Russian Federation
631.445.42
631.82
Under the conditions of the northern forest-steppe zone of the Chelyabinsk region, an assessment of the variability of the structural and aggregate state of leached chernozem under the technology of systematic direct sowing was carried out. An increase in the number of agronomically valuable aggregates was obtained against the background of nitrogen fertilizer. In arid conditions (hydrothermic coefficient = 0.7), the number of structural aggregates decreased, compared with a sufficiently humid year (hydrothermic coefficient = 1.2), but good and stable structural indicators remained.
direct sowing, leached chernozem, structural and aggregate state
Способность почвы распадаться на отдельные агрегаты определяет её способности поглощать атмосферные осадки и сдерживать их интенсивность испарения, влияет на микробиологическую активность почвы и соответственно на минеральное питание сельскохозяйственных культур. В формировании структуры почвы большую роль играет культура и уровень урожайности [1], микробиологическая активность почвы, система обработки почвы [2; 3] и погодные условия в период вегетации [4]. Исследованиями российских ученых определено, что наиболее благоприятное структурно-агрегатное состояние почвы складывается при ресурсосберегающих системах обработки почвы [2; 3]. За время вегетации структура почвы меняет свои показатели, с весны до середины лета количество структурных агрегатов увеличивается, к осени уменьшается [5].
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2019 и 2021 гг. в зерновом севообороте (соя – пшеница – горох+овёс – ячмень) на фоне систематического прямого посева в стационарном полевом опыте, заложенном в 1979 году на опытном поле ФГБНУ «Челябинский НИИСХ». Почвенный покров опытного участка чернозём выщелоченный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в слое почвы 0 – 30 см в приделах 6,5 % – 6,8 %. Обеспеченность подвижным фосфором и обменным калием 121 мг/кг и 122 мг/кг, соответственно. Показатель кислотности почвы рНсол 5,0 – 5,5. Погодные условия вегетации сельскохозяйственных культур в 2019 году были с превышением среднемноголетней температуры на 1,4 о С (13,3 о) и с ГТК=1,2, а 2021 году 3,7оС (17,6о) и ГТК=0,7. Механическую обработку почвы не проводили. Борьбу с сорной растительностью осуществляли рекомендованными гербицидами сплошного и селективного действия. На фоне с удобрениями применяли аммиачную селитру, в среднем по севообороту, в дозе N25 в кг д.в.. Почвенные образцы отбирали после уборки яровой пшеницы по слоям 0-10; 10-20; 20-30 см. При изучении структуры использовали метод Н.И. Саввинова (1951) (воздушно-сухое и мокрое просеивание).
Обсуждение результатов. Для более объективной оценки плодородия почвы необходимо определить параметры ее структурно-агрегатного состояния, что позволит наметить пути улучшения условий для роста и развития культур в севообороте. Именно со структурностью почвы связаны основные агрофизические и технологические свойства. В соответствии с предложенной классификацией Н.И. Саввинова [6; 7] по оценке структуры почвы, к агрономическим ценным относят агрегаты размером от 0,25 до 10 мм. Структурно - агрегатное состояние чернозёма выщелоченного на фоне применения прямого посева на различных уровнях минерального питания при возделывании зерновых культур представлено в таблице 1.
Таблица 1 – Структурно – агрегатное состояние чернозёма выщелоченного при прямом посеве сельскохозяйственных культур на различных фонах
минерального питания, сухое просеивание
|
Слой, см |
Фон питания |
Размеры агрегатов, мм |
|||||||
|
2019 год |
2021 год |
||||||||
|
>10 |
10-0,25 |
<0,25 |
К стр. |
>10 |
10-0,25 |
<0,25 |
К стр. |
||
|
0-10 |
б/у |
42,3 |
57,3 |
0,4 |
1,34 |
59,7 |
38,5 |
1,8 |
0,62 |
|
N |
43,4 |
47,8 |
8,8 |
0,92 |
35,1 |
52,5 |
12,4 |
1,1 |
|
|
10-20 |
б/у |
50,8 |
48,5 |
0,7 |
0,94 |
43,1 |
53,2 |
3,7 |
1,14 |
|
N |
45,0 |
50,5 |
4,4 |
1,02 |
43,6 |
49,1 |
7,3 |
0,96 |
|
|
20-30 |
б/у |
45,1 |
54,1 |
0,8 |
1,18 |
53,5 |
43,9 |
2,6 |
0,78 |
|
N |
47,3 |
52,6 |
0,1 |
1,11 |
51,9 |
44,4 |
3,7 |
0,80 |
|
|
0-30 |
б/у |
44,1 |
55,3 |
0,6 |
1,24 |
52,1 |
45,2 |
2,7 |
0,82 |
|
N |
45,2 |
50,3 |
4,4 |
1,0 |
43,5 |
48,7 |
7,8 |
0,95 |
|
Примечание: К стр. – коэффициент структурности почвы; б/у – фон без удобрений, N – фон удобренный.
В 2019 году, достаточно обеспеченном влагой для сельскохозяйственных культур, на фоне без удобрений в слое почвы 0-10 см агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) было больше, чем в остальных исследуемых слоях и составило 57,3 %. В засушливых условиях 2021 года показатель структурности снизился на 11,8 %. Такое снижение агрономически ценных агрегатов и соответственно коэффициента структурности с 1,34 до 0,87 ед., с увеличением распылённости и глыбистой части почвы связано с погодными условиями. На фоне внесения азотного удобрения в слое почвы 0-10 см структурно-агрегатное состояние почвы в 2021 году было выше на 4,7 %, за счёт снижения мелко глыбистой части агрегатов более 10 мм. В среднем по слоям почвы (0-30 см) коэффициент структурности на всех фонах минерального питания был несколько выше в 2019 году, в сравнении с 2021 годом. Согласно качественной оценке структурно-агрегатного состояния по коэффициенту структурности почва в зерновом севообороте при использовании систематического прямого посева обладает хорошими свойствами для возделывания зерновых культур, с показателями структурности на фоне без удобрений от 0,82 до 1,24 ед. и с удобрением от 0,95 до 1,0 ед., в зависимости от условий вегетации.
Большое значение имеет количество водоустойчивых агрегатов в почве, то есть способности противостоять размыванию агрегатов водой. Отечественными учёными установлено, что пахотный слой чернозёма обладает устойчивым сложением, если содержит не менее 40 – 50 % водопрочных агрегатов размером больше 0,25 мм. Снижение содержания этих агрегатов в почве приводит к уплотнению и ухудшению воздухо – и водопроницаемости [7; 8].
В исследуемых образцах почвы, взятых в 2019 и 2021 годах, в среднем по слоям, количество водопрочных агрегатов на фоне без удобрений, составило 50,7 % и 45,8 %, с удобрением 53,6 % 48,3 %, соответственно (табл. 2).
Таблица 2 – Структурно – агрегатное состояние чернозёма выщелоченного при прямом посеве сельскохозяйственных культур на различных фонах минерального питания, мокрое просеивание
|
Слой, см |
Фон питания |
Размеры агрегатов, мм |
|||||
|
2019 год |
2021 год |
||||||
|
>3 |
3-0,25 |
>0,25 |
>3 |
3-0,25 |
>0,25 |
||
|
0-10 |
б/у |
- |
48,1 |
48,1 |
0,5 |
48,2 |
48,7 |
|
N |
1,6 |
53,8 |
55,4 |
0,2 |
52,4 |
52,4 |
|
|
10-20 |
б/у |
0,8 |
49,7 |
50,5 |
0,2 |
46,2 |
46,4 |
|
N |
0,2 |
52,2 |
52,4 |
0,1 |
50,1 |
50,2 |
|
|
20-30 |
б/у |
- |
51,7 |
51,7 |
0,2 |
42,1 |
42,3 |
|
N |
0,2 |
52,7 |
52,7 |
0,1 |
42,1 |
42,2 |
|
|
0-30 |
б/у |
0,3 |
49,8 |
50,7 |
0,3 |
45,5 |
45,8 |
|
N |
0,7 |
52,9 |
53,6 |
0,1 |
48,2 |
48,3 |
|
Примечание: б/у – фон без удобрений, N – фон удобренный.
В острозасушливых условиях 2021 года количество водопрочных агрегатов снизилось на фоне без удобрений на 9,8 %, при внесении азота на 5,3 %. Меньшее снижение водопрочных агрегатов на фоне с удобрением связано с более высоким урожаем культуры. В разрезе слоёв почвы максимальное снижение агрегатов на 10 % получено в слое почвы 20-30 см, независимо от фона минерального питания.
По оценке водопрочных агрегатов почвы, предложенной И.В. Кузнецовой (1979), их содержание оценивается как хорошее, а сложение по структуре устойчивое [7]. На фоне систематического прямого посева при внесении умеренных доз азотного удобрения содержание водопрочных агрегатов было больше, чем на варианте без удобрений, что связано с более развитой корневой системой при высокой урожайности культуры.
По мнению учёных, на основе результатов проводимых опытов в России, чернозёмные почвы, с содержанием водопрочных агрегатов от 40 – 60% являются пригодными для применения минимальных и нулевых обработок, так как они имеют устойчивое и оптимальное сложение для сельскохозяйственных культур [7; 8; 9].
Выводы. Проведенными исследованиями установлено, что систематический прямой посев сельскохозяйственных культур в зерновом севообороте в условиях северной лесостепи Челябинской области на различных фонах минерального питания не оказывает негативного влияния на структурно-агрегатное состояние выщелоченного чернозёма. На фоне дополнительного азотного питания количество агрономически ценных агрегатов несколько больше, чем без применения удобрения. В засушливых условиях вегетации культур количество ценных структурных агрегатов снижается из-за низкой урожайности культур, но при этом находится в оптимальных пределах для создания благоприятных почвенных условий зерновым культурам.
1. Semendyaeva N.V., Koveshnikova L.A., Krupskaya T.N. Vliyanie sevooborotov na strukturnyy i agregatnyy sostav chernozemov vyschelochennyh Priob'ya // Sibirskiy vestnik sel'skohozyaystvennoy nauki. 2009. № 9 (201). S. 5 - 12. EDN: https://elibrary.ru/KVQGKB
2. Habirov I.K., Akbirov R.A., Mirsayapov R.R. Vliyanie razlichnyh sposobov obrabotki pochvy na strukturno-agregatnyy sostav chernozema vyschelochennogo v yuzhnoy lesostepi respubliki Bashkortostan // Agrarnyy vestnik Urala. 2010. №9 (69). S. 50 - 52. EDN: https://elibrary.ru/MSYNMP
3. Korotkih N.A., Vlasenko N.G. Strukturno-agregatnyy sostav chernozema vyschelochennogo pri perehode k tehnologii NO-TILL // Sibirskiy vestnik sel'skohozyaystvennoy nauki. 2013. № 1 (230). S. 5 -11. EDN: https://elibrary.ru/PWKDZJ
4. Korotkih N.A., Vlasenko N.G., Kastyuchik S.P. Strukturnoe sostoyanie chernozema vyschelochennogo pod vliyaniem tehnologii vozdelyvaniya i predshestvennika // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. №3 (125). S. 16 - 22. EDN: https://elibrary.ru/TNHERJ
5. Gluhih M.A. Sevooboroty Yuzhnogo Zaural'ya: Monografiya. – Chelyabinsk, 2008. 299 s. EDN: https://elibrary.ru/QKZJOP
6. Vadyunina A.F. Metody issledovaniy fizicheskih svoystv pochv i gruntov / A.F. Vadyunina, Z.A. Korchagina. M.: Agropromizdat, 1986. 416 s.
7. Kiryushin V.I. Agronomicheskoe pochvovedenie. M.: KolosS, 2010. 687 s. EDN: https://elibrary.ru/QLARFF
8. Kazakov G.I. Agrofizicheskie pokazateli plodorodiya pochvy kak nauchnye osnovy ee obrabotki / Resursosberegayuschie sistemy obrabotki pochvy / Pod red. akademika VASHNIL Makarova I.P. M.: Agroizdat, 1990. S. 32 - 38.
9. Zaharova I.A., Yumashev H.S. Morfologicheskoe stroenie chernozemnyh pochv lesostepnoy i stepnoy zon Chelyabinskoy oblasti // APK Rossii. 2018. T. 25. № 1. S. 31-36. EDN: https://elibrary.ru/YPUHGS
