Минимализация обработки почвы в зернотравяном севообороте

Размещено на http://www.allbest.ru/

Постников П.А., Васина О.В., Попова В.В.

Минимализация ОБРАБОТКИ почвы в зернотравяном севообороте

Во второй ротации зернотравяного севооборота при проведении поверхностных ресурсосберегающих обработок или при полном их отсутствии выявлено уплотнение обрабатываемого слоя серой лесной почвы на 0,07-0,13 г/см³ по сравнению с отвальной вспашкой. Повышение плотности снижало накопление продуктивной влаги в слое 0-50 см на 4,2-9,3 мм. Наибольшее количество нитратного азота под культурами зернотравяного севооборота перед посевом обнаружено при традиционной вспашке и комбинированных обработках, когда вспашка осуществлялась 2 раза за ротацию в сочетании с использованием тяжелого культиватора ТерраМикс и дискатора. На фоне однократной вспашки за ротацию при применении поверхностных обработок или при их отсутствии с осени содержание доступного азота в слое 0-20 см было меньше на 2,0-3,6 мг по сравнению с контрольным вариантом (14,6 мг/кг). В последующие даты отбора образцов почвы разница между способами обработки нивелируется. Запашка зеленой массы клевера на сидерат позволила частично нивелировать отрицательные моменты варианта, где отсутствовала осенняя обработка почвы. Отмечена тенденция снижения сбора зерна при отсутствии осенней обработки почвы в предыдущие годы, но разница в урожае находилась в пределах наименьшей существенной разницы. В неблагоприятных засушливых условиях на последней культуре севооборота (овес) в вариантах с комбинированной обработкой выявлено снижение сбора зерна на 0,31-0,40 т/га по сравнению с традиционной вспашкой.

Ключевые слова: севооборот, обработка почвы, плотность, влага, нитратный азот, урожайность.

Резкое удорожание материально-технических ресурсов, выпускаемых промышленностью, а также высокие цены на ГСМ требуют совершенствования и оптимизации основных элементов системы земледелия, в том числе обработки почвы. Применяемая отвальная обработка в силу своей энергоемкости и дороговизны требует замены энергосберегающими приемами обработки почвы. Снижение затрат на возделывание зерновых культур достигается заменой отвальной вспашки на безотвальное рыхление, сокращением и совмещением операций при весенней обработке. Традиционная осенняя обработка в хозяйствах Среднего Урала успешно может быть заменена ресурсосберегающими обработками с использованием тяжелых культиваторов, дискаторов и комбинированных посевных агрегатов [1, 2, 3].

Выбор способа основной обработки определяется механическим составом почвы, ее агрофизическими свойствами, поэтому на черноземах и темно-серых лесных почвах возможна поверхностная, а на серых лесных и дерново-подзолистых - глубокая отвальная или безотвальная обработки почвы [4, 5, 6].

В своих исследованиях авторы указывают, что безотвальные обработки снижают содержание нитратного азота, в особенности в начале вегетации, по сравнению с отвальной вспашкой [7, 8]. Для нивелирования отрицательных моментов минимализации обработки необходимо увеличение поступления свежей растительной массы в почву за счет включения в севообороты однолетних и многолетних бобовых культур, а также использования зеленых удобрений [9, 10].

Цель исследований в стационарном опыте - выявить воздействие ресурсосберегающих приемов обработки почвы с использованием дискатора БДМ (4х4), культиватора ТерраМикс 300 на питательный режим серой лесной почвы.

Материалы и методы

Основная обработка в стационарном полевом севообороте проведена по следующей схеме: 1. Вспашка ежегодно ПЛН-3-35 (В4); 2. Комбинированная - отвальная вспашка 2 раза за ротацию + безотвальная обработка культиватором ТерраМикс 300 (глубина 15-16 см), (В2+К2); 3. Комбинированная - отвальная вспашка 2 раза за ротацию + поверхностная обработка дискатором БДМ (8-10 см), (В2+Д2); 4. Комбинированная - отвальная вспашка 1 раза за ротацию + поверхностная обработка дискатором БДМ + безотвальная обработка культиватором ТерраМикс 300 (В2+Д2+К1); 5. Комбинированная - отвальная вспашка 1 раза за ротацию + поверхностная обработка дискатором БДМ (В1+Д3); 4. Вспашка 1 раз за ротацию + безотвальная обработка культиватором ТерраМикс 300 + без ежегодной осенней обработки. Вспашка осуществлена под однолетние травы и запахан первый укос клевера на сидерат, а под зерновые культуры в севообороте обработка почвы осенью проведена согласно схеме опыта.

Посев осуществлялся агрегатом СЗП-3,6 (вариант с традиционной весенней подготовкой почвы) поперек делянок с вариантами с основной обработкой почвы.

Исследования проведены с 2011 г. на серой лесной тяжелосуглинистой почве в зернотравяном севообороте: однолетние травы, пшеница + травы, клевер 1 г.п., ячмень, овес. Почва в опыте характеризуется следующими показателями: гумус - 4,2 %, рН - 5,0, подвижного фосфора - 184 мг/кг и обменного калия - 102 мг/кг, гидролитическая кислотность - 4,56, сумма поглощенных оснований - 23,1 ммоль на 100 г почвы.

Под сельскохозяйственные культуры сложные удобрения вносили из расчета в среднем на 1 га севооборотной площади в дозе N₃₀P₃₀К₃₀.

Для защиты растений на всех вариантах с обработкой почвы осуществлялось протравливание семян зерновых культур фунгицидом виал ТТ, по вегетирующим растениям - обработка гербицидом агритокс.

Результаты и обсуждение

Определение плотности в пахотном слое серой лесной почвы выявило, что в среднем по севообороту при безотвальной обработке дискатором или без нее обнаружено сильное уплотнение в слое 0-20 см перед посевом, разница по отношению к контролю составила 0,07-0,13 г/см³. Увеличение уплотнения почвы, главным образом, связано с неблагоприятными климатическими условиями: в 2015 г. - избыток влаги в летне-осенний период, а в 2016 г. - засушливые условия, за вегетационный период выпало осадков менее 50 % от нормы (298 мм). В то же время при обработке тяжелым культиватором на глубину 15-16 см плотность почвы практически была на уровне традиционный отвальной вспашки.

Из-за уплотнения обрабатываемого слоя серой лесной почвы при ресурсосберегающих обработках снижалась ее водопроницаемость, в результате выявлено снижение запасов продуктивной влаги в слое 0-50 см на 4,2-9,3 мм по сравнению с контрольным вариантом. В течение вегетации растений различия в содержании доступной воды в слоях 0-10 и 10-20 см между способами обработки практически нивелировались. Величина запасов влаги в течение вегетации культур определялась количеством выпадающих атмосферных осадков

Уплотнение обрабатываемого слоя в весенний период отрицательно сказывается на процессе нитрификации, особенно в начале вегетации (табл. 1). Наименьшие показатели обнаружены в вариантах при однократной вспашке в сочетании с поверхностной или при ее отсутствии в осенний период. По мнению исследователей, при отсутствии осенней обработки снижается количество микромицетов, а также при размещении растительных остатков в верхнем слое усиливается активность целлюлозоразлагающей микрофлоры, которые для разложения пожнивно-корневых остатков используют минеральный азот почвы [11, 12, 13].

Наблюдения за доступностью минеральных форм азота в серой лесной почве показали, что в слое 30-50 см заметных различий между вариантами в содержании нитратов не отмечено, за исключением, когда отсутствовала осенняя обработка почвы. В данном варианте четко проявилась дифференциация почвы по плодородию, т.е. обеднение нижних горизонтов (20-50 см) по наличию минерального азота. Наибольшая разница выявлена в слое 20-30 см, она составила 1,9-3,0 мг/кг почвы. Данная закономерность отмечена другими авторами [14].

обработка питательный почва посев

Таблица 1 - Содержание нитратного азота в зависимости от способов обработки почвы перед посевом, мг/кг (зернотравяной севооборот, 2012-2016 гг.)

Из всех лет наблюдений наибольшее количество доступного азота обнаружено в 2015 г. перед посевом ячменя. Это связано, во-первых, с запашкой отавы клевера на сидерат в предыдущий год, а, во-вторых, благоприятными условиями для нитрификации: достаточное прогревание почвы и наличие влаги в слое 0-20 см на уровне средней увлажненности. Данная тенденция сохранится в течение первой половины вегетации растений ячменя, что в конечном итоге обеспечить высокую продуктивность зернофуражной культуры.

Наименьшее количество нитратного и аммиачного азота выявлено в 2016 г., что связано с неблагоприятными гидротермическими условиями для процесса нитрификации, особенно в верхнем слое почвы.

Наибольшее количество минерального азота обнаружено в пахотном горизонте в фазе полных всходов яровых культур за счет прогревания почвы и наличия достаточного количества влаги. В среднем за ротацию зернотравяного севооборота суммарное содержание нитратов и аммиачного азота на удобренных фонах питания под культурами севооборотов в этот период находилось на уровне 23,0-29,8 мг (табл. 2). При этом в слое 0-30 см наибольшее количество доступных форм азота обнаружено в вариантах с комбинированной обработкой, где вспашка проведена два раза ротацию.

Таблица 2 - Влияние способов основной обработки почвы на содержание минеральных форм азота (N-NО₃ + N-NН₄) под культурами зернотравяного севооборота, мг/кг, 2012-2016 гг.

В фазе полных всходов ячменя выявлена тенденция снижения доступности минерального азота при комбинированных обработках на 1,6-8,8 мг по отношению к ежегодной отвальной вспашке. В среднем за пять лет обеспеченность доступным азотом в слое 0-30 см была несколько выше в вариантах с применением комбинированных обработок почвы. В слое 0-20 см заметной разницы между вариантами не выявлено.

По мнению некоторых авторов [7, 8], при неглубоких обработках или полном ее отсутствии процесс минерализации почвенного азота несколько заторможен в первой половине вегетационного периода. Однако в дальнейшем накопление минерального азота при различных обработках почвы практически выравнивалось. Это наглядно проявилось в нашем опыте при оборе образцов в июне и июле, т.к. традиционная отвальная обработка не имела преимущества в накоплении минерального азота перед другими способами осенней обработки почвы.

Результаты исследований за ротацию зернотравяного севооборота показали, что при проведении вспашки один раз в 2 года в сочетании с безотвальной обработкой при соблюдении защиты растений в течение их вегетации не выявлено существенного снижения урожая пшеницы по отношению к традиционной обработке почвы. В то же время при отсутствии осенней обработки почвы недобор зерна составил 0,38 т/га (табл. 3).

Таблица 3 - Урожайность яровых зерновых культур в зависимости от способа основной обработки почвы, т/га

Отвальная вспашка с заделкой зеленой массы клевера на сидерат позволила нивелировать отрицательные моменты в минимализации обработки почвы, а, именно, увеличить обеспеченность растений минеральным азотом в первой половине вегетации. Урожайность ячменя, возделываемого по пласту клевера, независимо от технологии подготовки почвы в предыдущие годы, находилась на уровне 5,46-5,59 т/га, т.е. из всех лет наблюдений в зернотравяном севообороте получен максимальный сбор зерна. Отмечена тенденция снижения сбора зерна при отсутствии осенней обработки почвы в предыдущие годы, но разница в урожае находилась в пределах наименьшей существенной разницы.

На овсе в 2016 г. в весенний период при проведении безотвальных обработок почвы выявлено сильное уплотнение почвы из-за обильных осадков в летне-осенний период предыдущего года. В результате на данных вариантах заделка семян не превышала 2,0-2,5 см, что меньше на 1,0-1,5 см, чем в контроле. Это отрицательно сказалось на урожайности фуражной культуры в засушливых условиях. Сбор зерна овса по отношению к варианту с отвальной вспашкой снизился на 0,31-0,40 т/га. Максимальное уменьшение урожая выявлено в варианте, где осенняя обработка в предыдущий год не осуществлялась.

Заключение

Таким образом, научные исследования по изучению ресурсосберегающих обработок на серой лесной почве показали, что замена вспашки один раз в 2 года на безотвальные обработки не приводит к существенному снижению содержания минерального азота в слое 0-20 см. При отсутствии осенних обработок выявлено заметное уменьшение запасов доступного азота в слоях 20-50 см в весенний период. В последующие даты отбора образцов почвы установлено, что независимо от способа обработки разница между ними сглаживается. Запашка зеленой массы клевера на сидерат позволила частично нивелировать отрицательные моменты варианта, где отсутствовала осенняя обработка почвы. В неблагоприятных засушливых условиях на последней культуре севооборота (овес) в вариантах с комбинированной обработкой обнаружено снижение сбора зерна на 0,31-0,40 т/га по сравнению с традиционной вспашкой.

Список литературы

1. Мингалев С.К. Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в системах земледелия Среднего Урала: автореф. дис. … доктора с.-х. наук. Тюмень, 2004. 32 с.

2. Руководство по проведению полевых работ в сельскохозяйственных предприятиях Свердловской области в 2013 году / Н.Н. Зезин, А.П. Колотов, П.А. Постников …[и др.]. Екатеринбург, 2013. 78 с.

3. На пути к бесплужному земледелию / С.Д. Гилев, Н.Н. Зезин, П.А. Постников … [и др.]. Курган: ООО «Куртамышская типография, 2015. 312 с.

4. Данилов А.Н., Летучий А.В., Шагиев Б.З. Влияние удобрений и обработки почвы на элементы ее плодородия и урожайность яровой пшеницы на черноземах Поволжья // Нива Поволжья. 2015. № 3 (36). С.46-53.

5. Синещеков В.Е., Слесарев В.Н. Пути совершенствования минимализации основной обработки черноземов в лесостепи Западной Сибири //Инновации и продовольственная безопасность. 2016. № 1 (11). С.71-80.

6. Вражнов А.В., Агеев А.А., Анисимов Ю.Б. Минимизация почвообработки в системе сберегающего земледелия Южного Урала // АПК России. 2016. Т. 23. № 4. С.778-782.

7. Перфильев Н.В. Влияние основной обработки темно-серой лесной почвы в Среднем Зауралье на содержание нитратного азота // Аграрный вестник Урала. 2014. № 7 (125). С.22-26.

8. Оленин О.А. Отрицательные экосистемные изменения в агробиогеоценозах яровой пшеницы при биологизации технологии ее возделывания // Вестник Казанского ГАУ. 2015. № 4 (38). С.84-90.

9. Пегова Н.А. Влияние пара, биоресурсов и системы обработки почвы на показатели плодородия пахотного слоя // Вестник Ижевской ГСХА. 2015. № 4 (45). С.64-70.

10. Постников П.А., Пономарев А.Б., Попова В.В., Васина О.В. Влияние способов обработки почвы на урожайность зерновых культур и продуктивность севооборота // АПК России. 2016. Т. 23. № 2. С.315-320.

11. Зинченко М.К. Действие приемов основной обработки на микробный потенциал агроландшафтов серой лесной почвы // Земледелие. 2016. № 1. С.16-19.

12. Мельникова Н.А. Влияние минимализации обработки на состояние плодородия тяжелых суглинистых почв в посевах яровой и озимой пшеницы // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. Вып. 2. С.7-11.

13. Постников П.А., Васина О.В. Влияние способов обработки почвы на содержание минерального азота под культурами севооборота // Актуальные проблемы гуманитарных и сельскохозяйственных наук. 2016. № 10 (93). Ч.1. С.137-141.

14. Солодун В.И., Якупов Р.Х. Изменение содержания нитратного азота в выщелоченном черноземе при разных приемах его основной обработки в полевых севооборотах лесостепи Иркутской области //Вестник Иркутской ГСХА. 2015. № 67. С.29-33.

Размещено на Allbest.ru