Влияние механической обработки на свойства почвы. Влияние приемов основной обработки почвы и степени интенсивности технологии на урожайность ячменя в условиях центрального района нечерноземной зоны рассолова эльвира геннадьевна

480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

Рассолова Эльвира Геннадьевна. Влияние приемов основной обработки почвы и степени интенсивности технологии на урожайность ячменя в условиях Центрального района Нечерноземной зоны: диссертация... кандидата сельскохозяйственных наук: 06.01.09, 06.01.01.- Москва, 2005.- 174 с.: ил. РГБ ОД, 61 05-6/436

Введение

1. Обзор литературы 7

1.1. Задачи обработки почвы 7

1.2. Влияние агроприёмов на физические свойства почвы 12

1.3. Влияние агроприёмов на агрохимические свойства почвы 21

1.4. Влияние агроприёмов на водные свойства почвы 27

1.5. Влияние агроприёмов на биологические свойства почвы 30

1.6. Влияние агроприёмов на тепловые свойства почвы 33

1.7. Влияние агроприёмов на фитосанитарное состояние посевов 34

1.8. Технология выращивания ячменя 39

2. Теоретическое обоснование урожайности ячменя 50

2.1. Приход ФАР на посевы и урожайность 51

2.2. Влагообеспеченность и продуктивность ячменя 55

2.3. Биоклиматическая продуктивность ячменя 58

2.4. Урожайность ячменя по эффективному плодородию дерново-подзолистых почв 61

2.5. Моделирование фитометрических параметров ячменя 64 Заключение 68

3. Цель, задачи и методика исследований 69

3.1. Цель и задачи исследований 69

3.2. Схема опыта и методика проведения исследований 69

3.3. Почвенно-климатические условия 77

3.4. Погодные условия в годы проведения исследований 78

3.5. Место и условия проведения наблюдений и исследований в опыте 80

3.6. Агротехника ячменя и яровой пшеницы в опыте 82

4. Результаты исследований 83

4.1. Влияние приёмов основной обработки почвы на водно-физические свойства почвы 83

4.2. Влияние приёмов основной обработки почвы на биологические свойства почвы 93

4.3. Влияние приёмов основной обработки почвы на структуру урожая 95

4.4. Влияние приёмов основной обработки почвы на агрохимические свойства почвы и пищевой режим почв 102

4.5. Влияние приёмов основной обработки почвы на засорённость посевов, зерна и поражение болезнями 109

4.6. Влияние приёмов основной обработки почвы на урожайность и качество урожая 114

5. Агротехническая, экономическая, энергетическая эффективность приёмов основной обработки почвы 120

5.1. Агротехническая и экономическая эффективность изучаемых вариантов 120

5.2. Энергетическая оценка вариантов опыта 125

Список литературных источников 134

Приложения 165

Введение к работе

Стабильное производство продуктов питания высокого качества и обеспечение высококачественным сырьем - важнейшая задача жизнеобеспечения населения планеты. Проблема продовольствия решается, в основном, через базовую отрасль сельского хозяйства - земледелие, поэтому главная задача - обеспечение устойчивости земледелия на основе рационального использования земли, сохранение и повышение плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур, на основе применения научно обоснованных зональных систем земледелия.

Состояние почв оказывает воздействие на окружающую среду и природные ресурсы, уровень экономического и социального развития государства, здоровье населения.

Обработка почвы занимает большой удельный вес в себестоимости сельскохозяйственной продукции, поэтому совершенствование систем обработки с учётом сокращения затрат на единицу продукции - актуальная проблема.

Как показывают результаты исследований, полученные в нашей стране и за рубежом, длительное использование мелких поверхностных обработок в севообороте приводит к ухудшению в нижних слоях агрохимических и биологических свойств почвы, пищевого режима, проникновению корней растений в нижние слои, следовательно, - к падению эффективного плодородия почвы. Кроме того, при поверхностной заделке органических удобрений и перемешивании их с пахотным слоем, происходит быстрая минерализация органического вещества без существенного прироста гумуса в нижних слоях почвы. С органическими

удобрениями почва обогащается семенами сорняков, которые затем необходимо уничтожать.

Как показывают научные данные и практика, без создания мощного корнеобитаемого слоя получать стабильно высокие урожаи не всегда удаётся. Поэтому, одним из способов окультуривания дерново-подзолистых почв является углубление пахотного слоя. Это возможно за счёт разрыхления подпахотных слоев чизелями - глубокорыхлителями, плоскорезами, плугами без отвалов, послойного внесения органических удобрений и пласта многолетних трав.

Дифференцированная обработка почвы должна более полно учитывать почвенно-климатические условия зоны, биологические особенности сельскохозяйственных культур.

В условиях интенсивного земледелия и в связи с необходимостью перехода к энергосберегающим почвозащитным технологиям, необходимо обоснование приёмов обработки почвы, для поддержания почвенного плодородия.

Исследования проводили в многолетнем стационарном полевом
опыте, заложенном в 1972 году под руководством заведующего отделом
земледелия, доктора сельскохозяйственных наук Саранина Константина
Исидоровича в отделе земледелия НИИСХ ЦРНЗ по научно-технической
программе отделения земледелия Российской академии

сельскохозяйственных наук 0.51.01. "Усовершенствовать низкозатратные почвозащитные системы обработки почвы для севооборотов зерновой специализации, обеспечивающих снижение энергетических затрат" и в соответствии с планом научно-исследовательских работ отдела земледелия НИИСХ ЦРНЗ по теме: "Усовершенствовать низкозатратные почвозащитные

системы обработки почвы для севооборотов зерновой специализации, обеспечивающих снижение энергетических затрат."

В ходе многолетних исследований изучены теоретические вопросы использования приёмов обработки на повышение плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, научно обоснованы приёмы обработки в Центральном районе Нечернозёмной зоны России. Даны агротехническая, экономическая, энергетическая оценки приёмов основной обработки почвы.

Установлено, что наиболее перспективные варианты обработки почвы: сочетание вспашки на 20 см с поверхностной обработкой на 8 см и чизелевание на 20 и 40 см, обеспечивающие снижение затрат на обработку на 4-12% при повышении продуктивности ячменя по сравнению с контрольным вариантом (вспашка на 20 см).

Пользуясь случаем, считаю своим долгом выразить признательность и искреннюю благодарность научным руководителям: заведующему кафедрой общего земледелия, растениеводства, агрохимии и почвоведения, кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Л.С. Фастюкову, заведующему отделом земледелия, доктору сельскохозяйственных наук Е.В. Дудинцеву, а также коллективу отдела земледелия научно-исследовательского института сельского хозяйства центральных районов Нечернозёмной зоны и коллективу кафедры Российского государственного аграрного заочного университета за оказанную помощь, практические советы и доброжелательное отношение в выполнении, обобщении, анализе материала.

Влияние агроприёмов на физические свойства почвы

Для обоснования рациональных технологий и выбора эффективных приёмов обработки почвы интерес представляют изучение динамики сложения пахотного и подпахотного слоев под полевыми культурами как первичного показателя физического состояния почв. Изучение динамики сложения почвы в течение вегетации сельскохозяйственных культур, в зависимости от систем обработки выявляет устойчивые диагностические критерии и устанавливает их оптимальные параметры для необходимого воздействия на почву, обеспечивающего создание и поддержание благоприятных агрофизических условий для роста и развития полевых культур (А.И. Пупонин, 1984).

Обоснование механической обработки дерново-подзолистых почв сводится к изменению их строения и сложения, так как почвы суглинистого и глинистого механического состава малоструктурны и быстро уплотняются. Строение почвы - расчленение почвенного профиля на генетические горизонты и их смена в вертикальном положении. Сложение почвы и её отдельных горизонтов - внешнее выражение их плотности и порозности. Равновесная плотность этих почв превышает 1,35-1,40 г/см3, что ухудшает использование растениями воды, элементов питания и развитие корневой системы большинства сельскохозяйственных культур, снижает окислительно-восстановительный потенциал и ферментативную активность почвы (СИ. Долгов, С.А. Модина, 1969; В.И. Румянцев и др., 1979; J.C. Siemens et al., 1971; N. Nelson, 1976; G. Schnaser, 1976; K.H. Hartge, 1979; D.C. Reicosky, D.K. Cassel, R.L. Blevin et al., 1977; Soil Fertility Mannual, Potash and Phosphors, 1979; S. Jenkins, 1981; R.P.C. Morgan, 1986).

Под улучшением физических свойств дерново-подзолистых почв, в первую очередь, имеют в виду плотность (П.А. Костычев, 1949). Плотность -масса единицы сухой почвы ненарушенного сложения (В.Ф. Вальков, 1986). От неё зависят все режимы и процессы, протекающие в почве: диффузия газов, воздухоёмкость, водопроницаемость, испаряющая и водоподъёмная способность, теплоёмкость, теплопроводность, а также микробиологические и окислительно-восстановительные процессы. Плотность влияет на технологические свойства, тяговое сопротивление, качество обработки почвы, что отражается на количестве и качестве урожая (И.П. Котоврасов, 1984; А.А. Борин, 2003).

Величина оптимальной плотности зависит от типа почвы, механического состава, структуры, обеспеченности питательными веществами (И.Б. Ревут, 1969, 1970; А.В. Королёв, 1970; П.П. Заев, А.В. Королёв, 1972; А. Тинджюлис, Е. Гречене, А. Мешаускене, 1974; Б.А. Доспехов, И.М. Панов, А.И. Пупонин, 1976; Э.А. Реппо, Н.И. Афанасьев, А.Я. Борук и др., 1984; А.П. Тинджюлис, А.В. Зимкувене, 1985).

Оптимальная плотность - почвенно-зональная характеристика -зависит от климатических условий и биологических особенностей растений (И.Б. Ревут, 1970; СВ. Нерпин, А.В. Судаков, 1985).

Оптимальная плотность - при которой распределение пор по их размерам обеспечивает благоприятную для растений водо- и воздухопроникающую способность почвы и передвижение по почве воды и воздуха, обеспечивающее растения максимальным количеством доступной воды при достаточной степени аэрации (И.П, Котоврасов, 1984; F.J. Veihmeyer, А. Н. Hendrickson, 1948).

Оптимальная плотность (объёмная масса) суглинистых дерново-подзолистых почв для выращивания зерновых культур - 1,10-1,30 г/см, для песчаных и супесчаных почв - 1,35-1,50 г/см (П.П. Заев, А.В. Королёв, 1971; С.А. Наумов, 1977; А.И. Пупонин, 1978, 1984; В.М. Сорочкин, 1982; М. Suskevic, М. Kos, 1982).

При определении влияния агроприёмов на физические свойства почвы важный показатель - пористость (порозность) почвы, особенно соотношение объёма некапиллярных и капиллярных пор, которое определяет водно-воздушные свойства почвы: водопроницаемость, влагоёмкость, испаряемость, аэрацию, влияющие на водно-воздушный режим и биологическую активность почвы (А.И. Пупонин, 1984; П.Н. Берёзин, А.Д. Воронин, Е.В. Шеин, 1985).

Влагообеспеченность и продуктивность ячменя

Величину программируемой урожайности по приходу ФАР определяют при оптимальных условиях факторов роста и развития растений. Но получение заданной урожайности ограничивается другими факторами жизнедеятельности растений (углекислота воздуха, необходимая для фотосинтеза; плодородие почвы; реакция почвенного раствора; воздушный режим; температура почвы и воздуха; потенциальная продуктивность сорта или гибрида, реализация которых возможна при районировании). Поэтому, нельзя ориентировать производство на получение потенциальной урожайности, надо обосновать величину заданной урожайности по почвенно-климатическим условиям (М.К. Каюмов, 1981; И.С. Шатилов, 1993, 1998; Х.Г. Тооминг, 1994; И.С. Кочетов, 1999).

Многолетними исследованиями выявлено, что для обоснования величины действительно возможного урожая надо использовать количество продуктивной влаги, накапливаемой за период вегетации культуры. Для ячменя эту величину определяют с начала вегетации (весной) и до уборки.

Показатель действительно возможного по влагообеспеченности почв и растений урожая определяют по формуле (М.К. Каюмов, 1989): Удву - действительно возможный урожай, урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га; 100 - коэффициент перевода продуктивной влаги из мм в ц/га; W - количество продуктивной влаги, накапливаемой за период вегетации культуры, ресурсы продуктивной для растений влаги, мм/га; Kw - биологический коэффициент водопотребления (количество воды, затрачиваемое на формирование 1 ц сухой биологической массы), мм га/ц; Kffl - коэффициент хозяйственной эффективности урожая или доля основной продукции (зерна) в общей биологической массе (в долях от единицы).

Московская область с севера на юг имеет существенное различие по количеству выпадаемых осадков: в северных районах за год выпадает 600-620 мм, на юго-востоке области - 500-525 мм (Агроклиматический справочник по Московской области, 1973).

По данным агрометеорологической станции «Немчиновка» на Юго-Западе области количество выпавших осадков составляло в среднем за 3 года 202 мм с колебаниями по годам от 82 до 277 мм за период вегетации среднеранних сортов ячменя, 208 мм с изменением по годам от 85 до 280 мм в течение вегетации среднеспелых сортов, 223 мм с колебаниями в годы исследований от 109 до 292 мм за период роста и развития сортов среднепозднеи группы (табл. 2.2.).

За период вегетации разных групп сортов ячменя в годы исследований, весной, перед посевом в слое почвы 0-10 см содержалось в среднем 416 мм с колебаниями по годам от 340 до 546 мм. Из-за разного количества осадков, суммарное водопотребление по группам спелости колебалось от 422 до 8 мм. Учёт и знание всех составляющих влагообеспеченности растений даёт возможность правильно обосновать величину действительно возможного урожая этой культуры.

При определении этих показателей нами за основу принято количество продуктивной влаги от 618 до 639 мм, что соответствует суммарному водопотреблению трёх групп спелости сортов. В таблице 2.3. приведена урожайность ячменя, которая реально возможна во влагообеспеченные годы.

Схема опыта и методика проведения исследований

Целью исследований было выяснение, на основе агротехнической и экономической оценок, влияния приёмов основной обработки почвы и степени интенсивности технологии на урожайность ячменя и снижение затрат на обработку в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны.

Задачами наших исследований были:

1. Изучить влияние приёмов обработки почвы на водно-физические, биологические, агрохимические свойства почвы и пищевой режим почв.

2. Изучить влияние приёмов основной обработки почвы на фитосанитарное состояние посевов ячменя.

3. Выявить реакцию ячменя на почвенные условия жизни растений, изменяющиеся под влиянием глубокой вспашки, чизельной, фрезерной, поверхностной обработки в сравнении с обычной вспашкой.

4. Дать агротехническую, энергетическую, экономическую оценки разным приёмам основной обработки почвы под ячмень и технологиям возделывания ячменя, а также последействие обработки на урожайность яровой пшеницы.

Исследования по данной тематике проводятся отделом земледелия НИИСХ ЦРНЗ, в котором мои исследования касаются ячменя, идущего после тритикале: 1 люпин; озимая пшеница; 3 ячмень + подсев клевера; 4 клевер 1-го года пользования; 5 тритикале; 6 ячмень; 7 яровая пшеница; 8 овёс. Схема опыта: 1. Вспашка на 28-30 см (под все культуры) - ПЛН-3-35; 2. Чизельная обработка на 20-22 см (под все культуры) - ПЧ-2,5; 3. Вспашка на 20-22 см (под все культуры (контроль)) - ПЛН-3-35; 4. Поверхностная обработка (чередование вспашки на 20 см с поверхностной обработкой на 8 см) - БДТ-3; 5. Поверхностная обработка на 8-10 см под все культуры(бессменно)- БДТ-3; 6. Фрезерная обработка на 10-12 см (под все культуры) - ФБН-2; 7. Чизельная обработка на 38-40 см - ПЧ-2,5. Число вариантов - 7.

Размер учётной делянки: ширина - 4 м, длина -25 м, площадь учётной делянки - 100 м.

Размер посевной делянки: ширина - 6,3 м, длина - 25 м, площадь посевной делянки - 157,5 м (рис. 1). Способ посева рядовой с междурядьями 15 см (сеялка СН-16). Ширина продольной защитки 100 см, ширина торцевой защитки 115 см. Размещение вариантов - методом рендомизированных повторений. Повторность в опыте по территории 4-х кратная. Учёт урожая проводили сплошным методом.

Объектом исследования в опыте в 2002 и 2003 годах был сорт ярового ячменя «Эльф», а в 2004 году - яровая пшеница сорта «Лада».

Статистическая обработка урожая по Фишеру (Б.А. Доспехов, 1979), методом дисперсионного анализа для однофакторных опытов, проведённых методом рендомизированных повторений.

Минеральные удобрения вносили под предпосевную культивацию на запланированную урожайность ячменя - 50 ц/га.

Норма высева ярового ячменя и яровой пшеницы - 5 млн. всхожих семян на га. Анализ почвенных образцов проводили в агрохимической лаборатории НИИСХ ЦРНЗ: 1. Плотность сложения почвы (г/см3) определяли объёмно-весовым методом. Образцы отбирали по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 см с помощью почвенного бура П.А. Некрасова с объёмом стакана 100 см. Число повторений - 4, согласно методике Г.Ф. Никитенко (1982). 2. Структурно-агрегатный состав по методу Н.И. Саввинова по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 см. 3. Твёрдость почвы (кг/см2) - с помощью твердомера Алексеева по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 см по 10 точек в 1 и 3 повторении. 4. Влажность почвы (%) по слоям 0-І0, 10-20, 20-30, 30-40 см. В момент закладки опыта (во время лущения стерни и вспашки). Весной - во время предпосевной культивации перед посевом и в момент появления всходов, в момент стеблевания (примерно 20-30 см), колошения, момент налива зерна и перед уборкой. Определяли термостатно-весовым методом. Термической сушкой при 105С в течение 6-8 часов. Результаты определяли в процентах от массы абсолютно сухой почвы на всех вариантах в 4 повторениях, делали по 4 скважины на делянке через каждые 10 см (Г.Ф. Никитенко, 1982) и ГОСТ 20915 -75.

5. Запас влаги (Wo6m) в мм водного слоя до глубины Н рассчитывали по формуле: Wo6tl,= 0,1(W, Д, h, + ... + Wn ДПЬП), где W], Wn - влажность почвенных слоев в весовых процентах; Дь Дп- соответствующие им значения плотности сложения почвы (г/см3); hi, hn - мощность почвенного слоя (см); Н - общая мощность слоя почвы, для которого проводятся расчёты (см). Запас влаги в метровом слое почвы определяли по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60, 60-70, 70-80, 80-90, 90-100 см на всех вариантах. Затем из общей влажности вычитали недоступную влажность почвы (мёртвый запас), которую находили путём вычисления максимальной гигроскопической влажности М и перерасчётом: М х 1,34 = недоступная влажность почвы. Осенью, весной (во время культивации) и сразу после уборки.

6. Биологическая активность почвы - целлюлозоразлагающую способность почвы определяли методом аппликаций по И.С. Вострову (1965) в модификации НИИСХ ЦРНЗ (Г.Ф. Никитенко, 1982) - путём разложения льняной ткани в почве. Закладку ткани проводили по слоям в период вегетации культурных растений. Закладывали по 5 аппликаций на всех вариантах на глубину до 40 см в 3 повторениях после посева, при появлении всходов.

7. Нитрификационная способность почвы на всех вариантах по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 см - перед уборкой. По методу СП. Кравкова в модификации Болотиной и Абрамовой (Агрохимические методы исследования почвы, 1975), путём компостирования 100 г сухой почвы при влажности 60% от полной влагоёмкости при температуре 28-30С в течение

Влияние приёмов основной обработки почвы на водно-физические свойства почвы

Агротехника выращивания ярового ячменя и яровой пшеницы в опыте соответствовала рекомендациям для Центрального района Нечернозёмной зоны России. Основную обработку почвы начинали с лущения жнивья сразу после уборки предшественника - БДТ-3.

Через 2 недели после лущения проводили основную обработку почвы, согласно схемы опыта. Весной, по мере подсыхания почвы, проводили боронование зяби. Минеральные удобрения вносили под предпосевную культивацию -НРУ-0,5. Предпосевную культивацию с выравниванием почвы перед посевом проводили культиватором КПС-4 с боронами. Протравливание семян применяли перед посевом ПС-10, фунгицидом Винцит. Посев выполняли сеялкой СН-16. Опрыскивание посевов гербицидом Колос в дозе 10 г/га применяли в фазу кущения - ОПШ-15,

Обработку посевов против вредителей и болезней проводили: БИ-58 в дозе 1 кг/га и Байлетон в дозе 0,5 кг/га по мере необходимости - ОПШ-15. Уборку урожая проводили по делянкам в фазу полного созревания комбайном "Сампо-500".

В соответствии с программой исследований изучали влажность почвы, плотность сложения, скважность аэрации, твёрдость почвы и выясняли влияние приёмов обработки на изменение водно-физических свойств почвы и урожайность ячменя.

Влажность почвы в мае 2002 года была удовлетворительной (табл. 4.1.). В слое до 40 см влажность составляла от 14,0 до 17,9%, в фазу колошения - от 14,4 до 18,2%, перед уборкой- от 9,4 до 13,8%. Влажность по профилю почвы была несколько выше в слоях 10-20 и 20-30 см, а по вариантам - на вспашке на 20 см, чизелевании на 40 см,

В весенний период (перед посевом) 2003 года влажность почвы была высокой: от 15,1% на вспашке на 30 см до 25,1% на фрезеровании. В фазе колошения влажность несколько снизилась - до 16,2 - 19,4%. К уборке влажность почвы осталась высокой и составила от 19,6% (чизелевание, 40 см) до 25,8% (поверхностная обработка).

Запас продуктивной влаги в мм перед посевом 2002 года составлял от 30,0 до 45,5, то есть был удовлетворительным. К фазе колошения он несколько снизился - до 28,6-34,8 мм, а к уборке - до 11,1-21,5 мм.

В 2003 году перед посевом запас продуктивной влаги был выше, чем в 2002 году и составлял 52,7-72,2 мм, в колошение - 48,3-55.,4 мм и перед уборкой, вследствие выпадения осадков, - 66,4-74,3 мм, то есть несколько выше, чем в другие фазы (табл. 4.2.).

Между приёмами обработки по содержанию продуктивной влаги в 2002 и 2003 году чёткой закономерности различий не выявлено.

Плотность сложения почвы в слое до 40 см после обработки в 2002 году составляла 1,00-1,49 г/см3, в слоях 20-30 и 30-40 см плотность сложения была выше, даже при глубоком рыхлении. Так, по вспашке 30 см, перед посевом ячменя плотность составляла 1,44 г/см3 и была на уровне вариантов без рыхления этого слоя (чизелевание 20 см, вспашка 20 см). Это свидетельствует о быстром уплотнении почвы, особенно под влиянием выпадающих осадков (табл. 4.3.). Перед посевом 2002 года в слое 0-10 см плотность была не высокой от 1,00 до 1,29 г/см3, в слое 10-20 см она была выше и достигала 1,20-1,43 г/см3, в слое 20-30 см плотность была ещё более высокой - до 1,27-1,49 г/см3. На варианте глубокого чизелевания в слое 30 40 см плотность была на уровне слоя 20-30 см и составила 1,44 г/см. В фазу колошения плотность несколько снизилась под влиянием развития корневой системы и составляла от 1,05 до 1,40 г/см3. К уборке произошло некоторое уплотнение почвы - до 1,16-1,40 г/см.

К физико-механическим свойствам относят пластичность, липкость, набухание, усадку, связность и твердость. Физико-механические свойства имеют важнейшее значение для оценки технологических свойств почвы.

Пластичность - способность почвы изменять свою форму (деформироваться) под воздействием внешних сил и сохранять полученную форму после прекращения механического воздействия. Пластичность обусловлена гранулометрическим составом и приобретает ее в определенном диапазоне влажности (в сухом и переувлажненном состоянии почвы пластичностью не обладают). Наиболее высокой пластичностью обладают глинистые почвы, а наименьшей - пески.

Липкость - способность почвы во влажном состоянии прилипать к другим телам (сельскохозяйственным орудиям или другим предметам). Степень липкости зависит от гранулометрического состава, содержания гумуса и влажности. Она наибольшая у глинистых почв и наименьшая у песчаных почв. С липкостью связано важное агрономическое свойство почвы - физическая спелость, то есть состояние влажности, при котором почва хорошо крошится на комки, не прилипает при этом к орудиям обработки. Физическая спелость зависит от гранулометрического состава, гумусированности почв и влажности. Весной раньше других поспевают к обработке песчаные и супесчаные почвы, а при одном и том же гранулометрическом составе - более гумусированные. Для суглинистых почв интервал влажности, при которой достигается такая спелость, равен 40...60%, для глинистых - 50...60%, для легких почв - 40...70 %НВ.

Интервалы влажности почвы, при которой достигается ее физическая спелость, для лугово-каштановой почвы Тер- ско-Сулакской равнины Дагестана составляет 45...60%, лугово-каштановой солончаковой - 45...55%, коричневой почвы предгорной зоны - 40...65% НВ.

Различают также биологическую спелость почвы, под которой понимают такое состояние ее теплого режима, при котором активизируется микробиологическая активность, а почва готова к посеву или посадке.

Набухание - увеличение объема почвы при увлажнении, измеряемое в процентах к исходному объему почвы. Противоположное ему свойство, проявляющееся при высыхании, называют усадкой. Набухание и усадка зависят от гранулометрического и минералогического состава, состава поглощенных катионов. Наибольшей набухаемостью обладают глинистые и солонцовые почвы. Набухание - отрицательное свойство почв, т.к. приводит к разрушению почвенных агрегатов. Сильная усадка приводит к образованию трещин, разрыву корневой системы растений.

Связность (сцепление) - способность почвы сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы, выражается в т/м. Связность зависит от гранулометрического и минералогического состава, структуры, содержания гумуса, влажности почвы. Наибольшей связностью обладают глинистые почвы, наименьшей - песчаные. Связность снижается при улучшении структуры. Связные почвы лучше противостоят эрозии, однако при увеличении связности возрастают энергетические затраты на обработку почвы.

Твердость - свойство почвы оказывать сопротивление при проникновении в нее под давлением какого-либо тела. Измеряется в кг/см 2 и зависит от влажности, гранулометрического состава, структуры, содержания гумуса. Классификация почв по твердости следующая: рыхлая (

(30.. .50), весьма плотная (50...100), слитная (>100кг/см 2).

Для придания почве благоприятной структуры ее необходимо обрабатывать в состоянии физической спелости. При обработке суглинистых и глинистых почв в спелом состоянии они легко крошатся на комки оптимального размера. При вспашке почвы в переувлажненном состоянии образуется сплошной пласт, который быстро теряет воду и дальнейшее его разделывание приводит к сильному разрушению структуры. Вспашка сухой почвы сопровождается появлением крупных глыб и комков.

Наряду со снижением качества обработки неспелых почв возрастают тяговые усилия и расход горючего: на сухой

Вследствие повышенной связности, а на переувлажненной - вследствие увеличения липкости.

Структурное состояние почвы влияет на диапазон оптимальной влажности, при которой наступает физическая спелость. Комковатая почва имеет меньшую связность и липкость при той же влажности, что и распыленная почва. Поэтому интервал влажности для хорошей обработки на структурных почвах шире, чем на плохо оструктуренных.

Наступление физической спелости почвы можно определить следующим образом. В нескольких местах на поле следует взять неполную горсть почвы, слегка ее сжать и с высоты пояса человека уронить на землю. При этом спелая суглинистая и супесчаная почва распадется на мелкие комочки, а глинистая при падении не изменит сделанной в руке формы. Неспелая (переувлажненная) почва при падении сплющивается. Физическая спелость почвы в пределах одного поля наступает неодновременно, поэтому обработку надо проводить выборочно, по мере подсыхания отдельных участков. В первую очередь поспевает почва на южном и на более крутых склонах, а затем на северных и на пологих.

Для высококачественной обработки почвы необходимо изучить почвенные условия каждого поля и его участков, чтобы своевременно определить наступление физической спелости.

С увеличением скорости движения агрегатов при обработке почвы интервал оптимальной влажности возрастает. Это позволяет проводить вспашку при более высокой влажности почвы. При увеличении скорости движения пахотного агрегата с 3,8 до 5,2 км/ч предельная относительная влажность спелой почвы повысилась на 7... 17%.

Увеличение скорости движения агрегатов на вспашке черноземов способствует лучшему крошению почвы и уменьшению гребнистости вспашки.

Повышение скорости движения почвообрабатывающих агрегатов экономически и агротехнически целесообразно не только на вспашке, но и при культивации, лущении, прика- тывании и бороновании. При увеличении скорости движения трактора на культивации до 10-11 км/ч количество крупных глыб уменьшается на 24...28%, гребнистость вспашки - на

• 34.. .39, твердость ее в слое 0...18 см - на 8,6...27% при одновременном повышении производительности агрегата - на
• 24.. . 30%.

76 Ой - » |Р «»

На правах рукописи

Бондарев Борис Евгеньевич

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА □ЕРОЗЕМНО-ЛУГОВОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ХЛОПЧАТНИКА В УСЛОВИЯХ АНДИЖАНСКОЙ ОБЛАСТИ УЗБЕКИСТАНА

06.01.03 - агропочвоведенне 06.01.02 - сельскохозяйственная мелиорация

МОСКВА -1998

Работа выполнена на кафедре почвоведения, агрохимии, и агроэкологии сельскохозяйственного факультета Российского университета дружбы народов и кафедре землепользования и земельного кадастра Государственного университета по землеустройству. Полевые исследования проводились в 1987-1990 г.г. в совхозе «Гулистан» Пахтаабадского района Андижанской области Узбекистана.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.В. Шуравилин.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Д.Н. Дурманов доктор технических наук А.Е. Касьянов

Ведущая организация:

Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева

Защита диссертации состоится «_» 1998 года в «._» часов

на заседании диссертационного совета К 053.22.18 в Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 8, корп. 2 (сельскохозяйственный факультет).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук, доцент В.М. Малофеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В настоящее время особое значение приобретает проблема расширенного воспроизводства плодородия орошаемых земель путем создания и поддержания в почве положительного баланса гумуса. Создание высокоплодородного фона почвы в хлопковых севооборотах, на базе новых, научно обоснованных агротехнических приемов позволяет значительно повысить эффективность удобрений, снизить заболеваемость вилтом и засоренность сорняками и в результате получать устойчиво высокие урожаи хлопка-сырца.

Одним из технологических приемов, оказывающих влияние на повышение плодородия этих почв и получение высоких урожаев хлопчатника и других сельскохозяйственных культур является основная обработка.

Известно, что глубокая запашка люцерны с полным оборотом пласта способствует сдерживанию процессов минерализации органических веществ и создает благоприятные условия для рационального использования естественного плодородия почвы.

Возможность более глубокой заделки корневых и пожнивных остатков люцерны и снижение темпов их разложения усилит мелиорирующее влияние основной обработки почвы, что в свою очередь до некоторой степени предотвратит ее сезонное засоление на хлопковых полях. Однако до настоящего времени специальных исследований по влиянию дифференцированных способов глубокой основной обработки на изменение свойств сероземно-луговых почв, их водно-солевой режим и продуктивность хлопчатника в условиях Андижанской области практически не проводилось.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось комплексное изучение влияния различных способов основной обработки сероземно-луговых почв Андижанской области на их водно-физические, агрохимические свойства, водно-солевой режим и урожайность хлопчатника.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

Изучить изменение водно-физических свойств сероземно-луговых почв под влиянием различных способов основной обработки;

Определить влияние различной глубины вспашки и рыхления на агрохимические свойства почв;

Выявить влияние различных приемов основной обработки на водно-солевой режим почв;

Установить влияние основной обработки почвы на фитосанитар-ное состояние посевов хлопчатника;

Изучить особенности накопления растительных остатков и гуму-сообразования в зависимости от приемов основной обработки почвы;

Определить влияние различных приемов основной обработки почвы на рост, развитие, урожайность хлопчатника и технологические свойства хлопкового волокна.

Научная новизна. В условиях Андижанской области изучены и научно обоснованы приемы основной обработки оазисных сероземно-луговых почв и выявлено их влияние на изменение водно-физических, агрохимических свойств, водно-солевого режима, фитосанитарного состояния и продуктивности хлопчатника. ,..

Получены научно обоснованные данные по динамике водно-физических, физико-химических и химических свойств почв, содержанию и балансу гумуса, накоплению.органических веществ. Выявлены параметры изменений водно-солевого режима почвы в зависимости от технологии основной обработки. Установлены особенности регулирования фитосанитарного состояния почв приемами основной обработки. Изучено влияние приемов основной обработки почвы на рост, развитие и урожайность хлопчатника.

Практическая значимость. Рекомендованы оптимальные технологии обработки сероземно-луговых, подверженных засолению почв, обеспечивающие сохранение и повышение почвенного плодородия и позволяющие в среднем получать больше хлопка-сырца на 0,53-0,64 т/га или на 16,3-19,6 % по сравнению с традиционной вспашкой.

В результате проведения комплексных исследований установлено, что наиболее эффективными приемами основной обработки, обеспечивающими воспроизводство почвенного плодородия и поддержание оптимального водно-солевого режима почв является вспашка плантажным плугом на глубину 45 см (пласта люцерны) и вспашка (по обороту пласта) на 25 см на второй год и на 35 см - на третий год, а также обычная вспашка на глубину 28-30 см с рыхлением на глубину 60 см в первый год и проведение двухъярусной вспашки на глубину 35 см во второй и третий годы. Достаточно высокая эффективность достигается также при проведении плантажной вспашки на 45 см в первый год и обычной вспашки в сочетании с щелеванием на 40-50 см в последующие годы.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях Ташкентского института инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства (ТИИИМСХ), Государственного университета по землеустройству (ГУЗ), Новочеркасского инженерно-мелиоративного института им. А.К. Коргунова (НИМИ), Почвенного института им. В.В. Докучаева, Белорусской сельскохозяйственной академии и Российского университета дружбы народов (РУДН) в период с 1987 по 1998 г.г., а также на заседании кафедры почвоведения, агрохимии и агроэкологии сельскохозяйственного факультета Российского университета дружбы народов в 1998 г.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству. Изложена на страни-

цах машинописного текста, содержит 33 таблицы и 5 рисунков. Список использованной литературы включает 162 наименования.

УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования по изучению влияния технологий основной обработки сероземно-луговых почв проводились в 1987-1990 г.г. в совхозе "Гулистан" Пахтаабадского района Андижанской области Республики Узбекистан.

В вегетационный период (апрель-сентябрь) 1988 и 1990 г.г. температура воздуха была выше среднемноголетней на 0,7 °С, а сумма осадкоЕ близка к норме. В 1989 г. температура воздуха была ниже среднемноголетней на 0,6 °С и осадков выпало на 16 мм меньше нормы или на 20,5%.

Почва сероземно-луговая среднесуглинистая, с содержанием гумуса в слое 0-30 см 1,13 %, валовых форм азота, фосфора и калия соответственно: 0,091 %, 0,16 и 2,02 %, а подвижных - 4,9 мг/100 г. (гидролизуемый азот), 3,35 мг/100 г. (подвижный фосфор) и 15,25 мг/ЮО г (обменный калий). Емкость поглощения в этом слое составляла 12,5 мг.экв./ЮО г, реакция почвенной среды слабощелочная (РНн2<э -7,5).

Водно-физические свойства в пахотном слое (0-30 см) благоприятные для возделывания хлопчатника. Плотность сложения равна 1,34 г/см3, пористость - 48,2 %, наименьшая влагоемкость 21,5 %, влажность завядания - 5,2 %, запасы продуктивной влаги - 65,7 мм., водопроницаемость - 2,52 мм/мин (в среднем за шесть часов). В опыте применялась общепринятая зональная агротехника. Возделывалея среднеспелый сорт хлопчатника 175-ф после люцерны третьего года в хлопково-люцерновом севообороте.

Полевой опыт был заложен по следующей схеме (табл. 1)

Таблица 1

Схема полевого опыта

1 Обычная вспашка плугом П 5-35М с предплужником на глубину 28 - 30 см (контроль) Обычная вспашка плугом П5-35М с предплужником на глубину 28 -30 см (контроль)

2 Обычная вспашка плугом П 5-35М с предплужником на глубину 28 - 30 см Двухъярусная вспашка плугом П 535 на глубину 35 см (0 - 15 см; 15 - 35 см.)

3 Двухъярусная вспашка плугом П5-35 на глубину 35 см (0 - 15 см; 15 -35 см.) Двухъярусная вспашка плугом П5-35 на глубину 35 см (0-15 см; 15 - 35 см.)

4 Вспашка плантажным плугом ППН-4-40 на глубину 45 см Двухъярусная вспашка плугом П 535 на глубину 35 см (0 - 15 см; 15. - 35 см.)

". 5 Вспашка плантажным плугом ППН-4-40 на глубину 45 см Обычная вспашка плугом П5-35М с предплужником на глубину 28 -30 см + щелевание на 40-50 см

Номер варианта Распашка люцерны, осень 1987 г. Основная обработка почвы в 1988 и 1989 г.г.

6 Вспашка плантажным плугом ППН-4-40 на глубину 45 см Вспашка с переменной глубиной (25 см в 1988 г.; 35 см в 1989 г.)

7 Обычная вспашка плугом П5-35М с предплужником на глубину 28 - 30 см + рыхление на глубину 60 см плугом ПУ-2-35 Двухъярусная вспашка плугом П 535 на глубину 35 см (0 - 15 см; 15 - 35 см.)

8 Обычная вспашка плугом П5-35М с предплужником на глубину 28 - 30 см + щелевание на 40-50 см Двухъярусная вспашка плугом П5-35 на глубину 35 см (0 - 15 см; 15 - 35 см.)

Осенью 1987 г. по фону трехлетней люцерны была проведена основная обработка почвы в восьми вариантах с четырехкратной повтор-ностью. Каждая делянка имела площадь 720 м2 (100 х 7,2 м) и включала восемь рядков с шириной междурядья 90 см, из них 4 - учетные. Общая площадь опытного участка составляла 2,3 га. Размещение делянок систематическое. Полевые исследования проводились согласно методике СоюзНИИХИ (1981). При определении водно-физических и агрохимических свойств почв использовали общепринятые методы. Гранулометрический и микроагрегатный состав почвы определяли методом пипетки по H.A. Каминскому. Агрегатный состав - по Н.И. Саввинову, водопрочность почвенных агрегатов - по И.М. Бакшееву, плотность твердой фазы - пикнометрически, плотность сложения - методом цилиндров.; Определение наименьшей влагоемкости проводилось методом залива площадок (Л.П. Розов), водопроницаемости - по методу Нестерова, максимальной гигроскопичности - по A.B. Николаеву, влажности завядания расчетным методом. Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом, глубину грунтовых вод - по наблюдательным колодцам. Агрохимические анализы проводили по Е.В. Аринушкиной (1970). Гумус определяли по И.В. Тюрину, валовой фосфор и азот по A.M. Мещерякову, валовой калий - потенциометриче-ски, подвижные формы азота, фосфора и калия по методике СоюзНИ-ХИ (1963). Поглощенные основания и емкость поглощения - по Пфейфферу. Состав воднорастворимых солей- в полной водной вытяжке.

Поливы проводили при снижении влажности почвы до 70-75% HB. Учет поливной воды осуществляли водосливом Чипполетти. Промывку проводили затоплением по чекам. Наблюдения за ростом и развитием хлопчатника проводились по общепринятой методике СоюзНИ-ХИ. Учет растительных остатков определяли методом отмыва монолитов. Уборку урожая проводили поделяночно, вручную. Технологические

свойства хлопко-волокна определяли по общепринятым методам. Математическая обработка урожайных данных проведена методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ СЕРОЗЕМНО-ЛУГОВОЙ ПОЧВЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ

ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Под влиянием основной обработки почвы после распашки люцерны третьего года перед посевом хлопчатника в пахотном слое 0-60 см, плотность сложения по вариантам изменялась в пределах 1,29-1,34 г/см3 , а в подпахотном слое 30-60 см она варьировала от 1,32 до 1,42 г/см3.

Плантажная вспашка на 45 см и рыхление на 60 см, а также ще-левание на 50 см существенно снижали плотность сложения почвы вследствие разрушения плужной подошвы и подпахотного уплотненного горизонта. В этих вариантах плотность сложения в слое 30-60 см была меньше, чем при основной вспашке на 28-35 см на 0,06-0,1 г/см3 . Даже в слое 0-60 см она была ниже на 0,02-0,05 г/см3. К концу вегетации хлопчатника плотность сложения выравнивается по всем вариантам, хотя глубокие обработки способствуют более длительному поддержанию рыхюго состояния почвы. Проведение щелевания на 40-50 см в последующие два года снижало плотность сложения в течении трех лет. В среднем, в первых трех вариантах с неглубокой обработкой пористость почвы в слое 0;60 см составляла 48,5-48,8 %, а в вариантах с более глубокой основной обработкой она увеличилась до 49,6-50,4 %. Наибольшее влияние на повышение пористости слоя 0-60 оказала обычная вспашка в сочетании с глубоким (на 60 см) рыхлением. К концу вегетации хлопчатника третьего года (осень 1990 г.) в контроле пористость слоя почвы 0-60 см оставалась наименьшей (44,4 %), а на фоне глубокой обработки в первый год и последующих неглубоких обработках пористость незначительно повышалась (45,0 %). При ежегодной двухъярусной вспашке на глубину 35 см пористость в слое 0-60 см составляла 45,0 % (вар. 3).

Влияние приемов основной обработки почвы на водоудерживаю-щую способность было незначительным. Глубокая обработка и, прежде всего, разрыхление подпахотного слоя способствовали некоторому увеличению наименьшей влагоемкости (с 21,4 до 21,8 %).

Водопроницаемость почвы повышалась при проведении глубокой обработки по сравнению с контролем на 30,8-41,3 % на период посева и на 18,7-34,1 % на период уборки (табл. 2). Наиболее высокие показатели отмечены при проведении обычной вспашки с рыхлением на 60 см.

■ Таблица 2

Впитывание и фильтрация почвы опытного участка в первый _год исследований, м3/га_

Время впитывания, мин. Варианты

60 723 589 754 595 982 687 1014 703 916 673

60-120 605 462 631 473 813 554 869 584 786 542

120-180 413 274 416 281 605 352 653 412 Ж 338

180-240 226 127 229 130 342 196 376 232 303 184

240-300 Ш 99 134 101 224 120 241 155 197 116

300-360 108 86 110 88 148 98 157 109 132 93

360 2204 1637 2274 1668 3114 2007 3310 2195 2883 1943

Примечание: Числитель- весна 1988 г., знаменатель - осень 1988 г.

На третий год исследований наибольшая водопроницаемость наблюдалась в варианте 5 с проведением плантажной вспашки на 45 см в первый год и обычной вспашки в сочетании с шелеванием в последующие два года.

Глубокая обработка люцерны третьего года с последующими вспашками почвы двухъярусным плугом в течении двух лет на глубину 35 ом способствовали поддержанию более благоприятной ее агрегированное™, чем при обычной вспашке на глубину 28-30 см. Проведение глубокой плантажной вспашки на 45 см повышало содержание агрономически ценных агрегатов (10-0,25 мм) на период посева хлопчатника на 4 % в слое 0-60 см, а коэффициент структурности при этом увеличился с 1,70 до 2,02. Из рассматриваемых вариантов наибольшее количество агрономически ценных агрегатов (68,7 %) отмечалось в варианте 7 при проведении обычной вспашки в сочетании с рыхлением на 60 см.

В конце трехлетнего периода исследований в слое 0-60 см произошло некоторое ухудшение агрегатного состава почвы за счет снижения количества агрономически ценных агрегатов. Наибольшее содержание водопрочных агрегатов более 0,25 мм на период посева хлопчатника первого года (весна 1988 г.) отмечалось в варианте 7, где проводилось глубокое рыхление - 12,3 %. В других вариантах с глубокими обработками содержание водопрочных агрегатов более 0,25 мм было меньше на 34 %.

На конец исследований (осень 1990 г.) по вариантам опыта сохранилась та же закономерность. Вместе с тем наибольшее количество водопрочных агрегатов более 0,25 мм (13,7 %) при более высокой их во-допрочности отмечалось при вспашке плантажным плугом на глубину 45 см в первый год и обычной вспашке в сочетании с щелеванием на 40-50 см в последующие два года (вар. 5). Здесь количество водопрочных почвенных агрегатов более 0,25 мм превышало контроль на 4,1 %.

АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Содержание гумуса в почве. После проведения осенней глубокой вспашки люцерны третьего года на период посева хлопчатника весной 1988 г., содержание гумуса в пахотном слое уменьшилось по сравнению с контролем с 1,14 % до 0,96 %. Однако, в целом, в слое 0-60 см его количество оставалось без изменений (0,92 %), что было обусловлено у?е-личением содержания гумуса в подпахотном слое. Глубокое рыхление и щелевание существенно не изменили профильное распределение гумуса в слое почвы 0-60 см (табл. 3).

К концу вегетации хлопчатника первого года (осень 1988 г.) содержание гумуса в слое почв 0-60 см в вариантах с глубокой обработкой увеличилось с 0,91 % в контроле до 0,93-0,97 %. Наибольшее его содержание гумуса отмечено в вар. 7, где обычная вспашка была проведена в сочетании с рыхлением на 60 см.

На период посева хлопчатника третьего года (весна 1990 г.) содержание гумуса было выше, чем на период уборки хлопчатника второго года возделывания (в среднем на 0,01-0,02 %). Различия по вариантам опыта оставались аналогичными.

Таблица 3

обработки, %

Сроки Слой, Вариант

определения см 1 2 3 4 5 6 7 8

0-30 1,14 1,12 1,09 0,96 0,96 0,96 1,12 1,12

Весна 1988 г. 30-60 0,71 0,74 0,77 0,88 0,88 0,88 0,75 0,72

0-60 0,92 0,93 0,93 0,92 0,92 0,92 0,94 0,92

0-30 1,13 1,13 1,10 1,03 1,02 1,04 1,15 1,14

Осень 1988 г. 30-60 0,69 0,71 0,76 0,85 0,86 0,84 0,79 0,72

0-60 0,91 0,92 0,93 0,94 0,94 0,94 0,97 0,93

0-30 1,14 1,14 1,16 1,13 1,16 1,17 1,19 1,14

Весна 1990 г. 30-60 0,76 0,76 0,76 0,89 0,86 0,87 0,83 0,86

0-60 0,95 0,95 0,96 1,01 1,01 1,02 1,01 1,00

0-30 мз 1,13 1,13 1,14 1,14 1,15 1,15 1,14

Осень 1990 г. 30-60 0,73 0,73 0,75 0,78 0,82 0,83 0,83 0,78

0-60 0,93 0,93 0,94 0,96 0,98 0,99 0,99 0,96

В конце исследований (осень 1990 г.) содержание гумуса в по";ве по сравнению с весенним определением снижалось, но оставалось вы-

не, чем в начале исследований (весна 1988 г.). При этом в контроле и 1ри неглубоких обработках (вар. 2,3) оно составляло 0,93-0,94 % в слое)-60 см, а при проведении глубоких обработок (вар. 4-8) - 0,96-0,99 %. Наибольшее содержание гумуса (0,98-0,99 %) отмечено в вариантах 5-7, Ж в первый год проводилась плантажная вспашка на 45 см, а во второй 1 третий годы щелевание на 40-50 см (вар. 5), или вспашка с перемен-юй глубиной (вар. 6) , а также глубокое рыхление в первый год и [вухъярусная вспашка на 35 см в последующие два года. В целом баланс умуса оставался положительным и его воспроизводство в наибольшей ггепени происходило в вариантах 6 и 7.

Питательный режим почвы. После распашки люцерны осенью 1987 ода содержание питательных веществ на период посева хлопчатника весна 1988 г) в слое 0-30 см составляло по валовому азоту 0,085-0,091 Ъ, фосфору 0,14-0,16 % и калию - 1,94-2,02 % (табл. 4). Содержание подвижных форм варьировало по вариантам в пределах 4,2-5,2 мг/100 г по идролизуемому азоту, 2,52-3,78 мг/100 г по подвижному фосфору и 4,8-15,5 мг/100 г по обменному калию. При проведении глубокой спашки на 45 см наблюдалась тенденция к снижению содержания ва-ового азота в слое 0-30 см до 0,085 % и легкогидролизуемого - до 4,2 ir/100 г, валового фосфора - до 0,14 % и подвижного - до 2,52 мг/100 г, алового калия - до 1,94 % и обменного - до 14,8 мг/100 г.

Таблица 4

Питательный режим в зависимости от приемов основной обработки почвы (слой 0-30 см)_

Азот Фосфор Калий

[омер рианта валовой, % легкогидроли-зуемый, мг/100 г валовой, % подвижный, мг/100 г валовой, % обменный, мг/100 г

Весна 19S8 г., на период посева

1 0,091 5,1 0,16 3,78 2,02 15,4

2 0,091 5,1 0,16 3,78 .2,02 15,4

3 0,089 4,9 0,15 3,72 2,00 15,5

4 0,085 4,2 0,14 2,52 1,94 14,8

5 0,085 4,2 0,14 2,52 1,94 14,8

6 0,085 4,2 0,14 2,52 1,94 . 14,8

7 0,090 5,2 0,16 3,75 2,01 15,3

8 0,090 5,2 0,16 3,76 2,00 15,3

Осень 1988 г., конец вегетации хлопчатника первого года

1 0,090 5,3 0,16 3,83 1,98 15,2

2 0,090 5,3 0,16 3,83 1,98 15,2 "

3 0,088 5,2 0,16 3,77 1,97 15,3

4 0,087 4.8 0,15 . 3,68 1,98 15,0

5 0,087 4,8 0,15 3,68 1,98 15,0

6 0,087 4,8 0,15 3,69 1,98 15,0

7 0,091 5,4 0,18 . 3,85 1,99 15,3

8 0,090 5,3 0,17 3,84 1,99 15,3

Азот Фосфор Калий

Номер фианта валовой, % легкогидроли-зуемый, мг/100 г валовой, % подвижный, мг/100 г валовой;." " обменный, мг/100

Осень 1989 г., конец вегетации хлопчатника второго года

1 0,095 5,9 0,17 4,18 1,97 15,0 .

2 0,096 6,6 0,17 4,24 1,99 15,4

3 0,096 6,5 0,18 4,31 1,98 15,4

4 0,093 6,3 0,18 4,22 1,94 15,1

5 0,097 6,9 0,18 4,41 2,00 15,2

6 0,098 7,0 0,18 4,43 2,00 15,3

7 0,098 7,1 0,18 4,45 2,01 15,4

8 0,096 6,8 0,18 4,36 1,98 15.2

Осень 1990 г., конец вегетации хлопчатника третьего года

1 0,092 5,6 0,18 4,16 1,96 14,8

2 0.093 5,8 0,18 4,13 1,98 14,9

3 0,093 5,9 0,18 4,14 1,97 14,9

4 0,091 5,4 0,18 4,10 1,89 14,5

5 0,094 6,1 0,18 4,17 2,00 15,0

6 0,096 6,3 0,18 4,19 2,00 15,1

7 0,095 6,2 0,18 4,18 2,00 15,0

8 0,094 6,0 0,18 4,16 1,99 15,0

В конце вегетации хлопчатника первого года возделывания (осень 988 г) отмечалось повышение содержания питательных элементов в:лое почвы 0-30 см после проведенных глубоких обработок (валового □ота до 0,087 %, легкогидрачизуемого - до 4,8 мг/100 г, валового фосфора - до 0,15 % и подвижного - до 3,69 мг/100 г, калия валового - до,98 % и обменного - до 15,0 мг/100 г почвы)." ; "

К концу второго года вегетации хлопчатника (осень 1989 г) отмаялось наибольшее содержание элементов питания (валового азога ,093-0,098 %, легкогидролизуемого азота - 5,9-7,1 мг/100 г, фосфора валового 0,17-0,18 % и подвижного - 4,18-4,45 мг/100 г, калия валового,94-2,04 % и обменного - 5,0-5,4 мг/100 г). Наибольшее количество пи-ательных элементов отмечалось в шестом и седьмом вариантах, где [роводилась в первый год плантажная вспашка на 45 см и во второй год;спашка на глубину 25 см или обычная вспашка с рыхлением на 60 см в [ервый год и двухъярусная вспашка на 35 см во второй год. Наименьшее содержание элементов питания отмечено в контроле.

Аналогичная картина в изменении содержания питательных эле-1ентов наблюдалась в конце вегетации хлопчатника третьего года. Здесь вариантах 6 и 7 содержание валового азота увеличилось по сравнению контролем с 0,092 до 0,095-0,096 %, легкогидролизуемого азота с 5,6 до,2-6,3 мг/100 г, подвижного фосфора - с 4,16 до 4,1$-4,19 мг/100 г, ва-ового калия - с 1,96 до 2,0 % и обменного калия - с 14,8 до 15.0-15,1 [г/100 г.

Таким образом, трехлетние исследования питательного режима показали преимущество распашки люцерны на глубину 45 см и последующее проведение основной обработки почвы переменной глубиной на 25 и 35 см (вар. 6), а также проведение обычной вспашки на 28-30 см в сочетании с глубоким рыхлением в первый год и последующая двухъярусная вспашка на 35 см во второй и третий годы (вар. 7). Положительное влияние на питательный режим оказала также глубокая вспашка на 45 см в первый год и обычная вспашка в сочетании с щелеванием во второй и третий годы.

Поглотительная способность почвы. После распашки люцерны на период посева хлопчатника по пласту в 1988 г. в слое 0-60 см сумма поглощенных оснований составила 9,84-10,37 мг.экв./100 г. почвы. При этом содержание поглощенного кальция составило 69.1-75,6 %, магния -15,9-22,7 %, калия - 3,6-4,6 % и натрия - 3,9-4,6 %.

Проведение глубокой вспашки на 45 см в первый год (пласт люцерны) и обычной вспашки в сочетании с щелеванием во второй и третий год или обычной вспашки в сочетании с глубоким рыхлением в первый год и двухъярусной вспашки на 35 см во второй и третий год оказало в наибольшей степени положительное влияние на поглотительную способность сероземно-луговой почвы. Сумма поглощенных оснований по сравнению с контролем возросла в среднем на 14-15 %, содержание кальция увеличилось на 8,7-9,0 % от суммы, магния и натрия уменьшилось соответственно на 7,9-8,0 % и 1,2-1,5 %. По-видимому, это обусловлено вымыванием хорошо растворимых солей магния в присутствии в почве большого количества солей кальция и замещением катионов магния катионами кальция. Одновременно отмечается уменьшение содержания поглощенного натрия, тем самым снижается степень возможного осолонцевания и дисперсии почвенных частиц.

ВОДНО-СОЛЕВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ

Проведенные основные обработки почвы не оказывали существенного влияния на динамику уровня грунтовых вод, степень их минерализации и поливной режим хлопчатника. В среднем за вегетацию грунтовые воды залегали на глубине 300-323 см, а степень их минерализации от весны к осени повышалась с 2,18-2,25 г/л до 3,14-3,22 г/л. Во все годы исследования проводилось по три полива хлопчатника"по схеме 1-2-0 оросительной нормой 3200 м3/га и поливной нормой от 850 до 1250 м3/га. Проведение глубокой и разноглубинной основной обработки почвы способствовало большему сохранению влаги и ее доступности растениям, что позволяет более эффективно и экономно использовать запасы влаги в почве.

Заметное влияние основные обработки почвы оказали на солевой режим (табл. 5). На начало вегетации в среднем за три года содержание солей в метровом слое почвы изменялось по вариантам опыта в пределах 0,25-0,35 % по сухому остатку, в том числе 0,010-0,013 % по хлор-иону, а в конце вегетации соответственно 0,38-0,47 % и 0,022-0,025 %.

Наиболее благоприятный солевой режим отмечался в вариантах 5-7, где проводились глубокая вспашка или глубокое рыхление в первый год, а во второй и третий годы обычная вспашка в сочетании с щелеванием (вар. 5) и двухъярусная вспашка на 35 см (вар. 7) или вспашка переменной глубиной (вар. 6).

Таблица 5

в среднем за 1988-1990 г.г., % от массы_

Период определе- Слой почвы, Вариант

0-30 0.28 0.28 0,27 0.26 0.23 0,25 0.24 0.27

0,012 0,012 0,011 0,01 0,009 0,01 0,009 0,01

Весна 0-50 0.31 0.31 0.30 0.29 0.25 0.28 0.27 0.29

0,013 0,013 0,011 0,011 0,009 0,011 0,01 0,011

0-100 0.35 0.34 0.33 0.34 0.29 0.32 0.30 0.34

0,013 0,013 0,012 0,011 0,01 0,011 0,011 0,011

0-30 0.38 0.38 0.37 0.34 0.22 0,33 0.31 0.35

0,021 0,021 0,021 0,02 0.017 0,018 0,017 0,021

Осень 0-50 0.42 0.41 0.40 0.38 0.34 0.37 0.36 0.39

0,023 0,023 0,023 0,021 0,019 0,02 0,02 0,021

0-100 0.47 0.46 0.45 0.43 0,38 0.41 0.40 0.43

0,026 0,025 0,025 0,023 0,022 0,023 0,023 0,024

Примечание: числитель - сухой остаток солей; знаменатель - хлор-ион

К концу вегетации произошло заметное соленакопление независимо от приемов основной обработки, однако почва по степени засоления оставалась слабозасоленной, как по хлор-иону, так и по сухому остатку и не переходила в разряд среднезасоленной. В контроле содержание солей было наибольшим и в слое 0-100 см составило 0,47 % по сухому остатку и 0,026 % по хлор-иону. Проведение обычной и двухъярусной вспашек в течение трех лет существенно не улучшило солевой режим по сравнению с контролем. Наиболее благоприятный солевой режим отмечался к осени, также как и весной в вариантах 5 и 7.

Таким образом, регулирование и поддержание оптимального солевого режима почвы при возделывании хлопчатника на, фоне, осенне-зимних эксплуатационных промывок возможно правильным выбором приемов основной обработки и их чередованием в период ротации севооборота.

ПРОДУКТИВНОСТЬ ХЛОПЧАТНИКА И КАЧЕСТВО ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

В зависимости от приемов основной обработки почвы изменялось фитосанитарное состояние посевов, рост, развитие и урожайность хлопчатника, а также технологические свойства хлопкового волокна. Положительное влияние на снижение засоренности посевов оказало проведение глубокой вспашки (на 45 см) в первый год и двухъярусной вспашки во второй и третий годы, а также глубокого рыхления в первый год и двухъярусной вспашки во второй и третий годы, или ежегодной в течение трех лет двухъярусной вспашки на 35 см.

Наилучшие показатели роста и развития растений отмечены в вариантах 5-7, где в первый год проводилась плантажная вспашка на 45 см или обычная вспашка с глубоким рыхлением, а во второй и третий годы двухъярусная вспашка на 35 см или вспашка с переменной глубиной на 25 и 35 см и обычная вспашка с щелеванием на 40-50 см (во второй и третий годы).

Распашка люцерны третьего года способствовала разложению накоплению в почве органического вещества. Наиболее положительное влияние на его накопление, рост, развитие и урожайность хлопчатника оказывали глубокие обработки. Дифференцированная по полям севооборота глубина вспашки способствует замедлению процессов разложения запаханной органической массы растительных остатков и более продолжительному поддержанию высокого плодородия почвы. По нашим данным и многолетним исследованиям других авторов установлены зависимости выхода поверхностных (стерневых) и корневых остатков в зависимости от урожайности сельскохозяйственных культур хлопково-люцернового севооборота:

Пх = 1,751*УХ-0,867 (Я2=0,911), Кх =0,488« Ух+0,087 (Я2=0,905), Пл =0,150*У., +0,567 (112=0,897), Кл = 0,369 «У., +4,591 (112=0,916),

где: Пх, П, - масса поверхностных остатков хлопчатника и люцер-гш соответственно, т/га; Кх, К;, - масса корней хлопчатника и люцерны ^ответственно, т/га; УХ,УЛ - урожайность хлопчатника и люцерны соот-зетственно, т/га!

Наши данные (табл. 6) показали, что наибольшая урожайность июпчатника.в среднем за три года получена в варианте 6 (3,90 т/га), где! первый год проводилась вспашка плантажным плугом на глубину 45 ;м, а в последующие"два"года вспашка с переменной глубиной - на 25:м и 35 см. По сравнению с контролем увеличение урожайности хлоп-[атника составило 0,64 т/га или 19,6 %. Близкой к этим показателям тмечена урожайность в вариантах 7 и 5 (3,88 и 3,79 т/га), где в первый од была проведена основная обработка на 28-30 см в сочетании с рых-ением на 60 см, а затем двухъярусная вспашка на 35 см, или плантаж-

ная вспашка на 45 см, а в последующие два года проводилась обычная вспашка на 28-30 см в сочетании с щелеванием на 40-50 см. Превышение над контролем здесь соответственно составило 0,62 т/га (19,0 %) и 0,53 т/га (16,3 %).

Таблица 6

Урожайность хлопчатника, т/га__

Номер ва- 1988 г. 1989 г. 1990 г. Среднее за Отклонения от

рианта три года контроля

1 3,24 3,39 3,15 3,26 - -

2 3,32 3,56 3,32 3,40 0,14 4,3

3 3,75 3,79 3,44 3,66 0,40 12,3

4 3,71 3,89 3,62 3,74 0,48 14,7

5 3,72 3,86 3,79 3,79 0,53 16.."!

6 3,73 4,02 3,95 3,90 0,64 19.6

7 3,82 4,00 3,82 3,88 0,62 19,0

8 3,63 3,82 3,56 3,67 0,41 12,6

НСРоз 0,18 0,16 0,19

опыта % 4,5 2,8 3,7

Технологические свойства волокна соответствовали характеристикам сорта 175-Ф и существенно не ухудшались на фоне проведения различных основных обработок. Глубокие основные обработки оказывали положительное влияние на главные технологические свойства хлопкового волокна (выход волокна, штапельная длина, разрывная нагрузка, ряз-рывная длина и метрический номер).

1. Проблема обеспечения расширенного воспроизводства плодородия сероземно-луговых почв при возделывании хлопчатника в хлопкоьо-люцерновом севообороте должна решаться на основе внедрения перспективных научно обоснованных основных обработок, способствующих улучшению свойств почвы и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Ежегодное применение традиционной вспашки на 2830 см не позволяет поддерживать плодородие почвы на высоком уровне и приводит к его ухудшению даже на фоне внесения минеральных и органических удобрений.

2. Использование дифференцированных приемов основной обработки почвы после трехлетнего возделывания люцерны позволяет эффективно использовать растениями хлопчатника медленно минерализующееся органическое вещество, улучшая при этом водно-физические свойства почвы. Проведение глубоких основных обработок люцерны третьего года позволяет в первый год улучшить плотность сложения корнеобитаемого слоя в следствии ее снижения на 0,03-0,05 г/см3 и повысить пористость почвы на 1,5-4,0 %, сохранить ее высокую водоудер-

живающую способность и увеличить водопроницаемость (на 20-40 %), улучшить структурный состав и повысить водопрочность почвенных аг-ре1атов (на 3-4%). В последующие два года последствия глубоких основных обработок постепенно снижались.

3. При проведении глубоких основных обработок (на 45-60 см) поддерживается положительный баланс гумуса в течении трехлетнего периода. В слое 0-60 см содержание гумуса повышалось с 0,94-0,96 % до 1,02-1,04 % в первые два года и оставалась выше контроля на 0,03-0,07 % в третий год.

4. Проведение дифференцированных основных обработок почвы в первые три года позволяет заметно улучшить питательный режим серо-земно-луговой почвы. Происходит повышение содержания легкогидро-ли^уемых соединений азота, подвижных форм фосфора и обменного калия в слое почвы 0-60 -см. Лучшие показатели накопления доступных растениям форм элементов питания получены при проведении в первый год плантажной вспашки на 45 см и в последующие два года переменной вспашки на 25 и 35 см, а также обычной вспашке на 28-30 см в сочетании с рыхлением на 60 см в первый год и двухъярусной вспашки на 35 см в последующие два года.

5. Снижение интенсивности разложения органического вещества в почве при проведении дифференцированных основных обработок в первые три года позволяет улучшить поглотительную способность почвы. Проведение основной обработки на 45 см или обычной вспашки в сочетании с рыхлением на 60 см в первый год и вспашки с переменной глубиной на 25 и 35 см или двухъярусной вспашки на 35 см способствовало повышению суммы обменных оснований в слое 0-60 см, увеличению количества обменного кальция на 4-6 % за счет уменьшения содержания обменного магния. При этом содержание обменного натрия было невелико (менее 5 % от суммы).

6. Проведение глубоких основных обработок в первый год и дифференцированных обработок в последующие два года позволяло улучшить солевой режим сероземно-луговой почвы по сравнению с обычной вспашкой на 28-30 см. В среднем за три года содержание сухого остатка солей в метровом слое почвы снизилось с 0,35 до 0,29 % на период посева хлопчатника и с 0,47 до 0,38 % на период уборки, а содержание хлора соответственно с 0,013 до 0,010 % и с 0,026 до 0,022 %. Лучшие результаты получены при проведении глубокой вспашки на 45 см в первый год и обычной вспашки в сочетании с щелеванием на 40-50 см во второй и третий годы.

7. Для поддержания оптимального водного режима сероземно-лу-говых почв необходимо проведение трех поливов хлопчатника по схеме 1-2-0 оросительной нормой 3200 м3Да. Преимущество в сохранении оптимального количества продуктивной влаги в слое 0-66 см отмечено при глубоких основных обработках в первый год и двухъярусной вспашки на 35 см или вспашке с переменной глубиной в последующие два года.

8. Благоприятные условия для роста и развития хлопчатника обес-1ечиваются проведением основной обработки на 45 см или обычной вспашки на 28-30 см в сочетании с рыхлением на 60 см в первых год и двухъярусной вспашки на 35 см или вспашки с переменной глубиной на >5 и 35 см во второй и третий годы. Число коробочек при этом увеличивалось по сравнению с контролем на 2,2-2,4 шт. (с 8,5 до 10,7-10,9 шт.), зысота растений - на 7,9-9,9 см (с 73,0 до 80,9-82,9 см).

9. Наибольший урожай хлопка сырца в среднем за три года (3,90 г/га) был получен при вспашки на 45 см в первый год и вспашке с переменной глубиной во второй и третий годы, который превышал контроль на 0,64 т/га или 19,6 %. Высокий урожай также получен при проведении обычной вспашке с глубоким рыхлением на 60 см в первый год и двухъярусной вспашке во второй и третий год, а также глубокой вспашки на 45 см в первый год и обычной вспашке в сочетании с щеле-ванием во второй и третий годы. Здесь урожай превышал контроль на 0,53-0,62 т/га или на 16,3-19,0 % и разница была несущественной с величиной наибольшего урожая.

10. Лучшие технологические свойства хлопкового волокна установлены в вариантах с глубокой вспашкой почвы на 45 см в первый год и вспашкой с переменной глубиной во второй и третий годы, а также при проведении обычной вспашки на 28-30 см в сочетании с рыхлением на 60 см в первый год и двухъярусной вспашки на 35 см во второй и третий годы. Выход волокна увеличивался на 0,6-0,7 %, штапельная длина и разрывная нагрузка - на 0,3 мм и 0,3 г, а разрывная длина на 0,8-0,9 км.

1. В целях повышения эффективного плодородия орошаемых се-роземно-луговых почв Андижанской области рекомендуется при распашке люцерны третьего года проводить плантажную вспашку на 45 см, а во второй и третий годы вспашку с переменной глубиной на 25-35 с.м. На более плотных почвах следует проводить обычную вспашку на 28-30 см в сочетании с рыхлением на 60 см в первый год и двухъярусную вспашку на 35 см во второй и третий годы или плантажную вспашку на 45 см, а в последующие два года обычную вспашку в сочетании с щеле-ванием на 40-50 см.

2. Во избежание развития интенсивных процессов засоления серо-земно-луговых почв рекомендуется проводить ежегодное эксплуатационную промывку, а в вегетационный период поливы по влажности поч.чы 70-75 % НВ оросительной нормой 3200 м3/га по схеме 1-2-0. Оптимальный водный режим почвы поддерживается на фоне глубоких основных обработок в первый год и дифференцированных вспашек до 35 см или обычной вспашки с щелеванием на 40-50 см во второй и третий годы.

1. Бондарев Б.Е. Особенности комплексного использования земельно-водных ресурсов в орошаемой зоне//Повышение эффективности использования водных ресурсов в сельском хозяйстве:Тез. конф.-Ч.II.-Новочеркасск, 1989.- С. 237.

2. Бондарев Б.Е. Повышение эффективности использования орошаемых земель Андижанской области на основе применения земельно-оценочных данных//Рациональное использование земельных ресурсов и устройство территорий сельскохозяйственных предприятий в Узбекской ССР.-Ташкент, 1989.-С. 26-29.

3. Бондарев Б.Е. Ресурсный потенциал сельского хозяйства и его использование в орошаемой зоне/Тез. докл. к координац. совещу/Предложение по повышению эффективного использования производственного потенциала в сельском хозяйстве и других отраслях АПК.-М., 1990.-С. 49-51.

4. Бондарев Б.Е. К вопросу об использовании земель в колхозах и совхозах орошаемой зоны//Организация землепользования в условиях совершенствования хозяйственного механизма.-М.,1991.-С. 96-99

5. Бондарев Б.Е., Шуравилин A.B., Никифоров П.М. Влияние способов основной обработки сероземно-луговых почв на некоторые показатели их плодородия при возделывании хлопчатника в условиях Андижанской области республики Узбекистан//Итоги научно-практической работы молодых,ученых и специалистов за 1997 г.-М. Совет молодых ученых ГУЗ.-1997,- С. 170-172.

6. Шуравилин А. В., Никифоров П.М., Бондарев Б.Е. Почвенно-ме-лиоративные условия Андижанской области республики Узбеки-стан//Итоги научно-практической работы молодых ученых и специалистов за 1997 г.-М. Совет молодых ученых ГУЗ.-1997.-С. 172173.

7. Бондарев Б.Е., Шуравилин A.B., Никифоров П.М. Влияние способов основной обработки почв на агрофизические свойства серозем-но-луговой почвы и урожайность хлопчатника в условиях Андижанской области Узбекистана//Проблемы землепользования земельного и городского кадастра и градостроительства.- М. Совет молодых ученых ГУЗ.-1997.-С.100-102.

Бондарев Борис Евгеньевич (Россия)

«Влияние приемов основной обработки на свойства сероземНо-луговой почвы и урожайность хлопчатника в условиях Андижанской области Узбекистана»

Дана комплексная оценка влияния основных обработок на водно-физические и агрохимические свойства, водно-солевой режим сероземно-луговой почвы, а также на продуктивность хлопчатника. Повышение плодородия сероземно-луговых почв Андижанской области обеспечивается проведением глубокой плантажной вспашки на 45 см люцерны третьего года и в последующие годы вспашки с переменной глубиной на (25 и 35 см). Высокая эффективность возделывания хлопчатника также достигается проведением обычной вспашки на 28-30 см в сочетании с рыхлением на 60 см в первый год и двухъярусной вспашки на 35 см во второй и третий годы. При этом существенно улучшаются основные свойства почвы.

Bondarev Boris Evgenievich (Russia)

«The effect of the methods of the main processing on the characteristics of the serozem meadow soil and productivity of the cotton in the conditions of Andigan region of Uzbekistan.»

There is a complete estimation of the effect of the main processing on the hydro-physical and agrochemical, hydro-salt regime of serozem meadow soil anl on the productivity of cotton too.

High fertility of serozem meadow soil is ensured with deep ploughing (45 sm) of the third year alfalfa and farther ploughing to different levels (25 sm and 35 sm).

High efficiency of cotton cultivation is achieved with the deep-cultivation to 60 sm during the first year and two-layers ploughing in to 35 sm during the second and third year. This steps promote considerable improvement of soil characteristics. "

4,II«98г. Объем In. л. Тир. 100 Зак. 72€ Тип. РУДН, Орджоникидзе, 3

Вовлечение серой лесной почвы в сельскохозяйственное производство в течение 26 лет приводит к формированию специфических свойств, которые обусловлены преобразованием микроагрегированности почв. Активность этого процесса зависит от типа агрогенной нагрузки. Так механическое воздействие на серую лесную почву в результате ежегодной отвальной вспашки на 20–22 см вызывает изменение коэффициента полидисперсности и фактора дисперсности в слое 30–40 см. Применение ежегодной безотвальной обработки на глубину 6–8 см не оказывает существенного влияние на микроагрегированность почвы, что не приводит к формированию плужной подошвы.

серая лесная почва

приемы основной обработки

агроэкосистемы

коэффициент полидисперсности

фактор дисперсности

плужная подошва

1. Зинченко С.И., Зинченко В.И. Развитие земледелия от мотыжного до почво-защитного. – М.: Транзит-Икс, 2006. – 136 с.

2. Зинченко С.И. Основы обработки черноземов. – М.: Транзит-Икс, 2006. – 248 с.

3. Научные основы систем земледелия Владимирской области / под общ. ред. И.В. Бирюкова, С.И. Зинченко. – Владимир: ВООО ВОИ ПУ «Рост», 2010. – 308 с.

4. Соколовский А.Н. Избранные труды. – Киев: Урожай, 1971. – С. 200–201.

Основным почвообрабатывающим орудием для проведения обработки в Опольной зоне является отвальный плуг . Отвальная вспашка способствует выносу илистых частиц в более глубокие горизонты и перемещению вниз нижней границы подзолистого и переходного горизонта. С повышением глубины вспашки вынос ила увеличивается, а нижняя граница указанных горизонтов опускается глубже. Происходит обеднение пахотного слоя наиболее активными в физико-химическом отношении илистыми и коллоидными частицами. Применение этого орудия приводит к формированию уплотненного слоя ниже глубины обработки - плужной подошвы .

Целью данной работы было выявить наиболее оптимальный прием основной обработки, снижающий формирование плужной подошвы; определить влияние антропогенного воздействия на значение коэффициента полидисперсности и фактора дисперсности серой лесной почвы агроценозов.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились на серой лесной среднесуглинистой почве на стационарном опыте (ГНУ Владимирский НИИСХ, г. Суздаль), заложенного в 1986 году. Формирование агроэкосистем происходило в течение 26 лет в севообороте: овес с подсевом клевера-клевер 1-го года - клевер 2-го года - озимая рожь-яровая пшеница-ячмень. Пахотный слой имеет следующие агрохимические показатели: содержание гумуса 2,5 %, подвижных форм Р2О5 и К2О - 15 и 13,8 мг/ 100 г почвы соответственно, рНсол 5,8.

Объектами исследования были следующие варианты: ежегодная плоскорезная обработка на глубину 6-8 см; ежегодная отвальная вспашка на глубину 20-22 см; периодическая ярусная вспашка на глубину 28-30 см под озимую рожь с чередованием ее с плоскорезной обработкой на глубину 6-8 см под остальные культуры севооборота. Минеральные удобрения вносились фоново в дозах, рекомендованных для культур севооборота (NPK 40-60 кг/га д.в.). В качестве контроля использовалась почва залежи, более 30 лет не подвергавшаяся воздействию почвообрабатывающих орудий.

Результаты исследований и их обсуждение

Определение гранулометрического состава серой лесной почвы проводили на изучаемых фонах после возделывания клевера, перед обработкой под озимую рожь. Рассчитали коэффициент полидисперсности (δ, %) на глубину отбора почвенных образцов (рис. 1). Этот показатель характеризуется отношением фракций почвы < 0,001 мм к фракциям > 0,01 мм.

бг

Рис. 1. Изменение коэффициента полидисперсности по профилю почвы: а - залежь; б - ежегодная мелкая безотвальная обработка на 6-8 см; в - ежегодная отвальная вспашка на 20-22 см; г - периодическая ярусная вспашка на 28-30 см

Для почвы залежи коэффициент полидисперсности возрастает от 11 % в слое 0-10 см до 43,1 % на глубине одного метра. На варианте с ежегодной мелкой обработкой на 6-8 см наблюдается аналогичное плавное распределение по профилю коэффициента полидисперсности (рис. 1а,б).

Излишне рыхлое сложение, формируемое после отвальной вспашки на 20-22 см и периодической ярусной вспашке на глубину 28-30 см, обуславливает вымывание илистой фракции почвы в нижние необрабатываемые слои почвы . Здесь происходит закупоривание почвенных пор илистыми частицами, что приводит к формированию плужной подошвы под обрабатываемым слоем почвы . Активизация этих процессов может привести к снижению впитывания атмосферных осадков и талых вод в весенний период, застаиванию их на поверхности или в пахотном слое почвы.

В результате этого на варианте с ежегодной отвальной вспашкой на глубине 30-40 см, то есть под плужной подошвой, наблюдается минимальное значение коэффициента полидисперсности (рис. 1в). На варианте с периодической ярусной вспашкой минимальное значение этого показателя отмечается также ниже плужной подошвы - на глубине 40-60 см.

Снижение коэффициента полидисперсности на этих вариантах показывает, что под плужной подошвой формируется более грубодисперсный слой почвы в результате концентрации мелкодисперсной фракции в слое плужной подошвы.

Гранулометрический и микроагрегатный анализ позволяют определить показатели микроагрегированности или потенциальную способность серой лесной почвы к микроагрегированию. Один из таких показателей, характеризующих прочность структуры почвы, предложен Н.А. Качинским - фактор дисперсности почвы (Кк) (рис. 2).

ав

бг

Рис. 2. Изменение фактора дисперсности по профилю почвы: а - залежь; б - ежегодная мелкая безотвальная обработка на 6-8 см; в - ежегодная отвальная вспашка на 20-22 см; г - периодическая ярусная вспашка на 28-30 см

Он определяется отношением содержания ила при микроагрегатном анализе к содержанию ила при гранулометрическом анализе. Чем выше фактор дисперсности (Кк, %) тем менее прочна микроструктура почвы.

Результаты исследований показали, что в почве, где проводили ежегодную безотвальную обработку на глубину 6-8 см и на участке залежи минимальная прочность структуры наблюдается в слое 0-10 см. На остальных глубинах (до одного метра) Кк практически не изменяется, а это свидетельствует о формировании микроструктуры с высокий прочностью (рис. 2а, б). На вариантах с ежегодной отвальной вспашкой, как и с периодической ярусной вспашкой, в слое 0-30 см формируется прочная микроструктура, однако влияние плужной подошвы проявляется на глубинах 30-40 и 40-60 см (рис. 2в,г). В этой области почвенного профиля наблюдается наименьшая прочность микроструктуры. Это может способствовать развитию интенсивных восстановительных процессов в нижележащем корнеобитаемом профиле серой лесной почвы.

Проявление восстановительных процессов приведет к ухудшению физико -химических свойств почвы и способно отрицательно повлиять на развитие корневой системы возделываемых культуры, снизит продуктивность агроэкосистемы.

Заключение

Таким образом, вовлечение серых лесных почв в сельскохозяйственное производство приводит к формированию специфических свойств агроэкосистемы, которые обусловлены преобразованием микроагрегированности почв.

Активность этого процесса зависит от типа антропогенного воздействия. Ежегодная безотвальная обработка серой лесной почвы на глубину 6-8 см формирует микроагрегатный состав аналогично участку залежи. Агрогенное воздействие на почву в результате ежегодной отвальной вспашки на глубину 20-22 см вызывает формирование плужной подошвы, что приводит к изменению микроагрегированности почвы в слое 30-40 см и возможности проявления интенсивных восстановительных процессах в нижележащих корнеобитаемых слоях серой лесной почвы.

Библиографическая ссылка

Орудия обработки воздействуют на почву чисто механически и поэтому изменяют преимущественно ее физические свойства: плотность; размеры и форму почвенных агрегатов; общий объем, размеры и соотношение различных пустот, пор и капилляров; размеры органических остатков; взаиморасположение и степень соприкосновения почвенных фаз и их компонентов.

Специфическое воздействие оказывает обработка на живую фазу почвы. Живые организмы при физическом воздействии на них часто погибают. При изменении сложения обрабатываемого слоя и перемещении в его пределах живых организмов значительно изменяются условия их существования, которые также могут привести к их гибели. Для некоторых групп организмов условия жизни улучшаются, это культурные растения, некоторые группы микроорганизмов, отдельные представители мезо - и макрофауны.

Значительное воздействие оказывает обработка на газовую фазу почвы. В результате рыхления, крошения, оборачивания усиливается доступ атмосферного воздуха в почву, особенно в глубокие слои, что может существенно изменять состав почвенного воздуха и окислительно-восстановительные условия. Обработка оказывает влияние на распределение и состав воздуха не только в различных слоях почвы, но и на поверхности и внутри почвенных агрегатов, изменяя их размеры, плотность и форму.

Очень незначительное влияние при однократном воздействии оказывает обработка на гранулометрический и химический состав почв, на содержание и состав органического вещества, разрушая частицы (реже вызывая их соединение), но при многократном физическом воздействии на некоторые почвы такое влияние может быть существенным.

При механическом воздействии на почву, особенно при ее перемешивании и оборачивании, существенно изменяется морфологическое строение почвы. Крошение и перемешивание, проводимые интенсивно (например, при фрезеровании) или многократно повторенные, приводят к гомогенизации почвенного материала, к созданию морфологически однородной почвенной массы.

Во многих случаях обработка приводит к дифференциации почвы по морфологическим признакам, чаще по плотности почвы. Например, при прикатывании верхний слой становится более плотным, при рыхлении - менее плотным. При обработке междурядий, при обработке почвы чизельными плугами, почвоуглубителями, глубокорыхлителями и т. п. почва становится неоднородной по этому показателю в горизонтальном направлении.

Вспашка часто приводит к морфологической неоднородности почвы прежде однородного пахотного горизонта. Например, припахивание подзолистого или иллювиального горизонта на подзолистых почвах, карбонатного на каштановых почвах приводит к ярко выраженной неоднородности по цвету, которая отражает неоднородность почвы по свойствам, определяющим условия жизни растений. Запахивание органических удобрений, остатков растений, химических мелиорантов также приводит к морфологически выраженной неоднородности пахотного горизонта. Особенно большой пестротой отличается пахотный горизонт осваиваемых почв, если при вспашке перемешиваются разнокачественные почвенные слои и горизонты, например при освоении подзолистых почв пахотный горизонт может состоять из черных пятен оторфованной подстилки, белесых - подзолистого горизонта, серых - гумусового, красновато-бурых - иллювиального или переходного горизонтов.

Изменение состояния почв в результате обработки существенно сказывается на режимах и процессах в обрабатываемом слое и в меньшей степени на остальной почвенной массе. Это приводит к изменению свойств почвы и ее плодородия. Обычно обработка в наибольшей степени изменяет водно-воздушный режим почв, причем такое действие может быть как положительным, так и отрицательным, несмотря на то что в задачи обработки входит изменение этого режима только в благоприятную сторону. Но, как известно, задачи обработки часто вступают в противоречие друг с другом, поэтому неблагоприятные последствия обработки необходимо компенсировать другими агроприемами.

Влияние обработки на свойства почвы часто происходит через почвенную биоту. На обрабатываемых почвах активность микроорганизмов, как правило, в несколько раз выше, чем на аналогичных целинных почвах, соответственно здесь выше скорость трансформации веществ и их биологического круговорота. На обрабатываемых почвах малый биологический круговорот уже трудно назвать кругооборотом, так как много веществ, особенно органических, из него исключается. Если не компенсировать эти потери с учетом своеобразия процессов в обрабатываемых почвах, происходит падение их плодородия.

Наиболее показателен в этом отношении пример с использованием черноземов в сельскохозяйственном производстве. При интенсивной распашке их на протяжении текущего столетия потери гумуса в этих почвах составили в зависимости от природных условий и применяемой системы хозяйствования от 20 до 50% и более. Интенсивная обработка и снижение содержания гумуса привели к снижению степени агрегированности почвы, уменьшению содержания наиболее ценной водопрочной зернистой фракции почвенной структуры. Такие изменения сопровождаются увеличением плотности почвы, ухудшением ее водопроницаемости и водоемкости, что заставляет интенсифицировать ее обработку, и, таким образом, образуется порочный замкнутый круг.

Процессы деградации почв, вызванные их распашкой, сходные с теми, что идут на черноземах, имеют место и на других почвах и не только в нашей стране. В почве прерий Северной Америки потери гумуса аналогичны его потерям на черноземах.

Второй мощный фактор деградации почв, вызванный их распашкой - эрозия почв. Водная эрозия и дефляция в той или иной степени затрагивают практически все почвы. Проявление этих процессов в своих крайних выражениях приводит к катастрофическим для почвы последствиям - она может целиком потерять свой плодородный гумусированный слой. Для предотвращения эрозии почв в районах ее интенсивного проявления приходится затрачивать много средств и усилий.

Изменения водно-воздушного и других режимов почв в результате обработки могут вызвать положительные изменения свойств почвы и повышение ее плодородия. Почвы, которые испытывают избыточное увлажнение, часто положительно реагируют на усиление их аэрированности. В. В. Докучаев еще в 1899 г. писал, что подзолистые почвы, безусловно, требуют для сельскохозяйственной культуры усиленного проветривания, что до сих пор не всегда учитывается при разработке систем обработки почв. И. Б. Макаровым (1981) было показано, что дифференциация пахотного горизонта дерново-подзолистых почв, которая приводит к ухудшению с глубиной свойств этого слоя, происходит постоянно и прерывается только механической обработкой почвы. Если почву оставить без обработки длительное время (десятки лет), то дифференциация в конечном счете приведет к приобретению бывшим пахотным горизонтом строения и свойств, сходных с таковыми в аналогичных целинных почвах. Нижняя часть этого слоя приобретает свойства подзолистого горизонта, большую роль в таких изменениях играет элювиально-глеевый процесс. При углублении пахотного горизонта путем глубокого рыхления почвы плугом Мальцева существенно сокращаются периоды переувлажнения нижней части пахотного горизонта, в нем изменяются окислительно-восстановительные условия, что значительно снижает интенсивность элювиально-глеевого процесса. В результате углубления пахотного горизонта увеличивается содержание гумуса, улучшается его качественный состав, уменьшается кислотность, повышается плодородие почвы.

При избыточном увлажнении и создании восстановительных условий в любых почвах затрудняется трансформация органических остатков, в образующемся гумусовом веществе преобладают агрономически наименее ценные фракции, интенсивно идут процессы денитрификации, образуются токсичные для растений соединения. Усиление аэрации почвы с помощью ее обработки позволяет уменьшить или полностью остановить развитие этих отрицательных явлений.

Рациональная обработка почвы может нейтрализовать отрицательные эффекты применения других агроприемов. В других случаях, наоборот, некоторые агроприемы могут компенсировать неблагоприятные последствия обработки. Часто максимальный положительный эффект можно получить, только сочетая определенные агроприемы с наиболее рациональной в данном случае обработкой почвы.

На каштановых почвах сочетание полива и оптимальной обработки приводит к увеличению содержания гумуса, улучшению агрегатного состава почв; в данном случае устанавливаются более благоприятные условия для образования гумусового вещества, что исследователи связывают преимущественно с изменением гидротермического режима почвы. С другой стороны, есть наблюдения, которые констатируют ухудшение свойств каштановых почв при поливе. Причины этого явления могут заключаться в следующем:

А) орошение не сопровождалось соответствующим изменением агротехники, б) недостаточно было изменить только систему обработки, чтобы воздействовать на почвенные процессы в положительную сторону, в) сам режим орошения мог быть далек от оптимального.

Возделывание пропашных культур, сопровождающееся интенсивной обработкой почв и их повышенной аэрируемостью, приводит к потере гумуса в почвах разного типа. Однако в сочетании с повышенными дозами вносимого навоза более интенсивная обработка на дерново-подзолистых почвах способствует более быстрому накоплению гумуса.

На засоленных почвах и солонцах поддержание пахотного горизонта в рыхлом состоянии и глубокое рыхление этих почв способствуют вымыванию солей из пахотного горизонта в более глубокие слои почвы как при орошении, так и при естественном увлажнении.

По данным В. В. Медведева (1982), агрегирующая способность механических элементов длительно распахиваемого чернозема велика, следовательно, потенциальная способность этой почвы к образованию микро - и макроструктуры сохраняется на достаточно высоком уровне. Минимализация обработки имеет большое значение как средство уменьшения отрицательного влияния длительной распашки на агрофизические свойства черноземов. Сочетание рациональной обработки почвы с внесением органических удобрений и другими агромероприятиями способствует восстановлению плодородия черноземов, что часто можно наблюдать на сортоучастках.

Отсюда видно, что влияние обработки на свойства почвы может быть самым различным в зависимости от ее интенсивности, почвенно-климатических условий, режимов увлажнения, возделываемой растительности, количества и качества удобрений. Однако в связи с ограниченностью имеющихся в настоящее время сведений о влиянии обработки на свойства почвы давать какие-либо прогнозы об этом влиянии в каждом конкретном случае затруднительно или даже невозможно. Необходимо расширять исследования в этом направлении и на их основе разрабатывать теорию обработки почвы, которая сейчас находится в неудовлетворительном состоянии.

Система наблюдений должна включать многие показатели физического, химического и биологического состояния почв. Если возможности наблюдателей ограничены, то необходимо прежде всего оценивать наиболее важные для исследуемых почв показатели, существенно влияющие на их плодородие. Например, на почвах засоленных или имеющих опасность засоления необходимо прежде всего следить за солевым режимом, на кислых почвах - за кислотностью и содержанием гумуса, на черноземах и луговых почвах, на орошаемых землях - за их структурным состоянием и т. д. При проведении широких исследований необходимо обязательно наблюдать за гумусным состоянием почв, так как, во-первых, оно является одним из основных факторов, определяющих плодородие почв, во-вторых, многие показатели гумусного состояния сравнительно быстро изменяются при изменении условий почвообразования и являются хорошими индикаторами этих изменений.