Ярославская ГСХА
токсичность почвы при разных системах обработки
с.с. Сивкова, Е.В. Чебыкина
г. Ярославль
Токсичность (гр. Токсикон - яд) - ядовитость, способность некоторых химических веществ оказывать вредное влияние на организмы, поражая их. Основными причинами усиления токсичности являются образование вредных продуктов жизнедеятельности, межорганизменные взаимодействия, неблагоприятные физико-химические условия среды, загрязнение в результате хозяйственной деятельности человека. Вещества, которые негативно влияют на рост и развитие растений могут образовываться в процессе почвообразования.
Все приемы выращивания сельскохозяйственных культур в большей или в меньшей степени могут спровоцировать усиление фитотоксичности почвы. По результатам многих исследований было установлено снижение урожая культурных растений при использовании химических средств защиты, внесении в почву соломы и многолетнем проведении поверхностных обработок, однако, в литературе очень мало результатов о совместном применении этих приемов [1,2].
Целью наших исследований было изучение влияния ресурсосберегающих систем обработки и удобрения соломой, проводимых при выращивании однолетних трав, на содержание органического вещества и токсичность дерново-среднеподзолистой глееватой почвы.
Экспериментальная работа проводилась в 2011-2012 гг. в полевом многолетнем стационарном трехфакторном опыте, заложенном на опытном поле ФГБОУ ВПО «Ярославская ГСХА» методом расщепленных делянок с рендомизированным размещением вариантов в повторениях. Повторность опыта четырехкратная. Изучались системы обработки почвы: отвальная «О1» и поверхностная «О4», а также комбинированные системы: поверхностная с рыхлением «О2» и поверхностно-отвальная «О3». Отвальная вспашка на вариантах с ресурсосберегающими системами (О2, О3) проводилась осенью 2008 года. Возможность использования соломы как удобрения определялась в следующих фонах питания: без использования удобрений «У1», внесение 3 т/га соломы «У3», внесение минеральных удобрений совместно с соломой (3 т/га) «У5», внесение минеральных удобрений в расчете на планируемую урожайность «У6». Так же изучалось влияние двух систем защиты растений: без гербицидов (Г1) и с гербицидами (Г2). В 2010 году применялся гербицид «Линтур» (150 г/га) в фазу кущения озимой ржи, а в 2012 в фазу кущения ячменя использовался гербицид «Лонтрел 300» (0,5 л/га).
Урожайность сельскохозяйственных культур зависит от большого количества факторов, главные из которых - ландшафтные особенности территории, метеорологические условия периода выращивания, особенности сорта и применяемые технологии возделывания. Все выше перечисленные факторы могут являться причиной появления фитотоксического эффекта и привести к снижению урожайности. В наших исследованиях изучалась вико-овсяная смесь (2011) и ячмень (2012) (таблица 1).
Таблица 1
Урожайность полевых культур в среднем по изучаемым факторам, т/ га
|
Вариант |
Однолетние травы, зеленая масса, т/га, 2011 |
Ячмень, зерно, т/га, 2012 |
|
|
Фактор А. Система основной обработки почвы, «О» |
|||
|
Отвальная, «О1» |
15,76 |
2,31 |
|
|
Поверхностная с рыхлением, «О2» |
14,03 |
1,90 |
|
|
Поверхностно-отвальная, «О3» |
14,73 |
2,08 |
|
|
Поверхностная, «О4» |
13,63* |
1,97 |
|
|
Фактор В. Система удобрений, «У» |
|||
|
Без удобрений, «У1» |
12,37 |
1,54 |
|
|
Солома, «У3» |
13,24 |
1,85** |
|
|
Солома + NPK, «У5» |
17,76** |
2,42** |
|
|
NPK, «У6» |
17,17** |
2,62** |
|
|
Фактор С. Система защиты растений от сорняков, «Г» |
|||
|
Биотехнологическая, «Г1» |
14,62 |
2,02 |
|
|
Интегрированная, «Г2» |
14,45 |
2,11 |
Примечание. Здесь и в остальных таблицах и приложениях:
* различия существенны на 5 % уровне значимости по системам обработки почвы;
** то же - по фонам питания;
*** то же - по гербицидам.
Анализ роли изучаемых факторов выявил существенное влияние систем обработки и удобрений на урожайность полевых культур. Отказ от проведении вспашки (О2, О4) приводит к снижению урожайности в среднем на 15% по сравнению с системой предполагающей ежегодную вспашку (О1). Значительное снижение продуктивности однолетних трав на 13,5% наблюдалось при ежегодном проведении поверхностных обработок почвы. При использовании системы комбинированной обработки (О3) масса собранного урожая зеленой массы однолетних трав и зерна ячменя была чуть ниже уровня полученного по отвальной системе (О1), однако эта разница была не существенной.
Применение всех систем удобрений обеспечивало рост урожая полевых культур. На варианте с минеральными удобрениями (У6) и особенно при их совместном внесении с соломой (У5) наблюдалось существенное увеличение урожайности.
Последействие гербицида не оказывало существенного влияния на урожайность культур.
Проведенный корреляционный анализ позволил установить среднюю степень зависимости урожайности (однолетние травы r=0,3; ячмень r=0,44) от токсичности почвы.
В соответствии с общепринятой методикой токсичными считаются почвы ингибирующие рост ростков более чем на 20 - 30%. По результатам, полученным в 2011 г. можно сделать вывод, что проводимые агротехнические приемы не вызывали в начале вегетации однолетних трав фитотоксического эффекта, снижение всхожести тест-культуры (озимой ржи) в целом по опыту составило 18,8%, длины проростка 6,23% и длины корней 6,4%. В 2012 г. наблюдалось большее снижение всхожести и длины корней на 23,3% и 38,8 % соответственно и увеличилась длина проростка на 116,7% (таблица 2).
Таблица 2
Токсичность почвы в зависимости от изучаемых факторов, (% отклонения от контроля)
|
Вариант |
Всхожесть |
Длина проростка |
Длина корней |
||||
|
2011 |
2012 |
2011 |
2012 |
2011 |
2012 |
||
|
Фактор А. Система обработки почвы, «О» |
|||||||
|
Отвальная, «О1» |
-20,8 |
-22,7 |
-29,2 |
-39,1 |
+30,8 |
+11,5 |
|
|
Поверхностная с рыхлением, «О2» |
-23,0 |
-19,9 |
-28,6 |
-36,1* |
+38,6 |
+16,6 |
|
|
Поверхностно-отвальная, «О3» |
-20,0 |
-25,7 |
-28,5 |
-38,6 |
+29,6 |
+12,2 |
|
|
Поверхностная, «О4» |
-25,5* |
-24,5 |
-31,1 |
-40,5 |
+25,9 |
+7,7 |
|
|
Фактор В. Система удобрений, «У» |
|||||||
|
Без удобрений, «У1» |
-25,6 |
-18,1 |
-31,7 |
-39,3 |
+35,5 |
+11,0 |
|
|
Солома 3 т/га, «У3» |
-22,9 |
-22,5 |
-29,7 |
-39,4 |
+30,3 |
+8,1 |
|
|
Солома +NPK, «У5» |
-21,5 |
-26,1** |
-28,6 |
-38,3 |
+26,1 |
+17,5 |
|
|
NPK, «У6» |
-21,5 |
-26,5** |
-27,4** |
-37,2 |
+33,3 |
+11,3 |
|
|
Фактор С. Система защиты растений от сорняков, «Г» |
|||||||
|
Без гербицидов, «Г1» |
-23,1 |
+23,6 |
-28,3 |
-37,8 |
35,4 |
+13,6 |
|
|
С гербицидами, «Г2» |
-21,6 |
-22,9 |
-30,5 |
-39,3 |
27,1 |
+10,4 |
токсичность почва удобрение выращивание
Анализ роли изучаемых факторов свидетельствует о влиянии систем обработки и удобрений на токсичность почвы. Так в 2011 г. при ежегодном проведении поверхностных обработок наблюдается существенное снижение всхожести семян тест-культуры, а также тенденция к торможению развития проростка и корней. Комбинированные системы обработки (О2, О3) поддерживают этот показатель на уровне отвальной. Проведение поверхностно-отвальной системы создавало благоприятные условия для развития проростка, а поверхностной с рыхлением - корневой системы.
Между изучаемыми системами удобрений не отмечалось существенных различий по всхожести. Но можно отметить увеличение этого показателя на высоких фонах питания. Внесение минеральных удобрений самостоятельно (У6) и в сочетании с соломой (У5) создавало благоприятные условия для прорастания и развития тест-культуры, не существенное снижение наблюдалось только по длине корней.
В 2012 г. наблюдалось усиление фитотоксического эффекта в сравнении с 2011 г. Лучшие условия для тест-культуры складывались при использовании системы «Поверхностная с рыхлением», в почвенных пробах, отобранных с этого варианта была наибольшая всхожесть и лучше формировались проросток и корневая система. Чередование поверхностных обработок со вспашкой (О3) поддерживало фитотоксичноть почвы на уровне отвальной системы (О1).
Применение удобрений под посев ячменя приводило к снижению всхожести тест-культуры, но способствовало более интенсивному развитию растений.
Система защиты растений не проявлялась в существенном изменении токсичность почвы.
Урожайность полевых культур зависит от содержания в почве органического вещества (r=0,4). В целом по опытному участку в 2011 г. его содержание составило 2,29%. Снижение механического воздействия на почву способствовало накоплению органического вещества и наибольшее его количество отмечалось при ежегодном проведении поверхностных обработок (рисунок 1). Система обработки определяла дифференциацию пахотного горизонта по данному показателю. Большее количество органического вещества при отвальной обработке отмечалось в нижнем слое (10-20 см), а при ресурсосберегающих в верхнем (0-10 см).
Рисунок 1 Содержание органического вещества в зависимости от систем обработки почвы, %
Все изучаемые системы удобрений способствовали сохранению почвенного плодородия (рисунок 2). Существенное увеличение количества органического вещества обеспечивало внесение минеральных удобрений (У6) и их совместное использование с соломой озимой ржи (У5).
Последействие гербицида «Линтур» не оказало существенного влияния на содержание органического вещества в почве. Корреляционной зависимости между содержанием органического вещества и проявлением фитотоксического эффекта не отмечалось (r=0,04).
Таким образом, в Ярославской области на дерново-подзолистой слабоглееватой почве проведение системы поверхностно-отвальной обработки, основанной на сочетании вспашки на глубину 20-22 см. с предварительным лущением или дискованием на глубину 8-10 см один раз в 4 года и однократной поверхностной обработки на 6-8 см в остальные 3 года при внесении соломы с полной нормой минеральных удобрений обеспечивает воспроизводство плодородия почвы, прибавку урожая и не усиливает токсичности почвы.
Использованные источники
1. Кукишева. А.А., Наплекова Н.Н., Изменение микробиоценоза дерново-подзолистых почв при длительном применении удобрений// Достижение науки и техники АПК, 2009, №4. 18-20.
2. Пупонин А.И. Обработка почвы в интенсивном земледелии. М.: Колос, 1984. 182 с.