Современное состояние агроэкосистем Костанайской области и пути решения их трансформирования

2.4 Способы обработки почвы в современной системе земледелия с целью трансформирования низкопродуктивных сельскохозяйственных угодий Костанайской области

В опытах РГП «Северо-Западный НПЦСХ МСХ РК » применение почвообрабагывающе-посевного агрегата КА - 3,6 обеспечивало за один проход высококачественную разделку посевного слоя почвы, внесение гранулированных минеральных удобрений и посев, что давало в среднем за 18 лет прибавку урожая зеленой массы викоовсяной смеси 0,6 ... 1,0 т/га, зерна озимой пшеницы и ячменя - 0,12...0,20 т/га.

На хорошо окультуренных почвах с высоким уровнем плодородия при подготовке их под озимые после однолетних трав, раннего картофеля и силосных культур глубину основной обработки можно уменьшить с 20 ...22 до 10 ...12 см, что сокращает энергетические затраты на 25...30 %, а расход дизельного топлива - на 7 ... 10 л/га.

Применение высокоэффективных гербицидов в послеуборочный период на однолетних и многолетних травах уничтожает дернину, а также вегетирующие сорняки и обеспечивает оптимальные условия для применения сеялок прямого посева.

Поверхностная обработка и разноглубинное чизлевание было эффективным при возделывании пшеницы по занятым парам, овса - после пропашных и ячменя - после озимой пшеницы. Использование прямого посева как технологии возделывания зерновых не привело к существенному снижению урожайности озимой пшеницы и ячменя, обеспечило достоверную прибавку овса (таблица 31, диаграмма 1)

Оценка эффективности возделывания сельскохозяйс твенных культур при разных системах обработки в зернотравяном и зернопропашном севооборотах показала, что нулевая, поверхностная, чизельная, фрезерная минимальная, а также трехъярусная и отвальная.

Сс фрезерованием имеют лучший энергетический показатель по сравнению с отвальной. Это достигается за счет более высокого энергосодержания основной продукции в этих вариантах при относительно одинаковых совокупных энергетических затратах.

Системы минимальной обработки также обеспечивали по данным 2006 - 2010 гг. снижение на 7 ... 21 % расхода дизельного топлива на производство одной тонны кормовых единиц основной продукции и на 8... 10 % их энергоемкости (таблица32, диаграмма2,3).

Принцип разноглубинности обработки почвы в севообороте предусматривает обоснованное ее чередование в соответствии с биологическими особенностями возделываемых культур, их отзывчивостью на это и мощностью создаваемого пахотного слоя. Так, культуры с мочковатой корневой системой (озимая рожь, озимая пшеница, ячмень, овес, яровая пшеница и др.) с преимущественным расположением ее в верхних частях почвенного профиля недостаточно используют питательные вещества и влагу из более глубоких горизонтов и слабо реагируют на глубину обработки.

Таблица 31 Технологии возделывания зерновых культур на почвах Костанайской области

Таблица 32 Система минимальной обработки почвы в условиях Костанайской области

Диаграмма 1 Технологии возделываниязерновых на территории Костанайской области

Диаграмма 2 Зернопашный севооборот в условиях Костанайской области

Диаграмма 3 Зернотравный севооборот в условиях Костанайской области

Поэтому глубину основной обработки под эти культуры можно уменьшить до 10... 12 см, особенно на слабо засоренных многолетними сорняками полях, а также при размещении их после пропашных, зернобобовых и однолетних трав.

Растения со стержневой глубокопроникающей корневой системой (клевер, люпин, горох, кормовые корнеплоды, картофель, подсолнечник) хорошо отзываются на глубокую обработку. Они лучше используют питательные вещества и влагу из глубокоразрыхленных подпахотных слоев. Влияние глубины обработки на урожайность полевых культур приведено в таблице 33 и диаграмме 4.

Таблица 33 Влияние глубины обработки на урожайность полевых культур

Принцип обоснованного чередования отвальных и безотвальных способов обработки почвы базируется на их особенностях. Отвальный ускоряет разложение органического вещества на 20...25 %, снижает противоэрозионную устойчивость почвы, особенно на склоновых землях. Безотвальный же замедляет процесс минерализации пожнивных и корневых остатков, вносимых органических удобрений и в большей степени способствуют накоплению гумуса. Гумификация при такой обработке снижается на 25 ...27 %. Так, при вспашке основное количество растительных остатков (42 ...45 %) разлагалось в осенне-весенний период и часть продуктов вымывалось из пахотного слоя в нижележащие горизонты.

В вариантах с системой минимальной обработки (нулевая поверхностная, плоскорезная, чизельная) за этот период разлагалось лишь 20 ...25 % их общего количества, а основная масса минерализовалась в течение вегетационного периода и ислользова-лась растениями или закреплялась в почве. Выявленные закономерности минерализации растительных остатков в полной мере согласуются с показателями плодородия отдельных слоев корнеобитаемой зоны дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (таблица 34, диаграмма 5 ).Здесь показано влияние различных систем обработки почвы на ее агрохимические свойства. Анализ полученных данных показывает, что при отвальной обработке дифференциация слоя почвы 0 ... 40 см по плодородию была практически не выражена.

Диаграмма 4 Влияние обработки почвы на урожайность полевых культур

Таблица 34 Показатели плодородия отдельных слоев корнеобитаемой зоны черноземных почв Костанайской области

Системы же минимальной обработки (нулевая, поверхностная, также чизельная) привели к увеличению содержания подвижного фосфора (Р₂0₅) в верхней части пахотного слоя в 2,5 - 3 раза по сравнению с контролем.

Внесенный с удобрениями и высвободившийся от минерализации органических остатков калий локализовался на делянках с мелкой обработкой 0...10 см, а в вариантах со вспашкой его распределение в корнеобитаемом слое было относительно выровненным. Аналогичные закономерности отмечены и в изменении содержания гумуса по генетическим горизонтам.

Таким образом, резкая дифференциация слоя почвы 0...40 см по плодородию, сопровождающаяся увеличением засоренности посевов, ухудшением фигосанитарного состояния при ежегодных безотвальных вызывает необходимость периодического применения разноглубинной отвальной обработки. Обычно ее проводят под пропашные или парозанимающие культуры, под которые, как правило, вносят органические удобрения и известь.

Необходимость разуплотнения сильнодеформированных подпахотных горизонтов, предотвращение чрезмерного стока воды и смыва почвы на склоновых землях требуют введения в систему отвальной обработки периодического разноглубинного безотвального рыхления. При разработке технологии возделывания полевых культур рекомендуется использовать схему построения системы обработки почвы в различных севооборотах с учетом ландшафтных условий, фитосанитарного состояния конкретного поля, способов воспроизводства плодородия, а также экологических ограничений. Основой ее являются биологические особенности и требования культур севооборота к агрофизическим показателям почвенного плодородия (плотности сложения, пористости аэрации, мощности пахотного слоя, водопрочности и водопроницаемости).

Диаграмма 5 Содержание питательных элементов в разрезе 20-30 см. слоя почвы

Они в значительной мере определяют условия роста и развития растений и продуктивность возделываемых культур.

Изучение реакции сельскохозяйственных культур на физическое состояние почв различного генезиса позволило выявить интервалы оптимальных значений плотности почвы пахотного слоя для озимых, яровых зерновых и пропашных культур. Так, моделирование плотности сложения дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы показало, что при низких интервалах увлажнения оптимальные ее параметры для яровых зерновых культур составляют 1,10 ...1,30 г/см , а пористость аэрации - 18 ...25 %. При увлажнении почвы более 60 % полевой влагоемкости интервал оптимальной плотности уменьшается и находится в пределах 1,10...1,20 г/см , а при сильном иссушении он увеличивается до 1,35 г/см³ и более.

Для озимых культур оптимальная плотность сложения большинства типов почвы составляет 1,20 ... 1,35 г/см . Чрезмерная ее рыхлость вызывает повреждение корневой системы и узла кущения из-за быстрого оседания, особенно при переувлажнении. Наилучшие условия аэрации, накопления влаги, укоренения всходов растений складываются в посевном слое при рыхлом сложении надсеменного (плотность 1,15 ... 1,25 г/и несколько пористость аэрации -20...30 сновные механизированные работы в сельскохозяйственном производстве выполняются колесной техникой (тракторы, комбайны, грузовые и легковые автомобили, мелиоративные, поливальные машины и др.). Преимущество их заключается в высокой маневренности, уплотненном подсеменном ложе (1,26 ... 1,35 г/см³).

Сопоставление агрофизических показателей плодородия конкретного агроландшафта и оптимальных параметров выращиваемых культур позволяет определить глубину, интенсивность и периодичность проведения приемов основной обработки в севообороте. Так, на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых не переуплотненных и не подверженных водной эрозии почвах оптимальное сложение и пористость аэрации под озимые культуры обеспечивает вспашка или безотвальное рыхление на глубину 20 ... 22 см, на средне- и легкосуглинистых хорошо окультуренных при благоприятном фитосанитарном состоянии - на 10 ... 12 см, на серых лесных - на 14 ...16 см.

Таким образом, в основу построения почвозащитных ресурсосберегающих технологий обработки различной почвы должен быть положен комплекс нормативных агрофизических показателей плодородия (плотность, пористость, мощность пахотного слоя, содержание водопрочной структуры и др.) и технологических требований (сроки, способ, глубина и интенсивность обработки) в соответствии с возделываемыми культурами.

Выводы

1. Основные агроландшафты Костанайской области обладают высоким потенциальным плодородием. Так, запасы гумуса в метровом слое в обыкновенных черноземах составляют 527 т/га, валового азота - 22 т/га; в южных черноземах - соответственно 355 и 21 т/га. Но высокое потенциальное плодородие еще не говорит о полной обеспеченности растений всеми питательными элементами, так как большая часть их находится в труднодоступной для растений форме. Эффективное плодородие, характеризуемое подвижными формами элементов питания, указывает на обеспеченность почв усвояемыми их формами.

2. Обыкновенные и южные черноземы обладают высоким эффективным плодородием, отличаются большими запасами подвижного калия, которого в обыкновенных черноземах в полуметровом слое содержится 2603, в южных черноземах - 1695 кг/га. Такого количества достаточно, чтобы выращивать высокие урожаи культурных растений в течение многих лет. Хорошо эти почвы обеспечены гидролизуемым азотом и недостаточно - подвижным фосфором.

3. Темнокаштановые почвы по сравнению с обыкновенными южными черноземами содержат меньше гумуса и валового азота. В метровом слое почв легкого механического состава их запасы составляют (соответственно) 153,51 и 9,13 т/га, в глинистых карбонатно-солонцеватых почвах - 276,74 и 16,99 т/га.

Из подвижных форм питательных веществ темнокаштановые почвы лучше всего обеспечены калием, запасы которого в 0,5 м. слое равны 1831 кг/га. Достаточно в них и гидролизуемого азота. Подвижных фосфатов в темнокаштановых почвах недостаточно.

4. Каштановые и светлокаштановые почвы содержат меньше валовых форм питательных веществ. Обеспеченность подвижными элементами питания та же, что и у темнокаштановых почв: гидролизуемым азотом и калием - высокая, подвижным фосфором - недостаточная, особенно в каштановых почвах.

5. Учитывая высокое потенциальное плодородие почв Костанайской области, необходимо эффективно использовать их, рационально применяя агротехнические мероприятия

6. Резкая дифференциация слоя почвы 0...40 см по плодородию, сопровождающаяся увеличением засоренности посевов, ухудшением фигосанитарного состояния при ежегодных безотвальных вызывает необходимость периодического применения разноглубинной отвальной обработки. Обычно ее проводят под пропашные или парозанимающие культуры

Таким образом, в основу построения почвозащитных ресурсосберегающих технологий обработки различной почвы должен быть положен комплекс нормативных агрофизических показателей плодородия (плотность, пористость, мощность пахотного слоя, содержание водопрочной структуры и др.) и технологических требований (сроки, способ, глубина и интенсивность обработки) в соответствии с возделываемыми культурами.

Литература

1. Александрова Л.Н., 1980. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.

2. Борисова И.В., Исаченко Т.Н., Калинина А.В. и др. Список основных растений Северного Казахстана по жизненным формам и эколого-фитоценотическим группам // Геоботаника. - Л., 1961. - Вып. 13. - С. 487-514.

3. Борисова И.В., Исаченко Т.И., Рачковская Е.И. Основные ботанико-географические закономерности растительного покрова Северного Казахстана (с обзорной геоботанической картой) // Изв. ВТО. - 1957 б. - Т. 89, №4.-С. 308-321

4. Ганжара Н.Ф., 1971. О коэффициенте гумификации и методическом подходе к определению гумусового баланса в почвах // Почвоведение. № 4. С. 139-147.

5. Дергачева М.И., 1984 г. Органическое вещество почв: статистика и динамика. Новосибирск.

6. Докучаев В.В., 1948. Русский чернозем. М.

7. «Земельные ресурсы Республики Казахстан» №1 (40) 2009г. стр. 14

8. Куст.гос.с/х.опыт.станция «Рекомендации по агротехнике возделывания с/х культур для совхозов и колхозов Кустанайской области» г.Костанай 1960г. стр. 13-17

9. Ковда В.А., 1973. Основы учения о почвах. М. Т. 1.

10. Махонина Г.И., 1990 г. Скорость гумусонакопления на самозарастающих отвалах Урала // Растения и промышленная среда. Свердловск.

11. Накаряков А.В., Трофимов С.С, 1979. О молодых почвах, формирующихся на отвалах отработанных россыпей в подзоне южной тайги Среднего Урала // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск. С. 58-106.

12. Нормативные показатели выноса и коэффициенты использования питательных веществ с/х культурами из минеральных удобрений и почвы М. ЦИНАО 1986г. стр. 26

13. Образ А.А., Шлосс Ф.Х., Деткин Н.К., Бисембаев С.Т., Гилевич С.И., и др.«Календарь основных работ в земледелии Кустанайской области» г.Кустанай 1987г. стр 16-17

14. Оразбаев К.Ш., Салмагамбетова К.С., Кудашев Г.Н. «Отчет по программе «Корма»» г. Костанай 1996г.

15. Орлов Д.С., 1985. Химия почв. М.

16. Пенни Г., 1948. Факторы почвообразования. М.

17. Пономарева В.В., Плотникова Т.А., 1975 г. Методические указания по определению содержания и состава гумуса в почвах.

18. «Рекомендации по агротехнике возделывания с/х культур для совхозов и колхозов Кустанайской области» г.Костанай 1960г. стр. 13-17

19. Рубинштейн М.И. Ярославцева Н.В. «Антропогенное изменение гумуса в черноземах Северного Казахстана» Почвоведение 2003г. стр. 83

20. Салмагамбетова К. «Сорта многолетних культур»// Костанайские новости 11.03.1998г.

21. Таргульян В.О., Соколов Н.А. Структурный и функциональный подход к почве: почва-память и почва-момент// Математические моделирования в экологии. М.1978г.стр 17

22. Таргульян В.О., Соколов Н.А., 1978. Структурный и функциональный подход к почве: почва-память и почва-момент // Математическое моделирование в экологии. М. С. 17-33.

23. Технология возделывания зерновых культур в почвозащитном земледелии//сборник научных трудов КазНИИЗХ им. А.И. Бараева. 1994г. стр. 215

24. Трофимов С.С, Наплекова И.П., Кандрашин Е.Р., Фаткулин Ф.А., Стебаева С.К., 1986 г. Гумусообразование в техногенных экосистемах. Новосибирск.

25. Труды института почвовдения Академии наук Казахской ССР 1972г. стр. 49

26. Тюрин И.В., 1965. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. М.

27. Удобрение зерновых культур в Северном и Центральном Казахстане // Рекомендации РГКП «КазНИИЗХ» 2001г. стр.27

28. Фридланд В.М., 1972. Структура почвенного покрова. М.

29. Часовитина Г.М., П.К.Величко, И.А.Николенко «Полевое кормопроизводство в Казахстане» Кайнар А-а., 1986г. стр.38- 41

30. «Экологический атлас Костанайской области» ОАО «Комплексная геолого-экологическая экспедиция» Костанай 2004г.

Размещено на Allbest.ru