Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЛОТНОСТЬ ЧЕРНОЗЁМА ОБЫКНОВЕННОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ И ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ

Лазарев А.П. 1 Митриковский А.Я. 1
1 ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»
Рассмотрено структурное состояние и плотность чернозема обыкновенного в зависимости от способов основной обработки и предшественника. Агрофизическая характеристика почв является одной из важнейших составных частей теоретического обоснования всех основных приемов земледелия. Важным показателем плодородия почвы является: гранулометрический и минералогический состав, структура почвы, плотность, мощность пахотного горизонта, агрегатный состав [4]. Установлено, что от применения поверхностных обработок (осеннего и весеннего боронований, предпосевной рекультивации) в слое почвы 0-10 см структура почвы улучшается. Уменьшилось количество глыб (размером >10 мм), крупных комков (10-5 мм) и возросла сумма структурных фракций размером (3,0-0,25 мм). В верхнем слое чернозема обыкновенного содержание частиц < 1 мм изменилось от 19,3 до 21,7%. При всех системах основной механической обработки почвы в слое 0–10 см не увеличивалось содержание распыленной части (микроструктурных элементов и пылеватоглинистых частиц), но несколько повышалась сумма агрономически ценных структурных фракций (размером от 0,25 до 10 мм). Отношение этой суммы фракций к фракции > 10 мм и распыленной части (<0,25 мм) известно как коэффициент структурности, который указывает на хорошую оструктуренность верхнего слоя почвы.
агрегатный состав
плотность
структура почвы
1. Алферов А.А. Водопрочность структуры и плотность почвы / А.А. Алферов, А.Ф. Сафонов // Длительному полевому опыту ТГСХ 90 лет; итоги научных исследований. – М. : Изд-во ТГСХА, 2002, - С. 109-125.
2. Архипов С.А. Западно-Сибирская равнина (история рельефа Сибири и Дальнего Востока) / С.А. Архипов, В.В. Водвин, В.В. Мизерев, В.А. Николаев. – Новосибирск : Наука, 1970. – 278 с.
3. Буров Д.И. Испарение воды парующей почвой и почвой под растительным покровом в условиях Заволжья // Почвоведение. – 1958. - № 1. – С. 45-50.
4. Вильямс В.Р. Почвоведение с основами земледелия. – М. : Сельхозгиз, 1939. – 447 с.
5. Гедрайц К.К. К вопросу о почвенной структуре и сельскохозяйственном её значении // Изв. государ. ин-та опытной агрономии. - 1926. - Т. 4, вып. 3. – С. 15-22.
6. Костычев П.А. Почвоведение. – М. : Сельхозгиз, 1940. – 224 с.
7. Качинский Н.А. Структура почвы. – М. : МГУ, 1963. – 89 с.
8. Левин Ф.И. Количество растительных остатков в посевах полевых культур и его определение по урожаю основной продукции // Агрохимия. - 1977. - № 8. – С. 36-42.
9. Модина С.А. Сложение и структурное состояние почвы / С.А. Модина, С.И. Долгов, М.Н. Польский // Агрофизические методы исследования почв. – М. : Наука, 1966. – С. 42-71.
10. Никонов В.Н., Лазарев А.П. Эффективность торфа и навоза // Уральские нивы. – 1986. - № 5. - С. 33-34.

Введение

Агрофизическая характеристика почв является одной из важнейших составных частей обоснования основных приемов земледелия. Знания физических свойств и процессов, протекающих в почве, необходимы для улучшения почвенных условий, приведения их в соответствие с потребностями возделываемых культур.

Важным показателем физических условий плодородия почвы является: гранулометрический и минералогический состав, структура почвы, плотность, порозность, мощность пахотного горизонта, агрегатный состав [4; 6].

От гранулометрического состава в значительной степени зависят водно-физические свойства почв, что имеет большое органическое значение [2].

Структура почвы тесно связана с их генезисом, а в зависимости от почвенно-климатических условий формируется определенная форма и водопрочность почвенных агрегатов [5].

Объекты и методы

Исследования проводились на Ишимском стационаре НИИСХ Северного Зауралья. Объектами исследований являются: чернозем обыкновенный лесостепи Тюменской области, четыре основные обработки почвы и два севооборота. В годы исследований использовались данные метеостанции г. Ишима.

Результаты

Установлено, что от применения поверхностных обработок (осеннего и весеннего боронований, предпосевной культивации) в слое почвы 0-10 см структура почвы улучшилась. Уменьшилось количество глыб (размером >10 мм), крупных комков (10-5 мм), и возрастала сумма структурных фракций меньших размеров (3,0 – 0,25 мм): средних, мелких комков и зернистых элементов (табл. 1). Этот слой при отвально-безотвальной системе обработок отчетливо отличается от нижележащих слоев по содержанию глыб и крупных комков, а при мелкой плоскорезной – мелких комков и зернистых элементов (1 – 0,25 мм). Классификация структурных отдельностей приводится по Н.И. Саввинову [9].

В слое 0-30 см, независимо от систем обработок, наиболее стабильно распределялась фракция размером 5-3 и несколько менее – фракция < 0,25 мм.

В верхнем слое чернозема обыкновенного содержание частиц < 1 мм изменялось от 19,3 до 21,7%, что свидетельствует о его устойчивости к ветровой эрозии, она незначительно проявлялась в отдельные годы весной, когда выпадало мало атмосферных осадков.

Нами установлено, что севооборот существенно влияет на формирование структуры почвы. Под монокультурой пшеницы, по сравнению с её выращиванием в севооборотах, количество водопрочных агрегатов снизилось в среднем на 34,3%.

Обрабатываемый слой чернозема нашего опытного участка имел оптимальную общую порозность (55-58%) и по оценочной шкале Н.А. Качинского (1958) относится к культурным [7].

При насыщении влагой чернозема обыкновенного до наименьшей влагоемкости (НВ)

установили, что порозность аэрации оказалась высокой только в его слое 0-10 см и составила 20% от объема почвы. Среднее значение порозности аэрации (18 – 19%) установлено в слоях почвы 10-20 и 20-30 см. Согласно её оценке по В.П. Панфилову и Н.И. Чащиной (1977) порозность становится низкой и пониженной при уровне (3-12%). При таком содержании воздуха затрудняется газообмен между атмосферным и почвенным воздухом, понижается снабжение корней и микроорганизмов кислородом, что снижает продуктивность растений.

Важно отметить, что плодородие и общее состояние почв, их способность противостоять различным антропогенным воздействиям в большей степени зависят от их агрегатного состава. Работами Н.А. Качинского (1963) [7] установлен зональный характер процессов агрегатообразования в почвах, и решающая роль в них отводится органическому веществу.

В структурной почве создаются оптимальные условия водного и теплового режимов, что в свою очередь обеспечивает развитие микробиологической деятельности, мобилизацию и доступность питательных веществ для растений. Структурная почва имеет высокую порозность и влагоемкость, лучше впитывает выпадающие атмосферные осадки, сохраняет влагу от испарения.

Одним из важных показателей качества предпосевной обработки почвы является глыбистость. Наличие глыб в верхнем слое почвы обуславливает лишнюю потерю влаги от испарения, а также неравномерную заделку и снижение полевой всхожести семян. Боронованием и прикатыванием почвы можно разрушить часть глыб и увеличить содержание ценных макроагрегатов.

Нами в многолетних опытах (1982-2009 гг.), проводимых в северной лесостепной подзоне Ишимской равнины, изучалось действие механических обработок на структурное состояние и плотность тяжелосуглинистого чернозема обыкновенного.

Образцы почвы на определение качества ее структуры отбирались ежегодно на полях опытного участка перед посевом семян яровой пшеницы, которая являлась замыкающей культурой зернопропашного (горохо-овсяная смесь, озимая рожь, кукуруза, пшеница) севооборота. Отбор образцов осуществляется в начале третьей декады мая в двух повторностях полевого опыта и в трех местах каждой делянки по слоям почвы 0-10, 10-20, 20-30 см. Фракционирование почвы в воздушно-сухом состоянии проводилось на колонке цилиндрических сит (сухое просеивание), а также в воде (мокрое просеивание) с помощью аппарата И.М. Бакшева.

Ежегодно на двух полях каждого из севооборотов в фазу всходов яровой пшеницы определяли плотность почвы (или объемную массу). Пробы брались в 4-кратной повторности.

Механические обработки поддерживают почву в рыхлом состоянии. Под влиянием механической обработки естественная структура почвы разрушается, глыбистые элементы крошатся, одновременно происходит агрегация пылеватых частиц.

При всех системах основной механической обработки в слое почвы 0-10 см не увеличивалось содержание распыленной части (микроструктурных элементов и пылевато-глинистых частиц), но несколько повышалась сумма агрономически ценных структурных фракций (размером от 0,25 до 10 мм). Отношение этой суммы фракций к фракции > 10 мм и распыленной части (< 0,25 мм), известное как коэффициент структурности, указывало на хорошую оструктуренность верхнего слоя (табл. 1).

Слой почвы 0-30 см по сумме фракций 0,25-10 мм, превышающей 60% от массы почвы, согласно оценочной шкале С.И. Долгова [9], характеризовался хорошим структурным состоянием.

Одна из задач наших исследований была связана с установлением характера влагообеспеченности яровой пшеницы на хорошо оструктуренном черноземе обыкновенном. Ежегодно в мае-июне за счет эвапотранспирационных расходов влаги (физического испарения и десукции) теряется из почвы больше влаги, чем поступает с выпадающими атмосферными осадками.

Таблица 1

Влияние систем основной механической обработки на структуру чернозема обыкновенного (данные за 1982 – 1998 гг.)

Система основной

обработки почвы

Слой почвы, см

Фракция (мм), %, сухое просеивание

Сумма фракций

Коэффициент

структурности

>10

10-5

5-3

3-1

1-0,25

<0,25

> 10 и <0,25

10-0,25

Отвальная

0 – 10

10 – 20

20 - 30

24,5

30,8

30,0

19,8

23,3

23,8

1,2

11,4

12,2

25,2

18,6

19,0

15,1

11,8

11,1

4,2

4,1

3,9

28,7

34,9

33,9

71,3

65,1

66,1

2,5

1,9

1,9

Отвально-безотвальная

0 – 10

10 – 20

20 - 30

22,6

32,3

27,8

19,3

24,1

23,0

12,1

12,2

12,5

25,3

18,7

20,0

16,4

9,2

12,6

4,3

3,5

4,1

26,9

35,8

31,9

73,1

64,2

68,1

2,7

1,8

2,1

Плоскорезная (мелкая)

0 – 10

10 – 20

20 - 30

23,8

31,3

27,5

19,9

25,1

24,0

11,5

12,5

12,7

23,1

18,1

20,5

17,1

8,6

11,8

4,6

4,4

3,5

28,4

35,7

31,0

71,6

64,3

69,0

2,5

1,8

2,2

Отвально-плоскорезная (разноглубинная)

0 – 10

10 – 20

20 - 30

24,9

30,3

26,9

19,4

22,9

23,2

11,5

12,5

12,5

23,5

19,2

20,4

16,9

11,5

13,2

3,8

3,6

3,8

28,7

33,9

30,7

71,3

66,1

69,3

2,5

1,9

2,2

md±

0 – 10

10 – 20

20 - 30

8,1

7,7

8,1

4,2

3,6

3,0

2,4

2,1

2,1

9,8

7,0

7,3

7,9

6,8

6,7

2,3

2,2

2,1

8,8

8,0

8,1

9,9

8,1

8,2

 

Примечание: гумус в динамике не изучался, его данные приводятся по слоям 0-20 и 20-40 см десяти полей двух изучаемых севооборотов.

М+m - средняя арифметическая с абсолютной ошибкой средней. V - вариационный коэффициент, %. Р - относитель­ная ошибка средней, %. md - ошибка опыта.

В начале июня в почве под посевами пшеницы прослеживался переход от нижней границы оптимальной влажности к влажности замедленного роста растений. При этом в черноземе запасы продуктивной влаги не превышали 50% наименьшей влагоемкости.

В конце июня из-за ухудшения условий почвенного увлажнения начинают оказывать существенное влияние относительная влажность воздуха и дефицит влажности на формирование урожая яровой пшеницы.

Потери урожая от засушливых условий весны и начала лета требуют серьезного учета роли отдельных структурных фракций для экономного расходования влаги на испарение. Д.И. Буров (1952) особо выделял структурные фракции размером 3,0-0,5 мм. Н.З. Милащенко, B.C. Анохин (1974) [10] указывали, что в поверхностных слоях почвы наименьшее испарение отмечено при высоком содержании фракции средних комков (3-1 мм). Пылеватые фракции (1-0,25 и <0,25 мм) способствуют подтягиванию влаги из нижележащих слоев к поверхности испарения, а крупнокомковая фракция быстро подсыхает на поверхности.

Яровая пшеница предъявляет особую требовательность к степени оструктуренности и агрегатному составу почвы. Урожай зерновой культуры по предшественнику кукурузе имел положительную связь средней степени (г = 0,39; 0,40 и 0,43) с суммой фракций размером 10-0,25 и 3-1 мм и коэффициентом структурности в слое почвы 0-20 см.

Урожай пшеницы по предшественнику пшенице с указанными фракциями и коэффициентом структурности имел аналогичную корреляционную зависимость.

Почвенная структура по годам изменялась. В верхнем слое (0-20 см) чернозема обыкновенного коэффициент вариации суммы фракций размером 10-25 и 3-1 мм составлял 13,2 и 39%, что свидетельствует о средней и сильной изменчивости. Ежегодная группировка опытных данных по содержанию агрономически ценных, структурных фракций позволила установить прямую зависимость урожая зерна пшеницы от этого показателя (табл. 2).

Таблица 2

Урожай яровой пшеницы (М±m в ц/га) в зависимости от предшественников и содержания агрономических ценных структурных фракций в слое почвы 0-20 см (данные за 1982-1998 гг.)  

Предшественник

Фракция, % от веса почвы

10-0,25 мм

3-1 мм

<60

60-80

>80

<20

20-30

>30

Пшеница

19,1±1,8

22,1±1,1

26,3±2,4

8,0±1,7

24,5±1,7

30,6±2,5

Кукуруза

22,8±1,6

24,3±1,0

29,1±1,6

23,2±1,1

25,0±0,8

31,7±1,7

Структурное состояние почвы улучшается с большей массой корневой системы растений, гумусированностью и биологической активностью почвы под влиянием многолетних трав. По данным А.А. Алферова и А.Ф. Сафонова (2002) [1], коэффициент корреляции между гумусированностью и структурой почвы составляет 0,91.

Нашими исследованиями установлено, что сумма агрегатов, устойчивых к действию воды, в обрабатываемом слое чернозёма обыкновенного превышала 55%, что указывает на его хорошее агрегатное состояние (табл. 3).

Таблица 3

Влияние систем основной механической обработки на содержание агрегатов, гумуса в черноземе обыкновенном и его плотность (данные за 1982-1998 гг.)

Система основной

обработки почвы

 

 

Слой почвы,

см

Сумма фракций (мм), %

Плотность,

г/см3

Содержание

гумуса, %

Сухое просеивание

Мокрое просеивание

М+ш

V

Р

>5

3-0,25

>1

1-0,25

>0,25

Отвальная

0-10

44,3

40,3

10,7

49,4

60,1

1,06

 

 

 

10-20

54,1

30,7

12,6

49,5

62,1

1,15

6,98±0,22

11

3,1

20-30

53,8

30,1

12,0

50,4

62,4

1,15

5,91±0,25

15

4,2

Отвально-безотвальная

0-10

41,9

41,7

9,4

50,0

59,4

1,06

 

 

 

10-20

56,4

27,9

12,1

50,5

62,6

1,15

6,63+0,20

10

3,0

20-30

50,8

32,6

12,7

50,5

63,2

1,17

5,65±0,22

13

3,9

Плоскорезная (мелкая)

 

 

0-10

43,7

40,2

13,7

47,4

61,1

1,10

 

 

 

10-20

56,4

26,7

16,7

48,3

65,0

1,17

7,10±0,26

13

3,7

20-30

51,5

32,3

15,6

53,1

68,7

1,17

5,98±0,26

15

4,3

Отвально-плоскорезная(разноглубинная)

0-10

44,3

40,4

10,9

52,1

63,0

1,07

 

 

 

10-20

53,2

30,7

12,7

50,8

63,5

1,15

7,13±0,22

10

3,1

20-30

50,1

33,6

11,7

51,1

62,8

1,16

6,38±0,25

14

3,9

md±

0-10

9,1

9,2

5,2

9,6

ПД

0,05

 

 

 

10-20

8,7

7,9

5,4

9,5

10,3

0,04

 

 

 

20-30

8,6

7,6

5,4

9,5

10,8

0,04

 

 

 

Примечание: гумус в динамике не изучался, его данные приводятся по слоям 0-20 и 20-40 см десяти полей двух изучаемых севооборотов.

М+m - средняя арифметическая с абсолютной ошибкой средней. V - вариационный коэффициент, %. Р - относитель­ная ошибка средней, %. md - ошибка опыта.

За 1982-1998 гг. полевые культуры (горохово-овсяная смесь, озимая рожь, кукуруза, пшеница, пшеница) зернопаропропашного севооборота и зернопропашного (пар, озимая рожь, пшеница, кукуруза, пшеница) оставляли послеуборочных пожнивных и корневых остатков в среднем за ротацию соответственно 184,1 и 142,9 ц/га. Их определение проводилось по урожаю основной продукции с использованием уравнении регрессии по Ф.И. Левину (1977) [8].

Превышение послеуборочных остатков от культур зернопропашного севооборота за ротацию по сравнению с зернопаропропашным небольшое (41,2 ц/га) и при гумификации заметно не повлияло на накопление гумуса и водопрочных агрегатов. Это свидетельствует о равноценном влиянии возделываемых культур двух севооборотов на образование указанных почвенных элементов.

В наших исследованиях между содержанием водопрочных агрегатов и плотностью почвы корреляционная связь не установлена. О наличии такой связи указывали А.А. Алферов, А.Ф. Сафонов (2002) [1]. Они в длительном полевом опыте ТСХА установили, что показатели плотности почвы находились в сильной отрицательной корреляционной связи с количеством водопрочных агрегатов. Коэффициент корреляции (г) был равен (- 0,81).

Средняя величина плотности сложения обрабатываемого слоя почвы, определенная нами буром Качинского, в первую фенологическую фазу развития яровых культур по предшественникам яровой пшеницы и кукурузе составила 1,13± 0,01, озимой ржи по однолетним травам - 1,15 ± 0,01, по чистому пару - 1,08 ± 0,01 г/см.

Послеуборочные растительные остатки озимой ржи и яровой пшеницы, заделанные в почву разными системами основной обработки, оказывали определенное влияние на сложение почвы, обуславливали ее устойчивость к уплотнению за годы исследований (1977-1998), в фазу всходов яровой пшеницы между величиной плотности слоя почвы 0-20 см и суммой заделанных осенью растительных остатков прослеживалась отрицательная связь средней степени (г = - 0,34).

В почве десяти полей, где выращивали культуры в двух пятипольных севооборотах (зернопропашного и зернопаропропашного), сумма водопрочных агрегатов находилась в средней положительной связи с содержанием гумуса. Коэффициент корреляции г был равен 0,30 (tr факт = 2,14, tтeop = 2,01 при уровне значимости 0,05).

Влияние органических удобрений на агрегатный состав обрабатываемого слоя почвы изучалось нами (В.Н. Никонов, А.П. Лазарев, 1986) в отдельном опыте. Эффект был получен от внесения навоза в дозе 40 и 80 т/га, а торфа - 80 т/га. От дозы навоза 80 т/га в среднем за два года исследований (1983, 1984) наблюдалось наибольшее увеличение содержания водопрочных агрегатов - от 56 до 62%.

Применение в качестве удобрения измельченной соломы в количестве 4,5 т/га почти не увеличивало агрегированность почвы.

Культуры севооборотов, как известно, на агрегатное состояние обрабатываемого слоя оказывают неодинаковое влияние. В длительном опыте Тимирязевской академии установлено, что в почве под клевером, при его бессменном возделывании на фоне без удобрений, водопрочных почвенных комочков наблюдалось 39,2%, под бессменной озимой рожью и овсом - 27,5 и 27,8%, под картофелем - 18,5%, а в бессменном чистом пару - только 1,9%. Влияние одной и той же культуры на структуру почвы зависит от развития корневой системы. Чем лучше она развита, тем больше расчленяет почву на отдельности и скрепляет их сетью корешков.

В наших исследованиях кукуруза оставляла послеуборочных остатков в пересчете на сухое вещество в среднем 27,6, пшеница – 37,4, озимая рожь – 45,8 ц/га. Поэтому пропашная культура, оставляющая после уборки меньшее количество пожнивных и корневых остатков, влияла незначительно на снижение плотности почвы.

И.Б. Ревут (1972) [12] сделал вывод, что нет ни одного вида механической обработки почвы, который не оказывал бы существенного воздействия на её плотность.

В нашем опыте под действием применяемых механических обработок чернозема обыкновенного верхний слой почвы 0-10 см был рыхлым, нижележащие - среднеуплотненными. Оценка уплотнения произведена по С.А. Модиной и др. (1966) [9]. Незначительное увеличение уплотнения, в наших исследованиях, в слое 0-20 см отмечалось при мелкой плоскорезной обработке почвы (табл. 3).

Устойчивость почвы к уплотнению определялась хорошей оструктуренностью, значительным преобладанием в структуре агрономически ценных макроагрегатов размером 10-0,25 мм.

Между плотностью обрабатываемого слоя и содержанием в нем гумуса прослеживалась отрицательная связь средней степени (г = - 0,49). Коэффициент корреляции удостоверялся tг факт г = 4,45, t теор = 3,65 при очень высоком уровне значимости. Все вышеприведенные данные свидетельствуют о том, что гумус является важнейшим фактором, положительно влияющим на плотность почвы и количество в ней водопрочных агрегатов.

Учитывая, что гумус в значительной степени влияет на агрофизические свойства почвы, её плодородие, приводим краткую информацию. В 1973 г. в начале закладки стационарного опыта в нескольких местах опытного участка произвели отбор почвенных образцов на содержание гумуса. Первые определения проведены в Ишимской агрохимлаборатории, а затем в другие годы исследования проводились в лаборатории Ишимской опытной станции по земледелию. Первыми анализами выявили, что в слоях почвы 0-20 см среднее содержание гумуса составило 7,7%, а в 20-40 см - 6,2%. С глубиной его количество резко уменьшалось (рис. 1), что характерно для черноземов Западно-Сибирской фации.

В 1993 г., через 20 лет после первых анализов почвенных образцов, слой почвы 0-20 см, в зависимости от способа обработки почвы, стал заметно различаться по содержанию гумуса. На вариантах опыта с отвальной основной обработкой почвы содержание его снизилось среднем до 6,98, отвально-безотвальной - 6,63, плоскорезной (мелкой) - 7,10, отвально-плоскорезной - 7,13%.

Наиболее активная минерализация гумуса и меньшие его запасы наблюдались при отвальной и отвально-безотвальной системах обработки почвы.

От применения плоскорезной обработки сохранялись в почве большие запасы гумуса (рис. 2).

В наших исследованиях наибольшие запасы гумуса наблюдались на варианте опыта с отвально-плоскорезной (разноглубинной) системой основной обработки. При её применении, в отличие от других, глубокой вспашкой на 28-30 см, пожнивные и корневые остатки культур севооборотов и навоз, вносимый за ротацию в дозе 50 т/га (в расчете на 10 т/га ежегодно), заделывались на большую глубину. Здесь процессы трансформации органического вещества замедлений, гумуса образуется больше.

Рис. 1. Профильное изменение содержания гумуса в черноземе обыкновенном перед закладкой полевого опыта в 1973 г.

Рис. 2. Запасы гумуса в 1993 г. в слое почвы чернозёма 0-40 см в зависимости от применения в севооборотах систем основной обработки почвы.

В наших исследованиях отвально-плоскорезная (разноглубинная) система основной обработки, благодаря глубокой вспашке, обеспечила по сравнению с мелкой плоскорезной обработкой накопление на глубине почвы 20-40 см гумуса больше на 9,7 т/га и ежегодной отвальной (на 20-22 см) – на 12,7 т/га.

Многолетние исследования позволили выявить, что от степени оструктуренности почвы зависит ее плотность. Если слой почвы 0-20 см опытных делянок характеризовался коэффициентом структурности менее 2,5, то содержание глыб (> 10 мм) составило 30,0 ± 0,9%, распыленной части (< 0,25 мм) - 6,6 ± 0,7%, агрономически ценных структурных фракций (0,25-10 мм) — 63,4 ± 0,7% от общего веса. При этом плотность слоя равнялась 1,15 ± 0,01 г/см3.

При коэффициенте структурности более 2,5 снизилось содержание глыб в среднем до 18,6 ± 0,5%, распыленной части - 3,4 ± 0,3%, увеличилась сумма фракций размером 0,25-10 мм до 78,0 ± 0,6%. Плотность слоя уменьшилась до 1,09 ± 0,01 г/см3.

Величина плотности имеет хорошо выраженную динамику во времени. В наиболее рыхлом состоянии обрабатываемый слой пребывает сравнительно недолго - сразу после обработки почвы. Затем начинается «самоуплотнение» почвы, которое выражено тем ярче, чем ниже структура почвы, чем больше атмосферных осадков выпадает после обработки, а также в зависимости от вида обработки и качества её выполнения.

Нашими многолетними исследованиями в период фазы всходов яровой пшеницы установлено, что во всех слоях почвы (0-10, 10-20 и 20-30 см) коэффициент вариации величины плотности не превышал 9%, что указывает на её незначительную изменчивость. Последняя свидетельствовала о существенной стабилизации плотности верхних слоев почвы.

Уплотнение обрабатываемого слоя чернозема обыкновенного происходило за период от осенней основной обработки до посева весной семян яровых культур. В дальнейшем величина плотности почти не изменялась (Д.И. Буров, Е.В. Дудинцев, Г.И. Казаков, 1973) [3].

Оптимальной для растений яровой пшеницы, как показали трехлетние (1977-1979) специальные вегетационные опыты, проведенные на Ишимской опытной станции по земледелию, является плотность чернозема обыкновенного в пределах 1,0-1,3 г/см3. При увеличении или уменьшении этого показателя урожай пшеницы снижался.

Поля изучаемых нами севооборотов имели оптимальную плотность, и поэтому между её показателями и урожаем пшеницы корреляционную связь не выявили.

Погодные условия иногда сильно влияют на уплотнение почвы. Наблюдения В.М. Холзакова (2004) показали, что в 1982-2001 гг. за вегетационный период растений в слое дерново-подзолистой почвы 0-20 см плотность сложения находилась в пределах оптимальных параметров - 1,03-1,25 г/см3.

В мае 2001 г. Выпало 134,6 мм атмосферных осадков, а в июле всего 12,3 мм. В результате этого в мае произошло сильное переувлажнение, а в июле - иссушение почвы, что вызвало повышение её плотности в слое - 0-10 см при отвальной обработке до 1,32-1,36 г/см3, при безотвальной - до 1,28-1,36, при минимальной - до 1,27 - 1,31 г/см3. В слое почвы 10-20 см в среднем по всем вариантам обработок плотность была в пределах 1,29-1,40 г/см3.

Выводы

  1. В результате исследований установлено, что отвально-плоскорезная (разноглубинная) система основной обработки обеспечила по сравнению с мелкой плоскорезной обработкой накопление на глубине 20-40 см гумуса больше на 9,7 т/га, а ежегодной отвальной (на глубину 20-22 см) – на 12,7 т/га.
  2. Оптимальной для растений пшеницы, как показали трехлетние вегетационные опыты, является плотность чернозема обыкновенного в пределах 1,0–1,3 г/см3. При увеличении или уменьшении этого показателя урожайность яровой пшеницы в наших исследованиях снижалась.
  3. Между плотностью почвы и коэффициентом оструктуренности почвы прослеживается слабая отрицательная корреляционная связь (r = - 0.27)

Рецензенты:

Сапега В.А., д.с.-х.н., профессор кафедры техносферной безопасности ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет», г. Тюмень.

Храмцов Н.В., д.т.н., профессор кафедры строительного производства, оснований и фундаментов ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет», г. Тюмень.


Библиографическая ссылка

Лазарев А.П., Митриковский А.Я. СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЛОТНОСТЬ ЧЕРНОЗЁМА ОБЫКНОВЕННОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ И ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=13742 (дата обращения: 17.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074