Структурно-агрегатный состав почвы под многолетними травами в темно-каштановой почве в условиях Республики Тыва

Введение . В настоящее время в основных земледельческих районах Республики Тыва наблюдается снижение плодородия почв и ухудшение их агрофизического состояния, что является следствием слабой материальнотехнической базы КФХ и аратских хозяйств, которые не применяют минеральные и органические удобрения, в севообороты не включают многолетние травы. Работы многих исследователей, посвященные агрофизическому составу почв, показали, что структура почвы имеет важное агрономическое значение [1–5]. От нее во многом зависят водный, воздушный и тепловой режимы почв, она оказывает существенное влияние на основные физические и физикомеханические свойства почв. В структурной почве создаются благоприятные условия для интенсивного роста и развития растений.

Структурные почвы гораздо устойчивее бесструктурных к заплыванию, дольше сохраняют свое строение, требуют меньших усилий при обработке, они не переуплотняются, устойчивы к дефляции и водной эрозии, что является наглядной демонстрацией взаимосвязи структуры и плодородия почвы. Агрономически ценными считаются макроагрегаты размером от 10 до 0,25 мм, так как именно они определяют структуру почвы, придают почвенной структуре уникальность в виде почвенных комочков и определяют почвенное плодородие [1,2]. Считается, чем выше содержание агрегатов от 0,25 до 10 мм, тем лучше структурное состояние почвы.

В исследованиях Е.А. Афанасьевой [6] представлена роль растений, а именно корневых систем травянистых видов в структурообразо-вании почвы. Наибольшая величина коэффициента структурности и лучшие результаты по агрегатно-ценным структурам зафиксированы на вариантах с многолетними травами.

В Тувинском НИИСХ проводятся исследования по расширению сортимента кормовых культур, возделываемых в республике, но недостаточно изучены вопросы влияния их на питательные и агрофизические свойства почвы в условиях Республики Тыва.

Цель исследования. Анализ структурноагрегатного состава темно-каштановой почвы под многолетними бобовыми и злаковыми травами в условиях Республики Тыва.

Методы исследования . Исследование проводили на опытно-экспериментальном поле ФГБНУ «Тувинский НИИСХ». Почва опытного участка зональная - темно-каштановая, среднесуглинистая. Содержание гумуса в слое 0–10 см - 3,59 %. Почвы относительно хорошо обеспечены калием (138–222 мг/кг почвы). Содержание подвижного фосфора составляет 16 мг/кг, общего азота - 0,20 %.

Образцы по изучению структурно-агрегатного состава почвы взяты в сентябре 2020 г. на посевах многолетних трав 2018 г. Схема опыта состоит из следующих вариантов: 1) контроль ─ люцерна; 2) эспарцет; 3) кострец; 4) травосмесь люцерна + эспарцет +кострец.

Учеты и наблюдения проводились согласно методическим указаниям ВНИИК [7]. Монолиты почвы отобраны по методике Н.З. Станкова в слое 0–30 см через каждые 10 см. Для определения структурно-агрегатного состава производили сухой рассев образца воздушно-сухой почвы на стандартном наборе сит (сухое просеивание по методу Н.И. Саввинова). Коэффициент структурности (К стр ) рассчитывали как отношение суммы агрегатов размером 0,25–10 мм к сумме агрегатов диаметром более 10 мм и менее 0,25 мм. Оценка агрегатного состояния почв проведена по шкале коэффициента структурности [8]. По данной шкале агрегатное состояние почв оценивается следующим образом: если К стр > 1,5 - отличное; 1,5-0,67 - хорошее; < 0,67 - неудовлетворительное. Структурное состояние почвы оценено по шкале Долгова-Бахтина [9]. В результате сухого просеивания сумма агрегатов от 0,25 до 10 мм оценивается; если больше 80 % - отличная; 80-60 - хорошая; 60-40 - удовлетворительная; 40-20 - неудовлетворительная; меньше 20 % - бесструктурная.

Результаты и их обсуждение. По результатам опытов многих исследователей возделывание многолетних трав оказывает большое влияние на образование богатого питательными веществами, гумусом структурного пахотного слоя почв, и важную роль при этом играет доля уча- стия агрономически ценных агрегатов в пахотном горизонте. Известно, что многолетние травы формируют мощную разветвленную корневую систему, которая расщепляет почву на отдельные комочки. Корни по мере роста, утолщаясь, сдавливают окружающую почву, формируя агрегаты различных размеров, и способствуют повышению структурированности почвы. Процентное содержание роли растений в фор- мировании наиболее ценных структурных агрегатов почвы составляет 70 %.

В конце вегетационного сезона 2020 г., в третий год жизни многолетних трав, были отобраны образцы почвы на определение структурно-агрегатного состава. Результаты сухого просеивания почвы под многолетними травами показывает хорошую структурность почвы под многолетними травами (табл.).

Структурно-агрегатный состав темно-каштановой почвы под многолетними травами

Наибольшее количество АЦФ (агрономически ценные фракции) в слое 0–10 см находятся под люцерной, сумма агрегатов 10–0,25 мм в этом варианте – 71,2 %, а в дальнейшем следует такой ряд: эспарцет (67,78 %), кострец (66,65 %), люцерна + эспарцет + кострец (66,03 %). В слое 10–20 см следуют показатели от 68,8 % (люцерна) до 51,06 % (эспарцет). В слое 20–30 см количество АЦФ от 60,6 % под люцерной до 50,06 % под эспарцетом.

По шкале С.И. Долгова и П.У. Бахтина почва под люцерной в слое 0–30 см характеризуется хорошей оструктуренностью. Под посевами эспарцета и костреца в слоях 0–10, 10–20 см структурность почвы хорошая, только в слое 20–30 см структурное состояние оценивается как удовлетворительное. Такое же состояние наблюдается в слоях 10–20, 20–30 см на варианте люцерна + эспарцет + кострец. Для улучшения условий роста и развития растений в слое, где сосредоточено максимальное количество корней, содержание агрегатов агрономически ценного размера (от 10 до 0,25 мм) должно быть свыше 60 %.

Отмечено, что на вариантах опыта, где АЦФ выше 60 %, изучаемые виды трав оказывают более благоприятное воздействие на структурированность почвы.

Наибольшая глыбистость (<10 мм) отмечена под эспарцетом в слое 0–30 см (44,91 %), далее следует травосмесь люцерна + эспарцет + кострец – 42,82 % в слое 10–20 см и 41,28 % в слое 20–30 см. Видимо, это связано с тем, что эспарцет формирует очень мощную и разветвленную корневую систему, которая состоит из главного корня, разделяющегося в пахотном или в подпахотном горизонте на несколько скелетных корней с хорошо развитой мелкой корневой системой. Такая корневая система в наибольшей степени обладает способностью скреплять почву. С.Я. Беспрозвана отмечает, что эспарцет имеет более мощный главный корень, чем люцерна, а на глубине корень эспарцета менее выразителен, чем у люцерны [10].

По классификации структурно-агрегатного состава почвы коэффициент структурности темно-каштановой почвы под многолетними травами на горизонте 0–10 см отличный, нахо- дится в пределах от 1,94 (травосмесь) до 2,47 (люцерна), в нижних слоях 10–30 см – хороший. Наибольший Кстр отмечен в посевах люцерны. Коэффициент структурности понижается в нижних слоях почвы, что объясняется тем, что в верхнем слое находится наибольшее количество корней, которые пронизывают почву на мелкие агрегаты, в нижних слоях количество корней понижается.

Заключение . По результатам исследования установлено, что посевы многолетних трав благоприятно воздействуют на структуру темнокаштановой почвы в условиях Республики Тыва. Наиболее высокие показатели структурности характерны для верхнего слоя почвы 0–10 см, количество агрономически ценных агрегатов и коэффициент структурности понижаются с верхнего слоя к нижележащим. Наивысшее количество АЦФ, и следовательно К стр , отмечается под посевами люцерны.