Статья: Влияние приёмов интенсификации на структурное состояние чернозема при возделывании яровой пшеницы

Красноярский государственный аграрный университет

Влияние приёмов интенсификации на структурное состояние чернозема при возделывании яровой пшеницы

Кураченко Н.Л.

Захаренко К.А.

Казюлин Л. Ф.

Аннотация

В статье приведены результаты исследований по влиянию приёмов интенсификации на структурное состояние чернозема выщелоченного Красноярской лесостепи при возделывании яровой пшеницы. Показано, что в структурном составе чернозема господствовали глыбистые > 10 мм (26-38 %) и комковато-зернистые отдельности размером 2-1 мм (15-21 %). Применение биологического стимулятора Лигногумат АМ в комплексной защите яровой пшеницы на фоне припосевного внесения аммофоса в дозах Ы5Р20 и ЫпР50 способствовало увеличению количества агрегатов 2-1 мм на 4-5 % по сравнению с контролем и формированию отличного структурного состояния чернозема с содержанием агрегатов ценного размера 72-74 % в течение вегетационного сезона.

Ключевые слова: БИОЛОГИЧЕСКИЙ СТИМУЛЯТОР, ГЕРБИЦИДЫ.

ФУНГИЦИДЫ. ИНСЕКТИЦИДЫ, ЧЕРНОЗЕМ, ЯРОВАЯ ПШЕНИЦА, СТРУКТУРНЫЙ СОСТАВ

Введение

Современные реалии ставят перед сельским хозяйством сложные задачи. Одна из них - получение экологически чистой продукции и сохранение плодородия почв на фоне применения высоких доз средств химической защиты растений и минеральных удобрений, обеспечивающих высокую и стабильную урожайность [1]. В связи с этим возникает потребность внедрения приемов биологического земледелия, позволяющих свести к минимуму экологические риски, угнетение культурных растений и почвенной биоты, деградацию почвенного покрова. Одним из таких приемов является применение гуминовых препаратов [2; 3].

Несмотря на положительные свойства, гуминовые препараты до сих пор не получили большого распространения, в большинстве своем, из-за отсутствия достаточной научной базы, освещающей особенности их применения [4], что обусловливает актуальность их исследований. Особенный интерес представляет влияние данных биологических стимуляторов на агрофизические свойства почв, стабилизация которых на уровне оптимальных значений в ризосфере почвы - важнейшее условие получения высокой урожайности [5]. И здесь огромное значение имеет структурный состав почвы и содержание агрономически ценной фракции, необходимой для обеспечения питательными элементами фитоценозов, а также установления благоприятного водно-воздушного режима почвы [6].

В то время как показатели продуктивности и качества сельскохозяйственных культур на фоне применения гуминовых препаратов изучены достаточно широко, влияние их на структуру почвы требует более тщательного изучения. В связи с этим цель работы - оценить структурное состояние чернозема в условиях применения биологического стимулятора на фоне комплексной защиты растений и применения минеральных удобрений.

Объекты и методы

Исследования проведены в 2020 году в полевом опыте кафедры почвоведения и агрохимии в учебном хозяйстве «Миндерлинское» в Красноярской лесостепи (56° с.ш., 92° в.д.). Объекты исследования - чернозем выщелоченный, агроценоз яровой пшеницы сорта Новосибирская 15, возделываемый по занятому пару (горохо-овсяная смесь); минеральное удобрение Аммофос, биологический стимулятор Лигногумат АМ.

Почвенно-агрохимическое обследование участка перед посевом полевых культур показало, что пахотный 0-20 см слой почвы характеризовался высоким содержанием гумуса (6,9%), очень высокой суммой обменных оснований (57,5 ммоль/100 г), нейтральной реакцией почвенного раствора (рНн2о - 7,2). Почва отличалась низкой обеспеченностью нитратным азотом (4,74 мг/кг), очень низкой - аммонийным азотом (0,50 мг/кг), средней - подвижным фосфором (175,8 мг/кг), очень высокой - обменным калием (291,0 мг/кг). Запасы продуктивной влаги в 0-20 см слое перед посевом культур оценивались как хорошие (43,8 мм), температура почвы варьировала в пределах 15-17 °С. Полученные результаты позволяют сделать заключение о высоком потенциальном плодородии почвы опытного участка.

Оценку влияния приёмов интенсификации на структурное состояние чернозема выщелоченного провели в полевом опыте по схеме, представленной в таблице 1. Отбор почвенных образцов проводили в июне, июле, августе и сентябре. Повторность отбора образцов 3-кратная. Глубина отбора образцов - 0-20 и 20-40 см. В почвенных образцах в разрезах определяли: влажность почвы - термовесовым методом; структурный состав - по Саввинову [7]. Полученные результаты обрабатывали методами описательной статистики, дисперсионного и корреляционного анализа [8] при помощи программы Excel.

Таблица 1. Схема полевого опыта

Вегетационный сезон 2020 года характеризовался как теплый и избыточно влагообеспеченный. Начало вегетационного периода сопровождалось высокой среднесуточной температурой воздуха и количеством осадков, существенно превышающих среднемноголетние данные. Так, по данным метеостанции «Сухобузимское» количество осадков в мае превышало среднемноголетний уровень в 1,6 раза при среднемесячной температуре 14°С, что на 6 градусов выше среднемноголетних показателей. Летние месяцы отличались повышенной влагообеспеченностью. При близкой к среднемноголетним показателям температуре воздуха в июне выпало 103 мм осадков, что составило 234% от уровня среднемноголетних данных. В июльский и августовский теплые периоды сумма осадков составила 84% от нормы.

Результаты и их обсуждение

В числе физических свойств почвы её структура особенно важна, так как с ней связаны водный, солевой, воздушный и тепловой режимы почвы. По мнению Воронина А.Д. и др. [9], размер и форма структурных отдельностей во многом обусловлены соотношением, составом и расположением в них элементарных почвенных частиц, т.е. внутренней структурой. В черноземах Красноярской лесостепи, обладающих благоприятной с агрономической точки зрения структурой, формирование фракционного состава в сезонном ритме определяется рядом факторов, в т.ч. влажностью почвы и её плотностью в момент механической обработки, предшествующей сельскохозяйственной культурой и агротехническими приёмами возделывания сельскохозяйственных культур.

Исследованиями установлено, что в структурном составе 0-20 см слоя чернозема при возделывании яровой пшеницы на фоне её комплексной защиты, применения минерального удобрения и биологического стимулятора господствуют глыбистые отдельности. На их долю по вариантам опыта в среднем за вегетационный период приходится 26-38 % (рис. 1а и 1б).

Избыточное увлажнение почвы повлияло на формирование крупных отдельностей в почве. Исследованиями [10] доказано, что повышенное увлажнение почвы способствует огрублению структуры и снижению содержания агрономически ценных агрегатов. Среди агрономически ценных фракций доминирующими являлись комковато-зернистые агрегаты размером 2-1 мм (15-21 %). Количество пыли в избыточно влажный 2020 год не превышало 0,2%. В подпахотном 20-40 см слое фракционный состав структурных агрегатов оценивался на этом же уровне. Исследованиями установлено, что уровни интенсификации при возделывании яровой пшеницы в наибольшей степени повлияли на формирование фракционного состава структуры чернозема в 0-20 см слое. В подпахотном слое 20-40 см изменения касались только глыбистой фракции > 10 мм.

Рис. 1а. Фракционный состав структурных агрегатов чернозема (0-20 см)

удобрение чернозем пшеница

Применение минеральных удобрений в дозе №Р20 на фоне химической защиты яровой пшеницы способствовало огрублению почвенной структуры и увеличению содержания крупных агрегатов > 10 мм на 4-5 % по сравнению с контролем. Такая же закономерность выявлена и для подпахотного слоя, где количество глыб увеличилось на 9%. Применение биологического стимулятора Лигногумат АМ на фоне защиты растений и применения минеральных удобрений в дозах №Р20 и N^50 способствовало улучшению фракционного состава структурных агрегатов 0-20 см слоя, которое выражалось в формировании структурных отдельностей 2-1 мм. Их количество на этих вариантах опыта достигало 20-21 %, что на 4-5 % больше по сравнению с контролем. Применение аммофоса в дозе N^50 определило заметное формирование структурных отдельностей 5-3 и 3-2 мм (14-15 %).

Данные структурного состава чернозема выщелоченного по содержанию агрегатов ценного размера указывают на хорошую и отличную оструктуренность почвы в течение вегетационного сезона (60-74 %) (табл. 2). Сезонная динамика структурного состава чернозема характеризовалась, как правило, незначительным и небольшим варьированием (Су = 9-19 %). Почва контрольного варианта в посевах пшеницы по содержанию агрономически ценных фракций размером 10-0,25 мм оценивалась в слое 0-20 см как хорошо оструктуренная (69%), 20-40 см - отлично оструктуренная (71%). Применение азотно-фосфорных удобрений в дозе №Р20 существенно снижало уровень оструктуренности почвы: до 60-62 %. В период всходов и начала созревания пшеницы существенные различия с контрольным вариантом подтверждаются результатами дисперсионного анализа (НСР05 = 8,3-7,4). Улучшение структурного состояния почвы под действием удобрений проявлялось на вариантах, где аммофос в дозе N^50 сочетался с химической защитой пшеницы, а также в случае применения в баковых смесях биологического стимулятора Лигногумат АМ и припосевного внесения аммофоса в дозе N^50. Отличное структурное состояние чернозема проявлялось в слое 0-40 см на этих вариантах опыта (72-74 %; НСР05 = 6,8-7,4).

Увеличение доли агрономически ценных комковато-зернистых отдельностей в черноземе на фоне внесения минеральных удобрений и биологического стимулятора Лигногумат АМ обусловлено улучшением условий питания и фактором «корневая система» растений. Известно, что существенную роль в образовании структурных агрегатов играют биологические агенты, и, в первую очередь, корневые системы растений. Распространяясь в почве в разных направлениях, они придают агрегатам форму комка или зернистых отдельностей [11]. Исследованиями [12] доказано, что в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур применение регуляторов роста значительно повышает эффективность минеральных удобрений, что положительно сказывается на их урожайности.

Таблица 2. Статистические показатели содержания агрономически ценных фракций в черноземе, % (п = 12)

Заключение

Таким образом, полученные результаты позволяют заключить, что применение минеральных удобрений и биологического стимулятора Лигногумат АМ на фоне комплексной защиты яровой пшеницы являлось фактором, влияющим на формирование и динамику структурного состояния почвы. Применение азотно-фосфорного удобрения в дозе N^50 в чистом виде и совместно с биологическим стимулятором увеличивало содержание структурных агрегатов 2-1 мм до 20-21 % в 0-20 см слое и формировало отличное структурное состояние чернозема в пахотном и подпахотном слоях (72-74 %).