Эффективность различных систем предпосевной обработки дерново-карбонатной среднесуглинистой почвы при освоении залежных земель в звене севооборота в условиях Ленинградской области тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.01, кандидат наук Суровцева Юлия Станиславовна

• Суровцева Юлия Станиславовна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Суровцева Юлия Станиславовна

Введение

1 Изменение значений показателей плодородия почвы, находящейся в состоянии залежи, и в процессе ее освоения

1.1 Некоторые особености изменения плодородия залежных почв

1.2 Влияние механической обработки почвы на ее плодородие при освоении залежных земель

2 Условия и методика проведения исследований

2.1 Агроклиматические условия в годы проведения исследований

2.2 Характеристика почвы опытного участка

2.3 Схема опыта и агротехнические приемы, использованные в полевом опыте

2.4 Методики наблюдений и исследований в полевом опыте

3 Влияние различных систем предпосевной обработки дерново-карбонатной почвы на ее основные агрофизические свойства

3.1 Влияние интенсивности предпосевной обработки почвы на плотность сложения пахотного слоя

3.2 Влажность почвы в зависимости от системы ее предпосевной обработки

3.3 Влияние систем предпосевной обработки почвы при освоении залежи на структурный состав почвы

3.4 Влияние различных систем предпосевной обработки почвы на строение пахотного слоя

3.5 Содержание воздуха в пахотном слое в зависимости от системы предпосевной обработки почвы в процессе освоения залежи

4 Роль различных систем предпосевной обработки почвы и использования соломы и пожнивных остатков в изменении баланса гумуса почвы

5 Действие разных по интенсивности систем предпосевной обработки почвы на засоренность посевов в звене севооборота

6 Урожайность яровых культур в звене севооборота в зависимости от интенсивности системы обработки почвы в процессе освоения залежи

7 Экономическая и агроэнергетическая эффективность различных систем обработки почвы при освоении залежи в звене севооборота

Выводы

Предложения производству

Список литературы

Приложение А - Метеорологические условия в годы проведения

исследований

Приложение Б - Плотность почвы в зависимости от варианта системы предпосевной обработки почвы в годы проведения исследований

Приложение В - Строение пахотного слоя (0-30 см) перед уборкой культур в зависимости от варианта опыта в процессе освоения залежи в

2012-2014 годах

Приложение Г - Результаты дисперсионного анализа

Приложение Д - Энергосодержание основной продукции сельскохозяйственных

культур

Приложение Е - Основные нормативы по расчету производственных затрат

Приложение Ж - Сводные производственные затраты по изучаемым вариантам в

годы исследований

Приложение И - Энергоемкость технологических процессов по вариантам опыта

в 2012-2014 годах

Приложение К - Акт о внедрении в учебный процесс

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эффективность различных систем предпосевной обработки дерново-карбонатной среднесуглинистой почвы при освоении залежных земель в звене севооборота в условиях Ленинградской области»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Вывод из оборота сельскохозяйственных земель стал глобальной тенденцией с середины ХХ века, когда почти в 80 странах мира наблюдалось их устойчивое сокращение. Больше всего сельскохозяйственных угодий потеряла Россия. В то время как в ряде стран уменьшение площади сельскохозяйственных земель было связано с интенсификацией сельского хозяйства на фоне роста объемов сельскохозяйственной продукции, в нашей стране, главным образом в результате кризиса 1990-х годов и резкого уменьшения дотаций, произошло обвальное сжатие обрабатываемых земель вместе со значительным уменьшением как их продуктивности, так и сборов сельскохозяйственной продукции. При этом наибольшее сокращение сельскохозяйственных угодий произошло в Нечерноземной зоне России, связанное также с уменьшением сельского населения [42].

В результате в России, наряду с почвами, фактически непригодными под пашню, из пашни было выведено и немало земель хорошего качества, экологический потенциал которых остался невостребованным по экономическим причинам [5]. Значительные площади пашни во многих хозяйствах не обрабатываются и не засеваются уже несколько лет [59]. Бывшие пашни заброшены, переведены в залежные земли и постепенно зарастают рудеральными растениями и кустарниками [35].

Однако потери земледелия обусловливаются не только этим. По причине роста площадей бросовых земель в большинстве регионов нашей страны сокращаются и площади естественных кормовых угодий, поэтому хозяйства вынуждены основную массу грубых и сочных кормов получать с пашни [58], что приводит к нерациональному использованию пахотных угодий.

После выведения окультуренных почв из хозяйственного оборота под воздействием природных факторов их свойства начинают изменяться в сторону сближения со свойствами аналогичной целинной почвы [168]. Происходит трансформация строения профиля и морфологии почв, начинают преобладать есте-

ственные процессы почвообразования, бросовые земли превращаются в резервации вредителей, болезней, сорняков, значительно ухудшая и фитосанитарную обстановку агроценозов [5; 58; 113]. При этом признаки прошлого окультуривания исчезают постепенно с увеличением возраста залежи [168].

Сегодня по различным данным площадь залежи в России превышает 20 млн. га, из которых официально учтены лишь 4,9 млн. га, а в Северо-Западном федеральном округе - 240,6 тыс. га, где площадь пашни с 2006 года сократилась с 3026,6 до 2956,0 тыс. га [3; 4; 131]. При этом значительная часть залежей представлена высоко окультуренными и мелиорируемыми землями, которые составляют ближайший резерв пахотного клина Северо-Запада России [114].

Освоение и окультуривание залежных земель является важнейшим резервом увеличения производства зерна, кормов и другой продукции растениеводства. Освоение земель, ранее находящихся под пашней и обладающих хорошим потенциальным плодородием, может обеспечить получение в Нечерноземье зерновых -4,00-4,50 т/га, картофеля - 35,00-40,00 т/га, сена многолетних бобовых и бобово-злаковых трав - 7,00-8,00 т/га [107].

Восстановление пашни даже только на 12-15 млн га позволит увеличить ежегодное производство зерна на 11 -12 млн т, кормов - на 5-7 млн т, сахарной свеклы - на 20-25 млн т. В результате восстановительных мероприятий и возвращения посевных площадей будет резко увеличена возможность экспорта зерна, укреплена собственная кормовая база животноводства, существенно снижен импорт продовольствия [48].

Таким образом, вопросы ускоренного освоения залежных земель и оптимизации параметров плодородия почв в звене севооборота являются необходимым условием увеличения производства сельскохозяйственной продукции как в России в целом, так и в ее Северо-Западном федеральном округе, в том числе и в Ленинградской области.

Работа выполнена на кафедре земледелия и луговодства ФГБОУ ВО СПбГАУ в рамках темы 1.2 Разработка и усовершенствование современных агро-технологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур и мето-

дов их защиты от вредителей и болезней для оздоровления агроэкосистем при разных формах собственности на земельные ресурсы, в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВО СПбГАУ на 2012-2016 гг., раздел 1.2.2.2. Разработка агротехнических приемов воспроизводства и сохранения плодородия почвы и повышения урожайности сельскохозяйственных культур на Северо-Западе РФ.

Степень разработанности темы исследования. Изучению деградации залежных почв различного возраста в сравнении с хорошо окультуренной почвой в условиях Северо-Запада России посвящены многочисленные работы ученых Санкт-Петербургского ГАУ и Агрофизического НИИ: Д.В. Чернова с соавт. [167; 168; 169], М.В. Васильева [16], И.А. Плыловой [114], А.А. Хаммам [162], А.В. Литвиновича [78], О.Ю. Павловой [112], А.С. Фоминой [161] и др. При этом все исследования проводились только на дерново-подзолистых почвах. Вместе с тем поиском эффективных приемов возвращения залежи в пашню в нашей стране занимались О.В. Недайборщь [101], А.В. Мартьянычев [85], а также ученые Нижегородской ГСХА [20; 40; 119; 120], РГАУ-МСХА им. Тимирязева [107], ВНИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства [175], ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии [165, 166], Волгоградского ГАУ [41, 109] и др. Научно-обоснованные рекомендации по обработке бывшей пашни на дерновых почвах отсутствуют. В этой связи считаем актуальными вопросы исследования состояния и поиска эффективной системы обработки дерново-карбонатных почв залежных земель в звене севооборота в условиях Ленинградской области.

Цель и задачи. Цель исследований - научное обоснование наиболее эффективной системы предпосевной обработки дерново-карбонатной почвы при освоении залежных земель.

В задачи исследований входило:

1 оценить влияние различных систем предпосевной обработки на основные агрофизические свойства дерново-карбонатной почвы в звене севооборота при вовлечении залежи в пашню;

2 определить баланс органического вещества почвы после освоения зале-

жи с учетом различных систем предпосевной обработки почвы и массы поступающего в нее органического вещества в звене севооборота;

3 оценить влияние различных систем предпосевной обработки почвы залежи на засоренность посевов культур в звене севооборота;

4 определить урожайность культур, возделываемых в звене севооборота, при разных способах возвращения залежных земель в сельскохозяйственное производство;

5 дать оценку экономической и агроэнергетической эффективности различных систем предпосевной обработки почвы при освоении залежи в звене севооборота.

Научная новизна. Впервые на Северо-Западе России обосновано изменение значений основных агрофизических и биологических показателей плодородия дерново-карбонатной залежной почвы при освоении залежи в зависимости от применяемой системы предпосевной обработки почвы в звене севооборота.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы заключается в управлении воспроизводством факторов плодородия почв при возвращении залежных земель в производство в качестве пашни. Уровень гумусированности и баланс органического вещества почвы в севообороте при применении различных систем обработки имеют решающее значение в оптимизации ее факторов плодородия.

Практическая ценность работы выражается в том, что в полевых опытах изучены параметры плодородия 15-летней дерново-карбонатной залежной почвы и их изменение в звене севооборота при ускоренном освоении залежи с применением различных систем предпосевной обработки почвы с учетом количества поступающей органической растительной массы в период ее освоения.

Теория обработки почвы имеет противоречивый характер: с одной стороны обработка почвы, не имеющая в природе аналогов, вызывает деградацию почвы, с другой стороны - на Северо-Западе в условиях промывного типа водного режима глубина обработки, оборот пласта и его периодичность имеют решающее значение в создании мощного однородного окультуренного пахотного слоя и в усиле-

нии малого круговорота веществ почвы. Экспериментально установлено, что научно обоснованные системы обработки почвы в совокупности с поступлением органического вещества в почву в звене севооборота не ухудшают агрофизические и биологические показатели плодородия почвы.

Методология и методы исследования. Методология исследований основана на теории воспроизводства плодородия почв и концептуальных основах единства растений, почвы и атмосферы с применением системного анализа в земледелии.

Экспериментальная часть работы выполнена на основе данных, полученных в полевых и лабораторных условиях. Использован комплекс методов исследований общепринятых в земледелии, растениеводстве и почвоведении в соответствии с требованиями методики полевых опытов.

Положения, выносимые на защиту.

1 Научно обоснованная система обработки почвы во времени оптимизирует основные агрофизические показатели плодородия почвы.

2 Обработка почвы и возделывание сельскохозяйственных культур приводят к снижению запасов гумуса в почве по сравнению с залежью. Рациональное использование фитомассы залежи и растительных остатков культур, возделываемых в звене севооборота, в качестве органического удобрения при различной степени интенсивности обработки почвы не обеспечивает полную компенсацию потерь гумуса в результате его минерализации в период освоения залежи.

3 Обработка почвы существенно изменяет фитоценоз залежи. Глубокая предпосевная обработка почвы способствует более эффективному искоренению сорных растений.

4 Включение глубокой вспашки в систему предпосевной обработки почвы при освоении залежной почвы способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур в звене севооборота.

Степень достоверности и апробация результатов. Основные положения диссертационной работы были доложены на международных научно-практических конференциях молодых ученых и студентов в Санкт-Петербургском

государственном аграрном университете «Научный вклад молодых исследователей в инновационное развитие страны» 27-28 марта 2014 года и «Научный вклад молодых исследователей в сохранение традиций и развитие АПК» 26-27 марта 2015 года, на III этапе Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства РФ в Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова 25 мая 2015 года, на III этапе конкурса на лучшую научно-исследовательскую работу молодых ученых ФГБОУ ВО СПбГАУ в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете 19 декабря 2017 года.

Публикации. Результаты исследований отражены в восьми печатных работах, в том числе три из них опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация представлена на 196 страницах компьютерного текста, содержит 35 таблиц, восемь рисунков. Работа состоит из введения, семи разделов, выводов, предложений производству, списка литературы и девяти приложений. Список литературы включает 187 источников, в том числе восемь из них на иностранном языке.

Личный вклад соискателя. Личное участие соискателя ученой степени в получении результатов, изложенных в диссертации, определяется тем, что лично Ю.С. Суровцевой под руководством кандидата сельскохозяйственных наук, доцента Д.А. Футкарадзе были проведены работы по закладке полевых опытов, учеты, наблюдения и лабораторные исследования, обработка и анализ полученных результатов.

В диссертации представлены результаты научных работ, выполненных соискателем ученой степени лично [144; 145; 147; 148; 151] и в соавторстве с рядом ученых и обучающихся [146, 149, 150].

Благодарность. Автор выражает благодарность за помощь в подготовке диссертационной работы научному руководителю - кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Д.А. Футкарадзе, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, заведующему кафедрой земледелия и луговодства Н.А. Донских, сотрудникам и выпускникам кафедры.

1 ИЗМЕНЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ, НАХОДЯЩЕЙСЯ В СОСТОЯНИИ ЗАЛЕЖИ, И В ПРОЦЕССЕ

ЕЕ ОСВОЕНИЯ

1.1 Некоторые особенности изменения плодородия залежных почв

Залежь - сельскохозяйственные угодья, ранее использовавшиеся как пашня, но не используемые больше года под посев сельскохозяйственных культур и под пар. Несправедливо думать, что залежь находится в состоянии покоя. Напротив, это время непрестанных химических, биологических, физических процессов, в ходе которых изменяется состав почвы, идет процесс ее уплотнения [1 39].

Со временем залежная почва приближается по морфологии к исходному целинному состоянию. Сформированный в период активного использования почв в сельском хозяйстве и характеризующийся однородностью морфологических признаков пахотный слой начинает претерпевать изменения, ведущие к дифференциации и формированию исходного органогенного горизонта. Измененное антропогенным воздействием соотношение горизонтов постепенно восстанавливается. По мере увеличения срока пребывания почвы в залежном состоянии признаки пахотного слоя стираются, но неравномерно по глубине [52]. На начальных стадиях в верхней части профиля обособляется слой рыхлой дернины, уменьшается мощность бывшего пахотного слоя и начинается процесс его дифференциации по плотности сложения, морфологическим признакам, содержанию и составу гумуса, кислотно-основным свойствам, содержанию соединений калия, фосфора и железа на два подгоризонта: первый с поверхности наиболее оструктуренный, гумусиро-ванный, с более рыхлым сложением; второй - менее оструктуренный, более плотный, что связано с обособлением корневой системы многолетних трав в меньшем по мощности почвенном слое, чем пахотный слой. С увеличением срока залежно-сти изменения (осветление окраски гумусового горизонта, укрупнение структуры с одной стороны и распыление ее - с другой, приобретение почвенными агрегатами гумусового горизонта (нижней части) элементов плитчатости, появление отбе-

ленных зерен кварца в нижнем подгоризонте и др.) усиливаются [49; 58; 73; 112; 114; 140; 161; 167; 168].

По мнению И.О. Кечайкиной, А.Г. Рюминой и С.Н. Чуковой для дерново-подзолистых почв 15-летнего срока залежи достаточно, чтобы активизировать зональный процесс почвообразования. К этому периоду верхняя часть бывшего пахотного слоя под травянистой растительностью преобразуется в дерновый горизонт. А постагрогенная почва 90-летнего возраста приближается по морфологическим свойствам к ненарушенной почве и развивается уже под зональным типом растительности [52].

Исследования И.А. Плыловой показали, что до 35-летнего возраста дерново-подзолистые залежи суглинистого гранулометрического состава высокого уровня окультуренности сохраняют положительные изменения, достигнутые в результате агрогенного воздействия. Спустя 68 лет после выведения из оборота ранее хорошо окультуренной почвы параметры ее почвенного плодородия ухудшаются [114].

Д.В. Чернов и Е.Л. Кириллова отмечали, что признаки окультуривания дерново-подзолистых почв сохраняются даже в залежных почвах 60-70-летнего возраста. При этом сравнение примерно одновременных, одновозрастных залежей Ленинградской области с лесной и луговой растительностью показывают, что под лесной растительностью процесс деградации прогрессирует сильнее, что приводит к большему изменению в морфологии [168]. Таким образом, сила изменений профиля залежной почвы напрямую связана с типом растительности, покрывающей участок.

Восстановление природного растительного покрова на залежном участке проходит несколько стадий и длится до тех пор, пока не установится сочетание видов, наиболее соответствующее региональному климату [31; 77; 114; 139; 162]. Происходит постепенная трансформация старого состава фитоценоза в новый путем последовательной смены фитоценозов.

Для восстановительной сукцессии свойственно наличие значительного количества заносных видов. Основным агентом транспорта семян на залежь являет-

ся ветер, поэтому для первых стадий сукцессии характерно большое число анемо-хоров [61].

Изменение характера землепользования сказывается как на видовом составе сорной растительности, так и на смене доминантов агроценоза. Увеличивается встречаемость видов, которые в годы с постоянной обработкой имели среднюю встречаемость, что связано с изменением видового состава почвенного банка семян за счет накопления семян сорняков в годы залежи. По данным М.И. Кон-драшкиной, В.П. Самсоновой, А.В. Зоткиной в течение 7-летнего периода отсутствия обработки почвы в почвенном банке семян лидирующее положение по численности занимают семена малолетних сорняков, при этом после первой постзалежной обработки почвы число растений малолетних видов остается невелико. Однако необходимо учитывать потенциальную возможность дальнейшего развития сорняков из постоянно пополняющегося банка семян [60].

Количественный состав растительности залежных земель изменяется в зависимости от их возраста и предшественника. С возрастом залежей снижается количество видов растений за счет уплотнения почвы и выпадения из травостоя культурных растений, яровых и озимых одно-двулетников, части многолетних сорных видов [1 63].

В целом залежи отличаются невысоким биоразнообразием - число видов в среднем составляет 20 [31; 114; 139]. При этом с первого года залежеобразования доминируют виды с корнеотпрысковой корневой системой [31; 114].

По данным В.А. Шляхова, В.В. Коринец, Г.Ф. Соколовой за вегетационный период на однолетней залежи произрастает наибольшее количество сорных растений. На однолетней залежи преобладают однолетние сорняки. С мая по сентябрь их численность уменьшается в среднем на 10,0 %.С увеличением срока залежи до пяти лет общее количество сорных растений уменьшается в 1,5 раза; свыше десяти лет - в 2 раза. На длительных по срокам залежах количество многолетних сорняков возрастает в 3 раза, их общая масса увеличивается в 1,51,9 раза [175].

Поэтапный переход пашни в залежь на каштановых почвах начинается с бу-

рьянистой растительности и обычно продолжается около трех лет. За этот срок появляется много сорняков, 45,0-52,0 % от общего числа которых занимают многолетние корнеотпрысковые и корневищные, 25,0-27,0 % - двулетние и зимующие и 17,0-21,0 % - яровые ранние и поздние сорняки. С течением времени постепенно исчезают антропохорные сорняки. На третий-четвертый год доля яровых ранних и поздних сорняков снижается до 7,0-9,0 %, а многолетних остается на прежнем уровне (43,0-49,0 %), причем возрастает количество стержнекорне-вых. Количество зимующих и двулетних сорняков возрастает до 40,042,0 % [111].

Г.Ф. Соколова, Е.Д. Гарьянова и С.Д. Соколов указывали на то, что пребывание пашни в залежи в течение пяти лет способствовало уменьшению количества сорняков на 13,0 % и снижению их массы в 2,0 раза. При этом произошла смена видового состава сорной растительности [1 39].

При зарастании дерново-подзолистой почвы травами (залежь 10-20 лет) имеет место проявление элементарного дернового процесса, следствием которого является образование слоя дернины на поверхности и активное гумусообразова-ние в корнеобитаемом слое [1 61].

Луговая почва дерново-подзолистой залежи 30 лет имеет богатый состав травостоя (преобладают злаковые травы с хорошо развитой корневой системой). В составе растительного покрова луговой 70-летней залежи преобладает менее ценное разнотравье и имеется слабая закустаренность [168].

Наиболее существенные изменения в составе растительности наблюдаются в период с 35-40 лет нахождения почвы в залежи, когда начинается постепенная смена луговой растительности древесной [114; 168]. Данный процесс является следствием увеличения почвенной кислотности, а также уменьшения степени насыщенности почвы основаниями. Спустя 60-100 лет после прекращения антропогенного воздействия почва находится под лесом [1 61].

При смене луговой растительности на лесную изменяется почвообразовательный процесс. Образование дернового горизонта под многолетними травами, способствующего накоплению гумуса и азота в почве, при смене на лесную фор-

мацию постепенно ослабевает, заменяется лесной подстилкой, усиливается выщелачивание питательных веществ и оподзоливание почвы [127].

На естественное зарастание залежи оказывает влияние тип ее использования. При заповедном режиме зарастания (без использования) дерново-подзолистой среднесуглинистой залежи в Центральном районе Нечерноземной зоны на восьмой год формируются опушечно-лесные растительные формации, в составе которых преобладают малоценное в кормовом отношении разнотравье, с появлением на третий год залежи поросли древесной растительности. Хозяйственное использование под пастбища залежных земель с естественными травостоями способствует увеличению участия более ценных для кормления скота видов трав [69].

Одновременно с увеличением возраста залежи и сменой этапов растительности на ней продуктивность трав увеличивается и способствует накоплению углерода [126].

В целом по всему профилю после прекращения обработки почва в залежи сначала быстро, а затем медленно уплотняется. Общая пористость и пористость аэрации изменяются согласно изменению плотности почвы [111].

При этом плотность сложения верхнего подгоризонта залежной почвы продолжает оставаться в интервале благоприятном для развития корневой системы растений. При переходе к нижнему подгоризонту уплотнение резко возрастает. Следовательно, при выведении почвы из хозяйственного оборота объем почвенного слоя с оптимальной для растений плотностью сложения уменьшается [112].

В состоянии залежи происходит постепенное разуплотнение подплужного слоя. Однако на дерново-подзолистых залежных почвах исчезновение «плужной подошвы» отмечалось только на 90-летнем сроке. С возрастом залежных почв постепенно растет и приближается к целинному варианту их водопроницаемость [52].

Д.В. Чернов, А.В. Литвинович, О.Ю. Павлова писали, что одновременно с существенным уплотнением ранее существовавшего пахотного слоя процесс его деградации заключается в разрушении структуры и, как следствие, изменении

водно-воздушного режима в данной части профиля, проявляющегося в появлении в слое 15-28 см большого количества обуглившихся растительных остатков («угольков») [167].

Структурное состояние почвы является одним из наиболее важных свойств, обуславливающим ее водно-воздушный режим и произрастание растений. Почвенные агрегаты способствуют устойчивости почв к агрогенным нагрузкам, влияют на процессы закрепления и накопления элементов питания и гумусовых соединений [119].

В дерново-подзолистых залежных почвах наиболее оструктуренным и гу-мусированным сохраняется верхний 10-15 см слой [168].

Ученые Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова писали, что почва сухостеп-ной зоны через семь-восемь лет прекращения обработки становится более структурной и в целом более плодородной, за счет большого накопления органических веществ, так как в условиях залежи разложение корневых остатков в почве происходит преимущественно без доступа кислорода и недостатка влаги. По их мнению с возрастом залежи закономерно возрастает и количество водопрочных агрегатов в слое 0-30 см. Верхние горизонты (0-10 см) по содержанию водопрочных агрегатов становятся более структурными, чем нижние. Это объясняется имеющейся дерниной, состоящей из большого количества органических веществ [111].

Исследования Н.В. Поляковой и др. на серых лесных почвах Нижегородской области показали, что процесс восстановления структуры в естественных условиях требует значительного периода времени и определенного сочетания факторов структурообразования и определяется длительностью периода отсутствия агротехнических обработок и характером произрастающей растительности. На серых лесных почвах максимальное количество агрономически ценных агрегатов и водопрочных частиц размером менее 1 мм в ряду залежей 7, 10, 15 и 20 лет содержалось на 20-летней залежи (коэффициент структурности 2,4 против 1,6 на пашне). На залежи, существовавшей 10 лет, содержание водопрочных агрегатов оставалось на уровне освоенной пашни [119].

При целенаправленной консервации почв многолетними травами восста-

новление их структурного состояния идет более быстрыми темпами и уже за семь лет содержание водопрочных агрегатов достигает, а иногда и превосходит (косимый участок) уровень 15-летней залежи [119]. О роли многолетних трав в улучшении структурного состояния почвы писал еще В.Р. Вильямс [18].

Формирование водопрочной структуры на участках залежи обусловлено изменением характера естественной растительности и ведущей ролью в агрегации почвенных частиц травянистых и древесных формаций, корневые системы которых обогащают почву органическим веществом, придавая агрегатам комковатую и зернистую форму, а также связывают микроагрегаты, способствуя их механической прочности и водоустойчивости [119].

Анализируя влагозапасы разновозрастных залежей степной зоны, И.Н. Ходячих выявил тенденцию их уменьшения от молодых к старовозрастным типам, что объясняется наличием на молодых залежах значительного количества остатков сухих крупностебельных растений, способствующих задержанию снега, что и приводит к увеличению влагообеспеченности почвы. Максимальный расход продуктивной влаги И.Н.Ходячих отмечал на молодых залежах, имеющих больший растительный потенциал по сравнению со старовозрастными залежами, которые по накоплению и расходу почвенной влаги приближаются к целинным участкам [163].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Суровцева Юлия Станиславовна, 2018 год

Ск -

Исследуемая залежь отличалась достаточно высоким содержанием гумуса, которое в слое почвы 0-10 см составило 3,98 %, в слое 10-20 см - 3,27 %, в слое 20-30 см - 2,86 % [145; 151]. Обеспеченность почвы подвижными соединениями фосфора в слое 0-30 см была очень высокая, обменного калия - высокая [90; 151], рНКС1=5,5, степень насыщенности основаниями - 85,7 % [150] (таблица 2.2).

Структурное состояние почвы залежи по содержанию агрономически ценных (0,25-10 мм) агрегатов характеризовалось как хорошее (62,7 %), а по содержанию водопрочных агрегатов - как удовлетворительное (49,7 %) [117; 148].

Флористическое описание растительности опытного участка показало, что растительный покров залежи (таблица 2.3) был представлен травянистой

растительностью и отличался небольшим разнообразием, состоящим из 15 видов [144; 159].

Таблица 2.2 - Содержание гумуса и значение агрохимических показателей плодородия почвы залежи, слой 0-30 см

Показатели Слой почвы, см

0-10 10-20 20-30 * 0-30

Содержание гумуса, % 3,98 3,27 2,86 3,37

Содержание Р2О5, мг/кг 417 337 332 362

Содержание К2О, мг/кг 264 235 230 243

рНкс1 5,5 5,5 5,5 5,5

Гидролитическая кислотность, ммоль в100 г почвы 3,33 3,40 2,74 3,16

Сумма поглощенных оснований, ммоль в 100 г почвы 20,6 19,8 18,9 19,8

Степень насыщенности основаниями, % 86,1 85,3 87,3 86,2

Таблица 2.3 - Видовой состав фитоценоза залежи, 2012 год

Биологическая группа Количество, шт./м Доля, %

МАЛОЛЕТНИЕ 18,0 5,9

в том числе яровые ранние 18,0 5,9

из них: пикульник красивый 18,0 5,9

МНОГОЛЕТНИЕ 288,0 94,1

в том числе корневищные 167,5 54,7

из них: яснотка белая 10,0 3,2

крапива двудомная 0,5 0,2

* В таблице 2.2, последующих таблицах и далее по тексту - указана средняя величина показателя по слою 0-30 см

Продолжение таблицы 2.3

Биологическая группа Количество, шт./м Доля, %

сныть обыкновенная 157,0 51,3

стержнекорневые 50,5 16,5

из них: одуванчик лекарственный 43,0 14,1

щавель курчавый 0,5 0,2

купырь лесной 7,0 2,2

корнеотпрысковые 4,0 1,3

из них: борщевик сибирский 0,5 0,2

осот желтый 1,0 0,3

осот розовый 2,0 0,6

вика мышиная 0,5 0,2

мочкокорневые 2,0 0,7

из них: лютик едкий 2,0 0,7

ползучие 1,0 0,3

из них: лютик ползучий 1,0 0,3

злаковые культурные 63,0 20,6

из них: ежа сборная 21,0 6,9

тимофеевка луговая 42,0 13,7

ВСЕГО 306,0 100,0

Среди видов преобладали сныть обыкновенная (Aegopodium padagraria L.), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale F.H. Wigg.) и тимофеевка луговая (Phleum pratense L.). В травостое доминировали корневищные растения (54,7 %), доля малолетников была невелика и составляла 5,9 %.

2.3

Схема опыта и агротехнические приемы, использованные

в полевом опыте

Полевой опыт по теме диссертации был заложен в 2012 году на малом

Л

опытном поле СПбГАУ. Площадь опыта 2937,6 м (91,8 м х 32,0 м), повторность вариантов в опыте четырехкратная. Размещение вариантов опыта в 2012 году было систематическое, в 2013 и 2014 годах варианты размещали методом расщепленных делянок. В год закладки опыта площадь опытной делянки составляла 363,2 м2 (22,7 м х 16,0 м); в последующие годы опыта площадь опытной делянки изменялась из-за наложения разных систем предпосевной обработки почвы согласно задачам исследований в 2013 и 2014 годах. Площадь учетной деЛ

лянки - 10,3 м (2,4 м х 4,3 м).

Освоение залежи проводили в звене севооборота «овес на зеленую массу -яровая тритикале на зерно - картофель на семенные цели». Обработку почвы залежи в первый год ее освоения проводили в весенне-летний срок.

В 2012 году схема полевого опыта включала в себя 1 фактор:

Фактор А. Система предпосевной обработки почвы в первый год освоения залежи:

- Обычная: двукратное дискование на глубину 8-10 см, вспашка на глубину 20-22 см, культивация с одновременным боронованием на глубину 68 см (условное обозначение «В1 (20-22 см)»);

- Глубокая: двукратное дискование на глубину 8-10 см, вспашка на глубину 26-28 см, культивация с одновременным боронованием на глубину 68 см (условное обозначение «В1 (26-28 см)»).

В первый год освоения залежи высевали овес сорта Скакун на зеленую массу в норме 5,5 млн всхожих семян на 1 га. Удобрения под овес не вносили. Уход за посевами включал в себя послепосевное прикатывание и боронование посевов в фазу кущения культуры. Скашивание проводили в фазу молочно-восковой спелости. После уборки овса на опытном участке было проведено дисковое лущение

на глубину 8-10 см и зяблевая вспашка на глубину 20-22 см для заделки пожнив-но-корневых остатков.

В 2013 году схема опыта включала 2 фактора:

Фактор А. Система предпосевной обработки почвы в первый год освоения залежи. Имел те же градации, что и в 2012 году.

Фактор Б. Система предпосевной обработки почвы во второй год освоения залежи:

- Поверхностная: дискование на глубину 8-10 см, дискование с одновременным боронованием на глубину 8-10 см, культивация с одновременным боронованием на глубину 6-8 см (условное обозначение «Д2 (8-10 см)»);

- Обычная: дискование на глубину 8-10 см, вспашка на глубину 2022 см, культивация с одновременным боронованием на глубину 6-8 см (условное обозначение «В2 (20-22 см)»);

- Глубокая: дискование на глубину 8-10 см, вспашка на глубину 2628 см, культивация с одновременным боронованием на глубину 6-8 см (условное обозначение «В2 (26-28 см)»).

Во второй год освоения залежи высевали яровую тритикале сорта Гребешок на зерно в норме 5,0 млн всхожих семян на 1 га. Уход за посевами включал в себя послепосевное прикатывание и боронование посевов в фазу кущения культуры. Также в фазу кущения тритикале проводили корневую подкормку аммиачной селитрой в дозе К30. После уборки яровой тритикале на опытном участке провели дисковое лущение на глубину 8-10 см и зяблевую вспашку на глубину 24-26 см, что было вызвано необходимостью заделки большого количества растительных остатков в почву.

Варианты, содержащие глубокую вспашку, были включены в схему опыта в целях улучшения водопроницаемости нижних слоев почвы, ускоренного создания мощного однородного пахотного слоя, для искоренения стержнекорневых и корневищных сорных растений, а также по причине высокого содержания в почве (слой 0-30 см) опытного участка подвижного фосфора и обменного калия.

В 2014 году изучали последействие систем предпосевной обработки почвы предыдущих лет на основные показатели плодородия почвы, и, таким образом, схема опыта включала в себя 2 фактора:

Фактор А. Система предпосевной обработки почвы в первый год освоения залежи. Имел те же градации, что и в 2012-2013 годах.

Фактор Б. Система предпосевной обработки почвы во второй год освоения залежи. Имел те же градации, что и в 2013 году.

Весной 2014 года во всех вариантах опыта проведены дискование на глубину 8-10 см, вспашка на глубину 20-22 см, культивация с одновременным боронованием на глубину 12-14 см и нарезка гребней. В 2014 году возделывали картофель сорта Сказка на семенные цели; высаживали клубни первого полевого поколения. Посадку картофеля осуществляли по схеме 0,7 м х 0,2 м (71,5 тыс. клубней на 1 га). Перед посадкой картофеля вносили аммиачную селитру в дозе N30 под предпосевную культивацию. Нами была выбрана минимальная доза азота, чтобы не ухудшить сохраняемость клубней семенного картофеля. Уход за посадками включал в себя три междурядные обработки (в фазу всходов на глубину 12-14 см, при смыкании рядков на глубину 14-16 см и в фазу цветения культуры на глубину 10-12 см). За вегетационный период растений картофеля провели три фитопро-чистки (удаление больных растений и примесей других сортов): в фазы всходов и цветения и за 14 дней до уборки урожая, а также четырехкратную обработку посадок картофеля против фитофтороза фунгицидом Ширлан, СК в норме 0,30,4 л/га. Первое опрыскивание фунгицидом проводили в фазу цветения, последующие - с интервалом 7-10 дней (последнее - за 14 дней до уборки урожая); расход рабочей жидкости составил 300,0 л/га. В систему ухода за картофелем входило и опрыскивание десикантом Реглон Супер, ВР за 14 дней до уборки в норме 2,0 л/га; расход рабочей жидкости 300,0 л/га.

2.4 Методики наблюдений и исследований в полевом опыте

а) Агрохимическое обследование почвы

Перед закладкой опыта (осень 2011 года) были отобраны смешанные образцы почвы по слоям 0-10, 10-20 и 20-30 см, где были определены: содержание подвижных соединений фосфора и калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207-91 и ГОСТ Р 54650-2011) [23; 30]; рН солевой вытяжки (КС1) - потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85) [26]; гидролитическая кислотность и сумма поглощенных оснований - по методу Каппена (ГОСТ 26212-91 и ГОСТ 27821-88) [24; 27]; степень насыщенности почвы основаниями - расчетным методом.

б) Агрофизические показатели почвы определяли: плотность почвы -буром Некрасова; влажность почвы (% к абсолютно-сухой почве) - методом высушивания при 105,0 оС; капиллярную влагоемкость - в лабораторных условиях методом насыщения образцов почвы ненарушенного сложения на мокрой фильтровальной бумаге; строение пахотного слоя - расчетным методом; плотность твердой фазы почвы - пикнометрическим методом; структурный состав почвы -методом сухого просеивания на почвенных ситах; водопрочность почвенных агрегатов - методом мокрого рассева [117].

в) Морфологическое описание профиля почвы опытного участка проведено согласно общепринятым методикам [55; 73; 121]. Гранулометрический состав почвы определяли по методу Н.А. Качинского [73].

г) Баланс гумуса рассчитывали по методике А.М. Лыкова [46]. Содержание гумуса определяли по методу И.В. Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91) [25];

д) Фенологические наблюдения за растениями проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [87].

е) В год закладки опыта было проведено флористическое описание растительности опытного участка по общепринятой методике [7; 159]. Засоренность посевов на делянках учитывали количественным методом [92].

ж) Учет фитомассы фитоценоза залежи и накопления растительных остатков культурами осуществляли весовым методом, пробы отбирали способом рамочной выемки почвы (модификация метода монолита) [118].

з) Урожайность зеленой массы овса учитывали согласно методике ВИК [91] с учетом требований ГОСТ 31640-2012 [28].

Учет урожайности зерна тритикале с последующим пересчетом на 14,0 %-ную влажность и 100,0 %-ную сортовую чистоту (ГОСТ-12041-82; Г0СТ-12037-81) [21; 22] и анализ структуры урожайности проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [87].

Урожайность картофеля учитывали по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [87] с учетом требований ГОСТ Р 53136-2008 [29].

и) Статистическая обработка полученных данных по динамике численности сорных растений, а также данных по урожайности проведена методом дисперсионного анализа [37] с использованием статистических программ на персональном компьютере.

к) Экономическая и энергетическая оценки эффективности перспективных технологий освоения залежных земель даны на основании действующих в хозяйствах области нормативов и цен на продукцию и материалы, а также действующих методик [89; 123].

3 ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-КАРБОНАТНОЙ ПОЧВЫ НА ЕЕ ОСНОВНЫЕ АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

3.1 Влияние интенсивности предпосевной обработки почвы на плотность сложения пахотного слоя

Первичным и определяющим фактором всей агрофизики почвы является

плотность ее сложения [15]. С изменением плотности сложения почвы меняются

ее водные, воздушные и тепловые свойства, оказывающие значительное влияние

на физический и микробиологический режимы почвы [81]. Основным способом

изменения плотности сложения почвы является ее обработка.

Равновесная плотность почвы залежи при влажности слоя 0-30 см 20,3-5 -5

21,1 % составляла в слое 0-10 см 1,25 г/см , 10-20 см - 1,37 г/см , 20-30 см -

-5

1,45 г/см . В почве залежи очень плотным сложением характеризовался лишь нижний слой (20-30 см). Слой почвы 0-20 см сохранился менее уплотненным из-за поступления в почву большого количества корневых остатков растительности, покрывающей залежь.

Плотность сложения пахотного слоя почвы (0-30 см) опытного участка в годы проведения исследований зависела от количества и характера выпадения атмосферных осадков, режима их распределения в течение вегетационного периода и варианта системы предпосевной обработки почвы.

Система предпосевной обработки залежи в 2012 году привела к разуплотнению почвы даже в нижнем слое (20-30 см) и обеспечить в течение вегетационного периода овса благоприятное сложение пахотного слоя (0-30 см) для роста и раз-

-5

вития культуры - 0,99-1,31 г/см3 (рисунок 3.1, приложение Б).

В фазу всходов овса почва в слое 0-10 см имела на обоих вариантах опыта

-5

почти одинаковую плотность сложения (1,19-1,20 г/см ). Исследуемые системы предпосевной обработки почвы оказали влияние на плотность ее сложения в сло-

ях 10-20 и 20-30 см. В варианте «В

1 (20-22 см)

)» наиболее рыхлым был слой почвы

"2

10-20 см - 1,11 г/см , мало затронутый обработкой слой 20-30 см был более

-5

уплотнен - 1,22 г/см . В варианте «В1 (26-28 см)» плотность почвы в слое 10-20 см

-5

составляла 1,06 г/см и незначительно отличалась от плотности почвы в слое

20-30 см - 1,09 г/см3.

р, г/см3 1,90

1,70 1,50 1,30 1,10 0,90

1,90 1,70 1,50 1,30 1,10 0,90

29.05

(залежь до обрабоки)

04 . 07 (ф. всходы)

1 6 .09 (перед уборкой)

29.05

(залежь до обрабоки)

04. 07 (ф. всходы)

1 6 .09 (перед уборкой)

Слой почвы, см

0-10

10-20

20-30

"В1 (20-22 см)"

"В1 (26-28 см)"

-5

Рисунок 3.1 - Динамика плотности почвы (г/см ) в зависимости от варианта системы предпосевной обработки почвы первого года освоения залежи под овсом

в 2012 году, слой 0-30 см

К концу вегетационного периода овса плотность почвы изменилась в результате развития корневой системы растений, складывающихся погодных условий и естественного уплотнения почвы. К моменту уборки культуры плотность почвы в слое 0-10 см практически не изменилась и составляла в зависимости от

-5

варианта опыта 1,19-1,21 г/см3. В варианте «В1 (20-22 см)» наблюдалось увеличение

-5

плотности нижнего слоя почвы (20-30 см) до 1,31 г/см и снижение плотности

-5

сложения почвы в слое 10-20 см до 0,99 г/см . В варианте «В1 (26-28 см)» слой почвы 10-30 см был более однородным по типу сложения: плотность слоя почвы 10Л -5

20 см составляла 1,10 г/см , 20-30 см - 1,15 г/см .

Таким образом, плотность почвы в слое 20-30 см в варианте с глубокой

3 3

предпосевной обработкой была на 0,13 г/см в фазу всходов и 0,16 г/см перед уборкой овса ниже, чем при проведении обычной предпосевной обработки почвы в первый год освоения залежи.

После перезимовки на всем опытном участке отмечено увеличение плотности почвы в слое 0-30 см на 0,14-0,34 г/см3, что, по нашему мнению, связано с поднятием продуктов оглеения, особенно соединений железа, из переходного горизонта.

Перед весенней обработкой в 2013 году (рисунок 3.2, приложение Б) слой почвы 0-20 см был достаточно однородным по плотности сложения на обоих вариантах опыта: 1,33-1,35 г/см3 - в варианте «В1 (20-22 см)», 1,36-1,37 г/см3 - в варианте «В1 (26-28 см)». Последействие системы предпосевной обработки почвы первого года освоения залежи через год прослеживалось на величине плотности почвы в слое 20-30 см, который в варианте «В1 (20-22 см)» имел предельно плотное сложение

3 3

(1,53 г/см ), в варианте «В1 (26-28 см)» - очень плотное сложение (1,45 г/см ).

К моменту проведения предпосевной обработки в 2013 году физической спелости достиг лишь слой почвы 20-30 см (21,6 %) в варианте «В1 (20-22 см)». Высокая влажность почвы (до 32,6 %) была связана с выпадением большого количества атмосферных осадков в мае, что характерно для условий Ленинградской области.

р, г/см3

Слой почвы, см

21.05 (до весенней обработки)

21.05 (до весенней обработки)

21.05 (до весенней обработки)

19.06 (ф. всходы)

13.09 (перед уборкой)

19.06 (ф. всходы)

13.09 (перед уборкой)

1 9 . 06 (ф. всходы)

1 3 . 09 (перед уборкой)

0-10

10-20

20-30

"В1 (20-22 см)" + "Д2 (8-10 см)" "В1 (20-22 см)" + "В2 (26-28 см)" "В1 (26-28 см)" + "В2 (20-22 см)"

"В1 (20-22 см)" + "В2 (20-22 см)" "В1 (26-28 см)" + "Д2 (8-10 см)" "В1 (26-28 см)" + "В2 (26-28 см)"

"2

Рисунок 3.2 - Динамика плотности почвы (г/см ) в зависимости от варианта системы предпосевной обработки почвы первого и второго года освоения залежи под яровой тритикале в 2013 году, слой 0-30 см

Проведение предпосевной обработки при отсутствии физической спелости почвы привело к увеличению плотности почвы в пахотном слое (0-30 см) практически во всех вариантах опыта. В фазу всходов яровой тритикале разуплотнение почвы отмечали лишь в вариантах опыта, включающих в себя фон «В1 (26-28 см)»:

-5

при проведении «Д2 (8-10 см)» - в слое 0-10 см до 1,34 г/см , «В2 (20-22 см)» - в слое 0-5

20 см до 1,31-1,35 г/см , «В2 (26-28 см)» - во всем пахотном слое (0-30 см) до 1,281,38 г/см3.

Плотность сложения почвы в слое 20-30 см была меньше при увеличении глубины предпосевной обработки как первого, так и второго года освоения залежи. При проведении предпосевной обработки почвы во второй год освоения залежи на фоне «В1 (20-22 см)» в слое 20-30 см наблюдалось предельно плотное сложе-

-5

ние почвы (1,69-1,80 г/см ), на фоне «В1 (26-28 см)» - плотность почвы в слое 20-5

30 см составляла 1,38-1,63 г/см . Высокая плотность почвы в нижнем слое (2030 см) является следствием поднятия продуктов оглеения из переходного горизонта, способствовавшего повышению ее связности и стягивания глинистой фракции в результате иссушения.

Раздельная оценка влияния изучаемых в опыте факторов (таблица 3.1) показала, что при проведении глубокой вспашки в системе предпосевной обработки второго года освоения залежи плотность почвы в слое 20-30 см в фазу всходов яровой тритикале была ниже в среднем на 0,12 г/см3 по сравнению с проведением только обычной обработки, при проведении поверхностной обработки - в

-5

среднем на 0,18 г/см . А проведение предпосевной обработки почвы во второй год освоения залежи на фоне глубокой обработки первого года освоения залежи способствовало снижению плотности почвы в слое 20-30 см в среднем на 0,21 г/см3.

В целом в фазу всходов тритикале плотность пахотного слоя почвы (030 см) во всех вариантах опыта была выше значений наиболее благоприятных для культуры.

Перед уборкой тритикале во всех вариантах опыта (даже в слое 20-30 см)

-5

отмечено разуплотнение почвы до 1,14-1,41 г/см , что объясняется активным раз-

витием корневой системы тритикале и складывающимися погодными условиями в течение вегетационного периода из-за чередования резко засушливых условий с выпадением осадков в виде ливневых дождей. При этом наиболее благоприятная для роста и развития тритикале плотность почвы во всем пахотном слое отмеча-

-5

лась лишь в варианте «В1 (26-28 см)» + «В2 (26-28 см)» - 1,20-1,29 г/см . На других вариантах оптимальные для роста и развития культуры значения плотности почвы

-5

наблюдали только в слое 0-20 см - 1,13-1,29 г/см , а плотность сложения почвы в

-5

слое 20-30 см была несколько выше - 1,31-1,41 г/см .

Таблица 3.1 - Влияние систем предпосевной обработки почвы первого и второго года освоения залежи на плотность сложения слоя почвы 20-30 см под яровой

-5

тритикале в фазу всходов культуры, 2013 год, г/см

Предпосевная обработка почвы Средние по фактору А

1 год освоения залежи 2 год освоения залежи

«Д2 (8-10 см)» «В2 (20-22 см)» «В2 (26-28 см)»

«В1 (20-22 см)» 1,80 1,74 1,69 1,74

«В1 (26-28 см)» 1,63 1,57 1,38 1,53

Средние по фактору Б 1,72 1,66 1,54 -

Перед весенней обработкой в 2014 году (рисунок 3.3, приложение Б) слои почвы 0-10 и 10-20 см характеризовались рыхлым и уплотненным типом сложе-

3 3

ния (1,10-1,16 г/см и 1,09-1,17 г/см ), слой почвы 20-30 см - среднеплотным или

-5

плотным типом сложения (1,25-1,38 г/см ). Плотность нижнего слоя почвы (2030 см) возрастала с увеличением глубины предпосевной обработки почвы как первого, так и второго года освоения залежи, что объясняется припахиванием и выклиниванием глины из нижних менее окультуренных слоев почвы при проведении отвальной обработки, как следствие худшим крошением почвы в слое 2030 см и образованием плотных глыб, а также связано с неблагоприятными условиями зимовки почвы (почва зимовала в состоянии переувлажнения).

р, г/см'

1,90 1,70 1,50 1,30 1,10 0,90

13.05

(до весенней обработки)

13.05

(до весенней обработки)

2 6 . 0 6 (ф. всходы)

26 . 06 (ф. всходы)

Слой почвы, см

0 8 . 09 (перед уборкой)

0 8 . 09 (перед уборкой)

1111 ii -щ

13.05

(до весенней обработки)

2 6 . 0 6 (ф. всходы)

08. 0 9 (перед уборкой)

0-10

10-20

20-30

"В1 (20-22 см)" + "Д2 (8-10 см)" "В1 (20-22 см)" + "В2 (26-28 см)" "В1 (26-28 см)" + "В2 (20-22 см)"

"В1 (20-22 см)" + "В2 (20-22 см)" "В1 (26-28 см)" + "Д2 (8-10 см)" "В1 (26-28 см)" + "В2 (26-28 см)"

-5

Рисунок 3.3 - Динамика плотности почвы (г/см ) в зависимости от варианта системы предпосевной обработки почвы первого и второго года освоения залежи

под картофелем в 2014 году, слой 0-30 см

Влияние систем предпосевной обработки, как первого, так и второго года освоения залежи, в третий год исследований в фазу всходов картофеля прослеживалось на величине плотности нижнего слоя почвы (20-30 см). На фоне «В1 (20-22 см)» отмечается уменьшение плотности почвы в слое 20-30 см с увеличением глубины предпосевной обработки, проведенной во второй год освоения залежи; плотность нижнего слоя почвы (20-30 см) в этот период составляла 1,451,53 г/см3.

На фоне «В1 (26-28 см)», напротив, наименьшая плотность слоя почвы 20-30 см наблюдалась при проведении во второй год освоения залежи «Д2 (8-10 см)» -

-5

1,40 г/см . В вариантах «В1 (26-28 см)» + «В2 (20-22 см)» и «В1 (26-28 см)» + «В2 (26-28 см)»

-5

нижний слой (20-30 см) был более уплотнен - 1,55 и 1,50 г/см , по вариантам соответственно, по причине выклинивания большего количества глинистой фракции из нижних менее окультуренных слоев почвы при проведении отвальной обработки и, как следствие, увеличения связности и более интенсивной усадки почвы на указанных вариантах опыта.

К концу вегетации картофеля во всех вариантах опыта отмечено разуплот-

Л -5

нение почвы до 1,13-1,16 г/см в слое 0-10 см, до 1,10-1,17 г/см - в слое 10Л

20 см и до 1,10-1,16 г/см - в слое 20-30 см. Этому способствовало развитие корневой системы культуры и проведение междурядных обработок, а также постепенное окультуривание нижних слоев почвы в результате трехлетней обработки почвы залежи.

Таким образом, проведение глубокой вспашки в системе предпосевной обработки почвы, как в действии, так и в последействии через год, способствует созданию более рыхлого и однородного по плотности сложения пахотного слоя в течение вегетационного периода [147, 148]. Однако, последующее проведение отвальных предпосевных обработок в течение двух лет на фоне системы предпосевной обработки почвы, включающей в себя проведение глубокой вспашки в первый год освоения залежи, приводит к уплотнению почвы.

3.2 Влажность почвы в зависимости от системы ее предпосевной обработки

Жизнедеятельность растений и почвенных микроорганизмов в значительной степени определяется наличием в почве оптимального количества влаги, создающего благоприятные условия для питательного режима в почве.

Вода в почве является одним из главных факторов ее плодородия. Недостаток влаги в почве так же, как и ее избыток, сильно снижает урожайность сельскохозяйственных культур. Количество содержащейся в почве воды определяется ее влажностью. Определение фактической влажности почвы позволяет судить об обеспечении растений влагой и дать оценку различным агротехническим мероприятиям в регулировании водного режима почвы.

Влажность почвы в слое 0-30 см до обработки залежи и в зависимости от варианта системы предпосевной обработки почвы первого года освоения залежи в 2012 году представлена в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Влажность почвы в зависимости от варианта системы предпосевной обработки почвы первого года освоения залежи под овсом в 2012 году, слой 0-30 см, %

Предпосевная обработка почвы Слой почвы, см Дата взятия проб

29.05 (залежь, до обработки) 4.07 (ф. всходы) 13.08 (ф. кущение) 16.09 (перед уборкой)

1 год освоения залежи

«В1 (20-22 см)» 0-10 21,1 20,6 23,1 20,7

10-20 20,3 26,5 27,2 27,4

20-30 21,0 17,3 18,1 18,3

«В1 (26-28 см) » 0-10 21,1 19,5 23,4 20,4

10-20 20,3 25,3 25,2 23,6

20-30 21,0 20,8 23,8 20,6

Влажность почвы залежи на опытном участке перед обработкой составляла в слое 0-10 см - 21,1 %, 10-20 см - 20,3 %, 20-30 см - 21,0 %.

Различные системы обработки в годы проведения исследований оказывали значительное влияние на перераспределение влаги в слое почвы 0-30 см.

В фазу всходов овса влажность почвы в слоях 0-10 и 10-20 см между вариантами практически не различалась и составляла 20,6 и 26,5 % в варианте «В1 (20-22 см)» и 19,5 и 25,3 % в варианте «В1 (26-28 см)». Влажность почвы в слое 2030 см в варианте «В1 (20-22 см)» составляла 17,3 %, что на 3,5 % ниже, чем в варианте

«В1 (26-28 см)».

В варианте «В1 (20-22 см)» в течение всего периода вегетации овса в необрабатываемом слое 20-30 см наблюдалось уплотнение почвы, которое препятствовало водопроницаемости, и влажность почвы в этом слое была меньше, чем в вышележащем слое 10-20 см на 9,2 % в фазу всходов, на 9,1 % - в фазу кущения и на 8,9 % - перед уборкой культуры. Разница во влажности почвы между слоями 1020 и 20-30 см в варианте «В1 (26-28 см)» была не такой значительной и составила в фазу всходов овса 4,5 %, в фазу кущения - 1,4 %, перед уборкой - 3,0 %. Данная закономерность распределения влаги в почве сохранилась и к весне следующего года.

В целом влажность почвы в слое 0-30 см весь период вегетации овса была выше влажности устойчивого завядания.

Влажность почвы пахотного слоя (0-30 см) в зависимости от вариантов опыта при возделывании яровой тритикале в 2013 году представлена в таблице 3.3.

К моменту весенней обработки почвы в 2013 году в варианте «В1 (20-22 см)» физическая спелость почвы была отмечена только в незатронутом обработкой слое 20-30 см (21,6 %), в слое почвы 0-20 см содержалось 31,6-32,6 % влаги. Влажность почвы пахотного слоя (0-30 см) в варианте «В1 (26-28 см)» была выше влажности физической спелости почвы и составляла 25,2-28,6 %. Высокая влажность пахотного слоя почвы (0-30 см) была обусловлена большим количеством атмосферных осадков в мае 2013 года, вследствие чего верхний (0-10 см) и сред-

ний (10-20 см) слои были насыщены большим количеством влаги, чем слой 2030 см.

Таблица 3.3 - Влажность почвы в зависимости от варианта системы предпосевной обработки почвы первого и второго года освоения залежи под яровой тритикале в 2013 году, слой 0-30 см, %

Предпосевная обработка почвы Слой почвы, см Дата взятия проб

21.05 (до предпосевной обработки) 19.06 (ф. всходы) 10.07 (ф. кущение) 31.07 (ф. колошение-цветение) 13.09 (перед уборкой)

1 год освоения залежи 2 год освоения залежи

«В1 (20-22 см)» «Д2 (8-10 см)» 0-10 31,6 27,3 19,3 22,0 23,2

10-20 32,6 24,5 19,3 24,2 25,1

20-30 21,6 14,5 23,5 14,7 17,8

«В 2 (20-22 см)» 0-10 31,6 27,0 18,6 24,6 21,0

10-20 32,6 23,4 19,3 24,9 22,4

20-30 21,6 15,7 19,4 22,5 19,1

«В2 (26-28 см)» 0-10 31,6 27,3 18,0 22,7 21,2

10-20 32,6 27,9 21,0 24,6 20,6

20-30 21,6 18,0 20,3 20,3 19,7

«В1 (26-28 см)» «Д2 (8-10 см)» 0-10 28,6 29,4 19,9 22,1 21,7

10-20 27,8 26,3 20,4 22,0 23,0

20-30 25,2 20,9 23,1 15,5 16,1

«В2 (20-22 см)» 0-10 28,6 28,9 19,1 24,3 23,6

10-20 27,8 31,6 20,2 25,8 23,1

20-30 25,2 23,0 19,2 22,0 19,2

«В2 (26-28 см)» 0-10 28,6 25,9 19,9 23,5 22,5

10-20 27,8 25,1 20,1 26,1 21,7

20-30 25,2 27,2 19,2 25,7 19,4

Весенняя система обработки в 2013 году способствовала некоторому иссушению почвы практически во всех вариантах опыта. При этом влажность нижнего слоя почвы (20-30 см) возрастала с увеличением глубины предпосевной обработки, как первого, так и второго года освоения залежи, и с уменьшением плотности

-5

сложения почвы. Увеличение плотности слоя почвы 20-30 см до 1,80 г/см во всех вариантах кроме «В1 (26-28 см)» + «В2 (26-28 см)» усиливало подъем влаги к испаряющей поверхности и как следствие ее потерю. Уменьшение плотности почвы в слое 2030 см способствовало улучшению его водопроницаемости и более равномерному распределению влаги в пахотном слое. В результате равномерное распределение влаги в пахотном слое (0-30 см) почвы в фазу всходов тритикале наблюдали лишь в варианте «В1 (26-28 см)» + «В2 (26-28 см)» (плотность почвы в слое 20-30 см -

-5

1,38 г/см ), где влажность почвы составляла в слое 0-10 см 25,9 %, 10-20 см -25,1 %, 20-30 см - 27,2 %. На других вариантах содержание влаги в слое 20-30 см было на 5,4-10,0 % ниже, чем в слое 10-20 см, при этом проведение «Д2 (8-10 см)» снижало содержание влаги в слое почвы 20-30 см до 14,5 % на фоне «В1 (20-22 см)» и до 20,9 % на фоне «В1 (26-28 см)».

Из раздельной оценки влияния изучаемых в опыте факторов (таблица 3.4) видно, что в целом уменьшение глубины предпосевной обработки почвы второго года освоения залежи с 26-28 см до 20-22 см способствовало снижению влажности почвы в слое 20-30 см в фазу всходов яровой тритикале в среднем на 3,2 %, до 8-10 см - в среднем на 4,9 %. Проведение предпосевной системы обработки почвы во второй год освоения залежи на фоне глубокой предпосевной обработки первого года освоения залежи способствовало увеличению влажности нижнего слоя почвы (20-30 см) на 7,6 %.

К фазе кущения тритикале в связи с засушливой погодой отмечается дальнейшее снижение влажности почвы пахотного слоя (0-30 см). Неравномерное распределение влаги в слое почвы 10-30 см в указанный период отмечали в вариантах «В1 (20-22 см)» + «Д2 (8-10 см)» и «В1 (26-28 см)» + «Д2 (8-10 см)», где влажность слоя 2030 см составляла 23,1 и 23,5 %, что на 2,7-4,2 % выше, чем в слое 10-20 см, что можно объяснить подтоком капиллярной влаги из нижележащих слоев почвы. В

целом содержание влаги в слое почвы 20-30 см в указанный период при проведении «Д2 (8-10 см)» было в среднем на 3,5-4,0 % выше, чем при проведении вспашки в системе предпосевной обработки почвы второго года освоения залежи.

Таблица 3.4 - Влияние систем предпосевной обработки почвы первого и второго года освоения залежи на влажность слоя почвы 20-30 см под яровой тритикале в фазу всходов культуры, 2013 год, %

Предпосевная обработка почвы Средние по фактору А

1 год освоения залежи 2 год освоения залежи

«Д2 (8-10 см)» «В2 (20-22 см)» «В 2 (26-28 см)»

«В1 (20-22 см)» 14,5 15,7 18,0 16,1

«В1 (26-28 см)» 20,9 23,0 27,2 23,7

Средние по фактору Б 17,7 19,4 22,6 -

В период с фазы колошения до конца вегетации в вариантах «В1 (20-22 см)» + «Д2 (8-10 см)» и «В1 (26-28 см)» + «Д2 (8-10 см)» наблюдается обратная закономерность: иссушение слоя почвы 20-30 см и накопление влаги в слоях 0-10 и 10-20 см: влажность слоя почвы 20-30 см была ниже влажности почвы в слое 10-20 см на 6,59,5 %. В этот период наблюдались атмосферные осадки, носившие ливневый характер, с чем связано общее увеличение влажности почвы по сравнению с фазой кущения. Наименьшее содержание влаги в нижнем слое почвы в фазу колошения-цветения наблюдали при проведении поверхностной обработки почвы во второй год освоения залежи, которое составляло на фоне «В1 (20-22 см)» 14,7 %, на фоне «В2 (26-28 см)» - 15,5 %. По нашему мнению, проникновение почвенной влаги в нижний слой почвы (20-30 см) было затруднено из-за того, что он не подвергался обработке механическими орудиями, т.е. был более уплотнен.

Из таблицы 3.5 видно, что уменьшение глубины предпосевной обработки во второй год освоения залежи с 26-28 до 20-22 см снижало содержание влаги в слое почвы 20-30 см в фазу колошения-цветения тритикале в среднем на 0,7 %, до 810 см - в среднем на 7,9 %. При этом содержание влаги в нижнем слое почвы в

указанный период было выше в среднем на 1,9 % в вариантах, включающих

«В1 (26-28 см)».

Таблица 3.5 - Влияние систем предпосевной обработки почвы первого и второго года освоения залежи на влажность слоя почвы 20-30 см под яровой тритикале в фазу кущения-колошения, 2013 год, %

Предпосевная обработка почвы Средние по фактору А

1 год освоения залежи 2 год освоения залежи

«Д2 (8-10 см)» «В2 (20-22 см)» «В2 (26-28 см)»

«В1 (20-22 см)» 14,7 22,5 20,3 19,2

«В1 (26-28 см)» 15,5 22,0 25,7 21,1

Средние по фактору Б 15,1 22,3 23,0 -

Таким образом, проведение во второй год освоения залежи обычной и глубокой предпосевной обработок почвы способствовало более равномерному распределению влаги в пахотном слое (0-30 см) в период с фазы кущения до конца вегетации яровой тритикале: разница во влажности почвы в слоях 10-20 и 2030 см составляла 0,1-4,3 %. Запасы продуктивной влаги в нижнем слое почвы (20-30 см) в указанный период при проведении во второй год освоения залежи «Д2 (8-10 см)» составляли 0,7-3,8 %, на фоне «В2 (20-22 см)» 5,1 %, на фоне «В2 (26-28 см)» -12,1 %.

В целом в течение всего периода вегетации яровой тритикале влажность почвы в пахотном слое (0-30 см) была выше влажности завядания.

Влажность почвы пахотного слоя (0-30 см) в зависимости от вариантов опыта в 2014 году представлена в таблице 3.6.

В 2014 году физической спелости к моменту предпосевной обработки почвы достигли не все почвенные слои по причине большого количества атмосферных осадков в конце апреля - начале мая. Зависимости распределения почвенной влаги от вариантов системы предпосевной обработки почвы предыдущих лет в данный период выявлено не было. Влажность почвы в слое 0-10 см варьировала в

пределах 19,2-21,8 %, 10-20 см - 23,7-26,6 %, 20-30 см - 23,9-26,9 %.

Таблица 3.6 - Влажность почвы в зависимости от варианта системы предпосевной обработки почвы первого и второго года освоения залежи под картофелем в 2014 году, слой 0-30 см, %

Предпосевная обработка почвы Слой почвы, см Дата взятия проб

13.05 (до весен. обработки) 26.06 (ф. всходы) 16.07 26.07 8.09 (перед уборкой)

1 год освоения залежи 2 год освоения залежи (ф. цветение)

«В1 (20-22 см)» «Д2 (8-10 см)» 0-10 20,6 26,0 18,3 13,1 20,5

10-20 26,6 27,7 21,4 14,0 21,8

20-30 26,6 26,1 22,9 13,4 20,8

«В2 (20-22 см)» 0-10 19,2 26,6 19,5 12,2 19,4

10-20 25,8 26,1 23,3 14,1 19,6

20-30 23,9 27,9 24,5 18,2 19,1

«В2 (26-28 см)» 0-10 21,8 26,4 18,0 10,4 19,7

10-20 25,0 28,7 20,9 17,8 18,9

20-30 24,3 26,7 25,0 12,7 19,3

«В1 (26-28 см)» «Д2 (8-10 см)» 0-10 19,5 25,5 20,9 14,1 20,9

10-20 23,7 28,7 20,0 15,4 20,1

20-30 26,9 27,5 21,9 16,0 19,9

«В2 (20-22 см)» 0-10 20,7 26,3 20,2 13,7 21,2

10-20 24,5 27,9 22,2 14,2 21,6

20-30 24,8 25,5 23,8 13,9 20,3

«В2 (26-28 см)» 0-10 21,6 25,8 21,4 13,1 21,1

10-20 24,6 26,9 19,7 12,4 20,9

20-30 24,3 25,8 20,1 14,6 19,7

В фазу всходов картофеля из-за выпадения большого количества атмосферных осадков наблюдали увеличение влажности пахотного слоя почвы (0-30 см) по всем вариантам опыта. В этот период она составляла 25,5-28,7 %, распределение

почвенной влаги в слоях 0-10, 10-20 и 20-30 см практически не различалось.

В фазу цветения культуры, напротив, было отмечено сильное иссушение пахотного слоя почвы (0-30 см). Средняя влажность в общем по слою почвы 030 см приближалась к критическому для картофеля значению и составляла 13,415,2 %, что связано с метеорологическими условиями в этот период (отсутствие атмосферных осадков и высокие среднесуточные температуры воздуха) и активным потреблением влаги культурой.

К концу вегетации произошло увеличение влажности почвы (до 18,921,8 %). Распределение почвенной влаги в пахотном слое (0-30 см) было достаточно равномерным и не зависело от исследуемых вариантов опыта.

Результаты наших исследований показали, что проведение отвальной обработки в сравнении с проведением только поверхностных обработок, а также глубокой вспашки в сравнении с обычной в системе предпосевной обработки почвы, как в первый, так и во второй год освоения залежи, способствует более равномерному распределению влаги в почве [147, 148]. Влияние систем предпосевной обработки почвы предыдущих лет в третий год освоения залежи не установлено.

3.3 Влияние систем предпосевной обработки почвы при освоении залежи

на структурный состав почвы

Важным показателем плодородия почвы является ее структура. С помощью структуры почвы можно управлять ее физическими свойствами, а также протекающими в почве процессами. Изменение структурного состояния определяет динамику водного, воздушного, теплового и питательного режимов почвы. В роли стабилизатора структуры почвы выступает органическое вещество.

С агрономической точки зрения интерес представляют макроагрегаты размером от 0,25 до 10 мм. Агрегаты размером более 1 мм считаются эрозионно-устойчивыми, менее 1 мм - эрозионно-опасными [118].

Еще одним важным агрономическим свойством почвы является прочность ее структуры. Она зависит, прежде всего, от природных факторов почвообразования, но так же в значительной степени изменяется под влиянием систем обработ-

ки почвы. Почвы с прочной структурой обеспечивают оптимальные условия для роста растений [45].

Важной качественной характеристикой структуры почвы является ее водоустойчивость, которая во многом связана с содержанием в почве органического вещества и его составом [173].

Анализ агрегатного состава почвы залежи до обработки и через три года ее освоения представлен в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Агрегатный состав дерново-карбонатной почвы, находящейся в состоянии залежи, и через три года ее освоения, слой 0-30 см

Предпосевная обработка почвы Содержание агрегатов (%) во фракции разного размера (мм)

>10 10-5 5-3 3-1 1-0,5 0,5-0,25 <0,25 100,25

1 год освоения залежи 2 год освоения залежи

Залежь до обработки (весна 2012 г.) 29,4 29.0 10.1 14,1 9,1 13,4 12,3 29 9,1 33 9,1 7,9 13,0 62,7 49,7

«В1 (20-22 см)» «Д2 (8-10 см)» 20,0 23,4 17,3 16,8 11,7 23,1 20,5 58 9,4 61 6,1 4,8 10,4 75,4 65,0

«В2 (20-22 см)» 24,7 23,6 16,1 14,0 8,2 19,7 15,5 10,8 6,2 8,6 6,3 9,8 69,0 59,2

«В2 (26-28 см)» 26,3 24,2 14,7 13,9 8,5 20,0 16,1 4,8 9,6 57 10,2 51 9,5 68,6 59,1

«В1 (26-28 см)» «Д2 (8-10 см)» 21,2 24,9 13,8 15,7 8,8 22,0 21,0 55 9,5 58 9,5 4,9 11,3 73,9 62,6

«В2 (20-22 см)» 27,7 24,0 14,9 13,8 8,6 19,2 16,1 52 10,3 4,8 7,2 53 9,8 66,9 57,1

«В2 (26-28 см)» 25,3 24,4 14,3 14,7 8,7 20,1 17,1 50 9,5 56 9,3 4,9 10,6 69,5 58,9

Примечание - над чертой указано содержание воздушно-сухих агрегатов, под чертой -содержание водопрочных агрегатов

Содержание агрономически ценных воздушно-сухих агрегатов (0,25-10 мм) в слое почвы 0-30 см на опытном участке перед его обработкой (весной 2012 года)

составляло 62,7 %, основная доля которых была представлена агрегатами размером 1-10 мм. Содержание указанной фракции достигало 56,5 %, фракции 0,25-1 мм - 6,2 %. Структурное состояние почвы залежи по данному показателю характеризовалось как хорошее. По содержанию водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм (49,7 %) в слое 0-30 см почва залежи имела удовлетворительное состояние.

При вовлечении залежи в пашню структура почвы изменяется в зависимости от способа ее обработки. В настоящее время существует много разных мнений о влиянии различных систем обработки почвы на её структуру, при этом нередко делаются диаметрально противоположные выводы о степени влияния той или иной системы обработки.

Через три года освоения залежи во всех вариантах опыта отмечали снижение содержания воздушно-сухих агрегатов глыбистой фракции (более 10 мм) с 29,4 до 20,0-27,7 %, увеличение содержания воздушно-сухих агрегатов размером 0,25-3 мм с 19,6 до 29,2-35,0 % и водопрочных агрегатов размером 1-3 мм (от 12,3 до 15,5-21,0 %) и 5-10 мм (от 10,1 до 13,8-17,3 %). В почве вариантов, включающих в себя проведение весенней вспашки во второй год освоения залежи, отмечали наибольшее содержание глыбистых агрегатов (более 10 мм) - 24,7-27,7 % (на 4,1-6,5 % выше, чем в вариантах «В1 (20-22 см)» + «Д2 (8-10 см)» и «В1 (26-28 см)» + «Д2 (8-10 см)»), что вероятно связано с интенсивным припахиванием нижних менее плодородных слоев почвы [146].

Анализ показателей относительной оценки структурного состава почвы (таблица 3.8) показывает, что вовлечение залежи в пашню сопровождалось улучшением структурного состояния почвы, что, по нашему мнению, также связано с поступлением в нее большого количества растительных остатков за годы исследований (32,45-34,75 т/га сухого вещества) и агрегацией почвы за счет действия корневой системы возделываемых культур. Так, содержание агрономически ценных воздушно-сухих агрегатов (0,25-10 мм) в слое почвы 0-30 см было достоверно выше исходного показателя в вариантах «В1 (20-22 см)» + «Д2 (8-10 см)» - на 12,7 %,

«В1 (26-28 см)» + «Д2 (8-10 см)» - на 11,2 % и «В1 (26-28 см)» + «В2 (26-28 см)» - на 6,8 % (при

НСР05=6,4). В других вариантах опыта это увеличение составило 4,2-6,3 %. Увеличение содержания водопрочных агрегатов в зависимости от варианта опыта произошло на 7,4-15,3 % (при НСР05=6,1).

Таблица 3.8 - Показатели относительной оценки структурного состава дерново-карбонатной почвы, находящейся в состоянии залежи, и через три года ее освоения, слой 0-30 см

Предпосевная обработка почвы Показатель ветроустойчивости, % Содержание эрозионноопасной фракции, % Содержание агрономически ценных воздушно-сухих агрегатов, % Коэффициент структурности Содержание водопрочных агрегатов, %

1 год освоения залежи 2 год освоения залежи

Залежь до обработки (весна 2012 г.) 85,9 14,1 62,7 1,68 49,7

«В1 (20-22 см)» «Д2 (8-10 см)» 83,3 16,7 75,4 3,04 65,0

«В2 (20-22 см)» 82,0 18,0 69,0 2,28 59,2

«В2 (26-28 см)» 84,4 15,6 68,6 2,18 59,1

«В1 (26-28 см)» «Д2 (8-10 см)» 83,8 16,2 73,9 2,83 62,6

«В2 (20-22 см)» 84,7 15,3 66,9 2,03 57,1

«В2 (26-28 см)» 84,5 15,5 69,5 2,30 58,9

** НСР05 - - 6,4 - 6,1

Таким образом, через три года освоения залежи структурное состояние почвы во всех вариантах опыта характеризуется как хорошее. По водопрочности почвенных агрегатов пахотный слой почвы (0-30 см) во всех вариантах опыта также имел хорошее состояние. При этом наибольшее количество агрономически ценных воздушно-сухих агрегатов (0,25-10 мм) отмечено нами в вариантах с прове-

** В таблице 3.8, последующих таблицах и далее по тексту: расчет НСР представлен в приложении Г;

НСР05 показывает достоверность изменения величины показателя плодородия почвы после освоения залежи по сравнению с исходным значением;

НСР05 а и НСР05 б показывают достоверность влияния изучаемых в опыте факторов на исследуемые показатели.

дением во второй год освоения залежи «Д2 (8-10 см)»: 75,4 % - на фоне «В1 (20-22 см)», 73,9 % - на фоне «В1 (26-28 см)». Суммарное содержание водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм также было наибольшим в вариантах, включающих в себя проведение во второй год освоения залежи «Д2 (8-10 см)»: 65,0 % - на фоне «В1 (20-22 см)» и 62,6 % - на фоне «В1 (26-28 см)».

Необходимо отметить, что для предотвращения ветровой эрозии в почве должно содержаться не более 26,0 % фракций эрозионноопасного размера (менее 1 мм) и не менее 50,0 % фракций размером более 1 мм.

Почва залежи до ее обработки характеризовалась ветроустойчивостью (содержание агрегатов размером более 1 мм - 85,9 %, содержание эрозионноопасной фракции (менее 1 мм) - 14,1 %). Через три года освоения залежи в почве всех вариантов опыта происходит снижение содержания ветроустойчивых частиц (более 1 мм) и увеличение содержания эрозионноопасной фракции (менее 1 мм) на 1,2-3,9 %. При этом в целом данные наших исследований показывают, что почва во всех вариантах опыта является устойчивой к эрозии.

Структурность почвы можно охарактеризовать не только количеством агрономически ценных агрегатов, но и коэффициентом структурности, который показывает отношение содержания агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) к сумме содержания глыбистой (более 10 мм) и пылеватой (менее 0,25 мм) фракций. Чем больше коэффициент структурности, тем лучше структура почвы.

Результаты наших исследований показывают, что коэффициент структурности почвы залежи перед ее обработкой составлял 1,68. Обработка почвы в течение трех лет способствовала увеличению данного показателя. Наибольший коэффициент структурности почвы в слое 0-30 см в наших исследованиях наблюдался в вариантах «В1 (20-22 см)» + «Д2 (8-10 см)» (3,04) и «В1 (26-28 см)» + «Д2 (8-10 см)» (2,83).

Оценка раздельного влияния изучаемых в опыте факторов на структурное состояние почвы показывает, что глубина предпосевной обработки почвы первого года освоения залежи не оказала достоверного влияния на содержание агрономически ценных воздушно-сухих агрегатов в слое почвы 0-30 см (таблица 3.9; приложение Г). Так включение глубокой вспашки в систему предпосевной обработки

почвы в первый год освоения залежи по сравнению с обычной вспашкой приводило к снижению содержания воздушно-сухих агрегатов размером 0,25-10 мм в среднем лишь на 0,9 % (при НСР05 А=8,5). Увеличение глубины предпосевной обработки почвы во второй год освоения залежи с 8-10 до 20-22 см способствовало уменьшению содержания агрономически ценных воздушно-сухих агрегатов (0,2510 мм) в среднем на 6,7 %, а до 26-28 см - в среднем на 5,6 % (при НСР05 Б=4,6).

Талица 3.9 - Влияние систем предпосевной обработки почвы первого и второго года освоения залежи на структурное состояние почвы, %

Предпосевная обработка почвы Средние по фактору А (НСР05 А= Ц)

1 год освоения залежи 2 год освоения залежи

«Д2 (8-10 см)» «В 2 (20-22 см)» «В2 (26-28 см)»

«В1 (20-22 см)» 75,4 65,0 69,0 59,2 68,6 59,1 71.0 61.1

«В1 (26-28 см)» 73,9 62,6 66,9 57,1 69,5 58,9 70,1 59,5

Средние по фактору Б 4 6 (НСР05 Б= 46) 74.7 63.8 68,0 58,2 69,1 59,0 -

Примечание - над чертой указано содержание агрономически ценных воздушно-сухих агрегатов (0,25-10 мм), под чертой - содержание водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм

Содержание водопрочных агрегатов в слое почвы 0-30 см уменьшалось с увеличением глубины предпосевной обработки как первого, так и второго года освоения залежи. Но данное влияние изучаемых в опыте факторов математически не подтверждено (приложение Г).