Влияние способов основной обработки почвы под сою на изменение агрофизических показателей чернозёма выщелоченного

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние способов основной обработки почвы под сою на изменение агрофизических показателей чернозёма выщелоченного

Соя - одна из высокорентабельных культур. В последние годы площадь ее возделывания в Краснодарском крае составляет около 150 тыс. га, тогда как в начале 2000-х годов всего 50-60 тыс. га, что отражает интерес сельхозтоваропроизводителей к этой культуре. Агрономическое значение сои в севообороте неоценимо, как бобовой культуры, способствующей повышению эффективного плодородия и увеличению урожая последующих культур.

В семенах сои содержится 30-52 % белка, 17-27 % жира и около 20 % углеводов, что обуславливает её многогранное использование. Помимо сырья для различных отраслей промышленности, соя является очень важным компонентом в приготовлении концентрированных кормов для животноводства [1, 2, 4].

Урожайность сои резко различается по годам. По данным Министерства сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края урожайность этой культуры колеблется от 8 ц/га в 2001 году до 21 ц/га в 2013 году.

Сложившаяся ситуация диктует необходимость разработки такой технологии возделывания сои, которая обеспечила бы получение высокой продуктивности этой культуры. Важным в различные по погодным условиям годы элементом технологии возделывания сои является система обработки почвы.

В связи с этим цель нашей работы - изучить влияние разных систем обработки почвы под сою на основные агрофизические показатели чернозема выщелоченного Западного Предкавказья.

В задачу исследований входило:

- оценить влияние системы обработки почвы на ее плотность и твердость;

- установить оптимальные параметры общей пористости почвы в зависимости систем обработки почвы;

- выявить влияние изучаемых систем обработки на структуру почвы.

Опыт проводился на стационаре кафедры общего земледелия в учхозе «Кубань» в 2010-2012 году. Почва представлена черноземом выщелоченным. Количество осадков за период вегетации составило 243 мм в 2010 году, 404 мм в 2011, 208 мм в 2012 году.

Схема опыта включала 3 варианта обработки почвы:

1. Отвальная вспашка на 20-22 см (контроль);

2. Дисковое лущение на 8-10 см в 2 следа;

3. Без обработки (прямой посев).

Под основную обработку вносили минеральные удобрения в дозе N₄₅P₆₀. На варианте с прямым посевом для борьбы с сорной растительностью осенью применяли гербицид Ураган Форте 3 л/га. Весной на первом и втором вариантах провели предпосевную культивацию на 6-8 см. В опыте высевали среднеспелый сорт Вилана селекции ВНИИМК. Предшественник - озимая пшеница. Посев во все годы исследований проводили в оптимальные сроки (3 декада апреля) на глубину 6-8 см сеялкой «Gaspardo», ширина междурядий 70 см. В фазу 1-3 настоящих тройчатых листьев у сои применяли гербицид Пульсар в дозе 1 л/га. На 1 и 2 вариантах опыта проводили две междурядные культивации.

Плотность почвы определялась соотношением абсолютно сухой массы почвы и занимаемому его объему, взятому с ненарушенным строением. По данным многих исследователей плотность накладывает отпечаток на весь комплекс физических условий в почве; на её водный, воздушный, тепловой режимы, а, следовательно, и на условия биологической деятельности. Поэтому в настоящее время как отечественными, так и зарубежными учёными система обработки почвы рассматривается, прежде всего, с точки зрения регулирования плотности почвы [3, 5, 7, 8].

Чернозёмные почвы при высоких значениях плотности имеют плохой воздушный режим, что значительно ухудшает рост и развитие корневой системы растений [6].

Влияние различных систем основной обработки почвы на её плотность представлено в таблице 1. Проведёнными исследованиями установлено, что для нормального роста и развития растений сои, а так же активного функционирования ризобиальной микрофлоры оптимальной считается величина плотности почвы на уровне 1,10-1,25 г/см³.

почва соя агрофизический

Таблица 1 - Динамика плотности (d₀, г/см³) почвы в зависимости от системы основной обработки под сою, среднее за 2010-2012 гг.

В нашем опыте перед посевом сои в слое почвы 0-10 см плотность на вспашке и дисковом лущении была практически одинакова 1,23 г/см³ и 1,24 г/см³, соответственно, в то время как на прямом посеве она составила 1,29 г/см³. В слое почвы 10-20 см, особенно на прямом посеве плотность почвы повышалась до 1,34 г/см³, при дисковом лущении составила 1,29 г/см³. На контрольном варианте при отвальной вспашке этот показатель был оптимальным и составил 1,25 г/см³. В среднем, как показали исследования, пахотный слой 0-30 см имел более рыхлую почву на варианте со вспашкой 1,27 г/см³, что меньше дискового лущения и прямого посева на 0,02 г/см³ и 0,06 г/см³ соответственно.

В фазу цветения-бобообразования у сои наблюдалось уплотнение почвы на всех вариантах опыта. Следует отметить, что на варианте с отвальной вспашкой плотность по слоям почвы отличалась незначительно и в среднем в слое 0-30 см составила 1,35 г/см³. Наиболее плотная почва отмечена на прямом посеве - 1,41 г/см³ в слое 0-30 см, что выше, чем на дисковом лущении на 0,03 г/см³ и контроле на 0,06 г/см³.

К уборке растений сои почва уплотнилась, и показатели плотности были высокими: 1,39 г/см³ на вспашке, 1,41 г/см³ на дисковом лущении и 1,44 г/см³ на прямом посеве.

Таким образом, нами установлено, что увеличение глубины обработки почвы оказывает разрыхляющее воздействие, что обеспечивает уменьшение плотности чернозёма выщелоченного. В нашем опыте оптимальный показатель получен на контрольном варианте, что положительно влияло на рост и развитие сои. Применение прямого посева приводит к увеличению плотности почвы до критических значений, что ухудшает рост и развитие растений и отрицательно сказывается на их продуктивности.

Важным показателем агрофизических свойств при изучении систем основной обработки почвы является её твердость. Она зависит от механического состава, строения, структурности и влажности почвы, оказывает механическое сопротивление развивающейся корневой системе растений, увеличивает тяговое сопротивление почвообрабатывающих машин и орудий [5, 6]. Исследованиями этих авторов установлено, что распространение корней в твёрдую почву связано со значительными энергетическими затратами и отрицательно влияет на продуктивность культур.

В нашем опыте твёрдость почвы значительно различалась по изучаемым вариантам обработки (таблица 2).

Таблица 2 - Твердость почвы (кг/см²)в слое 0-30 см в зависимости от системы основной обработки под сою, среднее за 2010-2012 гг.

Перед посевом самые низкие показатели твердости почвы были отмечены на контроле и дисковом лущении 19,5 кг/см² и 20,8 кг/см², соответственно. На прямом посеве почва была более твердой и составила 28,1 кг/см².

В фазу бутонизации сои наблюдается тренд к увеличению твёрдости почвы. Этот показатель был выше по всем вариантам опыта на 7-8 кг/см² в сравнении с предыдущим сроком определения. К уборке культуры прослеживается аналогичная тенденция увеличения твёрдости почвы. В этот срок определения данный показатель составил 34,2 кг/см² на вспашке, 36,5 кг/см² на дисковом лущении и 40,2 кг/см² на прямом посеве.

Таким образом, наименьшее значение твёрдости почвы в период вегетации сои наблюдались на делянках с отвальной вспашкой на глубину 20-22 см, что положительно влияло на рост и развитие растений. На варианте с дисковым лущением твердость почвы была близка к контрольному варианту, а делянки с прямым посевом имели высокие значения этого показателя, что отрицательно сказалось на росте и развитии растений сои.

Поскольку симбиотрофный процесс аэробный, особую значимость приобретает оптимизация воздушного режима в активном корнеобитаемом слое.

На чернозёме выщелоченном общая пористость, как правило, находится в пределах от 44 до 65 %. При значении 50-55 % почвы считается среднеуплотнённой [6,8].

Наши исследования показали, что системы основной обработки почвы значительно влияют на величину этого показателя (график 1).

При определении общей пористости установлено, что перед посевом сои в слое почвы 0-30 см этот показатель был оптимальным на отвальной вспашке и дисковом лущении - 51,5 % и 50,7 %, соответственно. На варианте с прямым посевом общая пористость составила 49,2 %, что характеризует повышенное уплотнение данного участка.

Очень важно обеспечить оптимальные параметры пористости почвы в фазу цветения-бобообразования, когда симбиотический аппарат сои достигает максимального развития и недостаток воздуха в этот период может привести к низкой усвояемости азота и как следствие недобору урожая.

В нашем опыте в этот период наблюдалась тенденция к уплотнению почвы, что привело к снижению общей пористости на 3-3,4 % в сравнении с предыдущим сроком определения.

К уборке культуры наблюдалась дальнейшая тенденция снижения общей пористости, и её показатели составили: 46,9 % на вспашке, 46,2 % на дисковом лущении и 45,0 % на прямом посеве.

Наиболее благоприятные условия для роста и развития растений сои сложились при применении отвальной вспашки на глубину 20-22 см. Проведение дискового лущения на глубину 8-10 см привело к уплотнению пахотного слоя и как следствие снижению общей пористости. Посев без обработки почвы оказывает негативное влияние на содержание воздуха в пахотном горизонте.

Важным показателем эффективного плодородия чернозема выщелоченного является структура почвы. Этот параметр изменяется в зависимости от погодных условий, а также от других факторов, в том числе и от содержания органического вещества. Благодаря структуре почвы в ней создается оптимальное соотношение капиллярной и некапиллярной скважности, что очень важно для нормального развития корневой системы и в частности дыхания, а также жизнедеятельности клубеньковых бактерий [1, 7, 8].

При характеристике структуры почвы часто используют коэффициент структурности. Этот показатель отражает отношение агрономически ценной фракции почвы (0,25-10 мм) к сумме пылеватых (<0,25 мм) и глыбистых(>10 мм) частиц.

Проведённые нами исследования перед посевом сои показали, что высокое содержание агрономически ценной структуры было отмечено на отвальной вспашке, где коэффициент структурности составил 2,42 (таблица 3). На варианте с дисковым лущением и прямом посеве этот показатель был на уровне 1,68 и 1,33 соответственно.

Таблица 3 - Коэффициент структурности в зависимости от системы основной обработки почвы под сою, среднее за 2010-2012 гг.

В фазу бутонизации сои на всех вариантах опыта резко увеличилось содержание глыбистой фракции (более 10 мм), что привело к снижению коэффициента структурности от 0,46 на прямом посеве до 0,79 на контроле.

К уборке продолжалось увеличение количества глыб по всем вариантам до 70-80 %. В значительной степени это было связано с достаточно сухой погодой и недостатком влаги в пахотном горизонте почвы в годы проведения опытов.

Таким образом, по результатам наших исследований можно сделать вывод, что более оптимальные параметры агрофизических показателей чернозёма выщелоченного складываются при выборе в качестве основной обработки почвы под сою отвальной вспашки на глубину 20-22 см. Минимализация обработки почвы и особенно отказ от её проведения значительно ухудшают основные агрофизические показатели почвы, причём на вариантах с прямым посевом до критических значений для сои.

Литература

1. Баранов, В. Ф. Соя на Кубани / В. Ф. Баранов, А. В. Кочегура, В. М. Лукомец. - Краснодар, 2009. - 321 с.

2. Баранов, В. Ф. Соя. Биология и технология возделывания / В. Ф. Баранов. - Краснодар, 2005. - 399 с.

3. Макаренко, С. А. Влияние систем основной обработки почвы на агрофизические показатели чернозёма выщелоченного и урожайность сои в условиях Западного Предкавказья / С. А. Макаренко, Н. И. Бардак, А. С. Найдёнов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: Материалы VI всерос. науч.-практ. конф. молод. учёных. - Краснодар: КубГАУ, 2001. - С. 36-38.

4. Петибская, В. С. Соя: качество, использование, производство / В. С. Петибская, В. Ф. Баранов, А. В. Кочегура, С. В. Зеленцов - М.:Аграрная наука, 2001. - 64 с.

5. Ревут, И. Б. Физика почв / И. Б. Ревут. - 2-е доп. и переработ. - Л. «Колос», 1972. - 368 с.

6. Тарасенко, Б. И. Повышение плодородия почв Кубани: монография / Б. И. Тарасенко. - 3-е доп. и исп. изд. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - 130 с.

7. Тишков, Н. М. Урожайность масличных культур в зависимости от систем основной обработки почвы в севообороте / Н. М. Тишков, А. С. Бушнев // Масличные культуры. - 2012. - № 2. - С. 121-126.

8. Югов, А. В. Влияние агроприемов возделывания полевых культур на агрофизические свойства черноземов Кубани / А. В. Югов, А. В. Сисо // Труды КубГАУ. - 2008. - № 3 (12). - С. 82-84.

Размещено на Allbest.ru