Структурно-агрегатный состав и плотность почвы в зависимости от способа основной обработки и предшественника озимой пшеницы на эрозионно-опасном склоне

Территория Ростовской области в значительной степени подвержена эрозии почв. Развитию эрозионных процессов в данном регионе способствуют расчлененность рельефа, активное снеготаяние весной и ливневый характер осадков летом.

В результате эрозии ухудшаются экологические, физические и другие свойства почвы, в том числе структурное состояние и сложение и увеличивается плотность. Это приводит к снижению водопроницаемости, увеличению поверхностного стока, снижению влагоемкости и запасов доступной для растений влаги, что в свою очередь негативно сказывается на их росте и развитие [1]. Изучение деградационных процессов, оказывающих дестабилизирующее влияние на окружающую среду в целом, и поиск путей по их нейтрализации являются наиболее актуальной задачей экологии.

Одним из путей по нейтрализации эрозионных процессов в системе технологических приемов возделывания культур является правильная обработка почвы [2].

Важным фактором плодородия почвы является ее структура. В структурной почве создаются оптимальные условия водно- го, воздушного и теплового режимов, что в свою очередь обуславливает высокую по-розность, отсутствие поверхностного стока, и как правило, исключение эрозионных процессов.

К основным задачам обработки почвы относится оптимизация плотности ее сложения в соответствии с требованиями возделываемых культур.

Поэтому нами были проведены исследования по установлению влияния различных способа основной обработки почвы и предшественников на структурноагрегатный состав и плотность почвы при возделывании озимой пшеницы с целью сохранения почвенного плодородия в условиях эрозионно-опасного склона черноземов обыкновенных.

Методика и условия проведения исследований. Исследования были проведены в 2017-2018 гг. на опытном участке ФГБНУ ФРАНЦ в условиях полевого стационарного опыта.

Почва опытного участка представлена черноземом обыкновенным, тяжелосуглинистым на лёссовидном суглинке, средне-эродированным. Среднегодовой сток составляет 20 мм, среднегодовой смыв поч- вы – 18,5 т/га. Пористость пахотного горизонта – 61,5%, подпахотного – 54%.

В опыт были включены два фактора: способ основной обработки почвы и предшественники. Озимую пшеницу высевали после чистого пара, озимой пшеницы и кукурузы на зерно по двум вариантам обработки почвы: почвозащитную обработку (чизельную) проводили чизельным плугом ПЧ-2,5, как основную обработку на глубину 27-30 см в паровом поле, под кукурузу на зерно на 23-25 см. Уход за паровым полем и предпосевную обработку почвы под озимую пшеницу проводили противоэрозионным культиватором КПЭ-3,8.

Отвальную обработку – отвальную вспашку под кукурузу на зерно проводили на глубину 23-25 см, под паровое поле – на 27-30 см. Уходные работы за паровым полем – культивация от 10-12 до 7-8 см. Дискование под посев озимых после непаровых предшественников 7-8 (до 10) см – дискатором любой модификации или тяжелыми дисками.

Агротехника возделывания озимой пшеницы и система минерального питания растений проводилась согласно рекомендациям зональных систем земледелия: N 42 Р 28 К 28 (100 кг д. в. на 1 га севооборотной площади) [3].

Высевали районированные сорта озимой пшеницы.

Определение структурно-агрегатного состава почвы в посевах озимой пшеницы проводили методом Савинова (метод качания сит), плотности сложения почвы по Б.А. Доспехову (ежегодно в три срока – при посеве, возобновление весенней вегетации и уборке) [4, 5, 6].

Результаты исследований. По результатам сухого рассева в пахотном слое почвы было выявлено содержание от 67,6 до 82,9% макроагрегатов и от 6,6 до 28,5% – глыбистой фракции, а микроагрегатов – от 2,9 до 10,9% общего количества (табл. 1).

Отвальная обработка почвы способствовала увеличению содержания глыбистой фракции, что свидетельствует о большем испарение влаги из почвы. Содержание глыбистой фракции перед посевом озимой пшеницы идущей по чистому пару на варианте отвальной обработки почвы составило 18,6%, по занятому пару кукурузе на зерно 19,7%, озимой пшенице – 18,7%, в то время как при чизельной 14,6, 16,1 и 15,7%, соответственно.

Наименьшее количество агрономически ценных агрегатов – 77,6-77,9% отмечается на варианте с отвальной обработкой по предшественнику кукуруза на зерно, где коэффициент структурности перед посевом культуры составлял 3,37,в возобновление весенней вегетации – 3,35, перед уборкой – 2,09. По предшественнику озимая пшеница он несколько выше и в зависимости от фазы развития озимой пшеницы равен 3,46, 3,85 и 2,30, а по чистому пару соответственно – 3,52, 3,93 и 2,68.

Воздействие чизельного почвообрабатывающего орудия оказывало более благоприятное воздействие на структурноагрегатный состав почвы по сравнению с отвальным плугом, о чем свидетельствует формирование агрономически ценной фракции 10-0,25 мм. Более высокое количество макроагрегатов 82,5% отмечено на этом варианте по чистому пару. По непаровым предшественникам наблюдалось снижение этого показателя на 1,3% по озимой пшенице и 3,7% – кукурузу на зерно. Коэффициент структурности при проведении чизельной обработки по чистому пару составил 4,71, по кукурузе на зерно – 3,72, по озимой пшенице – 4,32. В фазу возобновления весенней вегетации соответственно 4,85, 3,88 и 4,75. К полной спелости он уменьшился до 2,52-3,42.

Таблица 1. Структурно-агрегатный состав почвы в зависимости от способа основной обработки и предшественника в слое 0-30 см, %, в среднем за 2017-2018 гг.

Предшественник	Способ обработки почвы	Размер агрегатов, мм
		>10	10-0,25	<0,25	К стр.*
Посев
Чистый пар	отвальная (к)	18,6	77,9	3,5	3,52
	чизельная	14,6	82,5	2,9	4,71
Кукуруза на зерно	отвальная (к)	19,7	77,1	3,2	3,37
	чизельная	16,1	78,8	5,1	3,72
Озимая пшеница	отвальная (к)	18,7	77,6	3,7	3,46
	чизельная	15,7	81,2	3,1	4,32
Возобновление весенней вегетации
Чистый пар	отвальная (к)	10,5	79,7	9,8	3,93
	чизельная	6,6	82,9	10,5	4,85
Кукуруза на зерно	отвальная (к)	13,1	77,0	9,9	3,35
	чизельная	9,6	79,5	10,9	3,88
Озимая пшеница	отвальная (к)	11,6	79,4	9,0	3,85
	чизельная	8,1	82,6	9,3	4,75
Полная спелость
Чистый пар	отвальная (к)	22,2	72,8	5,0	2,68
	чизельная	18,9	77,4	3,7	3,42
Кукуруза на зерно	отвальная (к)	28,5	67,6	3,9	2,09
	чизельная	23,3	71,6	5,1	2,52
Озимая пшеница	отвальная (к)	25,9	69,7	4,4	2,30
	чизельная	23,4	72,9	3,7	2,69
Примечание: К стр.* – коэффициент структурности почвы

За годы проводимых исследований установлено, что на изменение показателей плотности почвы в большей степени оказал влияние предшественник, чем способ основной обработки почвы. Плотность почвы 0-30 см слоя по изучаемым способам основной обработки почвы находится в пределах разницы 0,01-0,06 г/см3, а в зависимости от предшественника она достигала 0,09-0,10 г/см3.

Плотность почвы в целом по пахотному 0-30 см слою возрастала от верхнележа-щего к низлежащему слою почвы (табл. 2).

Таблица 2. Плотность сложения почвы в посевах озимой пшеницы при различных способах обработки, г/см3, в среднем за 2017-2018 гг.

Предшественник	Способ обработки	Слой почвы, см
		0-10             1	10-20           1	20-30          1	0-30
Посев
Чистый пар	чизельная	0,99	1,03	1,16	1,06
	отвальная (к)	1,05	1,08	1,11	1,08
Озимая пшеница	чизельная	1,01	1,13	1,17	1,10
	отвальная (к)	1,07	1,14	1,15	1,12
Озимая после кукурузы	чизельная	1,06	1,14	1,19	1,13
	отвальная (к)	1,08	1,17	1,22	1,16
Возобновление весенней вегетации
Чистый пар	чизельная	1,02	1,13	1,21	1,12
	отвальная (к)	1,04	1,19	1,21	1,15
Озимая пшеница	чизельная	1,10	1,13	1,25	1,16
	отвальная (к)	1,11	1,15	1,24	1,17
Кукуруза на зерно	чизельная	1,13	1,20	1,22	1,18
	отвальная (к)	1,18	1,22	1,24	1,21
Полная спелость
Чистый пар	чизельная	1,12	1,14	1,20	1,15
	отвальная (к)	1,17	1,15	1,22	1,18
Озимая пшеница	чизельная	1,15	1,20	1,22	1,19
	отвальная (к)	1,18	1,21	1,24	1,21
Кукуруза на зерно	чизельная	1,16	1,23	1,18	1,19
	отвальная (к)	1,19	1,23	1,26	1,23

В верхнем 0-10 см слое почва перед севом культуры была достаточно рыхлая и обеспечивала оптимальные условия для появления дружных и своевременных всходов, развития корневой системы озимой пшеницы. Плотность почвы составляла в зависимости от предшествующей культуры 0,99-1,06 г/см3 при использовании чизельной обработки почвы и возрастала до 1,05-1,08 г/см3 на варианте с отвальной обработкой. В слое почвы 1020 см наблюдалось увеличение плотности почвы на 2,86-11,9%, тогда как в 20-30 см слое разница достигла уже 5,71-17,2%.

В 0-30 см слое почвы наименьшие пока- затели плотности почвы отмечены на варианте размещения озимой пшеницы по чистому пару, которые составляли при чи-зелевании 1,06 г/см3, что меньше, чем при вспашке на 1,9%.

Более высокие показатели плотности почвы отмечены по непаровым предшественникам. По предшественнику озимая пшеница плотность почвы выше на 0,02 г/см3, чем по чистому пару. По пред- шественнику кукуруза на зерно в связи с более продолжительным периодом вегетации этот показатель был наибольшим и составил от 1,13 г/см3 при чизелевании до 1,16 г/см3 при отвальной обработке почвы, что указывает на то, что данная почва более слитая и склонна к уплотнению.

В фазу возобновления весенней вегетации в 0-30 см слое почвы плотность почвы повышается на 5,5-6,6% в зависимости от предшественника при чизельном способе обработке почвы и на 3,7-7,4% – при отвальном, а в фазу полной спелости озимой пшеницы на 5,3-8,5 и 6-9,3%, соответственно.

Заключение. Таким образом, под озимую пшеницу при возделывании ее на эрозионно-опасном склоне черноземов обыкновенных целесообразно проведение чизельной основной обработки почвы по предшественнику чистый пар. При этом обеспечивались оптимальные параметры плотности сложения, структурноагрегатного состава почвы и коэффициенты структурности – 3,42-4,85.