Применение сидеральных смешанных агросообществ для восстановления агрофизических свойств почв при использовании минимальных обработок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение сидеральных смешанных агросообществ для восстановления агрофизических свойств почв при использовании минимальных обработок

Гребенников Александр Михайлович - доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, Почвенный институт им. В.В. Докучаева, г. Москва

Применение минимальных обработок в земледелии часто приводит к ухудшению агрофизических свойств почв, определяющих их плодородие. Показано, что для восстановления агрофизических свойств почв целесообразно использовать сидеральные посевы экологически и аллелопатически совместимых культур.

Ключевые слова: минимальная обработка, объемная масса, фактор структурности, смешанные сидеральные агросообщества.

Одной из тенденций современного земледелия является замена традиционной отвальной вспашки на менее затратные способы основной обработки почв (плоскорезная обработка, дискование и т. д.) вплоть до полного отказа от последней (No-till). Это связано не только с повышением эффективности сельскохозяйственного производства, происходящем вследствие снижения затрат на основную обработку, но и с почвозащитными свойствами минимальных обработок. Однако, результаты применения минимальных обработок в различных почвенно-климатических условиях зоны распространения черноземных почв часто приводили к негативным изменениям показателей почвенных и прежде всего агрофизических свойств [1, 2]. Так, например, в условиях Воронежской области уже через год проведения полевого опыта было установлено, что применение минимальных обработок привело к значительному уплотнению и ухудшению структурного состояния почв, что особенно было выражено в варианте с нулевой обработкой [3]. вспашка почва удобрение

Как известно, что для устранения негативных последствий уплотнения почв и разрушения ее структуры целесообразно внесение больших доз органических удобрений, которые могут поступать в почву в виде сидератов или покровных культур. Последние применяются в технологии No-till, но их влияние оказывается не всегда достаточным для предотвращения уплотнения почв и разрушения их структуры. Удобрительная ценность и средообразующая способность сидератов, а также покровных культур, зависит от их биомассы и количества элементов питания, иммобилизированных в сбалансированных количествах органическим веществом зеленого удобрения [4]. В некоторых работах показано, что наиболее высокой продуктивности агроценозов можно добиться, если использовать не чистые, а смешанные посевы культур [5 и др.], что делает их перспективными для применения в качестве сидератов. Правильно подобронные компоненты в сидеральные смеси (в смысле их экологической и аллелопатической совместимости) в сравнении с чистыми посевами этих культур позволяют значительно увеличить продуктивность культурной составляющей агроценозов, что часто сопровождается вытеснением сорной растительности из агросообщества [5, 6 и др.]. Подбором культур в смешанные агроценозы можно добиться существенного увеличения элементов питания в растительных тканях [4, 7]. Появляется возможность до определенной степени влиять на удобрительную ценность сидеральных агроценозов, результатом поступления биомассы которых в почву может быть мощное средообразующее воздействие, оказывающее положительное влияние на весь комплекс агрохимических, агрофизических и микробиологических свойств почв [8, 9].

Целью исследований являлась оценка влияния фактора смешивания посевов (агроценотического эффекта) в сидеральных агросообществах на изменение плотности и структурного состояния миграционно-мицелярных (типичных) черноземов.

В рамках настоящей работы были рассмотрены результаты исследований изменения объемной массы и фактора структурности в пахотном (0 - 25 см) и подпахотном (25 - 40 см) слое в вариантах полевого опыта с чистыми посевами кукурузы сорта Бемо, сои сорта Октябрьская, подсолнечника сорта Енисей, пайзы сорта Удалая и их бинарными смесями. Объемную массу и фактор структурности определяли по общепринятым методикам, представленным в [10]. Опыты проводились в 2001 - 2005 гг. в 3-х повторениях на стационаре Петринского опорного пункта Почвенного института им. В.В. Докучаева (Курская обл.). На учетной площади каждой делянки, составляющей 280 м 2 (5.6 х 50), сплошным методом определяли величину биологического урожая сидеральных культур и урожайность озимой и яровой пшеницы, которые по годам исследований чередовались с посевами сидератов. Почвы опытного участка были представлены тяжелосуглинистыми мощными типичными черноземами.

Для оценки влияния фактора смешивания посевов на изменение исследуемых показателей был разработан метод построения вариантов сравнения [11]. Суть этого метода состояла в расчетном построении для каждого смешанного агросообщества варианта сравнения из соответствующих чистых посевов таким образом, чтобы единственным различием между смешанным агросообществом и вариантом сравнения было наличие фактора смешивания в первом случае и отсутствие - во- втором. Удовлетворяющий этим условиям вариант сравнения выглядит следующим образом: Vs = (Sum W;*(Pik - Pin)) / Sum W;, где Vs - вариант сравнения, Sum - знак суммы, Wi - доля i-той культуры в смешанном посеве, определенная как количество семян этой культуры, отнесенных к норме высева, соответствующей нормальным по плотности посевам (W,- = Q/N,), Pin и Pik - соответственно начальное (до закладки опыта) и конечное (после его завершения) значение исследуемого показателя в чистых посевах i -той культуры. Если в процессе проведения опыта было получено одно значение исследуемого показателя только при завершении опыта Pi, то оно использовалось в приведенной формуле вместо разности Pik - Pin. Применение этого метода позволяло сопоставить исследуемые показатели в смешанных и чистых посевах культур при соблюдении принципа единственности различия. Для оценки значимости влияния фактора смешивания на свойства почв в зависимости от их типа распределения использовался t-критерий Стьюдента для случая неравных дисперсий сравниваемых последовательностей, F-критерий Фишера и непараметрический метод Краскела-Валлиса.

В пахотном и подпахотном горизонтах черноземов наблюдалось снижение объемной массы почв вариантов опыта за период его проведения. Отмечалась также тенденция увеличения фактора структурности под смешанными посевами по сравнению с чистыми (табл. 1).

Таблица 1. Средние изменения объемной массы за время проведения и значения фактора структурности в год окончания опыта

Полученные результаты позволили построить варианты сравнения (ВС) и оценить агроценотический эффект (АЭ), представляющий разность между значениями исследуемых свойств почв под агросообществами (АС) и соответствующими значениями ВС (табл. 2). Статистически достоверные величины АЭ указаны в таблице 2 жирным курсивом.

Агроценотический эффект приводил к тенденции улучшения рассматриваемых свойств в почвах под всеми агросообществами. Наиболее выраженным это было в почвах под агроценозами кукуруза + соя, соя + подсолнечник и подсолнечник + пайза.

Влияние агроцентического эффекта в указанных агросообществах приводило к существенному снижению объемной массы почв. Вклад агроцентического эффекта в общий сидеральный эффект, рассчитанный как процентное отношение АЭ к АС, для пахотного горизонта под этими агросообществами соответственно составил 40, 44 и 69%. Для подпахотного горизонта эти величины были соответственно равны 50, 57 и 78%.

В результате воздействия фактора смешивания значимое улучшение фактора структурности как в слое 0 - 25, так и 25 - 40 см произошло под теми же агросообществами: кукуруза + соя, соя + подсолнечник и подсолнечник + пайза. Доля вклада агроценотического эффекта в общее увеличение фактора структурности в пахотном горизонте под исследуемыми агросообществами оказалась равной 3.7 - 3.8%, в подпахотном горизонте - 1.9 - 2.9%.

Полученные таким образом результаты были достаточно тесно связаны со средней продуктивностью агросообществ, урожайностью последующих зерновых культур и влиянием на эти показатели агроценотического эффекта (табл. 3)

Таблица 3. Влияние агроценотического эффекта на продуктивность агросообществ и урожайность последующих зерновых культур