Формирование продуктивных агрофитоценозов зерновых культур и повышение плодородия каштановых почв под влиянием биомелиорации в сухостепной части Заволжья

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Формирование продуктивных агрофитоценозов зерновых культур и повышение плодородия каштановых почв под влиянием биомелиорации в сухостепной части Заволжья

Специальности: 06.01.09 растениеводство

06.01.02 мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Денисов Константин Евгеньевич

Саратов 2009

Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовском государственном аграрном университете имени Н.И. Вавилова».

Научный консультант член-корреспондент РАСХН, заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Шабаев Анатолий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кшникаткина Анна Николаевна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Чамышев Алексей Васильевич

доктор сельскохозяйственных наук, Лысенко Юрий Николаевич

Ведущая организация ФГНУ «ВолжНИИГиМ».

Защита состоится «___»__________ 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 440014, г. Пенза, п. Ахуны, ул. Ботаническая, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан «___»__________ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук В.А. Гущина

зерновой урожайность почва плодородие биомелиорант

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем сельского хозяйства страны и Поволжского региона является увеличение производства зерна и улучшение его качества. Широкое использования техногенных средств увеличения урожайности зерновых культур приводит к повышению энергетических и материальных затрат, себестоимости продукции растениеводства, снижению рентабельности сельского хозяйства.

В современных экономических условиях устойчивое развитие растениеводства, повышение урожайности, снижение себестоимости и увеличение чистой прибыли возможно только на основе широкого использования беззатратных и малозатратных агроприемов в системе адаптивно-ландшафтного земледелия и биологизации растениеводства.

Большое значение при этом имеет воспроизводство плодородия почвы, способствующее стабилизации и увеличению продуктивности такой важнейшей отрасли, как зерновое хозяйство.

Длительное сельскохозяйственное использование земель при дефиците техногенных средств поддержания плодородия привело к развитию таких негативных процессов, как снижение содержания гумуса и кальция в почве, разрушение структуры, переуплотнение пахотного и подпахотного горизонтов, усиление водной и ветровой эрозии и т.д. При этом в первую очередь ухудшаются водно-физические свойства почвы: повышается ее плотность, снижаются пористость, водопроницаемость, влагоемкость. Ухудшение водно-физических свойств почвы при деградации снижает накопление влаги в ней. Повышается непроизводительное испарение, ухудшаются воздушный и пищевой режимы. Все эти процессы приводят к падению урожайности.

Одним из реальных путей выхода из сложившейся ситуации в современных условиях является широкое применение биологических факторов повышения плодородия почвы. Это тесно связано с совершенствованием структуры посевных площадей, использованием внутренних ресурсов и соблюдением экологического равновесия в ценозах. Сюда следует отнести в первую очередь использование биологического вещества как биомелиоранта (соломы, навоза, сидератов, поукосных, пожнивных, подсевных культур и др.). Важнейшую роль в решении этой проблемы играют фиторесурсы и особенно многолетние травы. Использование био- и фитомелиорантов способно коренным образом изменить агрофизические свойства почвы, а следовательно, и плодородие в целом и повысить эффективность производства продукции растениеводства.

Все элементы адаптивно-ландшафтного земледелия (севообороты, обработка почвы, удобрения и т.д.) оказывают положительное влияние на биологические, агрофизические и агрохимические свойства почвы. Поэтому управление плодородием почвы на основе широкого использования биомелиорации с применением местных материалов и фиторесурсов актуально с научной точки зрения и имеет большое практическое значение.

Цель исследования состояла в научно-теоретическом обосновании и практической разработке агроприемов биологизации растениеводства, улучшающих рост, развитие и процессы формирования урожайности зерновых культур за счет воспроизводства плодородия каштановых почв на основе использования местных материалов и фиторесурсов как биомелиорантов в сухостепной части Заволжья.

В задачи исследований входило:

· выявить особенности роста, развития и процессов фотосинтеза зерновых культур в различных условиях применения биомелиорантов;

· исследовать влияние различных паров на рост, развитие и процессы фотосинтеза озимой пшеницы в связи с применением биомелиоративных агроприемов;

· показать роль биомелиорантов в повышении урожайности яровой пшеницы в Заволжье;

· изучить влияние культур в севообороте на накопление пожнивной и корневой биомассы, а также изменение количества гумуса в почве при ежегодном поступлении органического вещества под воздействием биомелиорантов;

· определить влияние различных условий использования биомелиорантов на агрофизические свойства почвы;

· установить изменение агрохимических свойств каштановых почв под влиянием биомелиорантов (навоза, соломы, сидератов и многолетних трав);

· рассмотреть влияние биомелиорантов на продуктивность зерновых культур в семипольном зернопаровом севообороте;

· разработать методику применения параметрического анализа равновесных состояний почвенных процессов и выявить взаимосвязи показателей агрофизических свойств каштановых почв;

· на базе параметрического анализа определить условия равновесных состояний основных агрофизических показателей плодородия каштановых почв в сухостепной зоне Заволжья;

· показать возможность и эффективность использования различных многолетних трав в качестве фитомелиорантов в сухостепной части Заволжья;

· создать математическую модель управления мелиоративными приемами повышения плодородия каштановых почв и продукционными процессами зерновых культур;

· рассчитать биоэнергетическую и экономическую эффективность изучаемых биомелиоративных приемов повышения плодородия каштановых почв и повышения продуктивности зерновых культур в сухостепной части Заволжья.

Научная новизна. Дано теоретическое обоснование особенности роста, развития и процессов фотосинтеза зерновых культур под влиянием биологических мелиорантов и условий их применения в семипольном зернопропашном севообороте в сухостепном Заволжье.

Выявлено влияние биомелиорантов и их сочетаний на агрофизические свойства почвы и урожайность культур в севообороте, установлены взаимосвязи основных агрофизических параметров плодородия почвы с урожайностью зерновых культур.

Изучена биомелиоративная роль запашки соломы и фитомелиоративная роль житняка в повышении плодородия каштановых почв в сухостепной 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. Выявлена роль различных паров в формировании урожайности озимой пшеницы. Дана оценка действия соломы ячменя, сидератов (донника), многолетних трав (житняка) на фоне обычной вспашки и мелиоративной обработки на водно-физические свойства каштановой почвы, ее питательный режим, накопление влаги и продуктивность озимой пшеницы.

В условиях острозасушливой сухостепной зоны Заволжья изучена особенность развития по годам произрастания основных злаковых и бобовых многолетних трав и их влияние на физические и агрохимические свойства каштановых почв, содержание гумуса в них, на интенсивность структурообразования.

Установлена математическая взаимосвязь урожайности озимой, яровой твердой и мягкой пшеницы и многолетних трав с факторами плодородия каштановой почвы, что дает возможность управлять формированием продуктивности этих культур и качеством зерна.

На основании математического анализа экспериментальных данных выявлена и оценена зависимость факторов почвенного плодородия от количества поступающего в почву свежего органического вещества.

Разработан параметрический анализ равновесного состояния основных агрофизических показателей почвенного плодородия и приемы его стабилизации.

Практическая значимость состоит в разработке рекомендаций по применению биомелиорантов и их сочетаний на каштановых почвах. Даны рекомендации по выбору наиболее эффективных из них в конкретных условиях и технологии их применения на основе параметрического анализа и математического моделирования.

Научно обоснованное применение подходящих для данных условий биомелиорантов дает возможность предупредить развитие деградации каштановых почв, улучшить их водный, воздушный и пищевой режимы, повысить продуктивность зерновых культур. Это позволит увеличить урожайность озимой пшеницы на 34,2-85,9 %, яровой мягкой пшеницы на 28,7-60,3 %, яровой твердой пшеницы на 27,8-55,6 %. Установлено, что для получения урожайности зерна озимой пшеницы 3,4-3,8 т/га, яровой мягкой пшеницы 1,6-1,7, яровой твердой пшеницы 1,4, проса 1,5, а ячменя 2,5 т/га необходимо обеспечить формирование площади листовой поверхности 21-35 тыс. м²/га; величину фотосинтетического потенциала 1,0-1,5 млн м² Ч сут./га при чистой продуктивности фотосинтеза в среднем за вегетацию 4-6 г/м² Ч сут.

Оптимальный подбор и использование многолетних трав в качестве фитомелиорантов позволяют повысить содержание гумуса в почве на 0,04-0,08 %; снизить плотность пахотного слоя на 0,03-0,11 г/см³, подпахотного на 0,03-0,06 г/см³; увеличить пористость аэрации на 0,3-1,1 %; улучшить структурность почвы на 11,6-19,8 %; кроме того, получить высокопитательные корма 6,67-11,89 т/га зеленой массы и 2,22-5,86 т/га сена.

Основные положения, выносимые на защиту:

· теоретическое обоснование и практическая реализация применения навоза, соломы и сидератов как биомелиорантов, посевов житняка с фитомелиоративной целью для повышения продуктивности зернопарового севооборота, предотвращения деградации и воспроизводства плодородия каштановых почв сухостепной части Заволжья;

· особенности влияния агробиомелиоративных приемов на рост, развитие, процессы фотосинтеза, продуктивность и качество зерна озимой и яровой пшеницы;

· обоснование возможности использования различных многолетних трав для предотвращения деградации каштановых почв в сухостепной части Заволжья;

· воздействие изучаемых фитомелиорантов на улучшение агрофизических и агрохимических свойств каштановых почв;

· возможная продуктивность трав-фитомелиорантов на каштановых почвах острозасушливого Заволжья;

· повышение эффективности минеральных удобрений под влиянием биомелиорантов;

· возможность управления агромелиоративными приемами воспроизводства плодородия почвы и повышения продуктивности культур в зернопаровом севообороте на основе математического моделирования;

· энергетическая и экономическая целесообразность использования соломы, сидератов и посевов многолетних трав как биофитомелиорантов на каштановых почвах.

Реализация результатов исследований. Полученные результаты исследований прошли производственную проверку в хозяйствах Марксовского, Краснокутского и Ровенского районов Саратовской области на площади 1800 га. Предлагаемые агроприемы позволили увеличить урожайность озимой пшеницы на 32-41 %; яровой пшеницы на 20-27 %; многолетних трав в 1,5 раза. Полученные материалы по применению био- и фитомелиорантов широко используются при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по курсам «Растениеводство», «Земледелие», «Системы земледелия» и «Агроландшафтное земледелие».

Апробация работы. Основные положения исследований были доложены на международных и всероссийских конференциях (Пенза, 2003, 2004) на Межрегиональной научной конференции ученых и специалистов АПК Приволжского федерального округа (Саратов, 2003), на научных конференциях ученых и аспирантов, посвященных 115-летию и 117-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2002, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 70 печатных работ, из них 14 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, девяти глав, выводов и предложений производству. Она изложена на 362 страницах компьютерного текста, включает в себя 26 рисунков, 103 таблицы. Список использованной литературы насчитывает 596 источников, в т.ч. 18 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа выполнялась с 1999 по 2008 год на полях Краснокутской селекционной опытной станции Краснокутского района Саратовской области. Почвы участка каштановые среднемощные тяжелосуглинистые. Они обладают высокими влагоемкостью и водоудерживающей способностью. Содержание гумуса в пахотном слое 3,3-3,4 %. Обеспеченность подвижным фосфором низкая, а калием высокая для всех сельскохозяйственных культур. На долю натрия приходится 3,1-3,6 % от суммы поглощенных оснований, что характеризует почвы как слабосолонцеватые. Почвенный профиль до глубины 140 см не засолен, плотный остаток составляет 0,0400,56 %. Но с глубины 140 см отмечается свободная сода в количестве 0,01 %. Каштановые тяжелосуглинистые почвы, на которых проводились наши исследования, являются типичными для Центрального левобережного Заволжья.

Климат района проведения опыта резко континентальный, засушливый. Отличается высокой испаряемостью и недостаточным выпадением атмосферных осадков, низкой относительной влажностью воздуха, резким колебанием температуры воздуха и почвы. С мая по сентябрь испаряемость почти в 3 раза превышает выпадающие за это время осадки. Годовая сумма осадков составляет 302 мм, испаряемость 800 мм.

За период проведения опытов острозасушливым был 1999 г. (ГТК = 0,32); засушливыми: 2001; 2002; 2007 и 2008 гг. (ГТК = 0,45-0,58); сравнительно влажным 2004 г. (ГТК = 0,74); влажными: 2000; 2003; 2005 и 2006 гг. (ГТК = 0,82-0,89).

Схемы опытов

Закладку опытов осуществляли в соответствии с общепринятой методикой (Доспехов Б.А., 1985; руководства ВАСХНИЛ; НИИСХ Юго-Востока, 1973, и др.) на стационарных участках в 7-польном зернопаровом севообороте: пар озимая пшеница яровая твердая пшеница нут яровая мягкая пшеница просо ячмень по следующим схемам.

Опыт № 1 по изучению влияния внесения в почву соломы, сидератов и навоза на урожайность культур в севообороте:

1. Контроль без удобрений.

2. Солома: пар (солома ячменя) озимая пшеница яровая пшеница (солома озимой пшеницы) нут (Р₃₀) яровая пшеница (солома нута) просо (солома яровой пшеницы) ячмень.

3. Навоз: чистый пар (30 т/га навоза) озимая пшеница яровая пшеница нут яровая пшеница просо ячмень.

4. Навоз + солома: чистый пар (30 т/га навоза + соломы ячменя) озимая пшеница яровая пшеница (солома озимых) нут (Р₃₀)- яровая пшеница (солома нута) просо (солома яровой пшеницы) ячмень.

5. Сидераты (донник): пар (запашка биомассы донника) озимая пшеница яровая пшеница нут (Р₃₀) яровая пшеница просо ячмень (подсев донника).

6. Сидераты + солома: пар (биомасса донника + солома ячменя) озимая пшеница яровая пшеница (солома озимых) нут (Р₃₀) яровая пшеница (солома нута) просо (солома яровой пшеницы) ячмень (подсев донника).

Площадь делянок 360 м², повторность четырехкратная, расположение делянок рендомизированное.

Все сорта, изучаемые в опытах, относились к районированным или перспективным. Высевали озимую пшеницу Донская безостая, яровую твердую пшеницу Краснокутка 10, яровую мягкую пшеницу Альбидум 28, нут Юбилейный, просо Саратовское 8, ячмень Нутанс 624, донник желтый.

Агротехника возделывания полевых культур общепринятая для района проведения исследований.

Опыт № 2 по изучению влияния различных биомелиорантов, внесенных под пары, на урожайность озимой пшеницы был заложен в 8-польном зернопаровом севообороте: 1 пар; 2 -озимая пшеница; 3 яровая твердая пшеница; 4 нут; 5 яровая мягкая пшеница; 6 просо; 7 ячмень; 8 выводное поле, житняк.

Схема опыта включала в себя 5 вариантов:

Контроль без внесения удобрений.

Пар с запашкой соломы ячменя + N₃₀ (соломенный пар).

Сидеральный донниковый пар с запашкой соломы ячменя.

Пар с запашкой соломы ячменя + N₃₀ на фоне мелиоративной обработки почвы на глубину до 45 см (мелиоративный пар).

Пар после осенней распашки житняка (житняковый пар).

Мелиоративную обработку почвы проводили плугом ПБС-4-40 с рыхлением на глубину до 45 см и оборотом верхнего слоя 015 см.

Кроме того, использовали пар после осенней распашки житняка. На остальных вариантах проводили обычную вспашку на 2225 см.

Площадь делянок 0,2 га. Повторность трехкратная. Расположение делянок рендомизированное.

Опыт № 3 по изучению влияния запашки соломы на урожайность яровой пшеницы был заложен в 7-польном зернопаровом севообороте. Изучали реакцию 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 N₆₀P₃₀.

3.Запашка соломы.

4.Запашка соломы с внесением N₆₀P_{30 .}

_5. Посев пшеницы после житняка.

Площадь делянок 0,2 га. Повторность трехкратная. Расположение делянок рендомизированное.

Опыт № 4 по изучению влияния многолетних трав на плодородие почвы включал в себя 6 вариантов:

1.Ячмень (контроль).

2.Кострец безостый.

3.Житняк ширококолосый.

4.Люцерна синегибридная.

5.Люцерна желтогибридная.

6.Эспарцет песчаный.

Высевали следующие сорта многолетних трав: кострец безостый -Балашовский местный; житняк широколосый Краснокутский 6; люцерна синегибридная Краснокутская пестрогибридная; люцерна желтогибридная Краснокутская 4009; эспарцет Песчаный 1251.

Опыты закладывали в трехкратной повторности. Метод расположения делянок рендомизированный. Площадь делянок 0,1 га.

Методика исследований

Полевые опыты сопровождались наблюдениями и исследованиями в соответствии с общепринятыми указаниями (Константинов П.Н., 1952); Астапов С.В., 1958; Ревут И.Б., 1964; Роде А.А., 1962; Плешаков В.Н., 1983; Доспехов Б.А. и др., 1987; Рекомендации по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте, 1973; Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М., 1987, и др.).

Фенологические наблюдения проводили во всех посевах изучаемых культур (ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1983); Программы и методики постановки полевых опытов и проведения исследований по программированию урожаев полевых культур ВАСХНИИЛ, 1978).

Учет нарастания зеленой и сухой биомассы в динамике по вариантам опытов проводили через каждые 10 дней в трехкратной повторности на двух несмежных повторениях опыта путем срезания растений на площадках 0,25 м². Площадь листьев устанавливали методом высечек и планиметрирования. Показатели фотосинтеза (фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фотосинтеза) рассчитывали по методикам А.А. Ничипоровича (1961) и Лаборатории фотосинтеза ИФР РАН.

Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом до глубины 1 м послойно через 0,1 м (Роде А.А., 1962). Расчет запасов влаги в почве проводили по А.Н. Костякову (1968).

При изучении динамики питательных веществ в почве содержание нитратного азота определяли с помощью реактива Лунге-Грисса (дисульфофеноловым методом), обменного калия в углекислоаммонийной вытяжке на пламенном фотометре по Масловой, подвижных форм фосфора по методу Мачигина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26205-84), гумуса по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-84), нитрификационную способность почвы по «Методическим указаниям по определению нитрификационной способности почв» (М., 1984), содержание обменного натрия по ГОСТ 26950-86, обменных оснований Са и Mg по МРТУ № 46-15-67.

Сухую массу корней устанавливали послойно методом монолитов (Станков Н.З., 1964), плотность почвы методом режущего кольца буром Н.А. Качинского, а наименьшую влагоемкость методом затопления площадок (Астапов С.В., 1958).

Плотность твердой фазы изучали пикнометрическим методом (Агроклиматические методы исследования почв, 1975). Структурный состав (мокрый и сухой рассев) устанавливали по методу Н.И. Савинова (1975) и И.М. Бахтеева. Водопроницаемость определяли по методу Нестерова прибором ПВН с диаметром колец: внутреннего 226 мм, внешнего 450 мм, при высоте 150 мм. Общую пористость и пористость аэрации находили расчетным методом.

Учет урожая осуществляли методом поделяночного обмолота комбайном САМПО-500 с последующим приведением его к 100 %-й чистоте и стандартной влажности.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов по Б.А. Доспехову (1985) с использованием компьютера.

Биоэнергетическую оценку рассчитывали по методике ВАСХНИЛ (1989), А.А. Жученко и др. (1988), В.В. Коринец (1985; 1992), М.М. Севернева (1991), экономическую эффективность расчетно-нормативным методом по методике ВНК (1987); ВГСХА (Шепитько Р.С., Литвинова А.А., 1998).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Формирование элементов продукционного процесса агробиоценоза зерновых культур

Урожайность полевых культур находится в тесной взаимосвязи с ростом, развитием растений, нарастанием биомассы и площади листовой поверхности. Только хорошо развитая листовая поверхность может обеспечить высокую фотосинтетическую деятельность посева и накопление большого количества биомассы.

Озимая пшеница

Биометрические показатели посевов озимой пшеницы различались в зависимости от условий произрастания культуры. На контрольном варианте и в фазу налива зерна растения были самыми низкорослыми. Высота их не превышала 63,0 см (опыт 2). При внесении соломы и азотных удобрений высота пшеницы составила в эту фазу развития 76,2 см; при внесении соломы с сидератами 80,9 см; на фоне мелиоративной вспашки с соломой 82,8 см; после житнякового пара 82,0 см, что на 14,2 см; 17,9; 19,8 и 19,0 см выше, чем на контроле.

По формированию величины сухой биомассы закономерности были аналогичны росту растений в высоту. Заметно возросла разница с контролем в фазу налива зерна и особенно в фазу полной спелости. В фазу налива зерна разница с контролем составила 0,37 т/га; 0,87; 1,02 и 1,22 т/га; в фазу полной спелости 0,73 т/га; 1,26; 1,27 и 1,68 т/га. Наибольшую биомассу пшеница накапливала в эти фенофазы при посеве ее по житняковому пару.

Наименьшая площадь листовой поверхности в осенний период в посевах озимой пшеницы наблюдалась на контроле 6,0 тыс. м²/га (табл. 1). Одинаковой отмечена площадь листьев на втором, третьем и четвертом вариантах при внесении соломы и сидератов 6,3 тыс. м²/га; 6,8 и 6,7 тыс. м²/га. После житнякового пара площадь листьев пшеницы возросла до 7,4 тыс. м²/га. В трубкование на контрольном варианте площадь листьев составляла 10,5 тыс. м³/га. На опытных вариантах она колебалась от 11,2 до 14,7 тыс. м²/га, что выше контроля на 0,7-4,2 тыс. м²/га. В фазу колошения контроль уступал опытным вариантам по величине площади листьев на 0,7-4,8 тыс. м²/га; в фазу налива зерна на 0,7 тыс. м²/га; 3,0; 2,8 и 3,5 тыс. м²/га. Различие с контролем на вариантах с сидератами и при внесении соломы на фоне мелиоративной обработки были почти одинаковым 3,8-4,1 и 3,0-2,8 тыс. м²/га. Практически не отличался от них посев озимой пшеницы по житняку.

Таблица1 Показатели фотосинтеза озимой пшеницы в среднем за 2004 2007гг. (опыт второй)

Вариант опыта	Площадь листьев, тыс. м2/га	Фотосинтетический потенциал, тыс. м2сут./га
	осеннее кущение	трубкование	коло-шение	налив зерна	осенняя вегетация	начало отрастания трубкование	трубкование колошение	колошение налив зерна	налив полная спелость зерна	общий за вегетационный период
Черный пар (контроль)	6,0	10,5	21,1	16,4	165,2	182,4	409,1	228,0	183,7	1168,4
Пар + солома ячменя + N30	6,3	11,2	21,8	17,1	167,9	184,9	415,8	232,1	189,0	1189,7
Пар + солома ячменя + донник	6,8	13,0	24,8	19,4	181,0	218,2	507,3	294,8	227,7	1429,0
Пар + солома ячменя + N30 + мелиоративная вспашка	6,7	13,4	25,2	19,2	178,6	220,5	512,6	295,1	227,5	1434,3
Пар после распашки житняка	7,4	14,7	25,9	19,9	202,4	227,0	527,1	299,6	229,4	1485,5

Аналогично этим показателям изменялся и фотосинтетический потенциал посева. Наибольшим он был в период трубкования колошения. На контроле и на варианте с соломой он не превышал 409,1-415, 8 тыс. м²сут./га. На остальных вариантах он возрос до 507,3-527,1 тыс. м²сут./га. Различие с контрольным вариантом было 98,2 тыс. м²сут./га; 103,5 и 118,0 тыс. м²сут./га, или 24,0-28,8 %. За вегетацию на контроле и при внесении соломы фотосинтетический потенциал составлял 1168,4 и 1189,7 тыс. м²сут./га, а на остальных вариантах 1429,0-1485,5 тыс. м²сут./га. Это выше, чем на контроле на 22,3-27,1 %. Наибольшим общий фотосинтетический потенциал был на посевах пшеницы после житняка.

Чистая продуктивность фотосинтеза озимой пшеницы по вариантам изменялась незначительно, зато заметно колебалась по фазам развития растений. За осеннюю вегетацию чистая продуктивность фотосинтеза пшеницы составила 2,62-2,92 г/м²сут./га, или 2,80±0,10 г/м²сут. Коэффициент вариации равен 3,6 %. В период от начала вегетации до фазы трубкования чистая продуктивность фотосинтеза возросла по вариантам до 7,76-9,53 г/м²сут. Колебания составили 8,26±1,48 г/м²сут. Коэффициент вариации 17,9 %. Заметное различие с контролем было на посевах озимой пшеницы после житнякового пара. В период трубкования колошения продуктивность снизилась и составила 1,15±0,05 г/м²сут. Коэффициент вариации равнялся 4,3 %. Колебания внутри вариантов в пределах ошибки опыта.

В среднем за вегетацию чистую продуктивность фотосинтеза озимой пшеницы по вариантам опыта можно считать одинаковой. Она равнялась 4,55±0,19. Коэффициент вариации был невысок 4,2 %.

Яровая пшеница

Формирование урожайности яровой пшеницы тесно связано с работой листового аппарата, величиной площади листьев и накоплением биомассы растений.

На контроле в период колошения яровая пшеница накапливала 2,19 т/га сухого вещества (опыт 3). При внесении соломы количество его увеличилось на 11,9 %; при использовании N₆₀P₃₀ на 18,7 и 24,6 %; после житняка на 26,0 %.

В начале налива зерна величина биомассы пшеницы превышала контроль на варианте с соломой на 12,8 %; на варианте с минеральными удобрениями на 20,0 и 25,7 %; после житняка на 27,5 %. В фазу полной спелости эти различия с контролем составляли соответственно 1,0 %; 9,8; 18,3 и 20,8 %.

Наибольшей площадь листовой поверхности на всех вариантах опыта была у яровой пшеницы в фазу колошения. На контроле она составила 24,5 тыс. м²/га. На остальных вариантах площадь листьев была выше на 22,8-40,8 %.

Самая большая площадь листьев отмечена на вариантах, где вносили солому в сочетании с минеральными удобрениями и после распашки житняка 34,5 и 32,6 тыс. м²/га. К наливу зерна площадь листьев снизилась за счет усыхания нижних ярусов. На контроле она равнялась 19,6 тыс. м²/га, т.е. снизилась по сравнению с фазой колошения на 4,9 тыс. м²/га. На опытных вариантах в налив зерна площадь листьев была больше, чем на контроле на 3,5 тыс. м²/га; 2,7; 4,5 и 5,2 тыс. м²/га, или на 17,8 %; 13,7; 22,9 и 26,5 %.

Наибольшей площадь листьев в фазу налива зерна была на варианте с совместным внесением в почву соломы с минеральными удобрениями (вариант 4) и после житняка (вариант 5).

Аналогичная закономерность складывалась и в отношении фотосинтетического потенциала.

Общий за вегетацию фотосинтетический потенциал составил на контроле 924,1 тыс. м²сут./га. Внесение минеральных удобрений увеличило его на 18,1 %; запашка соломы на 10,4 %; совместное использование соломы с минеральными удобрениями на 24,4 %; посев после житняка на 28,9 %.

Таким образом, не только площадь листьев, но и фотосинтетический потенциал заметно возрастали при запашке соломы, внесении минеральных удобрений, посеве пшеницы после распашки житняка.

В среднем за вегетацию намечалось незначительное увеличение чистой продуктивности посевов на опытных вариантах по сравнению с контролем. При внесении минеральных удобрений чистая продуктивность возрастала по сравнению с контролем на 9,5 %; соломы на 7,7 %; при их совместном применение на 6,3 %; при посеве после житняка на 6,8 %. Коэффициент вариации при этом равнялся 3,0 %.

Ячмень

Использование сидератов в севообороте заметно увеличивало высоту растений (опыт 1). Исключение составила запашка соломы предшествующей культуры, где высота стеблестоя ячменя была практически одинаковой с контролем и равнялась 81 и 82 см. Внесение навоза повышало высоту стеблестоя ячменя на 9,9 %; навоза совместно с соломой на 14,8 %; сидератов на 11,1 %; сидератов совместно с соломой на 19,7 %.

Максимальная площадь листьев ячменя в период колошения на контроле составляла 18,0 тыс. м²/га. Биомелиоранты заметно повышали ее. Внесение соломы повысило площадь листьев ячменя на 5,05 %; запашка навоза и сидератов почти в 2 раза. При внесении навоза площадь листовой поверхности возросла на 83,9 %; навоза с соломой на 95,6 %; сидератов на 82,2 %; сидератов совместно с соломой на 97,8 % .

Увеличение площади листовой поверхности и продолжительности ее в активном состоянии заметно повысило величину фотосинтетического потенциала. На контроле этот показатель составил 895 тыс. м²сут./га. Внесение одной соломы незначительно увеличило его, всего на 2,5 %. Запашка навоза (30 т/га) повысила фотосинтетический потенциал на 47,9 %; навоза совместно с соломой на 57,3 %; сидератов на 46,5 %; сидератов с соломой на 63,1 %.

Наибольший фотосинтетический потенциал отмечен на вариантах с совместным внесением сидератов и навоза с соломой. Внесение биомелиорантов способствовало увеличению сухой биомассы ячменя. Если на контроле ячмень наращивал за вегетацию 4,5 т/га сухой биомассы, то при внесении соломы количество ее возрастало на 15,6 %; навоза и сидератов на 28,9 %; навоза и сидератов совместно с соломой на 37, 8 %. В связи с тем, что возрастание площади листьев шло более интенсивно, чем сухой биомассы, вследствие, видимо, биологической особенности ячменя, чистая продуктивность фотосинтеза на опытных вариантах заметно снижалась.

ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВЫ

Пожнивно-корневые остатки под культурами севооборота

В среднем за годы исследований (опыт 1) озимая пшеница оставляла в почве от 3,66 до 4,43 т/га органических веществ; яровая твердая пшеница от 1,17 до 1,68; нут от 0,87 до 1,10; яровая мягкая пшеница от 1,41 до 1,94; просо от 1,04 до 1,45; ячмень от 1,43 до 2,19 т/га В средне-сухой год количество послеуборочных остатков было меньше по сравнению с влажным годом на 35,6-43,4 %. Биомелиоранты повышали количество послеуборочных остатков, особенно во влажные годы.

Содержание пожнивных остатков хорошо коррелировало как с урожаем зерна, так и с урожаем соломы. Коэффициенты корреляции взаимозависимости количества послеуборочных остатков (у) от урожайности зерна культур в севообороте (х) колебались от 0,733 (у ячменя) до 0,987 (у озимой пшеницы). Высокая степень тесноты связи позволяет воспользоваться линейными уравнениями в определенных пределах указанных величин.

Для озимой пшеницы взаимосвязь этих показателей аппроксимировалась уравнением вида: у = 0,761 + 1,362х; для яровой твердой пшеницы: у = 0,328 + 1,429х; для нута: у = 0,158 + 0,619х; для яровой мягкой пшеницы: у = 0,0353 + 1,112х; для проса: у = 0,0402 + 0,928х; для ячменя: у = 0,908 + 0,457х. Этими уравнениями можно пользоваться для расчета количества послеуборочных остатков зерновых культур в сухостепной части Заволжья.

Урожайность соломы зерновых культур существенно зависела от условий года и внесения органических удобрений.

Всего за ротацию севооборота в среднем на контроле запахивали 9,59 т/га послеуборочных остатков, на варианте с соломой 19,29 т/га, в т.ч. 8,02 т/га соломы; на варианте с навозом 18,48 т/га, в т.ч. 7,0 т/га навоза. На варианте с совместным внесением соломы и навоза поступило за ротацию 28,49 т/га органической массы, в т.ч. 12,18 т/га послеуборочных остатков. При запашке сидератов (донника) в почву поступило за ротацию 18,62 т/га, в т.ч. послеуборочных остатков 11,48 т/га (табл. 2). На втором опыте основную удобрительную биомассу вносили под пар. В среднем за годы исследований на контроле, где под чистый пар осенью запахивали только пожнивно-корневые остатки ячменя, как предшественника пара, в почву попадало 2,12 т/га сухого органического вещества.

Таблица 2 Количество свежего органического вещества, поступившего в почву с биомелиорантами и пожнивными остатками за 1996-2002гг., т/га

Показатель	Вариант опыта
	контроль	солома	навоз	навоз + солома	сидераты	сидераты + солома
Сухие годы	1,15	2,25	2,39	3,58	2,40	3,67
Влажные годы	1,56	2,99	2,95	4,52	2,96	4,70
Средние годы	1,39	3,03	2,59	4,11	2,62	4,22
В среднем	1,37	2,76	2,64	4,07	2,66	4,20
Всего за ротацию севооборота В т.ч. послеуборочных остатков навоза соломы сидератов	9,59 9,59 - - -	19,29 11,27 - 8,02 -	18,48 11,48 7,00* - -	28,49 12,18 7,00 9,31 -	18,62 11,48 - - 7,00**	29,40 12,81 - 9,59 7,00

На втором варианте, где вносили солому ячменя под зябь, количество запахиваемого органического вещества в среднем за год возросло до 4,97 т/га. В сидеральном пару в почву поступало до 10,17 т/га сухой биомассы в виде соломы ячменя, пожнивно-корневых остатков и биомассы донника. Четвертый вариант в этом отношении мало отличается от второго, где запахивали под пар ячменную солому. В среднем за годы исследований после житняка в почве оставалось до 10,7 т/га органического вещества.

За годы исследований под яровую твердую пшеницу в пропашном звене (ячмень пар озимая пшеница яровая пшеница) в почву поступало без запашки соломы 5,05,5 т/га органического вещества, а с внесением соломы 13,414,5 т/га. Под яровую мягкую пшеницу в зерновом звене (озимая пшеница яровая твердая пшеница нут яровая мягкая пшеница) приходилось 5,56,0 т/га органического вещества, а при внесении соломы 15,015,5 т/га. Это почти на уровне житнякового поля.

На опыте с многолетними травами наибольшее количество пожнивно-корневых остатков накопилось на четвертый год жизни под кострецом безостым 9,1 т/га; под житняком 11,0 т/га; люцерной 9,1-9,6 т/га. Это больше, чем под ячменем в 2,3-2,9 раза.

Преобладающая масса пожнивно-корневых остатков у изучаемых культур была сосредоточена в пахотном слое 0-30 см.

Изменение содержания гумуса под влиянием различных биологических мелиорантов Содержание гумуса в почве хорошо коррелировало с количеством свежего органического вещества, поступившего в почву с удобрением и послеуборочными остатками (опыт 1) (табл. 3).

Таблица 3 Изменение содержания гумуса за ротацию севооборота в слое 0-30 см, %

Вариант опыта	Начало ротации севооборота (1996 г.)	Конец ротации севооборота (2003 г.)	Изменение содержания гумуса за ротацию	Изменение за ротацию
				1996 г.	2003 г.
1. Контроль	3,290	3,232	0,058
2. Солома	3,380	3,369	0,011	0,090	0,137
3. Навоз	3,380	3,353	0,027	0,090	0,121
4. Навоз + солома	3,390	3,410	+0,020	0,100	0,178
5. Сидераты	3,400	3,377	0,023	0,110	0,145
6. Сидераты + солома	3,390	3,414	+0,024	0,100	0,182

На контроле количество гумуса за ротацию снизилось на 0,058 %. На варианте с внесением соломы также наблюдалось снижение содержания гумуса, но значительно в меньших размерах (за ротацию севооборота на 0,011 %). При внесении навоза в почву отмечено снижение количества гумуса за ротацию севооборота на 0,027 %. На варианте внесение навоза и соломы в почву привело к некоторому накоплению гумуса на 0,020 %. Заметное влияние на баланс гумуса оказывала заделка в почву сидератов.

На сидеральном варианте наблюдался отрицательный баланс гумуса в почве. Снижение за ротацию составило 0,023 %. Однако его было больше, чем на контроле на 0,145 %.

При совместном применении сидератов и соломы увеличение количествагумуса за ротацию составило 0,024 %. При ежегодной запашке всей соломы севооборотных культур, т.е. отчуждении с полей только зерна, в почву возвращалось до 69,5 % органического вещества, создаваемое агроценозом за вегетацию. Это создало бездефицитный баланс гумуса в севообороте.

Черный пар снижал содержание гумуса в пахотном слое на 0,05 %, или приблизительно 1800 кг/га. При этом создавался остродефицитный баланс гумуса в звене ячмень черный пар озимая пшеница. При запашке соломы ячменя (опыт 2) поступление органического вещества в почву удваивалось. Содержание гумуса в почве по сравнению с контролем возросло на 0,03 %, а по сравнению с исходным показателем оставалось меньше на 0,02 %. Такая же картина наблюдалась и на четвертом варианте с мелиоративной обработкой почвы и запашкой соломы ячменя. По сравнению с контролем содержание гумуса при этом возросло на 0,04 %.

Подсев донника в качестве сидерата под ячмень вместе с запашкой соломы, благодаря сравнительно влажной погоде, увеличивали количество гумуса в сидеральном звене по сравнению с контролем на 0,10 %, а по сравнению с исходным содержанием на 0,05 %. На варианте с сидератами следует отметить тенденцию формирования бездефицитного баланса гумуса. После житняка баланс гумуса был положительным. На этом варианте содержание гумуса в почве превышало исходное состояние на 0,26 %, а контрольный вариант на 0,31 %. Содержание гумуса на контрольном варианте в паровом звене севооборота снизилось на 0,13 %, а в зерновом на 0,100,11 % (опыт 3).

Внесение соломы повысило количество гумуса в почве на 0,180,20 % в паровом звене севооборота и на 0,18 % в зернобобовом. Внесение минеральных удобрений не влияло на баланс гумуса в почве зернопарового севооборота.

Под многолетними травами за счет изменения пищевого, водного и других режимов почвы и практически полного отсутствия механической обработки происходило накопление гумуса.

В 2004 г. из-за кратковременности воздействия многолетних трав содержание гумуса под ними мало отличалось от контрольного варианта и составило 3,26-3,28 %. Под житняком в 2007 г. количество гумуса возросло на 0,07-0,11 %; под кострецом на 0,08 %, под люцерной на 0,09-0,10 % по сравнению с контрольным вариантом (табл. 4).

Самое низкое содержание гумуса среди всех изучаемых культур в 2007 г. было под эспарцетом 3,32 %.

Таблица 4 Содержание гумуса в пахотном слое почвы под многолетними травами

Многолетние травы	2004 г.	2008 г.
	%	%	превышение
			над контролем	над исходным состоянием
Контроль (ячмень)	3,26	3,25	-	-
Кострец безостый	3,26	3,33	0,08	0,07
Житняк ширококолосый	3,28	3,36	0,11	0,08
Люцерна синегибридная	3,27	3,34	0,09	0,07
Люцерна желтогибридная	3,27	3,35	0,10	0,08
Эспарцет песчаный	3,28	3,32	0,07	0,04

В 2007 г. на контроле количество гумуса было одинаковым с исходным состоянием (2004 г.) и равнялось 3,26 и 3,25 %. Под всеми многолетними травами без исключения наблюдалось увеличение содержания гумуса в пахотном слое. Под злаковыми травами это увеличение по сравнению с исходным состоянием составило 0,07-0,08 %. Аналогичная закономерность отмечена и под бобовыми травами.

С уплотнением почвы содержание гумуса растет вследствие худшей аэрации и уменьшения активности микроорганизмов, разлагающих органическое вещество почвы. Зависимость содержания гумуса в почве от ее плотности показала, что до плотности 1,01-1,22 г/см³ содержание гумуса снижалось вследствие интенсивной его минерализации микроорганизмами. При плотности более 1,22 г/см³ отмечено устойчивое повышение количества гумуса. Особенно интенсивное повышение содержания гумуса отмечено при плотности 1,25-1,30 г/см³. Влияние плотности почвы на увеличение количества гумуса подтверждается зависимостью последнего от общей пористости и пористости аэрации. Заметное снижение содержания гумуса отмечено при пористости пахотного слоя более 54 % и при пористости аэрации более 20,5 % от объема почвы.

Заметно влияла на содержание гумуса в почве ее влажность. Без внесения удобрений уже при влажности 24,0 % от массы почвы заметно снижалось содержание гумуса. Для поддержания плодородия почвы на определенном уровне и для его воспроизводства желательно знать условия равновесия в системе почва растения, при котором минерализация гумуса компенсируется его образованием. Для стабильного содержания гумуса в почве необходимо вносить ежегодно органического вещества не менее 5,1 т/га и иметь плотность почвы не ниже 1,20 г/см^3..

Плотность почвы

В среднем за годы исследований (опыт 1) различие плотности почвы в слое 0-30 см на контроле и при внесении биомелиорантов составило в начале вегетации 0,08-0,15 г/см³; в конце 0,070,14 г/см³. Применение биомелиорантов на каштановых почвах снижало равновесную плотность почвы, приближая ее к оптимальной. Это прослеживается в течение всех лет исследований.

Запашка соломы ячменя в почву (опыт 2) способствовала снижению плотности почвы в пахотном слое 030 см на 0,04 г/см³ по сравнению с контролем, где солому не вносили. После сидерального пара плотность уменьшилась на 0,05 г/см³, а после проведения под пар мелиоративной обработки на 0,07 г/см³. Наименьшая плотность почвы в среднем за годы исследований была после распашки житняка. Она составила 1,13 г/см³, что меньше, чем на контроле на 0,08 %. Подпахотный слой имел наименьшую плотность после мелиоративной обработки почвы 1,33 г/см³. Это меньше, чем на контроле на 0,04 г/см³. Плотность почвы в остальных вариантах была практически одинаковой.

Плотность почвы имела тесную взаимосвязь с количеством поступившего органического вещества. Коэффициент корреляционного отношения составил 0,742. Плотность начинала заметно снижаться при внесении более 5 т/га органического вещества, а в слое 3050 см более 8 т/га.

За годы исследований (опыт 3) плотность почвы под яровой твердой пшеницей, посеянной после озимой пшеницы, на контроле составила в пахотном слое 1,17 г/см³, а в подпахотном 1,34 г/см³.

Минеральные удобрения не изменяли плотности почвы. Запашка соломы озимой пшеницы в количестве 5,05,5 т/га снижала плотность почвы пахотного слоя до 1,11 г/см³, или на 0,06 г/см³, а подпахотного слоя до 1,31 г/см³, или на 0,03 г/см³. Наименьшая плотность почвы отмечена после распашки житняка. Она составила в пахотном слое 1,08 г/см³, что на 0,09 г/см³ меньше по сравнению с контролем.

Под яровой мягкой пшеницей плотность почвы в пахотном слое на контроле равнялась 1,22 г/см³, а в подпахотном 1,37 г/см³. Это больше, чем под яровой твердой пшеницей на 0,05 и 0,03 г/см³.

Запашка соломы нута снизила плотность только пахотного слоя. Она составила 1,181,17 г/см³, что меньше, чем на контроле на 0,040,05 г/см³. Плотность подпахотного слоя под влиянием запашки соломы практически не изменялась и составила 1,35 г/см³.

После распашки житняка плотность пахотного горизонта почвы снизилась в среднем за годы исследований до 1,08 г/см³, или на 0,14 г/см³ по сравнению с контролем, а подпахотного до 1,31 г/см³, или на 0,06 г/см³.

Интенсивнее разуплотнение почвы происходило в зернобобовом звене, чем в паровом. Это можно объяснить, видимо, отсутствием пара в зернобобовом звене севооборота.

В опыте с многолетними травами наименьшая плотность в пахотном слое была под злаковыми травами (опыт 4). В слое 0-30 см под житняком и кострецом плотность равнялась 1,15 и 1,14 г/см³. Это несколько ниже контроля (1,25 г/см³).

В подпахотном слое плотность почвы на вариантах со злаковыми травами мало отличалась от контроля и составила соответственно 1,42 г/см³; 1,44 и 1,40 г/см³. Как видно, в среднем за четыре года многолетние злаковые травы разуплотняли только пахотный слой и не оказывали рыхлящего действия на подпахотный. Плотность каштановой почвы под бобовыми травами люцерной и эспарцетом в среднем за годы исследований в слое 0-30 см составила 1,23-1,26 г/см³. Это больше, чем под злаковыми травами на 0,04-0,12 г/см³ и практически одинаково с контролем.

В подпахотном слое 30-60 см под бобовыми травами плотность почвы была меньше, чем на вариантах со злаковыми культурами на 0,08-0,11 г/см³ и составила 1,34-1,37 г/см³. Это меньше контроля на 0,04-0,07 г/см³.

Параметрический анализ показал, что наиболее интенсивно плотность уменьшалась при поступлении в почву органического вещества более 6 т/га.

С увеличением влажности с 23,0 до 28,0 % от массы сухой почвы плотность снижалась с 1,185 до 1,150 г/см³. Значительна зависимость плотности от структуры почвы.

По расчетам, для равновесного состояния плотности каштановой почвы гумуса необходимо иметь не менее 3,58 %; влажность не менее 17,4 % от массы сухой почвы; структурность не ниже 60 %. Для поддержания такого равновесного состояния плотности почвы необходимо ежегодное поступление органического сухого вещества 6,2 т/га.

Пористость аэрации

Пористость аэрации в среднем за годы исследований в слое 030 см весной в период всходов при внесении биомелиорантов была достоверно выше, чем на контрольном варианте на всех полях севооборота (опыт 1).

В паровом поле солома, запаханная с осени, увеличивала пористость аэрации на 3,4 %; навоз на 5,1 %; сидераты на 5,3 %; их совместное внесение на 6,0 и 6,5 %. Под озимой пшеницей пористость аэрации была несколько ниже, чем в паровом поле. Если в паровом поле она составила 21,427,9 %, то под озимой пшеницей 20,825,0 %. Меньший эффект был отмечен под яровой пшеницей. Здесь различие пористости аэрации контрольного варианта и вариантов с применением биомелиорантов было менее значительным. При внесении соломы различие составило 2,7 %; навоза 2,5 %; сидератов 2,8 %, а при их совместном применении 3,7 и 4,4 %.

Под нутом, яровой мягкой пшеницей, просом и ячменем увеличение пористости аэрации при запашке биомелиорантов было приблизительно одинаковым и составило 2,53,3 % на фоне соломы; 2,12,6 % на фоне навоза; 3,23,7 % на фоне сидератов и 4,67,4 % при их совместном использовании.

Внесение биомелиорантов сдвигало равновесие некапиллярных и капиллярных пор в сторону увеличения первых. В начале вегетации в паровом поле в слое 030 см без внесения биомелиорантов соотношение пор колебалось по культурам от 0,60 до 0,64. На фоне соломы оно составило 0,690,77; на фоне навоза 0,680,82; на фоне сидератов 0,710,74; при их совместном применении 0,750,80 и 0,780,84. Это объясняется в первую очередь увеличением пористости за счет крупных некапиллярных пор.

В среднем в пахотном слое 030 см (опыт 2) после мелиоративной вспашки пористость аэрации повысилась по сравнению с контролем на 2,4 %; после распашки житняка на 3,7 %. В подпахотном слое 3050 см различие с контролем отмечено только на варианте с мелиоративной вспашкой. Оно равнялось 2,6 %. Пористость аэрации на остальных вариантах изменялась от 14,2 до 14,7 %.

В почве под яровой твердой пшеницей (опыт 3) пористость аэрации в пахотном слое составила 21,5 %, а в подпахотном 13,7 %. По профилю почвы пористость аэрации в этом случае изменялась от 24,2 до 12,3 % Минеральные удобрения не оказали влияния на этот показатель.

Запашка соломы озимой пшеницы увеличила пористость аэрации пахотного слоя до 25,5 %, а подпахотного до 15,3 %. Это больше, чем на контроле на 4,0 и 1,6 %. Запашка соломы мало влияла на пористость аэрации подпахотного горизонта. Наибольшая пористость аэрации отмечена после распашки житняка: в слое 030 см она составила 27,4 %, а в слое 3050 см 16,4 %. Это больше, чем на контрольном варианте на 5,9 и 2,7 %.

В среднем за годы исследований пористость аэрации под яровой мягкой пшеницей на контрольном варианте в пахотном слое равнялась 18,1 %, а в подпахотном 10,3 %. На фоне биомелиорантов пористость аэрации составила 17,7 и 10,7 %. Различие 0,4 %, что говорит об их идентичности.

Пористость аэрации на участке с яровой твердой пшеницей превышала этот показатель на участке с яровой мягкой пшеницей в пахотном слое на 3,44,6 %, а в подпахотном на 3,41,2 %. На варианте с внесение соломы нута пористость аэрации возросла в среднем на 2,83,5 % в пахотном слое.

После распашки житняка пористость аэрации возросла по сравнению с контролем на 8,7 % в пахотном слое и на 4,2 % в подпахотном. После житняка пористость аэрации была выше, чем на вариантах с соломой на 6,1 и 5,2 %.

Травы оказали положительное влияние на пористость аэрации (опыт 4). Многолетние злаковые травы в слое почвы 0-30 см за годы исследования способствовали увеличению пористости аэрации на 1,0-2,0 %. Наибольшее повышение пористости аэрации наблюдалось под житняком и кострецом на 1,9 и 1,7 % соответственно. В слое 30-60 см злаковые травы уступали контролю на 0,21-0,43 %.

Многолетние бобовые травы за годы исследований в слое 0-30 см по изучаемому показателю уступали контролю. В то же время в слое 30-60 см они превосходили по пористости аэрации контроль на 1,2 % (люцерна) и на 0,6 % (эспарцет). Пористость под злаковыми травами в этом слое была ниже на 1,4-1,6 %.

Структурность почвы

На контроле (опыт 1) наилучшая структурность почвы была под озимой пшеницей и под просом, при запашке соломы под озимой пшеницей, нутом и просом; при внесении навоза под озимой пшеницей и нутом; при запашке сидератов существенного различия по культурам не отмечено.

Под озимой пшеницей наилучшая структурность почвы была на фоне навоза, сидератов и совместного их внесения с соломой. Различие с контролем составило 6,8 %; 6,0; 8,0 и 9,1 %. Аналогичная закономерность изменения структурности почвы отмечена по вариантам опыта и под остальными культурами.

Под яровой пшеницей после озимой на фоне соломы увеличение доли структурных агрегатов по сравнению с контролем составило 6,0 %; на фоне навоза 8,2 %; на фоне сидератов 11,0 %, при совместном внесении на 12,0 и 14,0 %. Под нутом разница с контролем соответственно составила 8,7 %; 11,0; 10,4; 11,4 и 14,4; под яровой пшеницей после нута 6,4 %; 8,0; 8,2; 10,0 и 12,5 %; под просом соответственно 3,8 %; 4,7; 5,5; 6,8 и 10,3 %; под ячменем 8,5 %; 9,0; 10,9; 12,3 и 12,5 %.

Лучше всего складывались условия структурообразования под нутом при совместном внесении соломы и навоза и сидератов с соломой. Здесь отмечена самая высокая структурность почвы 76,677,6 % (сухое рассеивание).

...