Влияние мульчирующих материалов на агрофизические свойства почвы

Агрономия

ВЛИЯНИЕ МУЛЬЧИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Т. В. СОРОМОТИНА,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,

О. Н. ФЕДУРИНА, 6140оо,г. Пермь,

аспирант, ул. Петропавловская, д. 23; Пермская государственная сельскохозяйственная академия тел.: 89127880465, 89082545228

Положительная рецензия представлена А. И. Косолаповой, доктором сельскохозяйственных наук, заведующим отделом земледелия и агрохимии Пермского научно-исследовательского института сельского хозяйства Россельхозакадемии.

Предуралье — это зона недостаточной теплообе-спеченности, но с избыточным увлажнением. Культура томата предъявляет повышенные требования к теплу и постоянной влажности воздуха и почвы. Поэтому выращивание таких теплолюбивых культур требует поиска агроприемов, улучшающих условия их возделывания. Одним из приемов, способствующим ускорению созревания овощей, повышению их урожайности, продлению периода вегетации, является мульчирование почвы. Мульчирующие материалы защищают почву от пересыхания, положительно действует на водный, тепловой и пищевой режимы почвы, создают благоприятные условия для почвенной микрофлоры и накопления питательных веществ в почве.

Цель исследований — изучение влияния вида мульчирующего материала на агрофизические свойства почвы в открытом грунте.

Опыт закладывали на дерново-подзолистой среднесуглинистой высокоокультуренной почве в 2010— 2011 гг. в УНЦ кафедры плодоовощеводства Пермской ГСХА. В качестве мульчирующих материалов использовали торф, прозрачную полиэтиленовую пленку, черную полиэтиленовую пленку, белый и черный укрывные материалы.

Повторность в опыте пятикратная, размещение вариантов в опыте систематическое, площадь делянки общая — 2,5 м2, учетная — 1,86 м2. Объект исследования — томат сорта Дубок.

Возраст рассады 45 дней, схема посадки 70 х 30 см (4,8 шт./м2), посадка в открытый грунт 15 июня. Агротехника выращивания рассады и томата в открытом грунте общепринятая для пропашных культур.

Исследованиями выявлено влияние мульчирующих материалов на агрофизические свойства почвы, влияющие на рост, развитие и продуктивность томата.

Температурный режим почвы, наряду с водным режимом, определяет климат почвы, оказывает существенное влияние на рост и развитие растений и микроорганизмов.

Исследования свидетельствуют, что температурный режим почвы изменялся как по видам мульчирующих материалов, так и по профилю почвы (рис. 1).

На основании данных, представленных на рис. 1, следует, что во все месяцы измерений самая низкая температура почвы была на делянках без мульчи, ее диапазон в среднем за вегетацию составил +14,9 ... +25,1 °С — на глубине 10 см, +13,0 ... +22,4 °С — на глубине 20 см и +12,6 ... +21,1 °С — на глубине 30 см.

Лучше всего прогрелась почва там, где в качестве мульчирующего материала была прозрачная полиэтиленовая пленка, так как основная часть солнечной

радиации поглощается конденсатом, находящимся на нижней поверхности мульчи, а воздушная прослойка препятствует остыванию почвы, что приводит к увеличению ее прогревания. Температура почвы была выше по сравнению с контролем на 2,3-3,7 °С. Возрастала температура почвы и под укрывными материалами (от 2,2 до 3,6 °С), потому что при мульчировании ее укрывными материалами лучистая энергия солнца в значительной степени проникает через рыхлую структуру ткани и поглощается поверхностью почвы, а воздушная прослойка препятствует обратному излучению тепла, что приводит к более глубокому прогреванию почвы. Это подтверждается данными В. А. Бесчеревных [1, 2].

Вместе с тем, следует отметить, что температура припочвенного воздуха, при которой растения томата развивают свои надземные органы, связана с температурой почвы. На делянках, мульчированных прозрачной полиэтиленовой пленкой, торфом, укрывными материалами, где почва лучше прогревалась, растения имели больший габитус, то есть больше листьев, соцветий и цветков, возрастал процент завязываемости цветков и в целом продуктивность томата.

Основным источником поступления влаги в почву в открытом грунте являются атмосферные осадки и поливная вода, а ее расход определяется испарением, которое зависит от температуры воздуха и почвы, а также от вида мульчирующего материала.

Исследованиями установлено, что мульчирование способствует сохранению влаги в горизонте 0-30 см и повышает влажность почвы, по сравнению с не-мульчированной почвой (табл. 1).

В фазе массового цветения влажность почвы под всеми мульчирующими материалами повышается на 1,31,7 % по сравнению с контролем. На момент ликвидации культуры томата ситуация аналогичная, но влажность почвы в целом во всех вариантах исследований уменьшается, так как во 11-111-й декадах августа практически не было осадков. Большую влажность почвы имели делянки с прозрачной полиэтиленовой пленкой и белым укрывным материалом — 22,8-23,6 %, что на 1,5-2,3 % больше, чем в контроле и других вариантах опыта.

От влажности почвы на разных уровнях зависят общий и продуктивный запас влаги.

В период массового цветения общий запас влаги в почве изменяется от вида мульчирующего материала в интервалах от 476 т/га в варианте без мульчирования, до 570 т/га — с прозрачной полиэтиленовой пленкой.

4

№№№. т-Э¥и. пэгос1. ги

30 25 20 15 10 5 і 0

Агрономия ф

20 30 10 20 30 10 20 30

июнь

июль

август

I без мульчи

I пленка п/э черная

И торф

а укрывной белый

пленка п/э прозрачная в укрывной черный

Рисунок 1

Температура почвы в зависимости от мульчирующего материала

На делянках, мульчированных торфом, черной полиэтиленовой пленкой и черным укрывным материалом, этот показатель составляет 499-519 т/га.

К концу вегетации, в связи с уменьшением влажности почвы, снижается и запас влаги в почве. Меньше всего влаги было под томатами без мульчирования и при мульчировании торфом — 403-406 т/га. Большее количество запасов влаги отмечено в вариантах, где томаты укрывали прозрачной полиэтиленовой пленкой — 467 т/га и белым укрывным материалом — 509 т/га.

Исследованиями М. Д. Злотникова (1971) установлено, что на подзолистых почвах решающую роль во все фазы роста и развития растений играют запасы влаги пахотного слоя. Это обусловлено тем, что основная масса корней расположена в пределах этого горизонта [3].

Мы произвели оценку запаса продуктивной влаги в слое 0-30 см в фазе массового цветения и в момент уборки. Выяснилось, что запас продуктивной влаги исследуемой почвы в период цветения по вариантам опыта изменялся от 91 мм (без мульчирования) до

Таблица 1

Влажность почвы и запас влаги в пахотном слое почвы (0-30 см) в зависимости от вида мульчирующего материала, среднее за 2010-2011 гг.

Мульчирующий материал Влажность, % Плотность почвы, г/см3 Запас влаги Урожайность, т/га

общий, т/га продуктивный, т/га мм

Массовое цветение

Без мульчи (контр.) 23,3 1,04 476 302 91 -

Торф 25,0 1,03 519 328 98 -

Пленка полиэтил. прозрачная 25,0 1,01 570 365 110 -

Пленка полиэтил. черная 24,7 1,04 497 325 98 -

Укрывной белый 24,7 1,02 527 348 104 -

Укрывной черный 24,6 1,05 499 309 93 -

Среднее 24,6 1,03 515 329 99 -

Конец вегетации

Без мульчи (контр.) 21,3 1,05 406 287 86 43

Торф 20,6 1,05 403 282 85 49

Пленка полиэтил. прозрачная 23,6 1,02 467 340 102 58

Пленка полиэтил. черная 20,6 1,04 432 309 93 52

Укрывной белый 22,8 1,01 509 330 99 55

Укрывной черный 20,3 1,05 391 269 81 51

Среднее 21,5 1,04 435 303 91 51

НСР05 3,5

№№№. ГП-Э¥и. ПЭГОб. Ги

5

Агрономия

110 мм — при укрытии прозрачной полиэтиленовой пленкой. В конце вегетации — от 81 мм в варианте с черным укрывным материалом, до 102 мм — с прозрачной полиэтиленовой пленкой.

Запасы продуктивной влаги весьма динамичны и находятся в прямой зависимости от количества поступающих атмосферных осадков, частоты поливов и видов мульчирующих материалов.

Мульчирующий материал оказал влияние и на плотность сложения почвы. В результате было установлено, что оптимальные условия для развития томата складываются при плотности 1,01-1,03 г/см3, где в качестве мульчирующих материалов были торф, прозрачная полиэтиленовая пленка и белый укрывной материал. При более высокой плотности хуже развивается корневая система, надземная часть растений, и, как следствие, снижается продуктивность культуры.

Приоритетным фактором, определяющим ход биологических процессов в почве, является температура. Для большинства почвенных микроорганизмов оптимальная температура почвы находится в интервале +20 . +22 °С. Как мы уже отмечали выше, такие условия складываются под прозрачной полиэтиленовой пленкой, торфом, белым укрывным материалом. Мульчирование почвы этими материалами улучшает тепловой режим почвы в верхних слоях, предотвращает образование почвенной корки и, тем самым, способствует усилению биологических процессов в

почве, о чем свидетельствуют данные микробиологической активности почвы. Потеря сухой массы полотна является результатом деятельности почвенных микроорганизмов и, как следствие, отражает микробиологическую активность в почвенных слоях [4].

Наибольшую почвенную активность отмечали при использовании торфа, прозрачной полиэтиленовой пленки, белого укрывного материала — 88,1-89,1 %. В вариантах с черной полиэтиленовой пленкой и черным укрывным материалом этот показатель был ниже — 75,4-76,1 %. На участке немульчированном эти процессы идут значительно слабее на обоих горизонтах, микробиологическая активность составила не более 66,5-79,2 %. В вариантах, где эти процессы происходили активнее, как правило, отмечалась более высокая продуктивность томатов.

Урожайность по вариантам опыта варьировала от 43 т/га (в контроле) до 58 т/га. Наибольшая прибавка к контролю была получена в вариантах с прозрачной полиэтиленовой пленкой и белым укрывным материалом — 12-15 т/га. В остальных вариантах урожайность была примерно одинаковой.

Таким образом, учитывая температурные и водные условия, а также микробиологическую активность почвы, формирующиеся под различными видами мульчирующих материалов, мы можем констатировать, что далеко не везде создаются одинаковые условия для томата. Наиболее благоприятны, по нашему мнению, они под прозрачной полиэтиленовой пленкой, торфом и белым укрывным материалом.

Литература

1. Бесчеревных В. А. Мульчирование почвы полимерными материалами // Химия в сельском хозяйстве. 1986. Т. 24. №9 9. С. 39-41.

2. Методика физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве. М. : Сельхозиздат, 1970. 161 с.

3. Телицын В. Мощные корни — высокий урожай // Сад и огород. 2003. №. 5. С. 12-14.

4. Хлопцева Р. И. Мульчирование почв // Защита растений. 1997. № 7. С. 19.

6

№№№. т-Э¥и. пэгос!. Ги