Зависимость структурно-агрегатного состояния чернозёма типичного от различных систем основной обработки почвы

Литература.

1. Зинченко С.И., Зинченко В.И. Развитие земледелия от мотыжного до почвозащитного. М.: Транзит-Икс, 2006.136с.

2. Бойко В.М., Старцев В.М., Бедков А.Н. Плуг для почвозащитной технологии//Земледелие. 1998. №3. С.27-29.

3. Шеин Е.В. Курс физики почв: учебник для вузов. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432с.

4. Зинченко С.И., Зинченко В.С. Формирование плужной подошвы при различных приемах основной обработки серой лесной почвы //Владимирский земледелец. 2015. №1 (71). С.2-7.

5. Зинченко С.И. Особенности использования влаги яровой пшеницей в агроэкосистемах Опольной зоны // Владимирский земледелец. 2016. № 1 (75). С. 24-31.

6. ГОСТ 28268 - 89. Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений. М.: Изд-во стандартов, 1989.26 с.

7. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Общая часть. М., 1989. Вып.2.194с.

8. Зинченко М.К., Зинченко С.И. Влияние агротехнической нагрузки на ферментативную активность серой лесной почвы со вторым гумусовым горизонтом //Достижения АПК. 2018. № 10. С. 63-66.

9. Зинченко М.К. Формирование биогенности серой лесной почвы в агроландшафтах Владимирского ополья под влиянием различных систем удобрений// Владимирский земледелец. 2014. №4. С. 12-14.

IMPACT OF METHODS OF MAIN TILLAGE ON BARLEY YIELD IN CONDITIONS OF GRAY FOREST SOIL HETEROGENEITY

S.I. ZINCHENKO

Upper Volga Federal Agrarian Research Center ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalskiy rayon, Vladimir Oblast, 601260, Russian Federation

Abstract. In a long-term stationary experiment based on gray forest cryptopodzol and gray forest telopodzol soil with the second humus-accumulated horizon was researched an impact of methods of main tillage on spring barley in 5-6-course corn-grass rotation. Reserves of productive moisture in a meter of soil phase during vegetation did not depend on depth and methods of tillage. However, during crop growth on soil with the second humus horizon, there was a tendency of boosting productive moisture in comparison with the same options based on gray forest soil. Increase of barley plants mass was mostly active on gray forest soil with the second humus horizon, where the mass of 100 plants during the heading stage was 1200-1300 gr., on gray forest soil - 590-751 gr. The maximum increase in plant mass was revealed in option with yearly nonmoldboard cultivation to the deep 6-8 cm - 100 plants weighed 1300 gr. In general, the yield of barley on soil with second humus horizon was significantly higher (least significant difference 0,5 = 16 dt/hectare), variation in different treatment measures was 51,8-54,2 dt/hectare (least significant difference 0,5 = 2,2 dt/hectare). Maximum yield on this soil phase was on option with yearly nonmoldboard cultivation to the deep 6-8 cm (54,2 dt/hectare). On gray forest soil yield range was 44,6-48,6 dt/hectare (least significant difference 0,5 = 2,5 dt/hectare. The greatest yield of barley was noted on option with yearly nonmoldboard cultivation to the deep 20-22 cm - 48,2 dt/hectare, layer plowing of crops to the deep 28-30 cm and nonmoldboard cultivation to the deep 6-8 cm for aftercrop in crop rotation - 47,7-48,6 dt/hectare.

Keywords: gray forest soil, gray forest soil with second humus horizon, main tillage methods, productive moisture, spring barley, increase of plants mass, yield.

Author details: S.I. Zinchenko, Doctor of Sciences (agriculture), deputy director for Science (e-mail: zinchenkosergei@mail.ru).

For citation: S.I. Zinchenko Impact of methods of main tillage on barley yield in conditions of gray forest soil heterogeneity // Vladimir agricolist. 2019. №2. P. 20-24. D0I:10.24411/2225-2584-2019-10061.

D0I:10.24411/2225-2584-2019-10062 УДК 631.434:445.4:51.01

ЗАВИСИМОСТЬ СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕРНОЗЁМА ТИПИЧНОГО ОТ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ

ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

В.А. ВОРОНЦОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

Ю.П. СКОРОЧКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий отделом

Тамбовский научно - исследовательский институт сельского хозяйства - филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр им. И.В. Мичурина»

ул. Бастионная, д. 16, г. Тамбов, Тамбовская обл., 392029, Российская Федерация

Резюме: В зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения (Тамбовская область) проведены многолетние исследования в стационарном опыте на чернозёме типичном. Целью было изучить влияние различных систем основной обработки почвы на структурно-агрегатный состав чернозёма типичного в зернопропашном и зернопаропропашномсевооборотах.Вопытеизучалисьсистемы основной обработки почвы: традиционная разноглубинная отвальная (контроль); бессменная поверхностная; бессменная

разноглубинная безотвальная; комбинированная отвально-безотвальная. Уменьшение интенсивности обработок с помощью приёмов минимизации не привело к ухудшению структурно-агрегатного состава почвы. В зернопропашном севообороте, на вариантах с ресурсосберегающими системами обработки почвы, количество агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) в пахотном (0-30 см) слое почвы составило 64,1-66,5 %, при показателе на контроле - 64,2 %. В зернопаропропашном севообороте отмечена тенденция к увеличению данной фракции на фоне поверхностной системы обработки почвы, которое составило 3,2 % по сравнению с контролем. На фоне поверхностной системы обработки почвы в севооборотах наблюдалось увеличение пылеватых частиц < 0,25 мм, как в верхнем (0-10 см) слое, так и пахотном (0-30см) слое по сравнению с контролем. Количество водопрочных агрегатов в севооборотах в слое 0-30 см варьировало в пределах 55,9 - 62,4 %, т. е. превышало установленный критерий по этому показателю (40 - 45 %). Самые высокие коэффициенты структурности отмечены на варианте с поверхностной системой обработки почвы - 2,00 % в пахотном слое зернопропашного севооборота и 1,84 % в зернопаропропашном. На контроле с традиционной разноглубинной отвальной системой обработки почвы эти показатели были ниже -1,79 и 1,51 % соответственно.

№ 2 (88) 2019

$лаЭимгрскш Землейлод

Ключевые слова: чернозём типичный, севооборот, приемы основной обработки почвы, структура почвы, коэффициент структурности.

Для цитирования: Воронцов В.А. Скорочкин Ю.П. Зависимость структурно-агрегатного состояния чернозема типичного от различных систем основной обработки почвы // Владимирский земледелец. 2019. № 2. С. 24-27. DOI:10.24411/2225-2584-2019-10062.

В современном земледелии используются ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур в короткоротационных севооборотах с узким набором полевых культур. В связи с этим возрос интерес к изучению агрофизических факторов плодородия почвы [1]. Благоприятные физические свойства - это основа и необходимое условие реализации потенциального почвенного плодородия для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур [2].

Большая положительная роль структурно-агрегатного состояния как важного показателя плодородия почвы общеизвестна. Плодородие почв в основномобуславливаетсяих структурным состоянием, как основой благоприятных агрофизических свойств суглинистых и глинистых почв.

Использование почв в сельскохозяйственном производстве приводит к изменению структурных качеств. При этом, как высокая интенсивность, так и чрезмерная минимизация обработки почвы в севообороте приводит к ухудшению структурности [3, 4]. Ряд исследователей считают, что замена вспашки на обработку без оборота пласта улучшает структурно-агрегатное состояние почвы [5, 6]. В тоже время на выщелоченных чернозёмах, в условиях ЦЧЗ, отмечается ухудшение структурно-агрегатного состояния почвы при безотвальной обработке [7].

По вопросу структурно-агрегатного состояния почв при различных приёмах и системах обработки почвы литературные данные довольно противоречивы. Неоднозначность полученных результатов связана с различными почвенно-климатическими условиями.

В связи с этим, учитывая неоднозначность процессов, происходящих в почве под влиянием различных по интенсивности обработок, а также их действие на плодородие требуют систематического изучения изменений структурного состояния почвы.

Целью наших исследований было - изучить влияние различных систем основной обработки почвы в севооборотах на структурно-агрегатное состояние чернозёма типичного.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 1991-1996 гг. в зернопропашном севообороте (вико-овёс, озимая пшеница, кукуруза, ячмень) и в 2001-2004 гг. в зернопаропропашном севообороте (чёрный пар, озимая пшеница, сахарная свёкла, ячмень) в стационарном полевом опыте, заложенном в 1989 году в Тамбовском НИИСХ.

Почвенный покров опытного участка представлен чернозёмом типичным тяжелосуглинистым. Содержание гумуса в пахотном (0-30 см) слое варьирует от 6,60 до 7,00 %. Обеспеченность подвижным фосфором и обменным калием высокая -Р2О5 162-176 мг/кг почвы и К2О 140-142 мг/кг почвы, рНсол. 5,8-6,3.

Схема опыта предусматривала четыре варианта системы основной обработки почвы в севообороте:

1. Традиционная разноглубинная отвальная (контроль) на глубину 20-25 см под пропашные и на 20-22 см под зерновые культуры;

2. Поверхностная на глубину 10-12 см под все культуры;

3. Бессменная разноглубинная безотвальная на 25-30 см под пропашные и на 20-22 см под зерновые культуры;

4. Комбинированная отвально-безотвальная, где вспашка проводилась под пропашные культуры на глубину 25-30 см и безотвальная обработка с использованием чизельного плуга под зерновые культуры на глубину 20-22 см.

Перед проведением основной обработки почвы во всех случаях осуществляли послеуборочное дисковое рыхление.

Почвенные образцы отбирали перед началом весенних полевых работ (перед посевом культур севооборотов по слоям 0-10; 10-20; 20-30 см).

При изучении структуры почвы использовали метод Н.И. Савинова - просеивание воздушно-сухой почвы на ситовом анализаторе AS-200; водопрочность макроагрегатов - методом качания сит в воде на приборе AS-200.

Результаты и обсуждение. Анализ структурного состояния почвы в среднем по полям севооборотов показал, что количество структурных агрегатов от 0,25 до 10 мм в пахотном слое в зернопропашном севообороте при постоянной поверхностной обработке составило 66,5 %, при безотвальной - 65,2 %, комбинированной отвально-безотвальной - 64,1 %, при традиционной отвальной вспашке - 64,2 % (табл. 1). В среднем по полям зернопаропропашного севооборота (табл. 2) этот показатель составил 63,9 %; 62,0 %, 60,9 % соответственно, при показателе на контроле (традиционная вспашка) 61,9 %. На фоне поверхностной обработки почвы отмечена тенденция увеличения данной фракции на 3,2 %.

Не наблюдалось существенных различий между приемами основной обработки почвы по наличию ветроустойчивых агрегатов размером 1-10 мм. Содержание эрозионно устойчивых агрегатов как в верхнем (0-10 см) слое, так и в пахотном (0-30 см) слое почвы составляло более 50 %. Данная закономерность была характерна для двух севооборотов.

По В. Вильямсу порог "вредности работы орудия"

ВлаЭимгрскт Земледелец*

№ 2 (88) 2019

1. Структурно-агрегатный состав чернозема типичного в зависимости от основной обработки в зернопропашном севообороте

Прием основной обработки Слой почвы, см Размер агрегатов, мм и % содержания в общей массе возд.-сух. почвы Коэффициент структурности, %

10-0,25 10-1 3-1 1-0,25 <0,25

Традиционная отвальная вспашка (контроль) 0-10 66,1 50,4 31,7 14,5 3,2 1,96

10-20 63,3 52,5 30,2 10,9 1,9 1,73

20-30 63,1 53,2 30,1 10,1 1,7 1,71

0-30 64,2 52,0 30,7 11,8 2,3 1,79

Поверхностная 0-10 64,7 55,2 33,9 13,7 3,6 2,15

10-20 67,7 53,0 29,6 11,5 2,6 1,82

20-30 67,2 56,3 31,3 11,1 2,2 2,06

0-30 66,5 54,8 31,6 12,1 2,8 2,00

Безотвальная 0-10 65,2 52,2 31,4 12,7 2,7 1,88

10-20 63,1 52,8 28,0 10,3 1,8 1,71

20-30 67,4 57,6 32,7 9,8 1,7 2,03

0-30 65,2 54,2 30,7 10,9 2,1 1,86

Комбинированная отвально-безотвальная 0-10 66,1 53,0 32,1 13,0 3,1 1,90

10-20 62,5 52,1 29,6 10,4 2,0 1,61

20-30 63,7 53,4 29,9 10,1 1,9 1,75

0-30 64,1 52,8 30,5 11,2 2,3 1,75

2. Структурно агрегатный состав чернозема типичного в зависимости от систем основной обработки в зернопаропропашном севообороте

Прием основной обработки Слой почвы, см Размер агрегатов, мм и % содержания в общей массе в.-сух. почвы Коэффициент структурности, %

10-0,25 10-1 3-1 1-0,25 <0,25

Традиционная отвальная вспашка (контроль) 0-10 64,7 56,5 32,9 13,5 2,0 1,83

10-20 61,4 55,8 32,2 11,5 1,2 1,58

20-30 59,5 54,0 29,0 11,4 0,8 1,48

0-30 61,9 55,4 31,4 12,1 1,3 1,51

Поверхностная 0-10 60,4 55,6 34,3 12,5 2,6 1,85

10-20 65,0 53,7 32,1 11,1 2,1 1,69

20-30 66,4 59,3 35,5 12,8 2,0 1,98

0-30 63,9 56,2 34,0 12,1 2,2 1,84

Безотвальная 0-10 63,6 55,3 33,1 12,7 2,0 1,75

10-20 60,0 54,7 31,6 11,8 1,0 1,58

20-30 62,5 56,3 33,5 10,1 1,3 1,66

0-30 62,0 55,4 32,7 11,5 1,4 1,66

Комбинированная отвально-безотвальная 0-10 63,5 56,5 33,7 12,9 1,7 1,74

10-20 59,8 54,4 31,4 10,5 1,0 1,53

20-30 59,4 54,4 30,7 10,7 0,8 1,62

0-30 60,9 55,1 31,9 11,4 1,2 1,63

по пыли, включая и агрегаты меньше 1 мм, составляет от 23 до 35 % или в среднем около 30 % [8]. В наших опытах этот показатель в пахотном слое (0-30 см) в зернопропашном севообороте составил по

обработкам без оборота пласта (поверхностной и безотвальной) 14,9 % и 13,0 % соответственно. При комбинированной отвально-безотвальной и традиционной отвальной вспашке доля этой фракции составила 13,5 % и 14,1 %. В зернопаропропашном севообороте этот показатель равнялся 14,3 %, 12,9 %, 13,6 % и 13,4 соответственно, то есть в среднем более чем в 2 раза ниже установленного критерия.

К числу важных показателей структурного состояния почвы относится содержание пылеватых частиц размером менее 0,25 мм. В опытах отмечена тенденция увеличения содержание этой фракции на варианте с поверхностной системой основной обработки почвы.

Важным показателем устойчивости строения почвы является

водопрочность почвенных агрегатов. Благоприятное для роста и развития сельскохозяйственных культур

сложение пахотного слоя черноземов достигается при содержании водопрочных агрегатов не менее 40-45 %. В этом случае возможно применение способов обработки почвы без оборота пласта, избегая риска уплотнения почвы [9].

Результаты исследований

показали, что количество

водопрочных агрегатов, в среднем по полям зернопропашного севооборота и вариантам обработки почвы, варьировало в пределах 55,9-62,4 %, в зернопаропропашном - 54,2-60,8 %, т.е. превышало установленный критерий по этому показателю (табл. 3). Следует отметить, что с глубиной в слоях почвы (10-20 и 20-30 см) количество водопрочных агрегатов увеличивалось относительно верхнего слоя (0-10 см).

Коэффициент структурности в зернопропашном севообороте по вариантам основной обработки почвы

№ 2 (88) 2019

B/iaduMipckiù ЗемдеШецТ)

3. Влияние различных систем основной обработки

варьировал от 1,79 до 2,00 %, в зернопаропропашном этот показатель составлял 1,51-1,84 %. При этом наиболее высокий показатель коэффициента структурности как в одном, так и в другом севообороте, отмечался на фоне поверхностной

обработке почвы (2,00 и 1,84 %) при показателе на контроле 1,79 и 1,51 % соответственно.

Выводы. Таким образом, сравнение воздействия на чернозёмную тяжёлосуглинистую почву традиционной разноглубинной отвальной вспашки, обработок без оборота пласта (поверхностной и разноглубинной безотвальной) и комбинированной отвально-безотвальной системы в севооборотах зернопропашного и зернопаропропашного типа показало, что минимизация основной обработки почвы не приводит к ухудшению структурно-агрегатного состава пахотного (0-30 см) слоя почвы. По поверхностной системе основной обработки почвы в севооборотах наблюдается тенденция повышения коэффициента структурности пахотного слоя почвы на 0,21 % в зернопропашном и 0,33 % в зернопаропропашном севообороте. Выявленная закономерность дает основание предполагать, что на типичном черноземе возможно применение в качестве основной обработки минимальных и дифференцированных систем, без риска существенного изменения структуры почвы.

чернозема типичного на содержание водопрочных агрегатов, %.

Прием основной обработки Слой почвы, см

0-10 10-20 20-30 0-30

Традиционная отвальная вспашка (контроль) 49,6* 51,2** 57,1 57,8 61,1 60,0 55,9 56,3

Поверхностная 56,9 44,2 64,7 57,2 65,7 61,1 62,4 54,2

Безотвальная 54,6 50,3 62,1 64,2 62,5 67,8 59.7 60.8

Комбинированная отвально-безотвальная 53,5 53,4 59,1 57,4 60,3 60,1 57,6 57,0

Примечание. * в числителе- зернопропашной севооборот; ** в знаменателе -зернопаропропашной севооборот.

Литература.

1. Матюк Н.С., Полин В.Д. Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в адаптивном земледелии.учеб. пособие. М.: РГАУ-МСХА, 2013. С.12.

2. Николаев В.А., Мазиров М.А., Зинченко С.И. Влияние разных способов обработки на агрофизические свойства и структурное состояние почвы//Земледелие. 2015. № 5. С.18-20.

3. Боронтов О.К., Косякин П.А., Елфимов М.Н. Эффективность основной обработки почвы под сахарную свёклу в ЦЧЗ // Земледелие. 2013. № 4. С.20-23.

4. Гармашов В.М. Эффективность средств интенсификации при различных способах основной обработки почвы//Вопросы образования и науки: теоретический и методический аспекты: сб. трудов Межд. науч.-практ. конф. (31 мая 2014, г. Тамбов). Ч. 9. Тамбов: ООО и консалтинговая компания Юком, 2014. С.27-29.

5. Воронцов В.А. Технологии основной обработки почв на основе энерго- и ресурсосберегающих приёмов в северо-восточном регионе Центрального Черноземья. Тамбов:Принт-Сервис, 2018. 74с.

6. Шикула Н.К., Назаренко Г.В. Минимальная обработка чернозёмов и воспроизводство плодородия. М.: Агропромиздат, 1990. 320с.

7. Боронтов О.К., Арбузова Т.В., Королёв В.А. Агрофизические свойства чернозёма выщелоченного при его обработке в паропропашном севообороте//Земледелие. 2010. № 2. С.24-26.

8. Вильямс В.Р. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения М.: Сельхозгиз, 1939.447 с.

9. Кузнецова И.В., Долгов С.И. Физические свойства почв, определяющие эффективность минимальных обработок // Земледелие.1975. № 6. С.26-28.

DEPENDENCE OF STRUCTURAL-PHYSICAL STATE OF TYPICAL BLACK SOIL ON VARIOUS SYSTEMS OF MAIN TILLAGE

V.A. VORONTSOV, YU.P. SKOROCHKIN

Tambov Agricultural Research Institute - a branch unit of the Federal State Budget Science Institution «I.V. Michurin Federal Science Center,» ul. Bastionnaya 16, Tambov, Tambov Oblast, 392029, Russian Federation

Abstract. Within a zone of insufficient and unregular watering (Tambov region) was conduct long-term research based on stationary experiment on typical black soil. The objective of the research was to study an impact of various tillage systems on the structural-physical state of typical black soil in follow and grain-and-fallow crop rotation. During the experiment were researched systems of main tillage: various depth moldboard plowing, permanent surface tillage, subsoiling, and combined tillage. Lower intensity of tillage by means of methods of minimization didn't cause deterioration of the structural-physical state of the soil. In fallow crop rotation with resource-saving tillage methods number of agronomically valuable peds (0,25-10 mm) in tilth-top soil (0-30 cm) was 64,1-66,5 %, in control crop rotation — 64,2 %. Grain-and-fallow crop rotation caused an increase in soil separates of 3,2 % in terms of surface tillage compared to control. It was revealed more silt < 0,25 mm in terms of surface tillage in topsoil (0-10 cm) as well as in tilth-top soil (0-30 cm) compared to control. Amount of water-stable aggregate in crop rotation 0-30 cm to the deep ranged 55,9-62,4 %, it means it exceeded a specified rate (40-45 %). The highest structural coefficient was revealed in terms of surface tillage: in tilth-top soil of fallow crop rotation it was 2,00 % and 1,84 % in grain-and-fallow crop rotation. In control crop rotation with various depth moldboard plowing system these indicators were lower — 1,79 and 1,51 % respectively.

Keywords: typical black soil, crop rotation, methods of main tillage, soil structure, degree of structure.

Author details: V.A. Vorontsov, Candidate of Sciences (agriculture), leading research fellow (e-mail: yskorochkin@mail.ru), Yu.P. Skorochkin, Candidate of Sciences (agriculture), department supervisor.

For citation: Vorontsov V.A., Skorochkin Yu.P. Dependence of structural-physical state of typical black soil on various systems of main tillage // Vladimir agricolist. 2019. №2. P. 24-27. D0I:10.24411/2225-2584-2019-10062.

ВлаЭимгрскт Земледелец*

№ 2 (88) 2019