Влияние обработки почвы на продуктивность почвозащитных севооборотов

В последние десятилетия резко активизировались процессы деградации почв, заметно ухудшилась экологическая обстановка, в значительной мере снизилась продуктивность сельскохозяйственных угодий. Свыше 26 % или 54 млн. га сельхозугодий сейчас подвержено эрозии, 44 млн. га дефляционно-опасны, более половины территории страдает от засухи [1].

Предотвратить эрозионные процессы на склонах возможно за счет использования почвозащитных обработок почвы с оставлением на поверхности поля стерневых и пожнивных остатков [2]. Для достижения бездефицитного баланса гумуса в севооборотах на склонах, необходимо вносить органические удобрения или их заменить внесением в почву соломы [3].

Меры борьбы с деградацией почвы и её причинами разрабатываются во многих научных учреждениях. В системе почвозащитного земледелия применительно к местным условиям решаются такие вопросы, как организация территории хозяйства с учётом его специализации и структуры посевных площадей, внедрение научнообоснованных севооборотов, рациональная обработка почвы и внесение удобрений, осуществление гидротехнических и профилактических мер по защите почв от эрозии [4].

Материалы и методы исследования. Исследования проведены в многофакторном стационарном опыте, расположенном на склоне балки Большой Лог, Аксайского района Ростовской области в 2016-2018 гг. Опыт был заложен в 1986 году в системе контурно-ландшафтной организации территории склона крутизной до 3,5-4^°, с комплексом гидротехнических приемов и простейших сооружений: валов - канав и валов - террас, позволяющих снизить до безопасных пределов сток талой и ливневой воды и смыв почвы. Почва опытного участка – чернозём обыкновенный, тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке. Исходное содержание гумуса в почве составляло 3,8-3,83%.

В опыте изучали три севооборота, имеющих структуру посевов: «А» – чистый пар 20%, мн. травы 0%; «Б» – чистый пар 10%, мн. травы 20%; «В» – чистый пар 0%, мн. травы 40%. Применяли три уровня органоминеральной системы удобрений («0» – естественное плодородие; «1» – навоз КРС 5 т + N 46 P 24 K 30 и «2» – навоз КРС 8 т + N 84 P 30 K 48 на 1 га севооборотной площади), а также две системы основной обработки почвы в севооборотах – чизельная и отвальная обработка.

Результаты исследования. Среднегодовой смыв почвы при закладке опыта на эрозионно-опасном склоне крутизной 3,5-4

составил 18,5 т/га, а максимальный был отмечен единожды и составлял 42 т/га. При полосном размещении полей с контурно-ландшафтной организацией территории склона, обладающих различной возможностью противостоять смыву и размыву (пар – озимая пшеница, многолетние травы), количество смытой почвы в 2016-2018 гг. колебалось в пределах 4,28,7 т/га, в зависимости от конструкции севооборотах и способа обработки почвы (табл. 1).

Таблица 1. Смыв почвы в различных по конструкции севооборотах в зависимости от обработки почвы, т/га, среднее 2016-2018 гг.

Размещение почвозащитных севооборотов на склонах позволяет значительно сократить эрозионные процессы. Введение в севооборот культур сплошного сева предотвращает развитие водной эрозии. Севообороты с чистым паром на склоновых землях возможны при условии контурнополосного их размещения, под защитой эрозионно-устойчивых культур в сочетании с комплексом противоэрозионных мероприятий. Введение в севооборот 40% многолетних трав сократило смыв почвы на 33-45%. Применение почвозащитных обработок в качестве основной обработки почвы сократило смыв более чем на 1127%, за счет оставления на поверхности поля стерни и пожнивных остатков.

Изучение процессов стока талых вод выявило обратную тенденцию. Наиболее устойчивым к процессам таяния снега и стока был севооборот с 20% чистого пара, в котором сток талых вод был на 20-23% меньше, чем в севообороте с 40% многолетних трав. Более рыхлая почва позволяет лучше впитывать талые воды, чем уплотненная почва под многолетними травами и озимыми по которой потоки воды беспрепятственно стекают вниз по склону.

Применение почвозащитных обработок на склоновых землях позволило сократить со стоком воды и смывом почвы потери гумуса с 32,1 ц/га – при отвальной обработке почвы, в севообороте, имеющем в структуре посевных площадей 20-ти % поле чистого пара до 28,2 ц/га (или на 12,1%) на варианте с чизельной обработкой почвы в этом же севообороте. Введение в севооборот 40% многолетних трав сократило потери гумуса на 31,7% на варианте с отвальной обработкой почвы и на 43,9% – с чизельной обработкой почвы (севооборот «В») (табл. 2).

Таблица 2. Потери элементов питания в севооборотах различной конструкции, в зависимости от способа обработки почвы 2016-2018 гг.

Разница в потере валового азота в севообороте «А», как наименее устойчивого к смыву почвы, за счет наличия 20% поля чистого пара, составила 48,9-55,7 кг/га. В севообороте «Б», имеющим в структуре посевов 20% многолетних трав в севообо- роте и только 10% чистого пара потери валового азота составили 34,2 кг и 46,1 кг по чизельной и отвальной обработке почвы соответственно. В севообороте «В», имеющим в структуре посевов 40% многолетних трав и не имеющим поля чистого пара эти потери были в два раза меньше, чем в севообороте «А» и составили 26,636,8 кг/га. Динамика потерь валового фосфора и валового калия были аналогична потерям валового азота.

За три года исследований продуктивность севооборота с удвоенным по площади паровым полем (севооборот «А» – 27,539,9 ц/га, зерн. ед.) уступает по продук- тивности. Более высокая продуктивность отмечена в севообороте «Б» (31,3-36,9 ц/га зерн. ед.) с оптимальным соотношением культур и чистого пара. Преимущество севооборота с повышенной долей многолетних трав (севооборот «В» - 33,143,2 ц/га, зерн. ед.) проявлялось в годы активизации эрозионных процессов (табл. 3).

Таблица 3. Продуктивность севооборотов различной конструкции, в зависимости от способа обработки почвы и уровня применения удобрений, ц/га, зерн. ед. 2016-2018 гг.

Продуктивность севооборотов зависит от уровня применения удобрений, так как на среднем уровне увеличение в урожайности составляет 13,8-27,0%, на повышенном – 19,5-43,0%. Увеличение валового сбора продукции до 4 т/га севооборотной площади при увеличении дозы внесения удобрений в 1,5 раза позволяет увеличить урожайность на 5,0-12,8% в сравнении со средним уровнем применения удобрений. Почвозащитные обработки почвы незначительно увеличивают продуктивность севооборотов.

Продуктивность севооборотов зависит от уровня плодородия пашни, которое в свою очередь тесно связано с интенсивностью смыва. Выявлена обратно пропорциональная слабая зависимость продуктивности севооборотов от величины смытой почвы (r= -0,61-0,66). Так в севообороте «А» при внесении удобрений в дозе 100 кг д.в. на гектар севооборотной площади урожайность увеличивается на 24,227,0%, увеличение дозы внесения удобрений в 1,5 раза увеличивает урожайность на

• 40,1- 43,0%. В севообороте «В» отмечается наименьший смыв почвы и наименьшие потери основных элементов питания, поэтому и продуктивность наибольшая на всех вариантах применения удобрений. Внесение удобрений в средних дозах увеличивает урожайность на 13,8-16,7%, а в повышенных на 19,5-23,1%.

Выводы. На эродированных и эрозионно-опасных склонах земледелие может быть устойчивым только при систематическом внесении в почву удобрений в дозе 5 т/га навоза и 100 кг/га минеральных удобрений. Для обеспечения повышения продуктивности севооборотов свыше 4,0 т/га необходимо увеличить дозу внесения органоминеральных удобрений в 1,5 раза. Применение почвозащитных обработок в качестве основной обработки почвы позволяет сократить смыв более чем на 1127%. Наделение севооборотов почвозащитными свойствами и введение в структуру севооборота от 20% до 40% многолетних трав сокращает смыв почвы на 3345%.