Плотность и структурно-агрегатный состав чернозема обыкновенного в зависимости от способов основной обработки при возделывании сои

Научная статья УДК 631.51:633

Введение. Технология возделывания сои изучена довольно хорошо; однако для получения более дешевой и качественной продукции необходимо оптимизировать элементы технологии ее возделывания, привязывая их к конкретным почвенноклиматическим условиям региона. Основная обработка почвы является самым значимым, энергозатратным и дорогостоящим элементом технологии возделывания сельскохозяйственных культур. При увеличении ее глубины расход энергоресурсов также растет, что в последующем сказывается на удорожании получаемой продукции и уровне рентабельности производства.

Правильно принятое решение при предпочтении того или иного способа и глубины основной обработки почвы является существенным ресурсом повышения урожайности сельскохозяйственных культур [1-3].

Исключительно важное значение в сохранении плодородия почвы и создании оптимальных условий для роста и развития сельскохозяйственных культур имеет улучшение ее агрофизических свойств. Плотность сложения почвы является важным показателем ее физического состояния, от которой зависит водный, воздушный и тепловой режимы. По данным ряда исследователей, благоприятные условия для оптимального роста и развития зернобобовых культур создаются при значениях плотности почвы 1,0-1,2 г/см3. Превышение этих значений, то есть уплотнение почвы, закономерно приводит к снижению урожайности [4; 5].

Оптимальные агрофизические свойства почвы - одно из неотъемлемых условий формирования высоких и устойчивых урожаев зернобобовых культур. Правильно подобранная обработка почвы регулирует не только активность биологических процессов, повышает плодородие и способствует улучшению структурных показателей, но и благоприятно сказывается на сбережении и накоплении влаги [6].

Минимизация обработки почвы в разных почвенно-климатических условиях оказывает неоднозначное влияние на ее физикохимические свойства и урожайность сельскохозяйственных культур. Она может приводить как к снижению, так и к увеличению плотности верхнего слоя почвы [7-11].

Основная обработка почвы играет ключевую роль в поддержании и приумножении ее плодородия, а также в формировании благоприятных условий для возделывания агрокультур. Выбор конкретной технологии обработки определяется комплексом факторов, включающих предшествующие культуры, степень засоренности полей и гранулометрический состав почвы [12].

В связи с этим цель работы заключалась в изучении влияния способов основной обработки почвы на плотность и структурно-агрегатный состав чернозема обыкновенного тяжелосуглинистого при возделывании сои.

Материалы и методы. Исследования по способам основной обработки почвы под сою проводили в юго-восточной части центральной природно-климатической зоны Краснодарского края на Армавирской опытной станции - филиале ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК в 2020–2022 гг. Почва представлена черноземом обыкновенным тяжелосуглинистым. Схема опыта включала три способа основной обработки почвы: глубокая отвальная (отвальная вспашка на глубину 25-27 см), плуг ПЛН 8-35, глубокая безотвальная (чизелевание на глубину 25– 27 см), чизель ПЧ-3,5 и мелкая безотвальная (дискование на глубину 10-12 см), борона БДМ-5х3. Почвенные образцы для определения плотности и структурного анализа отбирали методом сухого просеивания перед посевом сои в слое 0–40 см послойно через каждые 10 см [13].

Результаты и обсуждение. Создание оптимальных агрофизических показателей почвы важно при возделывании сои. Ее корневая система чувствительна к уплотнению почвы. Так, увеличение плотности свыше 1,30 г/см³ оказывает негативное влияние на рост и развитие растений.

Значительное влияние на плотность и структуру почвы в весенний период оказывает количество осадков осенне-зимнего. Так, 2020 г. характеризовался их острым дефицитом в предшествующем севу периоде (декабрь - апрель), что в определенной степени сказалось на уровне плотности и структуры почвы. В 2021 г. наблюдалось обилие осадков, по обеспеченности влагой он был умеренно-благоприятным, что привело к увеличению плотности почвы относительно 2020 г. Выпадение осадков в 2022 г. носило относительно равномерный характер, что также оказало влияние на структурные показатели почвы (рис. 1).

Значения плотности почвы в зависимости от способа обработки по слоям почвенного профиля варьировали в пределах 1,19–1,43 г/см3. Плотность почвы в гори- зонте 0–10 см в зависимости от типа основной обработки составила от 1,19 до 1,27 г/см3. Наименьшее ее значение отмечено при глубокой отвальной обработке – 1,19 г/см3, при применении глубокой безотвальной она составила 1,27, при мелкой безотвальной – 1,22 г/см3 (рис. 2).

Рисунок 1 – Среднемесячная температура воздуха и осадки (2020–2022 гг.)

в сопоставлении со среднемноголетними значениями (по данным метеостанции г. Армавир)

Fig. 1 – Average monthly air temperature and precipitation (2020–2022) compared to long-term averages (according to data from the Armavir weather station)

■ Глубокая отвальная ■ Глубокая безотвальная ■ Мелкая безотвальная

Рисунок 2 – Влияние способов основной обработки на плотность чернозема обыкновенного (г/см³) перед посевом сои (среднее за 2020–2022 гг.)

Fig. 2 – Effect of primary soil treatment methods on the density of typical chernozem (g/cm³) prior to soybean sowing (average for 2020–2022)

В слое 10–20 см плотность почвы увеличилась при всех способах основной обработки. Наибольшее ее значение отмечено при мелкой безотвальной обработке – 1,39 г/см3, при глубокой безотвальной – 1,36, при глубокой отвальной – 1,29 г/см3.

Плотность почвы в более глубоких слоях (20–30 и 30–40 см) в зависимости от способа основной обработки достигала значений 1,38–1,43 г/см3. Наибольшей она была при глубокой безотвальной (1,40 г/см3) и глубокой отвальной (1,43 г/см3) обработках.

Среди изучаемых приемов глубокая отвальная обработка способствует уменьшению плотности почвы в обрабатываемых слоях 0–10 и 10–20 см (1,19 и 1,29 г/см3), а применение глубокой и мелкой безотвальных обработок увеличивает ее значения в слое 10–20 см до 1,39 г/см3.

В слое почвы 30–40 см наименьшее значение плотности (1,38 г/см3) отмечено при применении мелкой безотвальной обработки. Максимальный же показатель (1,43 г/см3) зафиксирован при глубокой отвальной обработке. Промежуточные значения (1,40 г/см3) отмечены при глубокой безотвальной обработке.

Влияние способов основной обработки почвы на формирование агрегатного состава исследовали в четырех горизонтах:

0–10, 10–20, 20–30 и 30–40 см. Среди структурных отдельностей почвы важную роль играют агрономически ценные агрегаты размером от 10 до 0,25 мм. Их содержание в верхних слоях почвы 0–10, 10–20 и 20–30 см преобладало в варианте с глубокой отвальной обработкой – 58,5, 49,3 и 45,9 % соответственно. Содержание агрономически ценных агрегатов при глубокой безотвальной обработке в зависимости от слоя почвы составило 41,5–43,5 %, при мелкой безотвальной – 39,8–48,3 % (таблица).

Наибольшее содержание агрономически ценной фракции (10–0,25 мм) в слое почвы 30–40 см отмечалось при глубокой безотвальной обработке (57,3 %), а наименьшее – при глубокой отвальной (52,0 %).

Мелкая безотвальная обработка почвы способствовала увеличению количества почвенных агрегатов размером менее 0,25 мм в верхнем (0–10 см) слое до 2,1 %. При этом количество агрономически ценной (10–0,25 мм) фракции превысило 50 % только в слое почвы 30–40 см. Таким образом, применение мелкой безотвальной обработки в качестве основной приводит к распылению почвы в верхнем посевном слое.

Таблица

Влияние способов основной обработки на структурно-агрегатный состав чернозема обыкновенного (%) перед посевом сои (среднее за 2020–2022 гг.)

Table

Effect of primary soil treatment methods on the composition of soil structure and aggregates of typical chernozem (%) prior to soybean sowing (average for 2020–2022)

Слой почвы, см	Способ основной обработки почвы
	глубокая отвальная			глубокая безотвальная			мелкая безотвальная
	размер почвенных агрегатов, мм
	>10	10–0,25	<0,25	>10	10–0,25	<0,25	>10	10–0,25	<0,25
0–10	40,1	58,5	1,4	57,0	41,5	1,5	49,6	48,3	2,1
10–20	50,3	49,3	0,4	56,9	42,6	0,5	59,6	39,8	0,6
20–30	53,7	45,9	0,4	56,1	43,5	0,4	58,4	41,0	0,6
30–40	47,3	52,0	0,7	41,8	57,3	0,9	45,2	53,9	0,9

Заключение. Применение глубокой отвальной обработки (вспашки на глубину 25–27 см) на черноземе обыкновенном Западного Предкавказья в юго-восточной части центральной природно-климатической зоны Краснодарского края улучшает показатели плотности и структурно-агрегатного состава относительно глубокой и мелкой безотвальной обработок почвы, где значения плотности в верхнем (0– 30 см) горизонте превышали или были равны значениям, полученным при отвальной обработке. При этом в слое 30– 40 см плотность почвы при отвальной обработке превысила значения, полученные при глубокой и мелкой безотвальных обработок почвы. Наибольшее количество агрономически ценной фракции почвы (от 10 до 0,25 мм) отмечено в верхнем обрабатываемом горизонте (0–30 см) при глубокой отвальной обработке, а в подпахотном горизонте (30–40 см) количество их преобладало при глубокой и мелкой безотвальных обработках.