Любое воздействие на почву приводит к изменению ее свойств. Наибольшему изменению при этом подвергаются живые организмы, населяющие почву. Фактором, в большей степени влияющим на свойства почвы, является ее обработка. Как и другие звенья системы земледелия, она преследует две цели: повысить эффективное плодородие почвы и создать наиболее благоприятные условия для роста и развития растений, получить высокий урожай. В то же время многие проблемы современного земледелия связаны с обработкой почвы. Большие затраты энергии, ускоренная минерализация гумуса, развитие эрозионных и дефляционных процессов, уплотнение почвы и т.п. во многом связаны с интенсивным характером обработки почвы. Стремление уменьшить эти негативные проявления, особенно в части ресурсо- и энергосбережения, является характерной чертой современного земледелия [2,3].
Наиболее важным является биологическое направление мобилизации плодородия черноземов. Из этого вытекает большое значение обработки - основного фактора регулирования биологических процессов в почве.
Цель исследования. Установить влияние способов и приемов обработки почвы на целлюлозолитическую активность чернозема выщелоченного, а также урожайность подсолнечника.
Материал и методы исследований. В опыте изучались целлюлозолитическая активность почвы в условиях многолетнего многофакторного стационарного опыта на опытной станции СтГАУ, в условиях неустойчивого увлажнения, на черноземах выщелоченных тяжелосуглинистых в 2012-2013 годах. Размещение вариантов в опыте систематическое, повторность трехкратная.
Объект исследований - подсолнечник в севообороте по предшественнику озимая пшеница на фоне рекомендованной системы удобрения по вариантам обработки почвы: отвальная (вспашка, 20-22 см, ПЛН-5-35); безотвальная (чизельное рыхление, ПРБ-4,2; 20-22 см); комбинированная обработка (АКП-6, 20-22 см); мелкая обработка (дискатор БДМ-6х4, 10-12 см).
Целлюлозолитическую активность пахотного слоя почвы определяли методом Мишустина, Вострова и Петровой (по интенсивности разложения льняного полотна), изложенном в практикуме по земледелию [1, 5].
Результаты исследования и их обсуждение. Как показали исследования, целлюлозолитическая активность почвы изменяется в зависимости от способов и приемов обработки почвы.
Вспашка почвы обеспечивает равномерное крошение и перемешивание обрабатываемого слоя, а также способствует более равномерному распределению растительных остатков в толще почвы, что служит равномерному развитию практически всех групп микроорганизмов. Равномерное распределение растительных остатков по профилю пахотного слоя почвы при вспашке способствует мобилизации биологических процессов [4].
Засушливый летний период 2012 года и, как следствие, снижение влажности почвы способствовали снижению целлюлазной активности почвы и сглаживанию различий между вариантами обработки почвы (табл. 1).
Таблица 1. Разложение льняного полотна в пахотном слое почвы за период от посева до уборки подсолнечника, в зависимости от способов основной обработки почвы, %, (2012 год)
|
Глубина исследуемого слоя, см |
Обработка почвы |
|||
|
Отвальная |
Безотвальная |
Комбинированная |
Мелкая |
|
|
0-10 |
27,5 |
28,9 |
27,6 |
29,7 |
|
10-20 |
25,4 |
25,8 |
25,5 |
26,4 |
|
20-30 |
24,7 |
24,3 |
23,8 |
24,3 |
Степень разложения льняного полотна колебалась от 24,7 до 27,5 % по отвальной обработке, что не сильно отличается от других вариантов опыта. Везде наблюдалась слабая интенсивность разрушения целлюлозы за вегетационный период.
В благоприятном по влажности 2013 году целлюлазная активность пахотного слоя почвы в период весенне-летней вегетации подсолнечника значительно повысилась, при этом более выражено проявляется влияние обработки почвы (табл. 2).
Таблица 2. Разложение льняного полотна в пахотном слое почвы за период от посева до уборки подсолнечника, в зависимости от способов основной обработки почвы, %, (2013 год)
|
Глубина исследуемого слоя, см |
Обработка почвы |
|||
|
Отвальная |
Безотвальная |
Комбинированная |
Мелкая |
|
|
0-10 |
48,6 |
54,6 |
51,4 |
58,2 |
|
10-20 |
45,5 |
42,3 |
46,2 |
44,6 |
|
20-30 |
43,7 |
37,2 |
42,1 |
36,9 |
Исследования показали, что вспашка и безотвальные обработки почвы оказывали влияние на гомогенность пахотного слоя. Вследствие этого в различных горизонтах пахотного слоя биологическая активность почвы протекала неравномерно.
Механические обработки почвы, различаясь по глубине, приводят к неодинаковому распределению растительных остатков по профилю. При безотвальных обработках почвы наибольшее количество корней растений и органических остатков сосредоточено в верхней части пахотного слоя. Поскольку органическое вещество служит для большинства микроорганизмов источником энергии и питательных веществ, то при мелкой обработке они концентрируются в верхних слоях, при глубокой - более равномерно по всему корнеобитаемому слою [3]. Это и подтвердилось нашими исследованиями. По отвальной обработки по всем изученным слоям почвы интенсивность разрушения целлюлозы характеризуется как средняя (43,7-48,6 %). В то время как в вариантах с безотвальной, комбинированной и мелкой обработками почвы в верхнем (0-10 см) слое почвы интенсивность разложения целлюлозы сильная (от 51,4 % у комбинированной до 58,2 % у мелкой обработки почвы). Но зато в более глубоких слоях почвы интенсивность разрушения целлюлозы у отвальной обработки больше. По этой технологии более равномерны эти показатели. Для определения интенсивности разложения целлюлозы пользовались шкалой О.Е. Пряженниковой (2011), представленной в таблице 3.
Таблица 3. Шкала интенсивности разрушения целлюлозы за вегетационный сезон, %
|
Выраженность процесса |
Оценка |
|
<10 |
Очень слабая |
|
10-30 |
Слабая |
|
30-50 |
Средняя |
|
50-80 |
Сильная |
|
>80 |
Очень сильная |
На отвальной обработке отмечалось также резкое снижение количества сорняков, особенно многолетних. Средняя общая численность сорных растений составила 12,5 шт./м2, (295 г/м2). Безотвальное чизельное рыхление почвы и комбинированная обработка увеличивали засоренность посевов подсолнечника в 1,7-1,9 раза, соответственно 21,25 и 23,75 шт./м2, (515 и 565 г сорных растений на м2) , а мелкая обработка - более чем в 2 раза - 28, 75 шт./м2, (680 г/м2).
Средняя урожайность подсолнечника при рекомендованной дозе внесения удобрений за 2012-2013 гг. приведена в таблице 4.
Таблица 4. Средняя урожайность подсолнечника по предшественнику озимая пшеница (2012-2013 гг.)
|
Вариант обработки |
Урожайность, т/га |
|
|
2012 |
2013 |
|
|
Отвальная |
2,18 |
2,36 |
|
Безотвальная |
2,09 |
2,26 |
|
Комбинированная |
1,96 |
2,12 |
|
Мелкая |
1,84 |
2,01 |
|
НСР05 |
0,33 |
|
|
Sx,% |
3,8 |
|
Наилучшие показатели урожайности по отвальной (2,36 и 2,18 т/га) и безотвальной (2,26 и 2,09 ц/га) обработкам. Несколько ниже по комбинированной и поверхностной обработкам (2,12 (1,96) и 2,01 (1,84) т/га соответственно). Между отвальной и мелкой обработкой разница существенна, по остальным вариантам разница в урожайности в зависимости в пределах ошибки опыта.
Заключение. Способы обработки почвы оказывают большое влияние на целлюлазную активность почвы в относительно благоприятные по условиям увлажнения годы, в засушливых условиях она снижается, и разница между вариантами опыта сглаживается. В условиях зоны неустойчивого увлажнения на черноземе выщелоченном под подсолнечник рекомендуется использовать наряду с отвальной обработкой почвы также безотвальную и комбинированную обработку. Исследования на эту тему продолжаются и будут дополняться новыми данными.
Рецезенты:
Войсковой А.И., д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой растениеводства и селекции им. Ф.И. Бобрышева Ставропольского государственного аграрного университета, г. Ставрополь.
Подколзин О.А., д.с.-х.н., доцент, заведующий кафедрой землеустройства и кадастра Ставропольского государственного аграрного университета, г. Ставрополь.