Влияние приемов основной обработки и орошения на агрофизические свойства почв и продуктивность озимой пшеницы в условиях Поволжья

ПОЧВОВЕДЕНИЕ И АГРОХИМИЯ

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ И ОРОШЕНИЯ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ПОВОЛЖЬЯ

А.В. Шуравилин, В.З. Стариков, В.Т. Скориков

Кафедра почвоведения и земледелия Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8/2, 117198, Москва, Россия

В работе приведены данные по основным агрофизическим свойствам почв и урожайности озимой пшеницы в зависимости от способов основной обработки на фоне естественного увлажнения и орошения в условиях Нижнего Поволжья.

В Волгоградской области ведущей зерновой культурой является озимая пшеница, под ее посевами занято около 80% площади зерновых, что составляет примерно 1,5 млн. га. Из-за недостатка влаги в почве урожайность озимой пшеницы по годам неустойчивая и невысокая и за последние годы составляет в среднем 1,9 т/га. Большое значение придается способам основной обработки почвы, которые направлены на максимальное накопление и сохранение почвенной влаги. Необходимость исследования эффективности способов основной обработки почвы, а также норм орошения обуславливается недостатком влаги, неблагоприятными агрофизическими свойствами светло-каштановых почв.

Исследования проводились в 2001 - 2004 гг. на полях СПК им. Крупской Котельниковского района Волгоградской области. Почва опытного участка светло-каштановая, среднесуглинистая, незасоленная, слабогумусированная. Содержание гумуса в слое 0-25 см составляет 2,26%, реакция почвенного раствора слабощелочная (рНсол. = 7,25). Обеспеченность легкогидролизуемым азотом и подвижным фосфором низкая, а обменным калием достаточно высокая. В пахотном горизонте содержится легкогидролизуемого азота 3,5, подвижного фосфора - 4,03 и обменного калия - 33,4 мг/100г почвы. Сумма поглощенных катионов составляет 27,42 мг.экв/100г почвы, из которых обменный калий занимает 74%, магний 24% и натрий 2%.

В полевом опыте возделывалась озимая пшеница сорта Донщина, предшественником являлся черный пар. Было заложено два полевых опыта по единой схеме (табл. 1).

Таблица 1

Схема опыта

Номер варианта Способ основной обработки почвы

1 Отвальная вспашка

2 Плоскорезная обработка

3 Отвальная вспашка + щелевание

4 Илоскорезная обработка + щелевание

Опыт 1 проводили в условиях естественного увлажнения с нормой посева 4 млн. всхожих семян на гектар, а опыт 2 - при орошении с нормой посева 6 млн. всхожих

семян на гектар. В опыте 2 принимался дифференцированный режим орошения озимой пшеницы. В фазу выхода растений в трубку и налива зерна пшеницы предполивная влажность почвы поддерживалась на уровне 70% НВ, в фазу колошения - на уровне 80% НВ, а перед посевом проводили влагозарядковой полив дождеванием. Удобрения вносили в виде навоза под пар в количестве 40 т/га. Весной проводили азотную подкормку в дозе 30 кг д. в./га.

Результаты наших исследований показали, что из изучаемых способов обработки почвы (отвальная вспашка и плоскорезная обработка и их сочетание с щелеванием) наиболее разрыхленной была почва на фоне отвальной вспашки с щелеванием. К периоду уборки озимой пшеницы плотность сложения пахотного слоя (0-30 см) на фоне естественного увлажнения увеличилась с 1,08 - 1,18 до 1,19-1,27 г/см3, а при орошении - до 1,29 г/см3. В среднем за три года уплотнение почвы в слое 0 - 30 см на фоне орошения в зависимости от способов основной обработки возросло на 8,8 - 11,1%.

Анализ структурно-агрегатного состава светло-каштановой почвы (табл. 2) показал, что наиболее высокое содержание агрономически ценных агрегатов (0,25 -10 мм) в пахотном слое почвы отмечалось после проведения основной обработки на период посева и было значительно больше, чем перед уборкой, как в опыте 1 без орошения, так и в опыте 2 с орошением наибольшая агрегированность в слое почвы 0-30 см отмечалась при обработке, включающей вспашку + щелевание.

Таблица 2

Агрегатный состав светло-каштановой почвы в слое 0-30 см в зависимости от способов основной обработки и орошения

Номер варианта Сухое просеивание Мокрое просеивание

Размер фракции, мм Коэффициент структурности Размер фракции, мм

10-0,25 <0,25 >1 >0,25 <0,25

Чистый пар

1 54,6 45,4 .1,28 11,4 20,4 79,6

2 53,4 46,6 1,15 9,8 18,2 81,8

3 57,4 42,6 1,35 13,6 22,3 73,7

4 54,1 45,9 1,18 11,7 19,8 80,2

Озимая пшеница по пару при естественном увлажнении

1 53,7 46,3 1Д7 10,1 17,5 82,5

2 51,9 48,1 1,08 9,2 16,3 83,7

3 55,3 44,7 1,24 11,4 20,2 79,8

4 52,8 47,2 1,12 9,2 17,1 82,9

Озимая пшеница по пару при орошении

1 51,4 48,6 1,06 8,6 15,8 84,2

2 49,3 50,7 0,97 7,6 14,6 85,4

3 53,1 46,9 1,03 9,4 17,4 82,6

4 50,6 49,4 1,02 7,4 15,2 84,8

Сумма агрономически ценных агрегатов составляла 57,4%, а коэффициент структурности - 1,35. Проведение обычной вспашки без щелевания приводило к ухудшению структуры. Наименьшее количество агрономически ценных агрегатов было отмечено при плоскорезной обработке (53,4%>). После уборки озимой пшеницы в вариантах без орошения произошло снижение агрономически ценных агрегатов и коэффициента структурности по сравнению с чистым паром. В указанных вариантах тенденция изменения содержания агрономически ценных агрегатов в зависимости от обработки также сохранялась и их количество

варьировало в пределах 51,9-55,3%. При этом наибольшие значения характерны для вариантов отвальной обработки в сочетании с щелеванием, а наименьшие - при плоскорезной обработке.

По сравнению с чистым паром осенью после уборки пшеницы на орошаемых вариантах сумма агрономически ценных агрегатов уменьшилась с 53,4 - 57,4% до 49,3 - 53,1%, а коэффициент структурности снизился с 1,15 - 1,35 до 0,97 - 1,13, или на 13,6 - 17,2%. Здесь также отмечалась тенденция улучшения агрономически ценной структуры при проведении отвальной вспашки в сочетании с щелеванием.

Сумма водопрочных агрегатов более 0,25 мм по чистому пару после основной обработки перед посевом колебалась в пределах 18,2 - 22,3%, после уборки на богаре - 16,3 - 20,2% и с орошением - 14,6 - 17,4%. При этом наибольшее количество ценных водопрочных агрегатов отмечалось на фоне отвальной вспашки в сочетании с щелеванием - 22,3; 20,2 и 17,4% соответственно до посева, на период уборки при естественном увлажнении наименьшее (18,2%; 16,3 и 14,6%) при плоскорезной обработке. Таким образом, наиболее благоприятным структурным состоянием обладали почвы при их отвальной обработке в сочетании с щелеванием.

Способ основной обработки почвы оказывает существенное влияние на водопроницаемость как в условиях орошения, так и без орошения. Наиболее высокая водопроницаемость почвы была получена в варианте 3, где основная обработка состояла из отвальной вспашки с щелеванием. Перед посевом здесь за шесть часов впиталось 335,8 мм влаги. Наименьшая впитывающая способность почвы была зафиксирована в варианте с плоскорезной обработкой (за 6 часов впиталось 255,8 мм), что меньше, чем при отвальной вспашке в сочетании с щелеванием, на 80мм, или на 31,3%. К уборке озимой пшеницы водопроницаемость почвы снизилась за шесть часов на 10,1 - 16,5% в зависимости от особенностей основной обработки почв. Наименьшая водопроницаемость почвы на участке, занятой озимой пшеницей, была отмечена при орошении после ее уборки (190,3 мм за 6 часов в варианте 2). Процессы снижения водопроницаемости почвы от посева к уборке озимой пшеницы объясняются уплотнением почв и снижением некапиллярной скважности.

В засушливых условиях влага в почве подвергается резким изменениям. На фоне естественного увлажнения наиболее благоприятные запасы продуктивной влаги сохранялись на фоне плоскорезной обработки в сочетании с щелеванием, а наименьшее содержание продуктивной влаги отмечалось в контроле. Иной характер распределения запасов продуктивной влаги наблюдался на фоне орошения. Здесь ее запасы в слое почвы 0 - 30см по всем вариантам обработки почвы были достаточные во всех фазах роста и развития растений, как в осенний, так и в летний периоды развития растений, за счет проведения влагозарядкового и вегетационных поливов.

Во все годы исследований перед посевом озимой пшеницы проводился вла-гозарядковый полив дождеванием нормой 600 м3/га. В 2002 году, в относительно сухом летнем вегетационном периоде было проведено 5 поливов, годовая оросительная норма составила 2900 м3/га, а вегетационная - 2300 м3/га. В средневлажном 2003 году за период летней вегетации было подано 4 полива, при этом годовая оросительная норма составила 2500 м3/га, а вегетационная - 1900 м7га. Во влажном 2004 г. за период летней вегетации было проведено 3 полива с годовой оросительной нормой 2000 м3/га и вегетационной - 1400 м3/га.

Формирование структуры урожая озимой пшеницы было наиболее благоприятным при плоскорезной обработке в сочетании с щелеванием в условиях

естественного увлажнения и в варианте со вспашкой в сочетании с щелеванием в условиях орошения.

Таблица 3

Урожайность зерна озимой пшеницы сорта Донщина на опытном участке

за 2002 - 2004 гг.

Варианты опыта 2002 г. 2003 г. 2004 г. Среднее Отклонение от контроля

Варианты без орошения

1. Вспашка (контроль) 2,87 3,07 3,39 3,11 0 100

2. Плоскорезная обработка 2,91 3,40 3,80 3,37 +0,26 108,4

3. Вспашка + щелевание 3,26 3,59 4,32 3,69 +0,58 118,6

4. Плоскорезная обработка + щелевание 3,52 3,78 3,96 3,75 +0,64 120,6

НСР05 0,21 0,17 0,20 ' 0,24

Ошибка опыта, в % 3,8 4,7 4,3 4,8

Варианты с орошением

1 .Вспашка (контроль) 5,18 5,92 6,75 5,95 0 100

2.Плоскорезная обработка 4,74 5,95 6,20 5,63 -0,32 94,6

3.Вспашка + щелевание 5,71 6,54 6,74 6,33 +0,38 106,4

4.Плоскорезная обработка + щелевание 5,26 6,32 6,54 6,04 +0,09 101,5

НСР05 0,22 0,18 0,16 0,25

Ошибка опыта, в % 4,2 3,8 4,6 4.9

В условиях естественного увлажнения максимальная урожайность зерна озимой пшеницы была получена в варианте с проведениием плоскорезной обработки в сочетании с щелеванием и в среднем за три года составила 3,75т/га, что на 20,6% больше по сравнению с контролем (табл. 3). Здесь плоскорезная обработка увеличила урожай зерна на 0,26 т/га, или 8,4%, а вспашка в сочетании с щелеванием - на 0,58 т/га, или 18,6%, по сравнению с контролем. В опыте 2 при орошении независимо от основной обработки почвы урожайность озимой пшеницы по сравнению с вариантами обработки при естественном увлажнении увеличивалась в среднем за годы исследований в 1,6 - 1,9 раза (с 3,11 - 3,75 т/га до 5,95 - 6,33 т/га). Наиболее высокая урожайность озимой пшеницы на фоне орошения в среднем за 2002 - 2004 гг. была получена на фоне отвальной вспашки в сочетании с щелеванием (6,33т/га), что на 0,38 т/га, или на 6,4%, больше контроля. Таким образом, в условиях естественного увлажнения наиболее благоприятные условия для получения высокого урожая озимой пшеницы создаются при плоскорезной обработке с щелеванием, а в условиях орошения - при отвальной вспашке в сочетании с щелеванием.

Влияние основной обработки и орошения на качество зерна озимой пшеницы существенно не сказалось. На фоне орошения по сравнению с вариантами обработки без орошения произошло некоторое снижение содержания белка и клейковины и повышение содержания крахмала. Эти данные показывают, что в условиях орошения наблюдается тенденция ухудшения некоторых показателей качества зерна.

Таким образом, проведенные исследования на светло-каштановых почвах показали, что применение различных приемов обработки почвы в условиях естественного увлажнения и орошения по-разному влияли на агрофизические

свойства почв, биологические параметры посевов и урожайность озимой пшеницы. Применение приемов основной обработки почвы в сочетании с почвоуглублением (щелеванием) за счет разрыхления иллювиального горизонта и разуплотнения корнеобитаемого слоя привело к улучшению агрофизических свойств светло-каштановых почв по сравнению с вспашкой и плоскорезной обработкой без щелевания.

Приемы основной обработки в условиях естественного увлажнения не обеспечивали оптимальный водный режим почвы. Для поддержания оптимального режима орошения озимой пшеницы независимо от способов основной обработки почвы на фоне влагозарядки нормой 600 м3/га потребовалось проведение трех -пяти вегетационных поливов с оросительной нормой 1400 - 2300 м /га.

Урожайность озимой пшеницы в условиях естественного увлажнения была наибольшей на фоне плоскорезной обработки в сочетании с щелеванием и в среднем составила 3,75 т/га, что превышало контроль на 20,6%. При орошении самая высокая урожайность была получена при вспашке + щелевании (в среднем 6,33 т/га), а наименьшая - при плоскорезной обработке - в среднем 5,63 т/га. При этом орошение повышало урожайность озимой пшеницы в 1,6 - 1,9 раза по сравнению с естественным увлажнением.

INFLUENCE OF BASIC CULTIVATION AND IRRIGATION WAYS ON AGROPHYSICAL PROPERTIES OF SOLS AND PRODUCTIVITY OF WINTER WHEAT IN THE VOLGA REGION CONDITIONS

A.V. Shuravilin, V.Z. Starikov, V.T. Skorikov

Deparament of soil science and agriculture Russian People’s Friendship University st. Miklucho-Maklay, 8/2, 117198, Moscow, Russia

The executed researches of agrophisical properties in light-ehestnut sols according to basic cultivatcion in the Nijhnaya Volga region have shown, that winter wheat productivity changes according to the humidifying conditions. Winter wheat yield have been resed in 1,6-1,9 times in comparison to natural humidifying (from 3,11 to 6,33 t/ha).