Влияние мелиоративных и агрохимических приёмов на увеличение плодородия каштановых почв Заволжья

УДК 631

ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНЫХ И АГРОХИМИЧЕСКИХ ПРИЁМОВ НА УВЕЛИЧЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ЗАВОЛЖЬЯ

Е. П. Денисов, доктор с.-х. наук, профессор; Д. А. Уполовников, канд. с.-х. наук, доцент; Б. З. Шагиев, канд. с.-х. наук, доцент; К. Е. Денисов, канд. с.-х. наук, доцент; А. С. Линьков, канд. с.-х. наук, ассистент

Саратовский госагроуниверситет им. Н. И. Вавилова, т. (8452) 93-53-63.

В статье приведены результаты исследования влияния внесения в почву соломы, сидератов (донника), а также использования мелиоративной обработки почвы и житняка в паровом поле семипольного севооборота на водно-физические и агрохимические свойства почвы и урожайность зерна озимой пшеницы.

Ключевые слова: плодородие каштановой почвы, плотность почвы, пористость почвы, пожнивно-корневые остатки, структура почвы.

Возделывание сельскохозяйственных культур по традиционным технологиям в современных условиях привело к существенной деградации почвенного покрова. Сокращаются запасы гумуса, ухудшаются водно-физические свойства почв, снижаются запасы влаги за счет уменьшения водопроницаемости и повышения стока весной.

Целью наших исследований была разработка агробиомелиоративных приемов, обеспечивающих расширенное воспроизводство плодородия каштановых почв в сухостепной части Заволжья. Изучена биомелиоративная роль запашки соломы и фитомелиоративная роль житняка в повышении плодородия каштановых почв в су-хостепной части Заволжья в сравнении с внесением минеральных удобрений. Произведена оценка воздействия соломы озимой пшеницы и соломы нута как зернобобовой культуры на водно-физические свойства почвы, питательный режим растений, накопление осенне-зимней влаги и на продуктивность яровой пшеницы. Установлена математическая взаимосвязь урожайности яровой твердой и мягкой пшеницы с факторами плодородия каштановой почвы, что дает возможность управлять формированием продуктивности этой культуры и качеством зерна.

Исследования проводились на территории Краснокутской селекционно-опытной станции Краснокутского района Саратовской области в течение 2003-2005 гг.

Почвы опытного участка - каштановые, среднесуглинистые по гранулометрическому составу. Содержание гумуса 3,1 %.

Опыт был заложен в 7-польном зерно-паровом севообороте: 1 - пар; 2 - озимая пшеница; 3 - яровая твердая пшеница; 4 -

нут; 5 - яровая мягкая пшеница; 6 - просо; 7 - ячмень.

Изучалась реакция яровой твердой и мягкой пшеницы на внесение минеральных удобрений, на запашку соломы и использование фитомелиоранта житняка.

Схема опыта включала в себя 5 вариантов:

1. Контроль (без внесения удобрений);

2. Внесение И60Р30;

3. Запашка соломы;

4. Запашка соломы с внесением И60Р30;

5. Посев пшеницы после житняка.

Обработка почвы - обычная вспашка

плугом ПЛН-5-35 на глубину 22...25 см с запашкой ячменной соломы под пар, соломы озимой пшеницы под яровую твердую; соломы яровой пшеницы под нут; соломы нута под яровую мягкую пшеницу.

Опыты проводили параллельно в двух звеньях севооборота. Первое звено: пар -озимая пшеница - яровая твердая пшеница; второе: нут - яровая мягкая пшеница -просо - ячмень.

Поступление органического вещества в почву заметно колебалось по вариантам опыта. В среднем за годы исследований на контроле с пожнивными остатками поступало в почву 2,65 т/га органических веществ, на варианте с минеральными удобрениями - 2,87 т/га, при запашке соломы -8,07 т/га, после житняка - 10,86 т/га. Аналогичные данные получены Г. Е. Гришиным и Е. Е. Кузиной [1], Т. Б. Лебедевой и др. [2].

На контроле и при внесении минеральных удобрений наблюдалось наименьшее содержание гумуса. Запашка соломы увеличивала его на 0,09.0,10 %, посевы житняка - на 0,27.0,34 %.

Содержание в почве гумуса хорошо коррелировало с количеством органическо-

3.8-

чР

Й4 3.7-

го"

о 3.6-

3.5-

о

3.4-

X

го

^ з.з-

о.

ш 3.2-

о

О 3.1-

у!=4,42-0,44х+0,0468х2-0,00149х3 у2=3,74-0,26х+0,0379х2-0,00148х3

3,0

6 8 10 12 14

Количество органического вещества, т/га

- 1-Паровое звено севооборота

- - 2- Зернобобовое звено севооборота

Рис. 1. Зависимость количества гумуса в пахотном слое от количества органического вещества

16

го вещества, поступившего в почву за 3 года, т. е. за ротацию парового и зернобобового звеньев.

Зависимость количества гумуса у в пахотном слое в паровом севообороте под яровой твердой пшеницей от количества органического вещества х выражалась уравнением вида: у = 4,42 - 0,44х + 0,0468х2 - 0,00149х, в зернобобовом: у = 3,74 - 0,26х + 0,0379 х2 - 0,00148х3 (рис. 1).

Коэффициент корреляции в первом случае равнялся 0,673, во втором - 0,678. Линейной взаимосвязью зависимости характеризуются лишь на 45,3 и 45,9 %. В этом случает нелинейная взаимосвязь более пригодна для выражения рассматриваемой зависимости. При этом погрешность интерполяции нелинейной зависимости равнялась 0,0997, что вполне приемлемо для таких случаев.

Количество органического вещества, т/га

- 1- Паровое звено севооборота

- - 2- Зернобобовое звено севооборота

Рис. 2. Зависимость плотности пахотного слоя от количества органического вещества

Поступление органического вещества существенно влияло на плотность почвы. В среднем за годы исследований максимальная плотность почвы под яровой пшеницей отмечалась на контроле и при применении минеральных удобрений. Запашка соломы уменьшала плотность пахотного горизонта на 0,04.0,06 г/см3 и практически не изменяла подпахотный горизонт. После житняка плотность почвы снизилась на 0,09.0,13 г/см3 в пахотном и на 0,03.0,06 г/см3 в подпахотном горизонтах.

Зависимость плотности пахотного слоя у от количества органического вещества х, вносимого в почву за ротацию звена севооборота выражалась уравнениями вида: для парового звена: у = 0,73 + 0,159х -0,0177х2 + 0,000582х, для зернобобового звена: у = 0,75 + 0,198 х - 0,0257х2 + 0,000948х3 (рис. 2).

Коэффициенты корреляции составили -0,822 и -0,634. Взаимосвязь характеризовалась линейной связью на 67,6 и 40,2 %. В этом случае следует использовать нелинейную связь, так как она дает более информативные показатели оценки взаимозависимости.

Погрешности интерполяции теоретической кривой (квадратичное отклонение) не превышали 0,0289 и 0,00492. Заметное снижение плотности отмечено лишь при внесении в почву более 6.7 т/га органического вещества.

Применение минеральных удобрений в чистом виде не оказывало влияния на общую пористость. Запашка соломы озимой пшеницы увеличивала этот показатель только в пахотном горизонте на 2,3 %, а распашка нута - на 1,7 %. После житняка общая пористость увеличивалась на 3,5.5,0 % в пахотном горизонте и на 2,6.2,7 % - в подпахотном.

Пористость аэрации под посевами яровой пшеницы была минимальной на контроле. Запашка соломы способствовала повышению пористости аэрации пахотного горизонта на 0,8.4,0 % по сравнению с контролем. После распашки житняка этот показатель улучшился на 5,9.8,7 %.

Увеличение содержания гумуса улучшало структурность почвы. При запашке соломы количество ценных агрегатов (0,25.10 мм) возрастало на 2,7.6,4 %, а после житняка - на 6,0.9,5 %. Наибольшему распылению была подвержена почва на контроле и при применении минеральных туков. Здесь количество частиц < 0,25 мм колебалось от 13,9 до 18,2 % под твердой пшеницей и от 19,6 до 23,2 % под яровой мягкой пшеницей. Запашка соломы

снижала количество пыли на 2.9 %. Лучшим структурным состоянием обладала почва после житняка.

Запас продуктивной влаги в слое почвы 0.50 см за годы наблюдений был минимальным на контроле и при использовании минеральных удобрений - 59,8.75,2 мм под яровой твердой пшеницей и 49,3.61,0 мм под яровой мягкой пшеницей. Запашка соломы способствовала увеличению этого показателя в посевах яровой твердой пшеницы на 11.23 %, а распашка житняка -на 33.57 % по сравнению с контролем; в посевах яровой мягкой пшеницы - на 28.37 и 52.74 % соответственно.

Лучшая влагообеспеченность глубокого слоя 50.100 см отмечена на вариантах с запашкой соломы - она превышали контроль на 10.30 % и вариант с распашкой житняка на 31.80 %. Наименьший запас влаги в этом слое отмечен после житняка.

Наилучший режим азотного питания складывался после распашки житняка и на старопахотной почве в зернобобовом звене, особенно при совместном внесении соломы и минеральных удобрений. Ему несколько уступал режим азотного питания в паровом звене.

Содержание доступного фосфора в среднем за годы исследований в обоих звеньях севооборота было наименьшим на контроле - 2,6.2,7 мг/100 г почвы. Применение минеральных удобрений повысило этот показатель на 0,3.0,5 мг/100 г почвы, а совместно с соломой - на 0,7.0,8 мг/100 г почвы относительно контроля. Наилучшая обеспеченность доступным фосфором складывалась на варианте с распашкой житняка. Его количество увеличилось до 4,2.5,3 мг/100 г почвы, т. е. почти в 2 раза по сравнению с контролем.

Наилучший режим калийного питания яровой пшеницы складывался после распашки житняка и на фоне запашки соломы предшествующей культуры с внесением минеральных удобрений.

Внесение соломы не только повышало урожайность пшеницы, но и увеличивало эффективность внесения минеральных удобрений.

Запашка соломы способствовала увеличению обменных оснований на 1,32 мг/100 г почвы, а с добавлением минерального удобрения - на 2,4 мг/100 г почвы. При этом снижалось содержание магния и натрия на 0,5.1,0 %, а кальция -возрастало на 1,0.1,5 %. После распашки житняка количество обменных оснований возросло по сравнению с контролем на 4,25 мг/100 г почвы, кальция - на 0,6 %,

Урожайность зерна пшеницы по вариантам опыта

Показатель Вариант опыта

контроль ^0Р30 солома солома + ^0Р30 после распашки житняка

твёрдая яровая пшеница

Урожайность зерна, т/га 0,90 1,01 1,15 1,22 1,40

Отклонение от контроля

т/га - 0,11 0,25 0,32 0,50

% - 12,2 27,8 35,6 55,6

НСР05 0,08

мягкая яровая пшеница

Урожайность зерна, т/га 1,01 1,22 1,30 1,54 1,62

Отклонение от контроля

т/га - 0,21 0,29 0,53 0,61

% - 20,8 28,7 52,3 60,3

НСР05 0,133

магния - на 0,1 %, а количество обменного натрия снизилось на 0,7 % по сравнению с контролем. Аналогичная ситуация складывалась под посевами яровой мягкой пшеницы.

В среднем за годы исследований урожайность яровой твердой пшеницы на контроле составила 0,9 т/га, яровой мягкой -1,01 т/га (табл.). Внесение минеральных удобрений повысило продуктивность твердой пшеницы на 12,2 %, а мягкой - на 20,8 %. Запашка соломы с добавлением минеральных удобрений обеспечивала прибавку 27,8...52,4 % по сравнению с контролем. Посев яровой твердой пшеницы после распашки житняка способствовал увеличению урожайности на 55,6 % (до 1,40 т/га), а яровой мягкой - на 60,3 % (до 1,69 т/га).

Наибольший коэффициент энергетической эффективности при выращивании яровой пшеницы был получен на варианте с использованием пласта житняка -2,58.2,83, а наименьший - на варианте с внесением Ы60Р30 - 1,35.1,65.

При запашке соломы энергетическая эффективность применения минеральных удобрений заметно повышалась. При возделывании яровой пшеницы максимальный экономический эффект можно получить при запашке соломы. Рентабельность по сравнению с контролем возрастала на 44.47 %, а после распашки житняка - на

54.58 %. При этом себестоимость продукции снижалась на 315.450 руб./т.

В сухостепных условиях Заволжья для улучшения каштановых почв следует рекомендовать запахивание в почву не менее 5.7 т/га органического вещества в сочетании с минеральными удобрениями в дозах М60Р30. Источником органического вещества могут служить солома культур с пониженной кормовой ценностью (озимая и яровая пшеница, нут, горчица и др.), а также посев многолетних трав, сидератов и т. д. Запашка соломы в сочетании с минеральными удобрениями в дозах И60Р30 повышает урожайность зерна яровой твердой и мягкой пшеницы на 27.52 %, а распашка житняка - на 55.60 %. При внесении минеральных удобрений в сочетании с агромелиоративными приемами значительно повышаются эффективность и окупаемость тех и других.

Литература

1. Гришин, Г. Е. Изменение плодородия серой лесной почвы под влиянием цеолита и удобрений / Г. Е. Гришин, Е. Е. Кузина // Нива Поволжья. - 2008. - № 2 (7). - С. 1-5.

2. Лебедева, Т. Б. Использование соломы для улучшения гумусного состояния почв / Т. Б. Лебедева, А. В. Арефьева, А. Н. Арефьев // Нива Поволжья. - 2008. -№ 1 (6). - С. 12-16.