Библиографическое описание:

Орлов А. Н., Ткачук О. А., Павликова Е. В. Агроэкологическая оценка влияния звеньев севооборота и систем зяблевой обработки почвы на показатели плодородия чернозема выщелоченного и урожайность яровой пшеницы // Молодой ученый. — 2011. — №2. Т.2. — С. 196-199.

В традиционном земледелии решение проблемы сохранения плодородия почвы является актуальной задачей. В условиях резкого снижения инвестиций, направляемых на повышение плодородия почвы, первостепенное значение приобретают приемы интенсификации биологических факторов, предусматривающие использование органических и бактериальных удобрений, запашку соломы, насыщение севооборотов бобовыми культурами. Эффективно решить эти вопросы можно только в условиях длительных стационарных опытов на основе полевых севооборотов. Севообороты в сочетании с рациональными системами основной обработки почвы являются важными агротехническими и биологическими средствами восстановления плодородия и защиты почвы от эрозии. Они являются основой биологизации земледелия, которая в современных условиях создаёт исключительно благоприятные предпосылки для ведения экологически чистого земледелия [1].

Обработка сама по себе ничего не привносит в почву, однако от нее зависят агрофизические характеристики почвы, определяющие водно-воздушный и тепловой режимы почвы, степень и глубину заделки растительных остатков. В зависимости от приемов основной обработки формируется то или иное строение почвенного профиля по распределению в нем частиц твердой фазы, запасов питательных веществ, перемещению углекислого газа и влаги. Все это может сказаться на динамике и соотношении синтеза и минерализации гумуса, образовании подвижных форм питательных веществ и усвоении их растениями [2].

Целью исследований являлось изучение влияния звеньев севооборота и систем зяблевой обработки почвы на показатели плодородия чернозема выщелоченного и урожайность яровой пшеницы

Исследования проводились в 2007-2009 гг. в условиях полевого стационарного опыта кафедры общего земледелия и землеустройства в зернопаротравяном севообороте (чистый пар – озимая пшеница – яровая пшеница – вико-овес + клевер – клевер 1 г. п. – клевер 2 г. п. – озимая пшеница – яровая пшеница) в учебно-опытном хозяйстве ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным, тяжелосуглинистым по гранулометрическому составу. Содержание гумуса в среднем по опыту 6,5%, реакция среды кислая (рНсол 4,8–4,9), обеспеченность азотом высокая, фосфором и калием – средняя.

В качестве объекта исследований использовался рекомендованный для возделывания в Пензенской области сорт яровой пшеницы Тулайковская 10.

В целях выполнения программы исследований проводился многофакторный полевой опыт по следующей схеме:

Фактор А – звенья севооборота:

А0 – Чистый пар – озимая пшеница – яровая пшеница (контроль);

А1 – Клевер 2 г. п. – озимая пшеница – яровая пшеница.

Уборку зерновых культур проводили с одновременным измельчением и разбрасыванием соломы.

Фактор В – системы зяблевой обработки почвы:

В0 – Двухфазная отвальная зяблевая обработка на глубину 20–22 см (контроль);

В1 – Двухфазная безотвальная зяблевая обработка на глубину 20–22 см;

В2 – Минимальная зяблевая обработка на глубину 12–14 см.

Во всех вариантах обработки проводили предварительное лущение на 6–8 см.

Фактор С – способы посева:

С0 – Рядовой посев сеялкой СЗ-3,6 (контроль);

С1 – Разбросной посев сеялкой СШ-3,5.

Норма высева яровой пшеницы 5,0 млн. всхожих зерен на га. Рядовой посев яровой пшеницы проводили сеялкой СЗ-3,6 с последующим прикатыванием кольчато-шпоровыми катками ЗККШ-6. Разбросной посев проводили сеялкой СШ-3,5 (комбинированная посевная машина предназначена для сплошного посева зерновых культур с одновременным внесением минеральных удобрений и предпосевной культивацией).

Трехфакторный опыт размещен методом расщепленных делянок в четырех повторениях. Размер делянок первого порядка: длина – 120 м, ширина – 50 м. Общая площадь делянок – 6000 м2, учетная площадь – 4000 м2. Размер делянок второго порядка: длина – 50 м, ширина – 6 м. Общая площадь делянок – 300 м2, учетная площадь – 200 м2, ширина защитных полос между делянками – 2 м. Размер делянок третьего порядка: длина – 25 м, ширина – 6 м. Общая площадь – 150 м2, учетная – 100 м2.

Все наблюдения, анализы и учет проводили по общепринятым методикам.

Одним из агрофизических показателей состояния почвы, характеризующим ее плодородие, является плотность почвы.

Полученные результаты свидетельствуют, что все три года, в течение которых проводились наблюдения, плотность пахотного слоя весной была оптимальной для яровой пшеницы во всех вариантах опыта: ни вид пара в звене севооборота, ни уменьшение глубины зяблевой обработки почвы под яровую пшеницу не приводили к каким-либо существенным изменениям данного показателя, хотя и была отмечена тенденция к увеличению плотности пахотного слоя в варианте с минимальной обработкой почвы.

Так, при посеве по вспашке плотность слоя 0–30 см по годам составила 1,01–1,05 г/см3, при безотвальной обработке – 1,02–1,09 г/см3, при минимальной обработке – 1,05–1,10 г/см3, перед уборкой – 1,13–1,16 г/см3 и 1,14–1,18 г/см3, 1,19–1,20 г/см3, соответственно.

За годы исследований системы зяблевой обработки почвы существенно отличались по своему влиянию на плотность сложения пахотного горизонта, особенно в слоях 10–20 см и 20–30 см.

В начале весенней вегетации более рыхлое сложение пахотного горизонта отмечалось в варианте со вспашкой и находилось в пределах 0,90–0,91 г/см3 в слое (0–10 см), 1,05–1,07 г/см3 (10–20 см), 1,11 г/см3 (20–30 см); при безотвальном рыхлении: 0,93–0,94 г/см3 (0–10 см), 1,06–1,08 г/см3 (10–20 см), 1,12–1,13 г/см3 (20–30 см); при минимальной обработке: 0,95–0,97 г/см3 (0–10 см), 1,08–1,10 г/см3 (10–20 см), 1,15–1,16 г/см3 (20–30 см).

К уборке происходит уплотнение почвы во всех вариантах и по всем слоям. Наибольшее уплотнение пахотного горизонта отмечалось в варианте с минимальной обработкой почвы, где плотность составила 1,12–1,13 г/см3 в слое (0–10 см), 1,21 г/см3 (10–20 см), 1,22–1,24 г/см3 (20–30 см).

В целом, зяблевая обработка почвы обеспечила сложение пахотного слоя почвы в пределах 1,02–1,08 г/см3 в начале вегетации, 1,08–1,13 г/см3 в середине вегетации и 1,14–1,19 г/см3 перед уборкой. Такие показатели плотности сложения создают благоприятные условия для продукционного процесса возделываемых культур и формирования урожая. Установлено, что зерновые культуры в наших условиях лучше растут и развиваются при плотности сложения почвы от 1,12 до 1,20 г/см3 [3].

Важнейшим показателем плодородия почв, определяющим рост и развитие растений, является содержание влаги в почве.

Полученные результаты исследований свидетельствуют, что вид пара в звене севооборота не оказал существенного влияния на влажность почвы: в среднем за 3 года в пахотном (0–30 см) слое она была в период посева в паровом звене на уровне 27,53%, в травяном звене – 26,29%, перед уборкой – 18,26% и 17,83%, соответственно. В метровом слое в период посева влажность составляла в паровом звене 26,27%, в травяном звене – 25,34%, перед уборкой – 18,49 % и 18,31 %, соответственно.

Изучаемые системы зяблевой обработки почвы так же, как и предыдущий фактор, не вызвали существенных различий в увлажнении ни весной, ни перед уборкой.

Так, в среднем за три года влажность пахотного слоя (0–30 см) в период посева при вспашке составляла 26,83%, при безотвальной обработке – 26,81%, при минимальной обработке – 27,07%; перед уборкой культуры влажность составила по вариантам опыта 17,68%, 18,00% и 18,28%, соответственно. Несущественные различия во влажности отмечались и в метровом слое почвы. Весной влажность почвы в варианте со вспашкой составила 25,73%, с безотвальной обработкой – 25,71% и минимальной – 25,88%; перед уборкой – 18,41%, 18,23% и 18,42%, соответственно.

Запасы продуктивной влаги также были практически одинаковыми во всех вариантах опыта. Так, в паровом звене к моменту посева количество продуктивной влаги в метровом слое варьировало в пределах 176,2–178,2 мм, перед уборкой – 94,7–97,1 мм; в травяном звене – 171,3–173,5 мм и 94,2–95,6 мм, соответственно.

Исследования по влиянию систем зяблевой обработки почвы показали, что в среднем за три года наблюдений запасы продуктивной влаги в метровом слое выщелоченных черноземов в весенний период в варианте со вспашкой составили 175,3 мм, по безотвальному рыхлению – 173,8 мм и минимальной обработке – 175,7 мм.

Перед уборкой в метровом слое на всех вариантах обработки почвы содержание продуктивной влаги снизилось за время вегетации за счет потребления растениями, физического испарения и составило в варианте со вспашкой 94,4 мм, по безотвальному рыхлению – 95,4 мм и минимальной обработке – 96,3 мм.

Эффективность расходования влаги на формирование урожая культуры в различных вариантах была неодинаковой, о чем свидетельствуют данные расчета коэффициента водопотребления (таблица 1).

Коэффициент водопотребления, определяющий эффективность использования влаги на единицу сухого вещества в посевах яровой пшеницы, был ниже в травяном звене и составил 1355,2–1383,2 м3/т, что свидетельствует о более эффективном использовании влаги при формировании единицы урожая

Минимализация обработки почвы путем замены отвальной на безотвальную, а также снижение глубины обработки почвы способствовали небольшому росту коэффициента водопотребления с 1443,1 м3/т на отвальной до 1459,2 м3/т на минимальной обработке в паровом звене и с 1355,2 м3/т на вспашке до 1383,2 м3/т на минимальной обработке почвы в травяном звене севооборота. Это обусловлено, с одной стороны, уменьшением суммарного водопотребления, а также снижением урожайности культуры.

Таблица 1

Элементы баланса влаги в слое 0–100 см под посевами яровой пшеницы,(2007-2009 гг.)

Звено

севооборота


Система

зяблевой

обработки

почвы

Запасы

продуктивной

влаги, мм

Осадки

за

вегетацию,

мм


Расход

влаги

из почвы,

мм


Суммарное

водо-потребление, мм

Выход зерна, т/га



Коэффициент

водопотребления,

м3

посев

уборка

Паровое

двухфазная

отвальная

178,2

94,7

220,2

83,5

301,6

2,09

1443,1

двухфазная

безотвальная

176,2

95,7

220,2

80,5

298,3

2,06

1448,1

минимальная

177,8

97,1

220,2

80,7

299,2

2,05

1459,2

Травяное

двухфазная

отвальная

173,0

94,2

220,2

78,8

296,8

2,19

1355,2

двухфазная

безотвальная

171,3

95,1

220,2

76,2

295,2

2,16

1366,6

минимальная

173,5

95,6

220,2

77,9

296,0

2,14

1383,2


Большую роль в повышении устойчивости яровой пшеницы к водному дефициту играет почвенное плодородие. Его улучшение означает, что в критические по водообеспеченности годы потери зерна можно снизить на 3–10 ц/га [6].

Проведенное нами сравнительное изучение влияния звеньев севооборота и систем зяблевой обработки почвы показало, что они оказывают определенное влияние на агрохимические показатели плодородия почвы, что отражается на росте, развитии и урожайности последующих культур [5].

Результаты исследований показали, что в пахотном слое содержание подвижного фосфора в травяном звене севооборота было больше на 36,2 мг/кг по сравнению с паровым звеном. Содержание щелочногидролизуемого азота и калия в изучаемых звеньях севооборота изменялось незначительно. Применение ежегодной минимальной зяблевой обработки способствует дифференциации элементов питания в верхнем горизонте. Содержание щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия в варианте с минимальной обработкой почвы увеличивается на 2,2 мг/кг, 14 мг/кг и 12,5 мг/кг почвы в слое 0–10 см по сравнению с традиционной отвальной обработкой.

Одним из основных факторов, влияющих на плодородие почвы, является жизнедеятельность почвенной микрофлоры, а также производные микробиологической активности, такие, как целлюлозолитическая активность.

Анализ целлюлозолитической активности выщелоченного чернозема показывает, что существенных различий в интенсивности разложения льняной ткани через 30 дней после закладки по вариантам опыта не выявлено. При увеличении срока закладки льняной ткани на 30 и 60 дней активность микроорганизмов была выше в травяном звене севооборота на 4,1% и 4,3%, соответственно. Целлюлозолитическая активность почвы зависела и от зяблевой обработки почвы. Она составила в слое 0–30 см при вспашке – 28,6%, при безотвальной обработке – 24,4% и минимальной – 23,1%. Более интенсивное разложение льняного полотна во всех вариантах опыта наблюдалось в верхних (0–10 см) слоях почвы. Более сильный нагрев верхнего достаточно увлажненного горизонта (0–10 см) и хороший доступ к нему кислорода обеспечивают здесь развитие аэробной микрофлоры. Степень разложения льняного полотна в значительной мере зависела и от складывающихся гидротермических условий. Так, наибольшее разложение полотна отмечалось в увлажненном 2008 году, процент разложения составил 29,3%, что больше по сравнению с 2007 годом на 8,4%.

Итоговым критерием оценки агротехнических приемов является урожайность сельскохозяйственных культур (таблица 2).

Таблица 2

Урожайность яровой пшеницы в зависимости от вида пара в звеньях севооборота, зяблевой обработки почвы и способов посева

Факторы

Урожайность, т/га

А –

звено

севооборота

В – система

зяблевой

обработки почвы

С – способ

посева

2007 г.

2008 г.

2009 г.

средняя

паровое

двухфазная

отвальная

рядовой

2,01

1,98

2,00

1,99

разбросной

2,12

2,22

2,19

2,18

двухфазная

безотвальная

рядовой

1,95

1,96

1,99

1,97

разбросной

2,05

2,21

2,20

2,15

минимальная

рядовой

1,93

1,95

1,98

1,95

разбросной

2,05

2,20

2,18

2,14

травяное

двухфазная

отвальная

рядовой

2,14

2,07

2,05

2,09

разбросной

2,28

2,33

2,30

2,30

двухфазная

безотвальная

рядовой

2,09

2,05

2,02

2,05

разбросной

2,23

2,32

2,30

2,28

минимальная

рядовой

1,97

2,03

2,02

2,01

разбросной

2,18

2,30

2,30

2,27

Средние

по факторам

А

паровое

2,02

2,09

2,07

2,06

травяное

2,15

2,18

2,16

2,16

В

двухфазная отвальная

2,14

2,15

2,14

2,14

двухфазная

безотвальная

2,08

2,13

2,12

2,11

минимальная

2,03

2,12

2,11

2,09

С

рядовой

2,00

2,01

2,00

2,00

разбросной

2,16

2,26

2,24

2,22



НСР05



для фактора А

для фактора В

для фактора С

для взаимодействия АВ

для взаимодействия АС

для взаимодействия ВС

для взаимодействия ABC

0,14

0,11

0,12

0,13

0,11

0,09

0,10

0,11

0,11

0,10

0,13

0,12

0,12

0,11

0,13

0,14

0,14

0,13

0,10

0,12

0,15

0,16

0,11

0,15

0,18

0,15

0,14

0,17

В целом за период исследований вид пара в звеньях севооборота не оказывал существенного влияния на урожайность культуры. Так, урожайность пшеницы в паровом звене составляла 2,06 т/га, в травяном звене – 2,16 т/га (таблица 2).

Системы зяблевой обработки почвы существенного влияния на урожайность не оказали. Урожайность яровой пшеницы варьировала в зависимости от зяблевой обработки почвы в пределах – 2,09–2,14 т/га.

Существенное влияние за годы проведенных исследований на урожайность оказал способ посева. Разбросной способ посева, проведенный многооперационной посевной машиной, увеличивал урожайность на 0,22 т/га по сравнению с рядовым посевом сеялкой СЗ-3,6.

Таким образом, в зернопаротравяном севообороте есть возможность замены традиционной отвальной зяблевой обработки почвы на минимальную ресурсосберегающую без существенного снижения урожайности возделываемой культуры в сочетании с разбросным способом посева.


Литература:

  1. Воронкова, Н.А. Агроэкологическая оценка влияния предшественников на элементы плодородия чернозема выщелоченного и урожайность яровой мягкой пшеницы / Н.А. Воронкова, О.Ф. Хамова // Вестник Алтайского ГАУ. – 2009. – № 5. – С. 24-29.

  2. Гаевая, Э.А. Влияние разных способов обработки почвы на ее физические свойства / Э.А. Гаевая // Научный журнал КубГАУ. – 2008. – № 39 (5). – С 21-23.

  3. Курятникова, Н.А. Биологические особенности и элементы технологии возделывания овса голозерного в условиях лесостепи Среднего Поволжья: дис. … канд. с.-х. наук / Н.А. Курятникова. – Пенза, 2007. – 191 с.

  4. Орлов, А.Н. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания / А.Н. Орлов, О.А. Ткачук, Е.В. Павликова // Достижения науки и техники АПК. – 2009. – № 7. – С. 28-30.

  5. Ушаков, Р.Н. Возделывание яровой твердой пшеницы в неблагоприятных условиях / Р.Н. Ушаков // Зерновое хозяйство. – 2001. – № 1. – С. 27-28.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle