Пищевой режим в паровых полях при различных обработках в условиях засушливого климата нижнего Поволжья

631.51.01

ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ В ПАРОВЫХ ПОЛЯХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ОБРАБОТКАХ В УСЛОВИЯХ ЗАСУШЛИВОГО КЛИМАТА НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Д.А. Болдырь, к.с.-х.н., с. н.с., В.Ю. Селиванова, н.с. -Нижне-Волжский НИИСХ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН, г. Волгоград, Россия

В статье дана оценка влияния обработок светло-каштановой почвы на накопление ЫРК в паровых полях в условиях Волгоградской области.

Установлено в отдельные годы более высокое содержание элементов питания в паровых полях при безотвальной обработке почвы, которая обладает оптимальной влагообеспеченностью, и в контрольном (отвальная обработка) варианте в сравнении с более низкими показателями при поверхностной обработке во все годы исследований.

Приведены данные по микробиологической активности почвы, исследуемой методом льняных полотен.

Установлено преимущество безотвальной обработки почвы перед классическими обработками на влияние микробиологической активности почвы.

Взоне светло-каштановых почв земледелие ведется в засушливых условиях, и подбор правильной обработки почвы приобретает острую актуальность. Для решения этой проблемы проводили опыты по подбору обработок, способных сохранять и повышать плодородия почв, стабилизировать накопление осадков. Установлено также, что обязательное наличие в севооборотах чистых паров, строгое соблюдение зональных и адаптированных к экстремальным условиям обработок почвы позволяет подготовить почву к посеву озимых культур [1, 7, 8].

Особое значение для получения высокой урожайности сельскохозяйственных культур и сохранения экологической функции почвы в системах земледелия имеет изучение микробиологической активности почвы. Непосредственное влияние на условия микробиологической сферы почвы оказывают растительные остатки в почве, применяемые технологии, включающие разную степень механического воздействия, а также метеоусловия года. Способы обработки, изменяя почвенные условия, могут влиять на ход микробиологических процессов, протекающих в почве. Прямым следствием механической обработки является перераспределение по слоям почвы органического вещества, изменение аэрации, влажности, теплового режима почвы, других условий жизнедеятельности микроорганизмов [3, 4, 6].

Растущий интерес к прямому посеву в мире и в нашей стране вызван большими его возможностями в связи с нарастанием засушливости климата. Включение этого элемента в структуру подготовки почвы для возделывания сельскохозяйственных культур позволяет получить урожай с наименьшим механическим воздействием на почву.

Также установлено, что применение химического пара позволяет накопить влаги перед посевом озимых культур не меньше, чем при классических обработках пара [2, 5].

Материалы и методика исследований. Опыты и наблюдения проводили на черных парах, включенных в 4-хпольный севооборот, на стационаре Нижне-Волжского НИИСХ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН и отдельном опыте по прямому посеву с включением химического пара. Черные пары обра-

Выявлены изменения питательного режима почвы под воздействием различных метеорологических условий года. Интенсивность накопления питательных веществ зависела от интенсивности выпадения осадков, но практически эти показатели в годы с ГТК 0,3-0,5 не отличались от показателей в годы с ГТК 0,7.

Количественное изменение питательных веществ в паровых полях наблюдается именно по разным способам обработки почвы.

Для сравнения в статье представлены результаты по накоплению ЫРК и динамике почвенной влаги в химическом пару, обрабатываемому по системе прямого посева.

Ключевые слова: обработки почвы, пищевой режим паровых полей, динамика влажности почвы.

батывались по трем вариантам:

1. Отвальная - на глубину 0,25-0,27 м плугом ПН-4-35.

2. Безотвальная обработка - орудием 0Ч0-5-40 на глубину 0,2-0,22 м.

3. Поверхностная - на глубину 0,1-0,12 м орудием БДМ-3.

Обработка пара по прямому посеву велась только химическими препаратами по мере отрастания сорняков.

Результаты и их обсуждение. Исследования в 2014-2015 гг. заключались в наблюдении и учете накопления и усвоения почвой атмосферных осадков, что напрямую зависит от метеоусловий года, а также мониторинге содержания ЫРК в пахотном слое (0-0,3 м) в зависимости от способа обработки и ухода за парами.

Годы с разной интенсивностью выпадения осадков и температурным режимом отражены коэффициентам ГТК (рисунок 1).

Рисунок 1 - Распределение ГТК по месяцам за период парования 2014-2018 гг.

Климат Волгоградской области отличается недостатком атмосферных осадков в весенне-летний период, высокими температурами в июне-июле-августе и сильным нагреванием почвы в этот период, что провоцирует сильное испарение и низкое усвоение осадков. Данные на рисунке 1 показывают, что самый низкий ГТК наблюдается именно в летний период (июль-август) практически во все годы исследований. Это негативно сказывалось на накоплении влаги в пахотном слое и, как следствие, низкой микробиологической активности почвы в этот период. Самым обеспеченным по осадкам оказался

2016 год, где ГТК в среднем за период был самый высокий - 0,7. Остальные годы в этот период можно считать очень засушливыми (ГТК 0,3-0,5).

Запасы продуктивной влаги в пахотном слое отражены на рисунке 2, где выделяются более высокие показатели по безотвальной обработке почвы во все годы исследований. Наиболее равномерное распределение осадков за период парования было в 2016 году, когда атмосферные осадки выпадали более часто.

Нп: JlInllllllmL

мм

Выраженность процесса Оценка

<10 Очень слабая

10-30 Слабая

30-50 Средняя

50-80 Сильная

>80 Очень сильная

40

35

S 30 о

3 25

г 15

et

S 10

I 5

о

ьШкШ

разложение: Пар отв

разложения (116д)% 11,5 21 15,6 26,2 8,4 14,9 36,8 19,1

разложения (74д)% 7,21 13,4 9,66 16,7 5,12 9,5 20,2 12,8

разложения за оутки % 0,05 0,18 0,13 0,22 0,07 0,13 0,29 0,17

2014 2015 2016 2017 2018

апрель Оиюнь "июль Навгует

Рисунок 2 - Динамика продуктивной влаги в 0-0,3 м слое почвы в паровых полях за 2014-2018 гг., мм

В наших опытах общая биологическая активность пахотного слоя в черном пару изучалась по интенсивности разложения льняного полотна в период от начала парования до конца парования.

Для определения интенсивности разложения целлюлозы пользовались шкалой О.Е. Пряженни-ковой (2011), представленной в таблице 1.

Таблица 1-Шкала интенсивности разрушения целлюлозы, %

Рисунок 3 - Разложение льняных полотен в 2014-2018 гг., %

Анализ целлюлозолитической активности светло-каштановой почвы показывает, что существенных различий в интенсивности разложения льняной ткани через 74 дня после закладки по вариантам опыта не наблюдалось. После 116 дневного анализа показатели увеличились в среднем по обработкам на 40 % и перешли в разряд слабой интенсивности разложения.

Более высокий результат среди классических обработок по проценту разложения был получен по безотвальной обработке и составил 15,6% в 2014 году и 26,2 % в 2018 году

Стоит отметить показатель на химическом пару с высокой степенью покрытия соломой, где процент разложения перешел в среднюю степень разложения.

Также отметим, что 2014 и 2018 годы были сухими, поэтому анализ проводился в период наибольшего недостатка влаги в почве, что привело к снижению микробиологической активности почвы.

Одним из важнейших факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур, является наличие в почве элементов питания в доступной для растений форме (таблица 2).

Таблица 2 - Содержание NPK в слое почвы 0-0,3 м в черном и химическом парах за 2014-2018 гг.,

мг на 100 г абсолютно-сухой почвы

Год Вариант обработки Элементы минерального питания, мг/100 гр. почвы

NO3- P2O5 K2O

весна осень +/- весна осень +/- весна осень +/-

2014 Отвальная 2,52 3,03 +0,51 3,46 5,13 + 1,67 28,29 30,02 +1,73

Безотвальная 1,78 3,15 +1,37 2,2 3,91 + 1,71 23,94 28,71 +4,77

Поверхностная 2,98 3,13 +0,15 3,73 4,19 +0,46 31,5 30,02 -1,48

2015 Отвальная 2,84 4,73 +1,89 5,13 6,5 + 1,37 32,36 34,63 +2,27

Безотвальная 1,78 3,15 +1,37 2,23 5,18 +2,95 23,94 28,71 +4,77

Поверхностная 1,68 3,24 +1,56 3,23 4,63 +1,4 30,5 33,51 +3,01

2016 Отвальная 1,86 4,91 +3,05 5,31 6,25 +0,94 31,56 34,03 +2,47

Безотвальная 2,09 4,06 +1,97 4,73 6,18 + 1,45 33,28 34,71 +1,43

Поверхностная 2,01 3,24 +1,23 5,17 5,87 +0,7 30,25 33,61 +3,36

2017 Отвальная 0,78 8,24 +7,46 63 7,21 +0,91 32,02 35,11 +3,09

Безотвальная 0,93 7,53 +6,6 5,56 6,83 + 1,27 31,29 29,18 -2,11

Поверхностная 3,36 6,87 +3,51 5,84 6,77 +0,93 34,27 35,15 +0,88

2018 Отвальная 2,45 9,91 +7,46 4,71 4,89 +0,18 31,08 34,47 +3,39

Безотвальная 1,48 8,99 +7,51 5,77 4,21 -1,56 28,8 31,65 +2,85

Поверхностная 2,56 6,04 +3,48 4,32 4,34 +0,02 21,4 27,56 +6,16

Хим.пар (прямой посев) 2,06 2,59 +0,53 3,51 2,4 -1,11 24,18 30 +5,82

За период наблюдения и парования наибольшее количество нитратов накопилось в 2016-2018 гг. на отвальном и безотвальном фонах, что отражено в приросте от +1,97 до +6,60 мг на 100 г абсолютно-сухой почвы.

Показатели по поверхностной обработке во все годы были ниже, чем по отвальной (контрольной): на 0,36 мг в 2014 году; на 3,98 мг в 2018 году.

Небольшая прибавка и у химического пара в 2018 году +0,53 мг на 100 г абсолютно-сухой почвы, что связано с первым годом использования почвы.

Растения поглощают азот из почвы в виде нитратов. Необходимость в обеспечении паров этим элементом очень высока для получения дружных всходов озимой пшеницы. Стоит отметить, что баланс нитратного азота во все годы оставался положительным.

В отличие от азота, соединения которого неустойчивы в почве и легко теряются в результате денитрификации и вымывания, большая часть фосфорных соединений в почве нерастворима и практически из нее не вымывается. Слабая растворимость фосфорсодержащих минеральных и органических соединений является основной причиной низкой доступности фосфатов почвы и удобрений растениям. В наших опытах баланс фосфора в почве оставался положительным практически во все годы. Отрицательный баланс по фосфорным соединениям в 2018 году свидетельствует о том, что почвы нуждаются во внесении фосфорных удобрений непосредственно перед посевом озимой пшеницы.

Обменного калия на светло-каштановых тяжелосуглинистых почвах содержится достаточное количество. Наблюдения в 2014-2018 гг. показывают, что накапливается его больше при безотвальной обработке в сухие 2014 и 2015 годы, что в среднем на 55 % больше, чем при отвальной обработке. Но во влажный 2016 год накопление обменного калия снизилось в среднем на 50 % относительно других классических обработок. Снижение продолжалось и в последующие годы исследований.

На химическом пару баланс азота практически не изменился, фосфор снизился к осени на 32 %, а калий возрос на 24 % относительно весенних показателей.

Выводы.

Погодные условия нашего региона непосредственно влияют на количество ЫРК в пахотном слое почвы.

В период исследования паровых полей 20142018 годы наблюдалось бездефицитное содержание нитратов по всем вариантам обработки почвы с большим увеличением по безотвальному фону.

Анализ льняных полотен был проведен в период острой засухи и показал низкий процент разложения, но на безотвальном фоне этот показатель был выше.

Рекомендуется подготавливать паровые поля для посева озимой пшеницы, применяя безотвальную обработку, что позволит накопить достаточный запас продуктивной влаги в пахотном слое и поддерживать бездефицитный баланс ЫРК.

Литература:

1. Андриевская, Л.П. Влияние основной обработки светло-каштановых солонцеватых почв на усвоение осадков [Текст] / Л.П. Андриевская, Н.Н. Бородина //

Научно-агрономический журнал. - 2016. - №1(98). -С. 37-39.

2. Дорожко, Г.Р. Влияние длительного применения прямого сева на основные агрофизические факторы плодородия почвы и урожайности озимой пшеницы в условиях засушливой зоны. [Текст]/Г.Р. Дорожко// Земледелие. - 2017. - №7. - С.7-9.

3. Зеленев, А.В. Поступление в почву элементов питания в севооборотах на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья [Текст] / А.В. Зеленев, Е.В. Семинченко//Вестник Прикаспия. - 2019. - №1(24).

- С. 19-24.

4. Кононов, В.М. Трансформация углерода и поглощение его растениями в севооборотах [Текст] / В.М. Кононов, А.Н. Устименко, В.Ю. Селиванова //Научно-агрономический журнал. - 2009. - №2(85). - С. 18-20.

5. Ленточкин, А.М.Нулевая, минимальная или отвальная обработка почвы[Текст] / А.М. Ленточкин, П.Е. Широбоков, Л.А. Ленточкина // Земледелие. -2016. - №3. - С.9-13.

6. Сарычев, А.Н. Оценка технологий обработки светло-каштановой почвы в условиях агролесомелиорации [Текст] / А.Н. Сарычев // Известия ТСХА. - 2015.

- Вып. 6. - С.37-40.

7. Скороходов, В.Ю. Накопление и использование нитратного азота различными видами пара в период их парования на черноземах Оренбургского Предура-лья [Текст] / В.Ю. Скороходов // Животноводство и кормопроизводство. - 2018. - Том 101. - №1. - С.204-211.

8.Чурзин, В.Н.Роль способов основной обработки почвы в накоплении почвенной влаги и использования атмосферных осадков при выращивании озимой пшеницы на светло-каштановых почвах Волгоградской области [Текст] / В.Н. Чурзин, Е.В. Кубраков // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2018. - №4(52). - С. 128-133.

NUTRIENT CONDITIONS IN THE PLOWED FIELDS UNDER DIFFERENT TREATMENTS IN THE ARID CLIMATE OF THE LOWER VOLGA REGION

D. A. Boldyr', K.S-Kh.N., senior researcher, V. Yu. Selivanova, researcher - Lower-Volga NIISKh, Affiliate of FSC of Agroecology, RAN Volgograd, Russia

The article assesses the impact of light chestnut soil treatments on the accumulation of NPK in plowed fields in the Volgograd region. It is established that the higher content of nutrients in the fields that plowed without turnover of the soil layer, and in the control version in comparison with the lower rates at the surface treatment of the soil in all years of research. The data on the microbiological activity of the soil investigated by the method of linen strips are presented.

The advantage of ploughing without turnover of the soil layer before classical treatments on the influence of microbiological activity of the soil was established. Changes in the nutrient regime of the soil under the influence of various meteorological conditions of the year are revealed. The intensity of nutrient accumulation depended on the intensity of precipitation, but virtually all of these indicators in years with hydrothermal coefficient of 0.3-0.5 they did not differ from the indicators in the years with hydrothermal coefficient 0.7. Quantitative change of nutrients in plowed fields is observed for different methods of soil cultivation.

For comparison, the article presents the results on the accumulation of NPK and changes in soil moisture in the field with direct sowing and chemical treatment.

Keywords: plowing, tillage, food regime of clean fields, soil moisture dynamics.