В условиях земледелия в республике Тува наибольшую урожайность пшеница формирует в зернопаровых севооборотах за счет лучшей обеспеченности посевов влагой и элементами минерального питания. Однако очевидны экологические и энергетические издержки парования, механическая обработка пара приводит к изменениям водного режима и физико-химических свойств почвы, разрушается органическое вещество [1, с 181], что негативно отражается на структурообразовании и приводит к ухудшению условий произрастания сельскохозяйственных культур. Важнейшим элементом технологии выращивания зерновых культур остается правильный подбор предшественников в севообороте, где важное значение имеет применение сидеральных и органических удобрений [2, 129 с]. В Сибири, Хакасии, республики Тува последние годы рядом авторов изучено влияние чистых, сидеральных и занятых паров на сохранение и восстановление плодородия почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур [3, с. 40] [4, с. 12] [5, с. 18]. Актуальным остается изучение влияние различных предшественников на сохранение и воспроизводство почвенного плодородия.
Целью наших исследований изучение влияния полевых севооборотов на агрофизические свойства почвы, содержание гумус, и урожайность яровой пшеницы в условиях лесостепи Тувы.
Методика и условия проведения исследований.
Исследования проводили в полевом севообороте, заложенном в 2006 г. на экспериментальных полях Тувинского НИИСХ. Повторность трехкратная. Учетная площадь 515,2 м2. Расположение вариантов в опыте – систематическое. Агротехника возделывания общепринятая в зоне деятельности института. Сорт яровой пшеницы с 2006-2010 год – Кандегирская- 89, с 2012 по 2014 год сорт Чагытай. С 2011 года в севооборот с занятым донниковым паром ведена пропашная культура (картофель).
Во время проведения исследований погодные условия вегетационного периода существенно различались по годам. За исследуемый период сумма осадков за вегетационный период составляла 205-320 мм, сумма активных температур выше 10˚С – 1577-1924˚С, сумма эффективных температур выше 5˚С – 1198-1899˚С. Сумма осадков за вегетационный период в 2006 г. составила 224 мм, в 2007 г. – 205 мм, в 2008 г. – 208 мм, в 2009 г. – 259 мм, в 2010 г. – 319 мм 2012 г.- 195,5 мм, 2013 г – 314,4 мм, 2014 – 187,3 мм.
Почвенный покров опытного участка представлен темно-каштановой среднесуглинистой почвой. Изучали звенья севооборота: пар – пшеница, донник – пшеница, горох – пшеница. Запашку донника на зеленое удобрение проводили в фазу цветения, гороха – образования стручков.
Структурный состав почвы – по методу Н.И. Саввинова (сухое и мокрое просеивание), коэффициент структурности и критерии водопрочности – расчетным способом [6, с. 416]. Результаты исследований были обработаны статистическими методами дисперсионного анализа [7, с. 368] с использованием программных пакетов Microsoft Excel и Statistica.
Результаты исследований и их обсуждение
Знание агрофизических характеристик почвы и умение их регулировать необходимо для расширенного воспроизводства плодородия почв и роста урожайности яровой пшеницы. Они не обеспечивают растения ни одним из элементов питания, однако могут влиять на их развитие.
Изменение физических свойств в лучшую сторону может быть достигнуто в результате агротехнического, химического и биологического воздействия. В качестве такого мы использовали минеральные и органические удобрения, в результате чего были заметны изменения в свойствах исследуемой почвы. Так на темно-каштановой почве значительно улучшились коэффициенты структурности и водопрочности, которые возросли почти в 1,5 раза по сравнению с предыдущими показателями. Это свидетельствует об улучшении структурно-агрегатного состава почвы.
Известно, что почва может быть оструктурена под воздействием чисто физических факторов, к которым относятся: увлажнение высушивание, замерзание и таяние, сжимание, проникновение животных и корней через почву, а также обработка почвы. Это влияние носит кратковременный характер. С агрономической точки зрения важен процесс стабилизации почвенных агрегатов, который определяется химическими и биологическими факторами. К химическим факторам способность скреплять структурные агрегаты почвы вместе, относятся: активное (молодое) органическое вещество почвы, глина, алюминий, железо и кальций.
К биологическим факторам (агентам) относится активный пищеварительный процесс таких почвенных животных, как дождевые черви.
Для стабилизации почвенных агрегатов очень важна активность корней растений и гиф почвенных грибов, так как они удерживают структурные агрегаты почвы вместе, выделяют в прикорневой зоне склеивающие вещества, помогающие формированию почвенных агрегатов и удерживающие их вместе. Совершенно очевидно, что в прямой зависимости от длительности воздействия корневой системы растений находится и оструктуренность почвы.
По Н.А. Качинскому [6, с. 416], агрегаты диаметром более 2 мм являются эффективным защитным противоэрозионным слоем, совсем незначительна роль у агрегатов менее 0,5 мм, так как они сравнительно легко переносятся ветром. Бесструктурная почва представляет собой пылеватую массу (частицы <0,25), в которую входит фракция пыли или песка. В этом случае частицы не связаны в комочки, а залегают сплошной плотной массой.
Фракционирование почвенных агрегатов, выделенных сухим просеиванием, – это только количественный анализ. Для изучения качества почвенной структуры необходимо исследование ее водоустойчивости. Почвенные агрегаты обладают истинной водопрочностью, если они в воздушно-сухом состоянии при быстром погружении в воду не теряют форму и не разрушаются до размеров менее 0,25 мм.
Результаты опыта показали (таблица 1), что зернопаровой севооборот не оказывает значительного влияния на структурно – агрегатный состав темно-каштановой почвы, анализ сухого просеивания показал, что в доля глыбистых агрегатов (> 10 мм) выросла с 17,3 до 18,7 %. Коэффициент структурности снизился с 2,8 до 2,7 ед, содержание водопрочных агрегатов с 51,5 до 48,9%.
Анализ данных, полученных на полях после сидеральных культур, (донника и гороха), показал улучшение коэффициента структурности от 2,8 до 3,2 и 3,1 соответственно. Многолетние травы (донник на сидерат) позволяет существенно улучшить водопрочность почвенных агрегатов. После двух ротаций содержание водоустойчивых агрегатов размером 0,25…10 мм возросло с 53,5 до 60,2% . Доля неагрегированной фракции (<0,25 мм) снизилась 41,6 до 35%.
Севооборот с занятым паром (донник на зел. массу) снижает коэффициент структурности при сухом просеивании с 2,7 до 2,5, но улучшает водопрочность почвенных агрегатов размером 0,25…10 мм с 51,3 до 54,7%.
Таблица 1 – Влияние севооборотов на структурно-агрегатный состав пахотного слоя (сухое просеивание)
предшественник |
Размер агрегатов, мм |
Кструк | |||||
>10 | 10…5 | 5…2 | 2…1 | 1…0,25 | <0,25 | ||
Перед посевом пшеницы (2007 г) |
|||||||
пар
(контроль) |
17,3 | 23,5 | 12,4 | 26,4 | 11,0 | 9,4 | 2,8 |
Пар (30 т навоз) | 14,5 | 22,0 | 14,1 | 28,7 | 9,1 | 11,6 | 2,8 |
Сидеральный (горох) | 13,7 | 19,2 | 14,3 | 27,4 | 10,6 | 14,8 | 2,5 |
Занятый пар (донник) | 16,1 | 18,5 | 10,3 | 33,2 | 10,5 | 11,4 | 2,7 |
Сидеральный (донник) | 14,0 | 21,5 | 14,0 | 27,8 | 10,0 | 12,7 | 2,8 |
После ротации севооборотов (2014 г) |
|||||||
пар
(контроль) |
18,7 | 22,3 | 10,8 | 28,1 | 12,1 | 8,0 | 2,7 |
Пар (30 т навоз) | 12,4 | 15,5 | 10,7 | 38,8 | 15,3 | 7,3 | 4,1 |
Сидеральный (горох) | 13,0 | 19,5 | 16,5 | 30,7 | 11,8 | 8,5 | 3,1 |
Занятый пар (донник) | 14,4 | 25,8 | 14,0 | 22,1 | 12,5 | 12,2 | 2,5 |
Сидеральный (донник) | 12,6 | 18,3 | 12,8 | 36,8 | 11,5 | 8,0 | 3,8 |
Таблица 2 – Водопрочность почвенных агрегатов (мокрое просеивание)
предшественник |
Размер агрегатов, мм |
0,25…10,0 | ||||||
>10 | 10…5 | 5…3 | 2…1 | 1…0,25 | <0,25 | мм | ||
Перед посевом пшеницы (2007 г) |
||||||||
пар
(контроль) |
4,3 | 13,2 | 11,3 | 18,5 | 8,5 | 44,2 | 51,5 | |
Пар (30 т навоз) | 3,8 | 12,8 | 11,8 | 21,6 | 8,2 | 41,8 | 54,4 | |
Сидеральный (горох) | 4,4 | 14,1 | 11,4 | 20,0 | 8,4 | 41,7 | 53,9 | |
Занятый пар (донник) | 4,5 | 13,0 | 9,4 | 20,9 | 8,0 | 44,2 | 51,3 | |
Сидеральный (донник) | 4,9 | 14,6 | 11,5 | 19,0 | 8,4 | 41,6 | 53,5 | |
После ротации севооборотов (2014 г) |
||||||||
пар
(контроль) |
5,1 | 14,1 | 12,6 | 15,2 | 7,0 | 46,0 | 48,9 | |
Пар (30 т навоз) | 3,5 | 13,8 | 12,0 | 20,3 | 14,4 | 36,0 | 60,5 | |
Сидеральный (горох) | 4,8 | 14,3 | 12,5 | 18,5 | 9,0 | 40,9 | 54,3 | |
Занятый пар (донник) | 4,2 | 15,3 | 14,5 | 18,2 | 6,7 | 41,1 | 54,7 | |
Сидеральный (донник) | 4,8 | 12,9 | 12,3 | 22,5 | 12,5 | 35,0 | 60,2 | |
Результаты исследований в севооборотах показали, исходное содержание гумуса до закладки парового севооборота составило 3,46 %, за 8 лет использования уменьшилось до 2,84 %, что составили общие потери -0,16 %. Изучение гумусового состояния почвы, при использовании пашни под донником 2 лет в сидеральном севообороте, значительно улучшило плодородие почвы. Известно, что бобовые растения с помощью клубеньковых бактерий, развивающихся на их корнях, способны фиксировать азот воздуха и обогащать почву связанными соединениями азота. Использование донника на сидерат приостанавливают и компенсируют потери органического вещества. При исходном содержании 3,36 % содержание гумуса увеличилось до 4,2%, сидеральном гороховом пару повышение составило +0,27%. Исходное содержание в занятом донниковом паре 3,3% за счет накопления растительных остатков в почве, в которых закрепляются элементы питания растений, содержание гумуса поднялось на +0,3% (таблица 3).
В экспериментальных севооборотах наибольшее количество корней в слое 0-40 см оставляет донник от 95 до115 ц/га, горох 18,1, чистый пар 9,9 – 16,6 ц/га соответственно.
Таблица 3 -Изменение содержание гумуса в полевых севооборотах, слой почвы 0-20 см, %.
предшественник |
год |
||||
2006 | 2010 | 2014 | |||
содержание | содержание | + -изменение | содержание | + – изменение | |
пар | 3,46 | 3,00 | -0,46 | 2,84 | -0,16 |
пар+навоз 30 т/га | 3,31 | 3,51 | +0,2 | 4,32 | +0,81 |
Сидеральный пар (донник) | 3,36 | 4,0 | +0,64 | 4,2 | +0,2 |
Занятый пар (донник) | 3,30 | 3,30 | - | 3,6 | +0,3 |
Сидеральный пар (горох) | 3,46 | 3,59 | +0,13 | 3,86 | +0,27 |
Примечание. Данные агрохимической службы «Тувинская».
Более высокие урожаи на неудобренном фоне получены во влажные годы 2,2 …2,39 т/га. В то же время при улучшении условий питания наибольшая урожайность отмечена в умеренные годы, сидеральные пары (донник, горох) по своей эффективности в качестве предшественника не уступают зернопаровым севооборотам . В целом применение в севооборотах, навоза и сидератов, способствовало достоверному повышению урожайности яровой пшеницы на 0,1…0,5 т/га (таблица 4,5).
Таблица 4 – Урожайность яровой пшеницы, т/га (сорт Кандегирская -89)
Предшественник |
2007 г. |
2008 г. |
2009 г. |
Среднее за 3 года |
||||
т/га |
+ - |
т/га |
+ - |
т/га |
+ - |
т/га |
+ - |
|
1 – Чистый пар (контроль) |
1,75 |
- |
1,73 |
- |
2,39 |
- |
1,96 |
- |
2 – Чистый пар + 30 т/га навоза |
2,25 |
+0,5 |
2,06 |
+0,33 |
2,65 |
+0,26 |
2,32 |
+0,36 |
3 – Сидеральный пар (донник) |
2,18 |
+0,43 |
1,95 |
+0,22 |
2,47 |
+0,07 |
2,20 |
+0,24 |
4 – Занятый пар (донник) |
1,24 |
-0,51 |
1,0 |
-0,73 |
2,29 |
-0,10 |
1,51 |
-0,45 |
5 – Сидеральный пар (горох) | 2,2 |
+0,45 |
2,0 |
+0,27 |
2,51 |
+0,12 |
2,24 |
+0,28 |
НСР05 |
0,17 |
0,14 |
0,26 |
Таблица 5 – Урожайность яровой пшеницы, т/га (сорт Чагытай)
Предшественник |
2012 г. |
2013 г. |
2014 г. |
Среднее за 3 года |
||||
т/га |
+ - |
т/га |
+ - |
т/га |
+ - |
ц/га |
+ - |
|
1 – Чистый пар (контроль) |
1,90 |
- |
2,2 |
- |
1,88 |
- |
1,99 |
- |
2 – Чистый пар + 30 т/га навоза |
2,04 |
+0,14 |
2,3 |
+0,1 |
2,05 |
+0,2 |
2,13 |
+0,14 |
3 – Сидеральный пар (донник) |
2,0 |
+0,1 |
2,2 |
- |
2,1 |
+0,22 |
2,1 |
+0,11 |
4 – Занятый пар (донник) |
1,73 |
-0,2 |
2,0 |
-0,2 |
1,82 |
-0,1 |
1,85 |
-0,14 |
5 – Сидеральный пар (горох) |
1,9 |
- |
2,3 |
+0,1 |
1,93 |
+0,05 |
2,04 |
+0,05 |
НСР05 |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
Заключение:
1. Чередование культур в севообороте не является основным способом регулирования гумусированности почвы, при повышении урожайности полевых культур из разных биологических групп дефицит гумуса значительно возрастает. Введение в севооборот поля чистого пара резко усиливает степень минерализации гумуса, что вызывает необходимость использования навоза, сидератов в качестве органических удобрений.
2. Зернопаровой севооборот не оказывает значительного влияния на структурно – агрегатный состав темно-каштановой почвы, сидеральные культуры (донник и горох), показали улучшение коэффициенты структурности (3,2 ед) и водопрочности (60,21 %). Севооборот с занятым паром (донник на зел. массу) снижает коэффициент структурности при сухом просеивании (2,7 до 2,5 ед), но улучшает водопрочность почвенных агрегатов ( 0,25…10 мм с 51,3 до 54,7%).
3. Применение органических удобрений ( навоз и сидерат) способствует получению дополнительного сбора зерна в пределах 0,1-0,5 т/га.
Библиографический список
- Зональные системы земледелия Тувинской АССР – Новосибирск, 1982. – 181 с.
- Довбан К.И. Зеленое удобрение. – М., 1990. – 129 с.
- Чебочаков Е.Я., Едимеичев Ю.Ф., Романов В.Н., Шпагин А.И. Биологизация земледелия в природных зонах Средней Сибири. Достижения науки и техники АПК. – М., 2013, №6 – С. 40-42.
- Сотпа А.С. Влияние видов паров на свойства темно-каштановых почв Тывы и урожайность пшеницы /А.С. Сотпа // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2014. №3. – С. 12-18.
- Жуланова В.Н., Жарова Т.Ф. Влияние севооборотов на плодородие почв и продуктивность яровой пшеницы / В.Н. Жуланова., Т.Ф. Жарова // Вестн. КрасГАУ. - 2015.- Вып 1. – С. 18-22.
- Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв /А.Ф. Вадюнина., Корчагина З.А.. – М.: Агропромиздат, 1986. – 416 с.
- Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М. Практикум по земледелию / Б.А. Доспехов, И.П. Васильев, А.М. Туликов. – М.: Колос, 1977. – 368 с.
Количество просмотров публикации: Please wait