Сохранение структуры почвы

Текст: В. А. Воронцов, канд. с.-х. наук; Ю. П. Скорочкин, канд. с.-х. наук, Тамбовский НИИСХ — филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр им. И. В. Мичурина»

В современном земледелии достаточно часто применяются ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур в коротких ротационных севооборотах с узким набором полевых растений. По этой причине возрастает интерес к изучению агрофизических факторов используемых земельных участков.

Большая роль структурно-агрегатного состояния почвы как важного показателя ее плодородия общеизвестна. Однако процессы возделывания в сельскохозяйственном производстве приводят к негативному изменению качеств участков, при этом как высокая интенсивность, так и чрезмерная минимизация обработки в севообороте обусловливают ухудшение структурности.

ПРОТИВОРЕЧИВЫЕ СВЕДЕНИЯ

Плодородие главным образом определяется структурным состоянием почв как основой оптимальных агрофизических свойств суглинистых и глинистых территорий. Благоприятные физические характеристики — база и необходимое условие реализации потенциального плодородия для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Ряд исследователей считает, что замена вспашки обработкой без оборота пласта улучшает структурно-агрегатное состояние почвы. В то же время на выщелоченных черноземах в условиях Центрально-Черноземной зоны отмечаются аналогичные процессы при безотвальной системе. Нужно учитывать, что по вопросу структурно-агрегатного состояния почв при различных приемах и схемах обработки существующие данные противоречивы. Неоднозначность полученных результатов связана с почвенно-климатическими условиями. В связи с этим влияние различных по интенсивности систем на плодородие и изменение структурного состояния пахотного слоя поля требует систематического изучения.

Цель исследований, проведенных специалистами Тамбовского НИИСХ — филиала ФГБНУ «Федеральный научный центр им. И. В. Мичурина», заключалась в анализе воздействия методик основной обработки почвы в севооборотах на структурно-агрегатное состояние чернозема. Работы проводились в два этапа: в течение шести и четырех лет с перерывом в четыре года в стационарном полевом опыте. Применялись зернопропашной севооборот, включавший смены вико-овсяной смеси, озимой пшеницы, кукурузы, ячменя, а также зернопаропропашной, в рамках которого чередовались черный пар, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень. Почвенный покров опытного участка был представлен черноземом типичным тяжелосуглинистым. Содержание гумуса в пахотном слое 0–30 см составляло от 6,6 до 7%. Обеспеченность подвижным фосфором была высокой — 162–176 мг/кг почвы, обменным калием — тоже, то есть 140–142 мг/кг, рНсол равнялся 5,8–6,3.

ВАРИАНТЫ МЕТОДИК

Схема опыта предусматривала применение четырех систем основной обработки почвы в севообороте. Контрольной выступала традиционная разноглубинная отвальная вспашка на глубину 20–25 см под пропашные культуры и 20–22 см под зерновые. Второй вариант подразумевал поверхностное возделывание на 10–12 см под все сельскохозяйственные виды. Бессменная разноглубинная безотвальная вспашка на 25–30 см использовалась под пропашные и на 20–22 см под зерновые виды. При комбинированной отвально-безотвальной схеме вспашка проводилась под пропашные культуры на глубину 25–30 см, безотвальная технология с использованием чизельного плуга — под зерновые на 20–22 см. Перед основной обработкой участков во всех случаях осуществлялось послеуборочное дисковое рыхление.

Почвенные образцы отбирались перед началом весенних полевых работ, то есть перед посевом культур севооборотов, по слоям 0–10, 10–20 и 20–30 см. При изучении структуры использовался метод Н. И. Савинова — просеивание воздушно-сухой почвы на ситовом анализаторе AS-200. На этом же оборудовании способом качания сит в воде определялась водопрочность макроагрегатов. В целом исследование структурного состояния почвы в среднем по полям севооборотов показало, что количество агрегатов от 0,25 до 10 мм в пахотном слое в зернопропашном севообороте при постоянной поверхностной обработке составило 66,5%, при безотвальной — 65,2%, комбинированной отвально-безотвальной технологии — 64,1%, а при традиционной отвальной вспашке — 64,2%. В среднем по участкам зернопаропропашной ротации этот показатель равнялся 63,9, 60,9 и 61,9% соответственно.

ОЦЕНКА ФРАКЦИЙ

В ходе исследования не наблюдалось существенных различий при основной обработке по наличию ветроустойчивых агрегатов размером 1–10 мм, то есть эрозионно стабильных, содержание которых как в верхнем слое 0–10 см, так и в пахотном горизонте 0–30 см превышало 50%. Данная закономерность была характерна для обоих севооборотов.

Вредоносность работы орудия по пыли, включая агрегаты меньше 1 мм, равнялась примерно 30%. В опытах этот показатель в пахотном слое 0–30 см в зернопропашной ротации составил по обработкам без оборота пласта, то есть при поверхностной и безотвальной технологиях, 14,9 и 13% соответственно. При комбинированной отвально-безотвальной и традиционной отвальной вспашке доля этой фракции достигала 13,5 и 14,1%. В среднем в зернопаропропашном севообороте данный показатель был зарегистрирован на уровне 14,3, 12,9, 13,6 и 13,4% соответственно, то есть оказался примерно в два раза меньше установленного критерия. К числу важных параметров структурного состояния почвы также относилось содержание пылеватых частиц размером менее 0,25 мм. В опытах отмечалась тенденция увеличения концентрации этой фракции в обоих севооборотах на варианте с поверхностной системой основной обработки.

БЕЗ НЕГАТИВНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ

Значимым показателем устойчивости строения покрова является водопрочность почвенных агрегатов. Благоприятное для роста и развития сельскохозяйственных культур сложение пахотного слоя черноземов достигается при содержании таких образований не менее 40–45%. В этом случае возможно применение способов обработки без оборота пласта и риска уплотнения почвы. Результаты исследований показали, что количество водопрочных агрегатов в среднем по полям зернопропашного севооборота и вариантам обработки варьировало в пределах 55,9–62,4%, в зернопаропропашном — 54,2–60,8%, то есть превышало установленный критерий. Следует отметить, что с глубиной в слоях 10–20 и 20–30 см содержание таких образований увеличивалось относительно верхнего слоя 0–10 см.

Таким образом, сравнение воздействия на черноземные тяжелосуглинистые участки традиционной разноглубинной отвальной вспашки, обработок без оборота пласта и комбинированной отвально-безотвальной системы в севооборотах зернопропашного и зернопаропропашного типов показало, что минимизация основной обработки почвы не приводит к ухудшению структурно-агрегатного состава пахотного слоя. При поверхностной схеме в ротациях наблюдается повышение коэффициента структурности почвенного горизонта: на 0,21% в зернопропашном и 0,33% в зернопаропропашном севообороте. Выявленная закономерность дает основание предполагать, что на типичном черноземе в качестве основной обработки можно применять минимальные и дифференцированные системы без риска существенного изменения структуры почвы.