Россия
УДК 631.445.42 Деградированный чернозем
УДК 631.82 Минеральные удобрения в целом. Искусственные удобрения в целом
В условиях северной лесостепной зоны Челябинской области проведена оценка изменчивости структурно-агрегатного состояния чернозёма выщелоченного в технологии систематического прямого посева. Получено увеличение количества агрономически ценных агрегатов на фоне азотного удобрения. В засушливых условиях (ГТК=0,7) количество структурных агрегатов снижалось, в сравнении с годом достаточно увлажненным (ГТК=1,2), но сохранились хорошие и устойчивые показатели структурности.
прямой посев, чернозём выщелоченный, структурно-агрегатное состояние
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. Семендяева Н.В., Ковешникова Л.А., Крупская Т.Н. Влияние севооборотов на структурный и агрегатный состав чернозёмов выщелоченных Приобья // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2009. № 9 (201). С. 5 - 12. EDN: https://elibrary.ru/KVQGKB
2. Хабиров И.К., Акбиров Р.А., Мирсаяпов Р.Р. Влияние различных способов обработки почвы на структурно-агрегатный состав чернозёма выщелоченного в южной лесостепи республики Башкортостан // Аграрный вестник Урала. 2010. №9 (69). С. 50 - 52. EDN: https://elibrary.ru/MSYNMP
3. Коротких Н.А., Власенко Н.Г. Структурно-агрегатный состав чернозёма выщелоченного при переходе к технологии NO-TILL // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2013. № 1 (230). С. 5 -11. EDN: https://elibrary.ru/PWKDZJ
4. Коротких Н.А., Власенко Н.Г., Кастючик С.П. Структурное состояние чернозёма выщелоченного под влиянием технологии возделывания и предшественника // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. №3 (125). С. 16 - 22. EDN: https://elibrary.ru/TNHERJ
5. Глухих М.А. Севообороты Южного Зауралья: Монография. – Челябинск, 2008. 299 с. EDN: https://elibrary.ru/QKZJOP
6. Вадюнина А.Ф. Методы исследований физических свойств почв и грунтов / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
7. Кирюшин В.И. Агрономическое почвоведение. М.: КолосС, 2010. 687 с. EDN: https://elibrary.ru/QLARFF
8. Казаков Г.И. Агрофизические показатели плодородия почвы как научные основы её обработки / Ресурсосберегающие системы обработки почвы / Под ред. академика ВАСХНИЛ Макарова И.П. М.: Агроиздат, 1990. С. 32 - 38.
9. Захарова И.А., Юмашев Х.С. Морфологическое строение черноземных почв лесостепной и степной зон Челябинской области // АПК России. 2018. Т. 25. № 1. С. 31-36. EDN: https://elibrary.ru/YPUHGS
