Влияние обработки почвы на агрофизические показатели оподзоленного чернозема и продуктивность культур полевого севооборота

Заключение. В условиях Верхневолжья переход на интенсивную технологию возделывания позволяет получать урожаи современных сортов ржи на уровне 5,0-6,0 т/га с рентабельностью производства зерна 35,0% и более. При этом снижается ресурсоемкость выращиваемого зерна: по затратам труда на 25%, расходу семян на 44,3%, ядохимикатов на 24,0%, нефтепродуктов на 29,8% и увеличивается коэффициент энергетической эффективности: по валовой энергии всей надземной массы на 1,19 единицы, по зерну - на 0,35. На фоне высокой культуры земледелия наиболее важными технологическими элементами, позволяющими получать такие урожаи, являются дробное внесение азота и защитные мероприятия от снежной плесени и полегания посевов.

Список литературы

1. Сысуев В.А. Комплексные научные исследования по озимой ржи - важнейшей национальной и стратегической культуре РФ // Достижения науки и техники АПК. 2012. №6. С. 8-11.

2. Митрофанов Ю.И. Ресурсосберегающая обработка почвы под озимую рожь на осушаемых землях //Земледелие. 2010. №5. С. 15-17.

3. Абашев В.Д. Озимая рожь на осушаемой пашне // Достижения науки и техники АПК. 2012. №6. С. 45-47.

4. Митрофанов Ю.И. Эффективность агромелиоративных приемов обработки почвы при возделывании озимой ржи // Мелиорация и водное хозяйство. 2010. № 2. С. 26-30.

5. Митрофанов Ю.И. О способах посева озимой ржи на осушаемых землях // Зерновые хозяйство. 2006. № 3. С. 10-14.

Winter rye on the drained grounds of Verhnevolzhje Mitrofanov Yu.

Results of researches on intensive technology of winter rye cultivation on the drained soils, the data on influence of predecessors, of fertilizers, of receptions of soil processing, ways of sowing, seeding rates, plant protection means etc. on productivity of crops are presents in article.

Key words: winter rye, drained soils, intensive technology, productivity, predecessors, fertilizers, soil, tillage techniques, ways of sowing, seeding rates

УДК 631.445.4:631.559:631.582

Влияние обработки почвы на агрофизические показатели оподзоленного чернозема и продуктивность культур полевого севооборота

Антонина Ильинична Косолапова, доктор с.-х. наук, зав. отделом ГНУ Пермский НИИСХ Россельхозакадемии, г. Пермь, Россия

E-mail: pniish@rambler.ru

Представлены результаты исследований по изучению влияния обработки почвы на агрофизические свойства оподзоленного чернозема, продуктивность полевого севооборота. Установлено, что наиболее рыхлое сложение пахотного слоя под всеми культурами севооборота и лучшее оструктури-вание почвы отмечено в варианте с чизельной обработкой, которая обеспечила увеличение содержания агрономически ценной фракции на 14%, коэффициента структурности в 2,4раза, продуктивности культур полевого севооборота на 15% по сравнению с контролем - отвальной вспашкой.

Ключевые слова: оподзоленный чернозем, структура почвы, плотность сложения, зерновые культуры, урожайность, полевой севооборот, продуктивность

В Уфимско-Сылвенском подтаежном агроэкологическом разделе значительную часть площади пашни занимают оподзолен-ные черноземы, которые характеризуются высоким естественным плодородием. Однако уровень урожайности сельскохозяйственных культур, возделываемых на них, остает-

ся низким. Основным сдерживающим фактором эффективного использования элементов естественного плодородия наряду с повышенной кислотностью, недостаточной влагообеспеченностью в отдельные периоды вегетации растений являются агрофизические свойства, которые ухудшились

в результате антропогенного воздействия на ландшафты. Влияние агрофизических свойств на ландшафты многогранно: они обуславливают скорость биохимических циклов, активность почвенной биоты, доступность и интенсивность использования элементов питания из почвы и удобрений, формирование подземной и надземной массы растений [1, 2, 3].

Наиболее доступным способом оптимизации агрофизических свойств является механическая обработка почвы [4, 5].

Цель исследований - выявить эффективный прием основной обработки почвы, обеспечивающий оптимизацию агрофизических свойств оподзоленного чернозема и формирование наиболее высокой продуктивности полевого севооборота в условиях Уфимско-Сылвенского подтаежного агро-экологического раздела (в дальнейшем АР).

Материал и методы. Полевой стационарный опыт проводили в Уфимско-Сылвенском подтаёжном АР (с. Шляпники Ординского района Пермского края) в полевом севообороте с чередованием культур чистый пар - озимая рожь - яровая пшеница + клевер - клевер 1 г.п. - клевер 2 г.п. - ячмень - овёс по следующей схеме.

1. Общепринятая (отвальная вспашка ПЛН-4-35 на 20-22 см).

2. Чизельная (Пч на 28-30 см).

3. Плужно-поверхностная (отвальная вспашка ПЛН-4-35 на 28-30 см в чистом пару и после клевера 2 г.п., в остальных полях - 2-кратное дискование на 10-12 см).

4. Чизельно-поверхностная (чизельная обработка на 28-30 см в паровом поле и после клевера 2 г.п., в остальных полях -2-кратное дискование на 10-12 см).

5. Поверхностная (2-кратное дискование на 10-12 см).

Повторность в опыте 4-кратная, размещение вариантов рендомизированное. Общая площадь делянки 400 м2 (20х20), учетная - 100 м2 (10х10).

Минеральные удобрения (№К) под зерновые культуры вносили фоном из расчета по 60 кг д.в./га каждого вида, на клевере 1 и 2 г.п. изучали последействие. Азотные удобрения использовали в форме мочевины, фосфорные - двойного суперфосфата, калийные - хлористого калия.

Почва опытного участка - оподзолен-ный чернозем с содержанием в пахотном

слое гумуса 10,1%, подвижного фосфора -36,4, обменного калия - 58,1 мг/100 г почвы, суммы обменных оснований - 33,9, гидролитической кислотности - 10,8 мг-экв. на 100 г почвы, рНКС1 - 4,8.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по Доспехову, агрегатный состав почвы - по Бакшееву [6].

Результаты и их обсуждение. В Уфимско-Сылвенском подтаежном АР для почвообразования сложились более благоприятные природные условия. Наряду с дерново-подзолистыми почвами сформировались серые лесные и оподзоленные чернозёмы. Среди почвенного покрова оподзолен-ные черноземы наиболее оструктурены. Однако в связи с интенсивным механическим воздействием при проведении обработки почвы и практически полном отказе от применения органических удобрений наблюдается ухудшение структурно-агрегатного состава, уплотнение пахотных и подпахотных горизонтов.

Обработка почвы, с одной стороны, способствует образованию структурных от-дельностей, а с другой стороны разрушает их. В зависимости от количества и качества органического вещества, механического состава, влажности, применяемого орудия при обработке почвы могут преобладать процессы создания или разрушения структуры.

Благоприятно сказывается на структу-рообразовании обработка почвы в состоянии её физической спелости, а при механическом воздействии на нее в пересохшем состоянии сильно распыляется, переувлажненном - образуется глыбистая структура.

Наиболее существенные количественные и качественные изменения в зависимости от обработки почвы претерпевает макро-агрегатный структурный состав.

При проведении отвальной ежегодной вспашки в составе фракций (сухое просеивание) преобладают агрегаты крупнее 1 мм (55,8%), при этом 36% приходится на долю глыбистой фракции. В этом варианте к концу ротации содержание глыбистой фракции увеличилось на 2,2%, а агрономически ценных структурных единиц (0,25-10 мм) снизилось с 73,1 до 71,1%, водопрочной структуры (0,25-3 мм) - с 37,7 до 27,2%, что составило 26% от первоначального уровня (табл. 1).

Среди структурных единиц за период исследований на 26% к исходному уровню увеличилась фракция 1 -2 мм, что указывает на устойчивость её к неблагоприятным факторам. Накопление структурных единиц этой фракции произошло за счет деструкти-зации фракций 10-5 и 0,5-0,25 мм.

Наиболее сильно подвержены разрушению частицы 3-2 мм, содержание которых снизилось с 14,2 до 11,3%, что составило 20% относительно первоначального уровня. При этом содержание частиц менее 0,25 мм за годы определения осталось на том же уровне, что свидетельствует о незначительной дест-руктуризации почвы в этом варианте.

Разрушению агрегатов противостоит обратный процесс - их образование. Механические элементы в результате коагуляции, действия молекулярных и менисковых сил объединяются в микроагрегаты размером 0,25 мм. Формирование более крупных агрегатов происходит под действием расчленяющих почву корневых систем растений, рыхлящей роли животных и дождевых червей, высыхания, увлажнения, замораживания, оттаивания и обработки почвы.

Агрономически ценной является комковато-зернистая структура с размером агрегатов 0,25-10 мм, обладающих пористостью и водопрочностью. Рыхлящее воздействие безотвальных почвообрабатывающих орудий на формирование агрономически ценной фракции 0,25-10 мм является более благоприятным по сравнению с отвальным плугом в связи с меньшим давлением на почвенную массу и снижением разрушающего действия на структурные отдельности почвы. Максимальное накопление агрономически ценной структуры 85,1% отмечено в варианте с чизельной обработкой, что на 14% выше по сравнению с контролем. Этому варианту несущественно уступает поверхностная и чизельно-поверхностная обработки.

Содержание частиц <0,25 мм снизилось на 15-32% по сравнению с первоначальным состоянием во всех вариантах с безотвальными обработками, что указывает на постепенное оструктуривание почвы и укрупнение почвенных агрономически ценных агрегатов.

Количество водопрочных агрегатов (мокрое просеивание) больше 10 мм за ротацию севооборота при проведении отвальной

обработки увеличилось в два раза. Безотвальные обработки не способствовали существенному увеличению водопрочных агрегатов этой фракции.

На всех видах обработки почвы снизилась водопрочность агрегатов 3-5 мм, что выделяет их в разряд наиболее подверженных изменениям, происходящим в почве.

При проведении ежегодной отвальной вспашки к концу ротации севооборота отмечено снижение водопрочных структурных отдельностей 0,25-3,0 мм на 5%.

Безотвальные обработки почвы в чистом виде и их сочетание замедляет процесс снижения водопрочности агрегатов, так как степень трансформации структуры зависит, прежде всего, от поступления в почву корневых и пожнивных остатков, накопление которых в этих вариантах выше по сравнению с контролем.

Обобщающий показатель качества структуры почвы - коэффициент структурности - наиболее высокий в варианте с чи-зельной обработкой.

Таким образом, сравнительная оценка приемов основной обработки почвы выявила положительную роль безотвального рыхления на формирование агрономически ценной макроструктуры, повышение водопрочности

структурных агрегатов в пахотном слое оподзоленного чернозема.

Одним из факторов, определяющих агрофизические свойства почвы, является объемная масса или плотность сложения. Уплотнение почвы в большей степени зависит от системы обработки почвы и гидротермических показателей.

Благодаря хорошей оструктуренности плотность пахотного слоя черноземов невысокая и колеблется в пределах 0,8-1,3 г/см3.

Объемная масса пахотного слоя опод-золенного чернозема в период вегетации мало зависела от системы обработки почвы и находилась в равномерно уплотненном состоянии в интервале, близком к оптимальному значению для зерновых культур и клевера 1,2-1,4 г/см3.

При длительном применении поверхностной обработки почвы к концу ротации севооборота отмечена тенденция к повышению плотности почвы до 1,4 г/см3.

В Уфимско-Сылвенском подтаежном АР ограничивающим фактором формирования урожайности сельскохозяйственных культур является содержание влаги в почве, поэтому влагосберегающие безотвальные обработки почвы чизельная, чизельно-поверхностная имели преимущество перед отвальной вспашкой (рис.).

Рис. Влияние основной обработки почвы на запасы продуктивной влаги в оподзоленном черноземе в слое 0-20 см

Содержание продуктивной влаги в слое 0-20 см в фазу кущения зерновых культур, ветвления - клевера лугового в засушливые годы колебалась от 15,5 до 21,0 мм, обеспеченные влагой - от 25,0 до 28,0 мм. При этом следует отметить, что наиболее высокая влажность почвы и содержание продуктивной влаги были отмечены в вариантах с плоскорезной и поверхностной основными обработками почвы. Наиболее низкими эти показатели были при проведе-

нии отвальной вспашки.

Урожайность зерновых культур в этих вариантах получена больше на 0,16-0,49 т/га по сравнению с контролем - отвальной вспашкой, так как влагообеспеченность растений была выше за счет накопления агрономически ценной водопрочной структуры почвы (табл. 2).

У = 56 + 3,68х1 + 18,7х2, г = 0,92, где - х1 - влажность, х2 - агрономически ценная водопрочная структура.

Таблица 2

Влияние обработки почвы на урожайность зерновых культур и продуктивность севооборота, Уфимско-Сылвенский подтаежный АР

Способы основной обработки почвы Сбор зерна, т/га Урожайность зерновых, т/га Продуктивность севооборота, тыс. корм. ед./га Отклонение от контроля

за ротацию севооборота на 1 га в год тыс. корм. ед./га %

Общепринятая - контроль 10,06 1,44 2,51 2,32 - -

Чизельная 11,76 1,68 2,94 2,67 0,35 15

Плоскорезная 10,67 1,52 2,67 2,42 0,10 4

Чизельно-поверхностная 11,20 1,60 2,80 2,55 0,23 10

Поверхностная 8,62 1,18 2,15 1,97 -0,35 15

НРС05 0,24 0,20

Наиболее высокая урожайность зерновых культур 2,94 т/га и сбор зерна за ротацию севооборота 11,76 т/га были отмечены в варианте с чизельно-поверхностной обработкой почвы, которая обеспечила в опыте максимальное накопление агрономически ценной водопрочной структуры.

Ежегодная поверхностная обработка почвы в течение ротации севооборота способствовала уплотнению почвы, повышению засоренности посевов, что отрицательно сказалось на формировании урожайности сельскохозяйственных культур.

Структурное состояние почвы оказало существенное влияние на продуктивность севооборота.

Зависимость продуктивности от структурно-агрегатного состава почвы выразилась уравнениями регрессии:

У = 10,6 + 11х1 + 27,54х2, г = 0,921,

где х1 - количество агрономически ценных агрегатов, х2 - количество водопрочных агрегатов.

У = -7,28 + 13,3х1 - 3,54х2, г = 0,821, где х1 - количество глыбистых агрегатов.

Наиболее высокая продуктивность севооборота 2,67 тыс. корм. ед./га отмечена в варианте с чизельной обработкой почвы, что на 0,35 тыс. корм. ед. (15%) выше по сравнению с контролем. Чередование чизельной и поверхностной обработок почвы несущественно уступало этому варианту, но превосходило по продуктивности на 0,23 тыс. корм. ед/га (10%) контрольный вариант.

Выводы. 1. На оподзоленном черноземе в условиях Уфимско-Сылвенского подтаежного АР лучшее оструктуривание почвы обеспечивает чизельная обработка, которая повышает водопрочность агрегатов на 6,6%, коэффициент структурности в 2,4 раза, содержание агрономически - ценной фракции на 14% по сравнению с контролем - отвальной вспашкой.

2. Наиболее высокая урожайность зерновых культур 2,94 т/га, продуктивность севооборота 2,67 тыс. корм. ед. отмечена в варианте с чизельной обработкой почвы.

Список литературы

1. Воронин А.Д. Структурно-энергетическая концепция гидрофизических свойств почвы и ее практическое применение // Почвоведение. 1980. № 12. С. 35-45.

2. Бондарев А.Г., Кузнецова И.В. Оптимизация физических свойств черноземов // Научное наследие В.В. Докучаева и современное земледелие: Межвуз. сб. науч. тр. /под ред. А.Г. Бондарева. М.: «Колос», 1992. С. 195-207.

3. Пупонин А.И. Обработка почвы в интенсивном земледелии Нечерноземной зоны. М.: «Колос», 1984. С. 51-52.

4. Сдобников С.С. Новое в теории и практике обработки почвы //Земледелие. 2000. № 2. С. 4-5.

5. Косолапова А.И., Попова С.И. Агро-экологические вопросы устойчивости агроэко-системы в Предуралье. Пермь, 2012. С. 151-167.

6. Доспехов Б.А. Практикум по земледелию: учебник для высших учебных заведений. М.: «Колос», 1979. С. 351.

Soil treatment impact on agro-physical parameters of podzolic chernozem and productivity of cultures of field crop rotation

Kosolapova A.

Results of researches on tillage effect on agro-physical properties of podzolic chernozem and field crop rotation productivity are presented.

It was found, that the most mellow soil texture and best soil structure of plowing horizon under all crops of rotation observed at the variant of chisel treatment, which provided raising of agronomical valuable fractions on 14%, the structure coefficient on 2,4 times, the productivity of arable rotation crops on 15% compared with the control - mouldboard plowing.

Key words: podzolic chernozem, soil structure, soil density, cereal crops, yield, field crop rotation, productivity

УДК 631.879.2:631.445.24

Эффективность применения осадков сточных вод на дерново-подзолистой почве Предуралья

Марина Тагирьяновна Васбиева, кандидат биол. наук, ст. научный сотрудник,

Денис Сергеевич Зиновьев, младший научный сотрудник

ГНУ Пермский НИИСХ Россельхозакадемии, с. Лобаново, Пермский край, Россия

E-mail: pniish@rambler.ru

В статье представлены результаты комплексных исследований в условиях Пермского края по применению осадков сточных вод (ОСВ) на дерново-подзолистой почве в полевом севообороте в качестве нетрадиционных органических удобрений. Выявлено положительное влияние ОСВ на показатели плодородия почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: ОСВ, дерново-подзолистая почва, показатели плодородия, продуктивность севооборота

Пермский край является одним из наиболее техногенно загрязнённых районов Северо-Восточного региона европейской части РФ [1]. В связи с этим актуальна проблема утилизации отходов промышленности, сельскохозяйственных предприятий, коммунально-бытового хозяйства, которые занимают значительные площади и являются источником загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных и грунтовых вод, почв и растений. Одним из направлений утилизации некоторых отходов, в том числе осадков сточных вод, является их использование в качестве нетрадиционных органических удобрений.

Одной из важнейших задач, связанных с утилизацией отходов, следует считать разработку критериев их пригодности, доз и периодичности внесения. При этом рост урожайности сельскохозяйственных культур не должен быть единственным критерием оценки. Сохранение агрофизических, агрохимических и биологических свойств почв, а также показатели качества получаемой продукции не менее важные. Кроме того, при расчете эффективности использования отходов обязательно следует учитывать тот факт, что при внесении их в почву последействие может наблюдаться в течение многих лет [2].