником их поступления были семена сельскохозяйственных культур, с которыми в среднем за год в почву попадало 5,4 г/га цинка, 0,76 г/га меди, 3,89 г/га марганца, 0,06 г/га кобальта. Их поступление с минеральными удобрениями было значительно меньше - соответственно 1,02, 0,34, 2,32 и 0,04 г/га. Многие авторы отмечают, что основной источник поступления микроэлементов в агроландшафты это органические удобрения (в опыте не применяли). Например, в 1 т навоза КРС содержится в среднем 90 г цинка и 25 г меди. В 1984-1989 гг. с органическими удобрениями поступление этих элементов в агроландшафты Белгородской области в среднем составляло соответственно 486 и 135 г/га посевной площади, что превышало их выноса с урожаем и отчуждение со смытой почвой. В 2004-2009 гг. эта часть приходной статьи снизилась в 4,5 раза [12].

По вариантам опыта вынос с урожаем цинка в среднем за год составлял 111.113 г/га, меди - 21,8.22,4 г/га, марганца - 80,3.81,2 г/га, кобальта - 1,18.1,22 г/га. В результате баланс всех микроэлементов складывался резко отрицательным. Величина интенсивности баланса цинка (отношение приходной статьи баланса элемента к расходной, выраженное в процентах) составляла 5,7.5,8%, меди - 4,9.5,1%, марганца -7,6.7,7%, кобальта - 8,2.8,5% (табл. 1).

Фоновые для западной части ЦЧО черноземы типичные заповедника «Белогорье» (участок «Ямская степь») в верхней части гумусово-аккумулятивного горизонта (10.20 см) содержат подвижные формы цинка в количестве 0,79 мг/кг, меди - 0,24 мг/кг, марганца -10,9 мг/кг, кобальта - 0,2 мг/кг [13]. По принятой в России оценочной шкале это соответствует низкому уровню содержания подвижных форм цинка и среднему - марганца, меди и кобальта.

По результатам сплошного агрохимического обследования средневзвешенная концентрация подвижных форм цинка в пахотных почвах Белгородской области в 1990-1994 гг. составляла 1,44 мг/кг, в 2005-2009 гг. -

Таблица 1. Баланс микроэлементов

Показатель Микроэлемент

Вспашка

Поступление, г/га 6,4 1,1 6,2 0,10

Вынос, г/га 113 22,4 80,7 1,18

Баланс, +г/га -106,6 -21,3 -74,5 -1,08

Интенсивность

баланса, % 5,7 4,9 7,7 8,5

Глубокая безотвальная обработка

Поступление, г/га 6,4 1,1 6,2 0,10

Вынос, г/га 113 22,0 81,2 1,22

Баланс, +г/га -106,6 -20,9 -75,0 -1,12

Интенсивность

баланса, % 5,7 5,0 7,6 8,2

Мелкая безотвальная обработка

Поступление, г/га 6,4 1,1 6,2 0,10

Вынос, г/га 111 21,8 80,3 1,21

Баланс, +г/га -104,6 -20,7 -74,1 -1,11

Интенсивность

баланса, % 5,8 5,1 7,7 8,3

0,50 мг/кг. На сегодняшний день по величине этого показателя практически все пахотные почвы области относятся к категории низкообеспеченных [12, 14, 15]. В полевом опыте установлено, что способы основной обработки почвы не влияли на содержание подвижного цинка в пахотном слое. По вариантам опыта оно находилось в пределах 1,02.1,09 мг/кг, что так же соответствует низкому уровню обеспеченности почв этим микроэлементом.

Средневзвешенное содержание подвижных форм меди в пахотном слое почв реперных объектов Белгородской области составляет 0,12±0,01 (низкая обеспеченность) [16]. Изучаемые в полевом опыте способы обработки почвы на содержание подвижной меди в слое почвы 0.30 см не влияли, оно варьировало в интервале 0,14.0,15 мг/кг.

Среднее количество подвижных форм марганца в пахотных почвах области в 1990-1994 гг. составляло 17,5 мг/кг, а доля низкообеспеченных почв была равна 25,1%. Спустя 15 лет (2005-2009 гг.), величины этих показателей достигли 9,3 мг/кг и 63,3% [12]. В нашем полевом опыте обеспеченность почвы марганцем можно оценить как низкую. Средневзвешенное его содержание в слое 0. 30 см по вариантам опыта составляло 9,5.10,0 мг/кг.

В Белгородской области средневзвешенная концентрация подвижных форм кобальта в почвах составляет 0,1 мг/кг. На сегодняшний день около 93% пашни региона относится к категории низкообеспеченной этим элементом [17]. В опыте содержание подвижного кобальта в слое 0.30 см по вариантам существенно не изменялось и составляло 0,084.0,089 мг/кг, что так же соответствует низкой обеспеченности (табл. 2).

Таблица 2. содержание подвижных форм микроэлементов в почве, мг/кг

Слой почвы, см Микроэлемент

1п I Си I Мп I ^

Вспашка

0...15 0,94 0,13 8,8 0,085

16...30 1,10 0,14 10,1 0,091

0...30 1,02 0,14 9,5 0,088

Глубокая безотвальная обработка

0...15 1,13 0,14 9,9 0,084

16...30 1,05 0,15 10,0 0,084

0...30 1,09 0,15 10,0 0,084

Мелкая безотвальная обработка

0...15 0,95 0,15 9,3 0,091

16...30 1,08 0,13 10,4 0,086

0...30 1,02 0,14 9,9 0,089

выводы. Таким образом, способы основной обработки почвы в нашем опыте не оказывали влияния

на содержание в пахотном слое чернозема типичного подвижных форм цинка, меди, марганца и кобальта. При ежегодном внесении средней дозы минеральных удобрений N^32^^ без использования органических удобрений в четырехпольном севообороте формируется резко отрицательный баланс микроэлементов. Интенсивность баланса цинка составляет 5,7.5,8%,

меди - 4,9.5,1%, марганца - 7,6.7,7%, кобальта -8,2.8,5%. В результате содержание подвижных форм всех изучаемых микроэлементов в почве находится на низком уровне. За пять ротаций севооборота содержание подвижных форм цинка в слое 0.30 см достигло уровня 1,02.1,09 мг/кг, меди - 0,14.0,15 мг/кг, марганца - 9,5.10,0 мг/кг, кобальта - 0,084.0,089 мг/кг.

Литература.

1. Лукин С.В., Авраменко П.М. Микроэлементы в почвах Белгородской области // Земледелие. 2008. № 7. С. 21.

2. Лукин С.В. Мониторинг содержания микроэлементов Zn, Cu, Mo, Co, Pb, Cd, As, Hg в пахотных чернозёмах юго-запада Центрально-Чернозёмной зоны//Агрохимия. 2012. №11. С. 52-59.

3. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 259 с.

4. Корнейко Н.И., Поддубный А.С. Программа известкования кислых почв Белгородской области //Достижения науки и техники АПК. 2012. №12. С. 17-19.

5. Корнейко Н.И. Мониторинг кислотности пахотных почв Белгородской области // Успехи современного естествознания. 2013. №9. С. 152-155.

6. Ильин В.Б. Тяжёлые металлы в системе почва - растение. Новосибирск: Наука, 1991. 150 с.

7. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. 264 с.

8. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975. 342 с.

9. Гребенникова В.В., Чуманова Н.Н. Оценка изменения агрофизических и гидрологических свойств чернозема выщелоченного при различных системах обработки почвы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013. № 8 (106). С. 35-39.

10. Энергоресурсосберегающие технологии и техника для обработки почвы и посева в засушливых условиях / Н.К. Ма-зитов, Б.Г. Зиганшин, А.Р. Валиев, Р.Л. Сахапов, Л.З. Шарафиев, И.Р. Рахимов, Х.Х. Шайдуллин, М.К. Шайхов, С.М. Яхин, Ф.Ф. Хисамеев //Вестник Казанского ГАУ. 2013. № 4 (30). С. 65-75.

11. Смуров С.И., Шелухина Н.В. Влияние способов основной обработки почвы на некоторые агрохимические показатели чернозема типичного //Достижения науки и техники АПК. 2013. №11. С. 24-26.

12. Лукин С.В. Агроэкологическое состояние почв Белгородской области. Белгород: КОНСТАНТА, 2008. 176 с.

13. Лукин С.В., Соловиченко В.Д. Результаты мониторинга плодородия почв государственного заповедника «Белогорье» //Достижения науки и техники АПК. 2008. №8 С. 15-17.

14. Лукин С.В., Авраменко П.М., Меленцова С.В. Динамика содержания подвижных форм цинка и марганца в пахотных почвах Белгородской области //Агрохимия. 2006. №7. С. 5-8.

15. Лукин С.В., Четверикова Н.С. Мониторинг плодородия пахотных почв лесостепной зоны Центрально-Черноземного района // Вестник Россельхозакадемии. 2010. №1. С. 71-73.

16. Четверикова Н.С. Динамика плодородия пахотных черноземов лесостепной зоны ЦЧО //Достижения науки и техники АПК. 2014. №2. С. 18-21.

17. Хижняк Р.М. Кобальт в черноземах Белгородской области //Достижения науки и техники АПК. 2013. №4. С. 7-8.

THE iNFLuENcE oF THE MAiN wAYS of TILLAGE oN coNTENT of MicRoELEMENTS S.I. Smurov, G.S. agafonov, o.V. grigorov, N.V. Shelukhina Belgorod State agricultural academy by V. Ya. gorin

Summary. Under conditions of the field stationary experience, located in forest-steppe zone of Central Black Earth Region, on typical heavi-loam chernozem was studied the influence of tillage on the content in different soil layers of mobile mobile forms of zinc, copper, manganese and cobalt. The experiment was deployed in time and space on four fields. The investigation was conducted in four-field crop rotation with the following rotation of crops: pea, winter wheat, sunflower, barley. Ploughing (PN-5-35), surface nonmoldboard cultivation (KPE-3.8) and deep nonmoldboard cultivation (PCH-2.5) were used as tillage methods. The calculated balance of these microelements in five rotations four-field seroprevalence of crop rotation. It is established, that the basic parameters of the balance was not materially different depending on the ways of main soil cultivation. Without the use of organic fertilizer intensity balance of zinc was 5.7...5.8 %, copper - by 4.9...5.1 %, manganese - 7.6...7.7 %, cobalt -8.2...8.5 %. Five rotation of crop rotation content of mobile forms of zinc layer 0...30 cm reached the level of 1.02...1.09 mg/kg, copper - 0.14...0.15 mg/kg manganese - 9.5...10.0 mg/kg, cobalt - 0.084...0.089 mg/kg Keywords: balance sheet, Clark, minerals, soil productivity, moving forms of microelements, black soil.

УДК 631.452

озимые культуры для сидеральных паров на черноземах выщелоченных лесостепной зоны среднего поволжья

И.Н. ЗЕЛЕНИН, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: penzniish_oil@mail.ru

Резюме. На черноземах выщелоченных лесостепи Среднего Поволжья в 2000-2006 гг. проведены исследования по подбору озимых сидеральных культур в звене севооборота сидеральный

пар - озимая пшеница - просо. Почва опытного участка - чернозём тяжелосуглинистый среднемощный выщелоченный с содержанием гумуса 6,47% (по Тюрину), рНсолевой вытяжки - 5,8, Р205 -188 мг/кг почвы и К20 - 105 мг/кг почвы (по Чирикову). Климатические показатели региона по сезонам и годам характеризовались как неустойчивые. Гидротермический коэффициент изменялся в пределах от 1,5(2000 г.) до 0,8 (2006 г.). В качестве озимьх сиде-ратов высевали вику мохнатую, рыжикозимый, сурепицу озимую и