Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние минимально-нулевых систем обработки на агрофизические и гидрологические свойства почвы в условиях Лесостепной зоны Кемеровской области

Гребенникова В.В.,

Чуманова Н.Н.

В существующих системах земледелия научно не всегда обоснован дорогостоящий блок механической обработки почвы.

Основными технологическими ориентирами, на которые указывают А.М Лыков, А.Г. Прудников [1], должны стать: создание глубокого пахотного слоя при его дифференцированной обработке в зависимости от почвенных особенностей; полная реабилитация теоретических и технологических представлений о роли структуры почвы; преимущественное применение почвообрабатывающих машин с пассивными рабочими органами с учетом критерия техногенной нагрузки. Сегодня накоплен огромный мировой и отечественный опыт освоения ресурсосберегающих технологий. Научной базой этих технологий является установленная закономерность: черноземные почвы для регулирования их агрофизических и гидрологических свойств не нуждаются в постоянной вспашке и других глубоких обработках [2]. пахотный почва машина

Ресурсы многих хозяйств Кемеровской области ограничены, поэтому для них важны малозатратные способы обработки почвы с использованием универсальных и комбинированных орудий, позволяющие совместить технологические операции и провести полевые работы в оптимальные сроки. С этой целью с 2007 года были заложены полевые опыты в четырех базовых хозяйствах Кемеровской области по изучению влияния различных систем обработки на агрофизические и гидрологические свойства черноземных почв и урожайность сельскохозяйственных культур.

Методика исследований. Исследования проводились в полевом зернопаровом севообороте, где изучали 3 варианта системы обработки почвы различной интенсивности - от плоскорезной осенней до минимально-нулевой.

Объектом изучения служили варианты систем обработки почвы хозяйства КФХ "Печерина" Ленинск-Кузнецкого района:

1. Зональная: (плоскорезная (зяблевая), КПГ - 2 - 150 на глубину 20-22 см; ранневесеннее боронование БЗТС - 1,0 (4-6 см); предпосевное лущение и посев VДDERSTAD Rapid A 800 C (4-5 см).

2. Минимальная: предпосевное лущение, посев, VДDERSTAD Rapid A 800 C;

3. Нулевая: посев VДDERSTAD Rapid A 800 C .

За контроль взят вариант № 1. Почва хозяйства - чернозем выщелоченный, содержание гумуса 10,4%, среднемощный тяжелосуглинистый, рН = 5,5-5,6, содержание обменного калия - 60 мг/кг почвы; обеспеченность подвижным фосфором - 35-46 мг/кг почвы. Площадь делянки 12,5 га, повторность 2-кратная. По вариантам обработки почвы в 2007 году изучался сорт яровой мягкой пшеницы Ирень (норма высева 6,0 млн. всхожих зерен, предшественник - рапс); в 2008 году - горох сорта Агроинтел (норма высева 1,3 млн., предшественник - пшеница).

Учеты, наблюдения и исследования проводили с использованием общепринятых методик:

-влажность почвы - термостатно-весовым методом, в основные фазы роста и развития пшеницы в слое 0-100 см;

-плотность почвы - методом режущего кольца по Н.А. Качинскому, в периоды перед посевом и уборкой, в слое 0-100 см [3];

-структурный состав почвы - по агрегатному анализу методом Н.И. Саввинова (1986). Фенологические наблюдения, учет урожая и элементов его структуры - по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (М., 1985).

Метеорологические условия в годы исследований различались в пределах среднемноголетних значений. Значение ГТК составило 1,46 в 2007 году; в 2008 г. - 1,38, (по многолетним данным - 1,1). Достаточная обеспеченность влагой не позволила в полной мере объективно оценить влияние систем обработки на водный режим.

Результаты исследований. Устойчивость к переуплотнению черноземных почв многие исследователи связывают со структурой почвы и ее водопрочностью.

Таблица 1. - Структурно-агрегатный состав почвы в зависимости от систем обработки (слой почвы 0-30 см)

* над чертой - дата отбора 14 мая (посев); под чертой - дата отбора 12 августа (созревание).

В 2007 г. содержание агрегатов фракции 0,25-10 мм было практически одинаковым (84,9-85,5%) и соответствовало отличному состоянию, согласно шкале оценки. Водопрочность почвы в слое 0-30 см была неудовлетворительной по всем вариантам. В 2008 году содержание макроструктуры на период посева изменяется по возрастающей: от 87,42 - зональная - до 93,67% - нулевая (табл. 1). На момент созревания отмечено изменение содержания данной структуры в сторону уменьшения за счет увеличения глыбистой фракции от 13,08% (минимальная) до 30,99% (зональная). По-видимому, снижение количества осадков в 2008 г. в течение вегетации способствовало формированию глыбистой фракции, особенно на зональной обработке.

Определяющим фактором агрофизики почвы является ее плотность, так как именно с ней связаны водный, тепловой и воздушный режим. Для оценки оптимальной плотности почвы, как правило, берется пахотный слой. По исследованиям Ф.Г. Бакирова, [4] этого недостаточно. Средняя плотность пахотного слоя, даже при нулевой обработке, не превышает оптимального для зерновых культур уровня, тогда как в слое 20-30 см она уже весной достигает 1,29 г/см 3, это приводит к снижению урожайности зерновых культур. Поэтому для оценки пахотного слоя необходимо учитывать плотность всех слоев, особенно нижних, поскольку плотность верхнего, ввиду обязательной обработки почвы до посева или непосредственно при посеве, редко превышает 1,12 г/см 3.

В наших исследованиях изучался метровый слой почвы. В 2007 году на момент посева, по всем изучаемым вариантам обработки почвы, пахотный слой соответствует рыхлому сложению, с абсолютными увеличениями показателя на варианте "минимальная обработка" (табл. 2.) В послеуборочный период наблюдается незначительное уплотнение почвы по всем вариантам. При этом отмечаем, что на варианте "нулевая обработка" плотность повышается на 0,27 г/см 3 со слоя 20-30 см. В 2008 году 0-40 см слой почвы на зональной и минимальной обработке почвы характеризуется рыхлым сложением; на варианте "нулевая обработка" с глубины 20 см наблюдается уплотнение с 1,23 до 1,41 г/см 3. К периоду уборки наблюдается тенденция уплотнения почвы. Выявлено, что на всех системах обработки почвы со слоя 60 см наблюдается резкое уплотнение почвы с 1,42 г/см 3 (нулевая) до 1,51 г/см 3 (минимальная).

Гари Петерсон [5] указывает на три принципа накопления влаги: 1 - накопление воды - сохранение осадков в почве; 2 - удержание воды - сохранение воды в почве для более позднего использования культурами; 3- эффективность использования воды для получения оптимального урожая. Технологии No-Till изменили подход к управлению осадками.

Увеличение плотности почвы повлияло на запасы общей и продуктивной влаги и на ее распределение в метровом слое.

Максимальное количество общей влаги, как на момент посева, так и к уборке, отмечено на зональной системе - 329,33-225,91 мм со снижением на нулевой обработке с 280,25 до 202,13 мм (рис. 1). Содержание продуктивной влаги от общих запасов влаги в начале вегетации составляет 81,3% на нулевой обработке и 84% на зональной обработке. Количество продуктивной влаги не изменяется на минимальной и поверхностной обработке - 83,9-83,2% соответственно.

Таблица 2 - Плотность почвы в зависимости от систем обработки почвы, г/см 3

К концу вегетации содержание продуктивной влаги снижается с 76,2% на зональной обработке до 73,4% - на нулевой. Но, в целом, по двум годам исследований, запасы продуктивной влаги в метровом слое остаются на уровне 70,6-78,9% от общего запаса влаги, и соответствуют удовлетворительной обеспеченности почвы, согласно шкале оценки. Обращает на себя внимание и тот факт, что увеличение плотности со слоя 30-40 см на нулевом варианте способствует снижению влажности почвы, что свидетельствует о неспособности осадков проникать в более глубокие слои почвы при этом способе посева.

Об этом свидетельствует и тот факт, что снижение влажности почвы со слоя 20-30 см наблюдается уже весной: с 38,82 на зональной до 23,89 мм - на нулевой. Эта тенденция сохраняется и по нижележащим слоям.

Влажность почвы и запасы влаги отразились на полевой всхожести, сохранности растений и урожайности гороха. Полнота всходов - один из основных показателей, определяющих продуктивность посева. Полевая всхожесть составила от 40,8% на нулевой до 75,4% на зональной (табл. 4), что свидетельствует об очень низкой полевой всхожести семян. Это в большей степени свидетельствует о роли влаги в почве и ее агрофизическом состоянии. На скорость и количество прорастающих семян влияет помимо лабораторной всхожести, еще водный, температурный режим и доступ кислорода в почве.

В целом, обеспеченность влагой и агрофизические свойства почвы повлияли на формирование элементов продуктивности гороха. Максимальное число бобов с более крупным зерном сформировалось на варианте "зональная система обработки", что позволило получить урожайность на уровне 29,5 ц/га. По-видимому, запасы влаги в слое 0-20 см в период закладки бобов на растении сказались на их числе. Минимальное число бобов - 6,3 - сформировалось на варианте "нулевая система обработки". Отмечено достоверное снижение урожайности на этом варианте до 19,2 ц/га.

1-зональная,

2-минимальная,

3-нулевая

Рис. 1 - Продуктивные запасы влаги в зависимости от систем обработки в слое 0-100 см, мм

Таблица 4 - Компоненты продуктивности гороха в зависимости от систем обработки почвы

Выводы

1. Системы обработки почвы влияют на агрегатный состав: содержание глыбистой фракции к периоду уборки увеличивается от 13,08% (минимальная) до 30,9 % (зональная).

2. Верхний слой почвы (0-20 см) на всех вариантах обработки почвы характеризуется как рыхлый. Отмечено увеличение плотности почвы в слое 30-40 см до 1,39 г/см 3 на нулевом варианте.

3. Запасы продуктивной влаги в метровом слое остаются на уровне 70,6-78,9% от общего запаса влаги и соответствуют удовлетворительной обеспеченности почвы.

4. Максимальную продуктивность - 29,5 ц/га, с большим числом бобов на растении и крупным зерном сорт гороха Агроинтел сформировал на варианте "зональная система обработки".

Список использованной литературы

1. Лыков А.М. К проблеме экологизации обработки почвы в современных системах земледелия / А.М. Лыков, А.Г. Прудникова, А.Д. Прудников // Плодородие. - 2006. - №6. - С. 2-5.

2. Шевченко С.Н. Ресурсосберегающие технологии обработки почвы на черноземах среднего Поволжья / С.Н. Шевченко, В.А. Корчагин // Земледелие. - 2008. - №3. - С. 26-27.

3. Вадюнина А.Ф. Методы исследования физических свойств почв / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. - М. : Агропромиздат, 1986. - С. 53-101.

4. Бакиров Ф.Г Влияние обработки почвы на плодородие чернозема южного // Земледелие. - 2007. - №5. -С.18-20.

5. Гарри Петерсон. Как при технологии No-Till сохраняется влага // Увеличение прибыли через улучшение качества почв. - Днепропетровск, 2006. - С. 65-77.

Размещено на Allbest.ru