Основные обработки почвы и их влияние на агрегатный состав почвы

В статье приведены данные по изменению агрегатного состава почвы в культурах четырехпольного севооборота на светло-каштановых почвах при различных основных обработках почвы. Выявлено преимущество поверхностной и безотвальной обработок перед отвальной.

В последние годы большое внимание уделяется оценке агрофизического состояния почвы в связи с физической деградацией, обусловленной природными и антропогенными факторами. Рост, развитие и биопродуктивность растений, в первую очередь, обусловлены агрофизическими свойствами почвы, в том числе ее структурным составом [2, 3]. В большинстве случаев для роста и развития растений именно агрофизические свойства почвы выступают как лимитирующий фактор, формируя водно-воздушный, тепловой и питательный режимы, а также условия для развития корневой системы [6, 7, 8].

Обычно оценку агрофизического состояния почв проводят по градации оптимального и равновесного значения физических свойств почвы в пахотном слое [3]. Часто плотность сложения почвы используется как обобщенный показатель пригодности агрофизического состояния для выращивания сельскохозяйственных растений [4, 5]. Изучение агрофизических свойств почвы в конкретных условиях и оценка ее физического качества позволяют уточнить технологию выращивания сельскохозяйственных растений при изменяющихся условиях окружающей среды, предотвратить физическую деградацию, установить количественные взаимосвязи между продуктивностью растений и агрофизическими свойствам.

Уплотненный слой почвы снижает объемы аккумулирования продуктивных влагозапасов, препятствует распространению корневой системы растений, не обеспечивает необходимый водно-воздушный и пищевой режимы сельскохозяйственных культур, в том числе из подпахотных горизонтов[1].

Результаты исследований. Опыт ведется на экспериментальном участке НВ НИИСХ в условиях сухостепных равнинных агроландшафтов.

Участок расположен в системе ложбинного водосбора на склоне западной экспозиции с уклоном до 2° на площади 12 га. Почва опытного участка светло-каштановая с содержанием гумуса в пахотном слое 1,74%, общего азота и фосфора 0,12% и 0,11% соответственно.

По классификации Качинского почва по механическому составу иловатокрупнопылеватый тяжелый суглинок: физического песка содержит 49,3% и физической глины 50,7%. Реакция почвенного раствора в пахотном слое - рН-8,1. Почвы щелочные по своему составу.

Изучение проблемы минимализации основной и предпосевной обработки почвы в севообороте проводилась в многофакторном стационарном опыте. Объектом исследований являются севообороты (фактор А), варианты основной обработки почв (фактор Б) и наложенные на варианты обработки почвы посевы сеялкой СЗС-2,1 (Омичка, анкерный сошник) и СЗ-3,6 (диски). Размещение вариантов (А) последовательное и вариантов (Б) блоками в три яруса. В опыте изучались следующие виды основных обработок почвы: отвальная - на глубину 25-27 см плугом ПН-4-35, безотвальная - на глубину 25-27 см орудием «Ранчо», поверхностная - на глубину 8-10 см орудием БДМ-3. А также система севооборотов, которая включает в себя: зернопаровой (4х-польный посев сеялкой СЗ-3,6) – контроль и зернопаровой (4х-польный аналогичный контрольному с отказом от основных обработок под яровые культуры, посев сеялкой Омичка СЗС-2,1 ). Учеты и наблюдения проводились согласно Рекомендациям по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте (Саратов, НИИСХ Юго-Востока, 1973 г.), Методике опытного дела, Б.А. Доспехов (Москва, «Колос», 1973 г.).

На рисунке 1 представлены данные по изменению агрегатного состава почвы. Визуально заметен переход более крупных фракций в более мелкие, в высеваемых культурах в четырехпольном севообороте за вегетационный период.

Изучив внимательно данные таблицы 1, делаем вывод, что за время весенне-летней вегетации происходит разрушение агрономически полезных агрегатов почвы (0,5-0,25 мм) до пылевого состояния (≥0,25 мм).

Разрушение самой крупной фракции(≤10) происходило на всех обработках по-разному: на отвальной 93% (СЗ-3,6) и 87% (Омичка); на безотвальном фоне- 100% (СЗ-3,6) и 68% (Омичка); на поверхностной – 28% (СЗ-3,6) и 51% (Омичка) (таблица 2).

Следует отметить, что поверхностная обработка ведет себя немного иначе, чем отвальная и безотвальная. Под влиянием прямого посева сеялкой Омичка происходит разрушение крупных агрегатов больше в 2 раза, чем с посевом СЗ- 3,6, но разрушение на 43% меньше, чем на отвальной обработке и на 39% меньше безотвальной.

Слой агрономически ценных агрегатов (0,5-0,25 мм) дает немного другую картину. Также происходит уменьшение массы агрегатов к осени, следовательно, происходит разрушение их и переход в пылевое состояние, так как мы видим из таблицы, что к осени происходит нарастание массы фракции ≥0,25. Ситуация складывается следующим образом, изменение в массе фракции при безотвальной обработке практически не отличалось от способа посева, на отвальной и поверхностной обработке есть преобладание прямого посева на 15%. Уменьшение происходило на варианте с зерновой сеялкой так 12,4%, 14,5%, 29% на отвале, безотвальной обработке и поверхностной соответственно. При прямом посеве уменьшилось на 16%, 14,4% и 28% соответственно.

С самой мелкой фракцией ≥0,25 следующая ситуация. На всех вариантах происходит увеличение массы в изучаемом образце, как следствие разрушения более крупных фракций. Наибольшее нарастание массы в варианте с отвальной обработкой с сеялкой СЗ - 47%, остальные варианты различаются незначительно в пределах прибавки 12,2%-15%. Однако прибавка по поверхностной обработке составила 2% и 9%.

Вывод. Разрушение агрономически ценных агрегатов происходит по-разному на основных обработках. Под влиянием обработок почвы происходят эрозийно-опасные и гумусово-разрушительные процессы, которые напрямую связаны с погодными условиями (недостаточных осадков, почвенной и воздушной засухи) и неправильной агротехникой в опыте.

Самый большой процент разрушения происходит на отвальной обработке, которая считается самой эрозийно-опасной. На безотвальном фоне частичное разрушение и переход в пылеобразную фракцию в пределах отвального фона по обоим способам сева. Преимущество поверхностной обработки в том, что до пылеобразной фракции разрушается всего 2-9%. Это связано с минимальным воздействием на почву, которое дает свои агрофизические результаты.

По итогу можно сказать, что безотвальная и поверхностная обработки щадяще действуют на агрофизические свойства почвы, однако, поверхностная обработка не допускает изменения в мелкофракционных агрегатах, что делает ее эрозийно устойчивой по отношению к другим обработкам.

Планируется изучение опыта по влиянию технологии No-Till на агрофизическое состояние почвы в посевах различных культур и будут производиться подобные исследования, с целью доказать преимущество этой технологии перед глубокими основными обработками почвы.

Селиванова В.Ю., н. с. лаборатории земледелия и защиты растений, Нижне-Волжский НИИСХ-филиал ФНЦ агроэкологии РАН