Влагообеспеченность почв агроценозов в зависимости от длительности антропогенной нагрузки

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

УДК 631.432.2

Влагообеспеченность почв агроценозов в зависимости от длительности антропогенной нагрузки

В.Т. РЫМАРЬ, доктор сельскохозяйственных наук Ю.И. ЧЕВЕРДИН, кандидат сельскохозяйственных наук

НИИ сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева E-mail: niish Ic@mail.ru

Исследования показали, что наибольшими запасами влаги обладают залежи и участки пашни со сроками использования до SO лет.

Ключевые слова: влажность, почва, пашня, залежь.

В современных агроценозах, сформированных под влиянием различных антропогенных факторов, в регулировании плодородия и получения максимальной отдачи пашни существенная роль принадлежит оптимальной обеспеченности культурных растений продуктивной влагой. Как правило, наиболее острый недостаток влаги растения испытывают в летний период, в генеративную фазу роста, когда происходит максимальное поглощение основных элементов питания. Именно в это время в степных условиях Центрально-Черноземного экономического района отмечаются длительные периоды с малым количеством атмосферных осадков (до 3 мм) или же с их практическим отсутствием и пониженной влажностью воздуха. Особенно острый недостаток влаги испытывают растения при пересыхании верхнего 20-сантиметрового слоя почвы.

В течение четырех лет (20032006) в условиях стационарного опыта мы исследовали влагообеспечен-ность чернозема обыкновенного в

зависимости от длительности антропогенной нагрузки. Опытные участки были представлены разновозрастной пашней, находящейся в эксплуатации с 1892, 1922, ^2 и 1992 гг., и их заповедными аналогами - косимым и некосимым участками степи. В 2006 г. длительность использования пашни составляла соответственно 114, 84, S4 и 14 лет. Участок заповедной степи с 1882 г. находится в режиме залежи, где ежегодно скашивают травы. Некосимая часть в настоящее время представляет собой заросшую древесно-кус-тарниковой растительностью степь. Участок пашни с 1992 г., бывший до этого времени частью косимой залежи, распахан для проведения длительных мониторинговых исследований и по 2006 г. использовался под посев зернопропашных культур.

Влажность почвы определялась термостатно-весовым способом. Бурение проводили в трехкратной по-вторности, послойно через 10 см до глубины 1 м.

Наши наблюдения за увлажненностью почвенного профиля чернозема обыкновенного тяжелосуглинистого показали, что наибольшими запасами доступной для растений влаги обладают залежные степные участки и пашня с малым сроком использования. Распашка целинных почв приводит к изменению веками сложившегося равновесного строения почвенного профиля и его физических свойств. Отмечается распыление структуры, уплотнение почв вследствие использования тяжелой сельскохозяйственной техники, появление «плужной подошвы» и т.д. Поэтому на старовозрастной пашне, по нашим данным, влагообеспечен-

ность растений значительно ниже.

Целинные участки по своему водному режиму существенно отличаются от пахотных, особенно от тех, которые длительное время испытывают на себе антропогенное воздействие. На первый взгляд здесь возникает противоречие. Степные, нетронутые человеком биоценозы с ранней весны до осени покрыты разнотравной растительностью, постоянно использующей почвенную влагу. Дикая степная растительность с ее мощной, хорошо развитой корневой системой иссушает почву из более глубоких слоев. Напротив, пахотные участки, находятся в занятом состоянии от 70-80 дн. (яровые зерновые культуры) до 100-110 дн. (поздние пропашные), т.е. значительное время в весеннее-осенний период они не заняты растениями, и потребление почвенной влаги не происходит.

Чтобы дать этому объяснение, необходимо разобраться в особенностях состояния залежных и пахотных почв. Несмотря на то, что весь сезон растительность степных участков потребляет влагу, здесь создаются более оптимальные условия для поглощения и пополнения ее запасов вследствие меньшей плотности сложения, лучшей оструктуренности почвы. По нашим данным, степные участки обладают оптимальными показателями водопроницаемости и фильтрации, способствующими большему накоплению почвенной влаги в зимне-весенний и летний периоды. В теплое время года осадки часто выпадают в виде ливней, но почва на пашне из-за сильного уплотнения и ухудшения всех физических свойств не способна их усвоить. Здесь отмечается поверхностный сток и застой ливневых вод, что ве- Ы дет к непроизводительному расходу 2 влаги и смыву верхнего пахотного л горизонта. На характер влажности л почвы оказывает влияние и расти- 5 тельность. На целинных участках 2 произрастает хорошо развитая степ- ц ная трава, но ее урожайность намно- р го ниже продуктивности многолет- §

(О

них трав на пашне. Если сбор сена на естественном сенокосном угодье в среднем за 2003-2004 гг. составил всего 6^-7,0 ц/га (Чевердин), то на стационаре отдела кормопроизводства эспарцет дал 40-60 ц/га сухого сена (Павлюченко, 2006).

Научных данных о зависимости увлажненности почв от срока их использования практически нет. Исследование этих процессов имеет существенное значение для разработки агротехнических мероприятий по сохранению почвенной влаги.

Наши исследования показали преимущество пахотных участков с малым сроком использования в накоплении влаги как по отдельным горизонтам, так и в метровом слое в целом. На старовозрастной пашне запас влаги ниже, особенно в начале и конце вегетации.

Во все годы исследований на косимой залежи, несмотря на постоянно произрастающие на ней растения, влаги сохранялось значительно больше, чем под другими сельскохозяйственными угодьями. В начале вегетации на целинном участке в слое почвы 0-20 см было S0,4 мм влаги, что превосходило все пахотные аналоги. Верхний слой пашни, эксплуатируемой с 1992 г., был несколько иссушен, но по количеству влаги (42,1 мм) был близок к залежи (табл.).

Более сильному иссушению подвергались старовозрастные пашни, причем прямо пропорционально длительности использования. На пашне, эксплуатируемой с 19S2 г., в мае запасы продуктивной влаги в слое 020 см составляли 3S,7 мм, с 1922 г. - 29^ мм и с 1892 г. - 28,1 мм. В такой же последовательности изменялась увлажненность и более глубоких слоев почвы. С увеличением длительности антропогенной нагрузки ухудшалось водоснабжение и метрового слоя почвы в весенний период. Так, на пашне с 1992 г. и на залежи содержалось 207,3 мм влаги, а на пашне с 1922 г. - ^8,6 мм. К середине вегетации по влагообес-§ печенности метрового слоя преиму-§ щество также оставалось за почвой, ш распаханной с 1992 г. (173,9 мм). За-г лежные участки характеризовались ф несколько меньшими значениями I (^0,2-164,1 мм), которые все же з были выше, чем на старовозрастных ! пашнях, на 21,1-29^ мм.

ф Различия по запасам влаги в стает

ропахотных целинных почвах проявлялись в течение всей вегетации. К августу сохранялось иссушающие действие длительных антропогенных нагрузок, наиболее заметное на участках, находящихся в использовании более S0 лет. На этих участках содержание в слое 0-100 см влаги по сравнению с почвой, распаханной с 1992 г., было ниже на 10,3-18,6 мм.

Особый интерес представляет оценка влагообеспеченности пахотных участков одного и того же срока использования, но расположенных на различных элементах рельефа. В качестве объектов исследований были выбраны пашни, находящиеся в эксплуатации с 19S2, 1922 и 1892 гг. и расположенные на водоразделе и склоне с уклоном 1-3°. Исследования показали, что в начале вегетации, в зависимости от длительности использования пашни, на водоразделе в слое почвы 0-20 см влаги содержалось больше, чем на склоне, на S,2-14 мм, в слое 0^0 см - на S,6-32,4 мм, 0-100 см - на 28,830,8 мм (см. табл.).

К концу вегетации эта закономерность сохранялась. Но наиболее значительное иссушение верхних слоев почвы отмечено на пашне с более длительным сроком использования. Так, если на пашне 19S2 г. разница в содержании влаги в слое почвы 0-20 см на водоразделе и склоне составила всего 2,9 мм, то на пашне 1892 г. - 12,6 мм. Аналогичная картина наблюдалась и в слое 0^0 см (соответственно ^,1 и 24,7 мм). В более глубоких горизонтах существенных различий в запасах влаги в почве на разных рельефах не выявлено.

Следует обратить внимание на различия во влажности почвы под лесными полосами, а также заповедными и пахотными участками. Для анализа была выбрана старовозрастная лесная полоса посадки 1903 г., имеющая в настоящее время ширину 112 м. Ранней весной под пологом леса была отмечена максимальная влажность по сравнению с другими угодьями. В центре лесной полосы в слое почвы 0-100 см содержалось 219,2 мм влаги, на восточ-

Продуктивные запасы влаги в почве степных участков и на пашне разной длительности использования

Вид угодий Срок определения Глубина, см

0-20 0-50 0-100

Залежь некосимая Май 49,6 113,7 229,2

Июнь 28,1 78,4 164,1

Август 29,7 69,1 140,0

Залежь косимая Май 50,4 103,3 194,9

Июнь 37,2 82,4 150,2

Август 28,2 64,4 122,0

Лесная полоса Май 57,6 117,9 219,2

Июнь 40,6 81,7 171,0

Август 29,9 51,2 94,5

Распашка с 1992 г. Май 42,1 104,5 207,3

Июнь 28,4 73,4 173,9

Август 26,1 60,3 124,7

Распашка с 1952 г., водораздел Май 35,7 92,8 195,5

Июнь 24,2 74,3 143,0

Август 24,2 63,6 126,7

Распашка с 1952 г. , склон Май 21,7 60,4 126,7

Июнь 27,5 74,8 151,4

Август 21,3 48,5 95,5

Распашка с 1922 г., водораздел Май 29,5 76,9 158,6

Июнь 22,8 62,1 136,7

Август 11,8 40,6 106,1

Распашка с 1922 г., склон Май 24,3 71,3 163,1

Июнь 20,2 62,1 134,6

Август 9,9 32,4 83,6

Распашка с 1892 г., водораздел Май 28,1 77,4 200,1

Июнь 20,1 49,89 134,62

Август 21,3 50,5 114,4

Распашка с 1892 г., склон Май 20,7 65,3 169,3

Июнь - - -

Август 8,7 25,8 79,4

НСР0,Э5 2,3 4,2 7,8

УДК 633.1:631.581

Повышение эффективности чистого пара на богарных землях Юго-Востока Казахстана

ной опушке - 243,9 мм, а на западной - 202,1 мм. Такой контраст связан с неравномерным распределением осадков в зимнее время, так как с преобладающими юго-восточными ветрами снег скапливается на восточной окраине лесного насаждения.

С началом активной вегетации древесных культур происходит постепенное иссушение почвенной толщи, и к концу летнего сезона по запасам влаги участки под лесом уступают пашне. Если под пологом леса в горизонте 0-100 см содержалось 71,1-94^ мм влаги, то на пашне -79,4-126,8 мм.

Таким образом, с увеличением длительности антропогенной нагрузки происходит снижение запасов влаги в почве и ухудшение влагообес-печенности произрастающих культурных растений. Поэтому в агротех-нологии необходимо включать приемы, направленные на сбережение почвенной влаги и ее более рациональное использование. При этом целесообразно учитывать расположение пашни в ландшафте.

Moisture supply of soil in dependence of anthropogenic pressure duration

V.T. Rymar', Yu.l. Cheverdin

Investigations has shown that fallow lands and arable lands with less than 50 years of cultivation has the greatest stock of moisture

Keywords: moisture, soil, arable land, fallow land.

A.K. КИРЕЕВ, доктор сельскохозяйственных наук A.A. АКЫНБЕКОВ, генеральный директор LLP «ASGroup COLtd» А.Э. ХиДирОВ, кандидат сельскохозяйственных наук Научно-производственный центр земледелия и растениеводства МСХ Республики Казахстан E-mail: npczr@mail.kz

Показана роль чистого пара как предшественника озимой пшеницы на богарных землях Казахстана. Изучена возможность повышения эффективности чистого пара за счет применения менее энергоемких приемов обработки почвы.

Ключевые слова: богарные земли, пар, озимая пшеница, обработка почвы, влага.

Юго-Восток Казахстана, включающий Алматинскую и Жамбылскую области, - важнейший зерновой регион. Ведущая зерновая культура здесь - озимая пшеница, основные посевные площади которой сосредоточены на богарных землях. Эта зона характеризуется повышенной засушливостью. Испаряемость за теплый период (апрель - октябрь) достигает на светло-каштановых почвах 1000 мм и на сероземах - 1300-1600 мм, что превышает сумму осадков за это время в 4-5 раз, а в засушливые годы еще больше. Неустойчивость и полная зависимость от складывающихся погодных условий - наиболее характерная особенность водного режима почвы на богаре.

Одно из основных мероприятий по ослаблению и преодолению засушливых явлений на богарных землях - наличие в севооборотах чистого пара, который служит лучшим пред-

шественником для озимой пшеницы. Первостепенная задача парового поля - накопление и сохранение влаги в почве к периоду посева озимой пшеницы. При размещении этой культуры по непаровым предшественникам очень трудно получить дружные всходы: они появляются только после осенних дождей, а при их отсутствии - лишь весной. Совершенно иные условия водного режима почвы складываются в паровом поле. На необеспеченной осадками богаре к периоду посева озимой пшеницы в чистом пару, в слое почвы 0-1S0 см содержится 80-100 мм продуктивной влаги, а в пахотном слое - 20-2S мм, что дает возможность провести сев в оптимальные сроки и получить полноценные и дружные всходы. Растения уходят в зиму хорошо раскустившимися, с мощно развитой корневой системой. Почвенной влаги, накопленной за время парования, а также осадков зимнего и весеннего периодов бывает достаточно для нормального роста и развития озимой пшеницы до конца вегетации и получения достаточно высоких урожаев.

Как видно из таблицы 1, урожайность озимой пшеницы по чистому пару в среднем за годы исследований почти в два раза выше, чем по непаровым предшественникам, а по сравнению с бессменными посевами - в три раза. В засушливые годы урожайность озимой пшеницы по чистому пару по сравнению с бессменными посевами была выше в четыре раза. Таким образом, чистый пар в условиях необеспеченной осадками богары служит гарантом получения достаточно высоких и устойчивых урожаев этой культуры.

В условиях же полуобеспеченной

U ф

2

s

ф

о

(О

1. Влияние предшественников на урожайность озимой пшеницы на необеспеченной осадками богаре в различные по увлажнению годы, ц/га

Предшественник Типы лет по увлажнению В среднем

увлажненные средние засушливые

Чистый пар 25,3 17,7 10,5 17,8

Вторая культура после пара 15,8 9,9 3,9 9,8

Пласт многолетних трав 14,4 10,5 4,0 9,5

Бессменные посевы 8,3 6,8 2,7 5,9

S