Агрофизические свойства почвы и урожайность ярового ячменя на фоне основной обработки

По данным Г.Н. Черкасова с соавторами оптимальная плотность сложения складывается на отвальной обработке почвы [1]. Я.Г. Керимов [2] отмечает, что при глубокой вспашке, по сравнению с другими способами обработки, улучшается водновоздушный режим почвы, уменьшается ее плотность и создаются более благоприятные условия для формирования мощной и глубоко проникающей корневой системы растений. Аналогичные результаты получены и в исследованиях В.В. Заболотских и Н.Г. Власенко [3]. О преимуществе вспашки над поверхностной обработкой по плотности сложения указывают в своей работе С.И. Смуров и др. [4]. Они отмечают, что наиболее рыхлая почва была по вспашке (плотность 1,0 г/см3). При чизеле-вании плотность почвы увеличивалась на 0,05 г/см3, а при культивации и без зяблевой обработки на 0,08 г/см3. По данным результатов исследований Н.В. Парахина и соавторов [5] приемы обработки почвы не оказали достоверного влияния на плотность сложения почвы.

В связи с тем, что по способам обработки почвы имеются противоречивые дан- ные практически по всем параметрам и по всем зонам страны, необходимо дальнейшее их изучение, или разработка новых способов обработки.

Материалы и методы исследования. В отделе адаптивно-ландшафтного земледелия в стационарных условиях изучаются различные системы (включая нулевую) обработки почвы в зернопропашном севообороте. В представленной статье, нами были проанализированы варианты обработки почвы под ячмень. Исследуемые варианты включали следующие системы и приемы основной обработки: 1-я система отвальной обработки почвы в севообороте, под ячмень вспашка на 20-22 см (контроль); 2-я система глубокой отвальной обработки почвы, под ячмень вспашка на 25-27 см; 3-я система мелкой отвальной обработки, под ячмень вспашка на 1416 см; 4-я система безотвальной обработки, под ячмень обработка чизелем на 14-16 см; 5-я система поверхностной обработки почвы, под ячмень обработка КПЭ-3,8 на 8-10 см; 6-я система «нулевой» обработки почвы (посев без обработки почвы). Общая технология возделывания культуры, за исключением приемов обработки почвы, была общепринятой в зоне.

Почва опытного участка – чернозем обыкновенный среднемощный тяжелосуглинистый со следующей агрохимической характеристикой пахотного слоя: содержание гумуса – 7,0-7,2%; общего азота – 0,4%; общего фосфора – 0,2%; общего калия – 1,7%; рН солевой вытяжки – 6,9; степень насыщенности основаниями – 96,2%.

Результаты и их обсуждение. Изучение плотности чернозема обыкновенного в течение вегетационного периода ячменя показало, что плотность сложения почвы при различных приемах основной обработки во все сроки определения находилась в диапазоне оптимальных значений для культуры. В слое почвы 0-30 см она варьировала от 1,03 (фаза всходов) до 1,11 (фаза колошения) к концу созревания культур она незначительно разуплотняется и составляет 1,05 г/см³. По вспашке на глубину 25-27 см плотность почвы изменялась от 1,00 (фаза всходов) до 1,05 г/см³ (фазы колошения и созревания). При поверхностной обработке почвы КПЭ-3,8 на глубину 8-10 см и нулевой обработках также не отмечено значительного уплотнения почвы и параметры ее показателей за весь период вегетации находились в пределах 1,04-1,16 г/см³.

На залежи плотность сложения была значительно ниже и составляла – 1,00 г/см3 (начало вегетации культуры) и 0,94 г/см3 (перед уборкой ячменя).

Как по срокам определения, так и в среднем за вегетационный период при ми-нимализации обработки почвы в слое 030 см не установлено устойчивой тенденции к увеличению плотности сложения. В целом за вегетацию ярового ячменя почва находилась в рыхлом состоянии на всех вариантах опыта, что не являлось ограничивающим фактором для получения урожайности культуры.

В условиях недостаточного увлажнения влажность почвы является одним из определяющих факторов при получении высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур.

Результаты исследований показали (табл. 1), что в начальный период развития ярового ячменя в верхнем горизонте почвы (0-10 см) влажность почвы на фоне различных приемов обработки изменялась незначительно и составила 7,7-10,7 мм, с максимальными значениями на варианте с безотвальной обработкой почвы на глубину 14-16 см. Однако относительно контроля вариация между обработками была менее значительной и составила от -1,7 по нулевой обработке, до +1,3 мм по безотвальной обработке на 14-16 см.

Таблица 1. Содержание доступной влаги в почве под посевами ячменя, мм (средняя за 2018-2019 гг.)

В метровом слое почвы наибольший запас продуктивной влаги в этот период отмечен также по безотвальной обработке на 14-16 см (139,1 мм), что на 14,3 мм или на 11,4% выше по отношению к контролю (124,8 мм). На варианте с нулевой обработкой запасы влаги были равнозначны с контролем и составили в этом горизонте 122,3 мм.

К средине вегетации культуры влажность почвы, на фоне различных систем обработки, в верхних слоях (0-10 и 020 см) отличалась незначительно. Так, вариация между обработками и контролем в первом случае составила от -0,8 мм на варианте с мелкой отвальной обработкой (вспашка на 14-16 см), до + 1,0 мм по глубокой вспашке на 25-27 см. В следующем горизонте 0-20 см эти различия были также незначительными и не превышали 2,0 мм.

В метровом горизонте в зависимости от систем обработки почвы содержание продуктивной влаги в фазе колошения составило 66,2-77,7 мм, с максимальной величиной на вариантах с отвальными обра- ботками (глубокой и мелкой вспашкой), соответственно, 77,7 и 76,5 мм, при запасах на контроле 66,2 мм и на косимой залежи – 53,0 мм.

Равнозначные показатели содержания продуктивной влаги в метровом слое почвы (79,6 и 80,4 мм) перед уборкой культуры были установлены, соответственно, на контроле и варианте без обработки и были на 5,6-13,8% выше остальных изучаемых вариантов обработки почвы и на 11,9% ниже, чем на косимой залежи.

Следует отметить, что расход продуктивной влаги от весенних ее запасов к уборке по вспашке на 20-22 см (контроль), минимальной и нулевой обработкам был примерно одинаков и составил, соответственно, 36,2; 36,9 и 34,0%. Однако наиболее эффективно она использовалась на контроле, так как на этом варианте получена более высокая урожайность (табл. 2), причем как на фоне удобрений, так и без них. Максимальный расход влаги (50,7% от начальных запасов) отмечен по системе безотвальной обработки почвы в севообороте.

Таблица 2. Урожайность ячменя в зависимости от обработки почвы и удобрений, т/га (среднее за 2018-2019 гг.)

Результаты исследований показали, что в зависимости от систем обработки почвы урожайность ярового ячменя составила 0,87-1,70 т/га, с максимальным показателем на системе глубокой вспашки, однако по отношению к контролю прибавка урожайности культуры математически не доказуема (НСР05 = 0,29 т/га). Доказуемое снижение урожайности было установлено на минимальной обработке (на 0,34 т/га или на 20,6%) и на нулевой (на 0,78 т/га или на 47,3%). Внесение минеральных удобрений в дозе N60Р60К60 на фоне основной обработки почвы увеличивало уровень урожайности на 0,72-1,61 т/га по сравнению с вариантами без их внесения. Но при этом отмечалось и увеличение отклонений от вспашки: на варианте с ми- нимальной обработкой почвы снижение урожайности составило 0,55 т/га, а при прямом посеве – 1,61 т/га.

Выводы

• 1.    Плотность сложения чернозема обыкновенного в течение всего вегетационного периода находилась в интервале оптимальных значений для возделывания ячменя, варьируя в пределах от 1,00 до 1,16 г/см³ и мало изменялась в зависимости от приемов и систем обработки почвы.

• 2.    Как показали результаты исследований снижение интенсивности в обработке до определенного уровня (минимальная обработка почвы в севообороте – до 10 см и без обработки – No Till) привело к падению урожайности ярового ячменя на удобренном и неудобренном фонах, и эти снижения – доказуемы.