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

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ NO-TILL НА СОДЕРЖАНИЕ ПРОДУКТИВНОЙ ВЛАГИ И ПЛОТНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Дридигер В.К. 1 Дрепа Е.Б. 1 Матвеев А.Г. 1
1 ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет
В современных условиях при выращивании озимой пшеницы основное внимание уделяется технологии возделывания. Именно технология в большой степени влияет на структурное состояние почвы, строение пахотного слоя, водно-воздушный, пищевой и тепловой режимы, тем самым оказывая влияние на условия роста растений, что сказывается на их урожайности. В опыте применялась традиционная технология и технология No-till. Основными физическими факторами, изучаемыми в опыте являются содержание влаги и плотность почвы. В годы исследований нами выявлено более плотное сложение почвы по технологии No-till, когда почва не обрабатывалась 3 и 5 лет. При традиционной технологии, где ежегодно проводится основная и предпосевная обработки почвы, также наблюдается небольшое увеличение плотности почвы по годам исследований. Возможно, это явление можно объяснить особенностями режима увлажнения в годы исследований, когда перед посевом выпадали обильные осадки, которые и вызвали некоторое уплотнение почвы при возделывании озимой пшеницы по обеим технологиям. Всё это отрицательно сказалось на росте, развитии и урожайности озимой пшеницы при её возделывании по технологии прямого посева на выщелоченном чернозёме Центрального Предкавказья. Наибольшая урожайность озимой пшеницы получена при выращивании по традиционной технологии. В среднем за три года по этой технологии получено 3,83 т зерна с 1 га, что на 1,17 т/га или на 30,5 % больше, чем по технологии прямого посева.
остатков сельскохозяйственных культур
органического вещества
всхожести
доступной влаги
урожайности
нет-до
плотность грунта
прямой посев
технологии
1. Власова О.И. Научное обоснование приёмов сохранения плодородия почв при возделывании пшеницы озимой в условиях Центрального Предкавказья: Автореф. дис. докт. с.-х. наук: 06.01.01 / Власова Ольга Ивановна. – Ставрополь, 2014. – 42 с.
2. Дей С. Опыт Канады: особенности прямого посева/ С. Дей // Ресурсосберегающее земледелие. – 2012. - № 2(14). – С. 7-12.
3. Дорожко Г.Р. В центре внимания агрофизический фактор / Г.Р. Дорожко, Д.Ю. Бородин // Аграрный консультант. – 2012. - № 2 – С. 17-21.
4. Дорожко Г.Р. Динамика продуктивной влаги в зависимости от способа основной обработки почвы /Г.Р. Дорожко, Д.Ю. Бородин // Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Северо-Кавказского федерального округа: материалы 74-й науч.-практ. конф. – Ставрополь: Изд-во Параграф, 2010. – С. 72-74.
5. Дорожко Г.Р. Прямой посев полевых культур – одно из направлений биологизированного земледелия / Г.Р. Дорожко, В.М. Пенчуков, О.И. Власова, Д.Ю. Бородин // Вестник АПК Ставрополья. – 2011. - № 2. – С. 7-11.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. – М., 2011. – 315 с.
7. Кузыченко, Ю.А. Система обработки почвы в условиях Ставрополья // Основы систем земледелия Ставрополья. – Ставрополь: Изд-во СтГАУ АГРУС, 2005. – С. 147-201.
8. Кулинцев В.В. Экономическая эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур в Ставропольском крае / В.В. Кулинцев, В.К. Дридигер, Удовыдченко В.И. и др. // Земледелие. – 2013. - № 7. – С. 9-11.
9. Куприченков М.Т. Агротехника. Плодородие. Урожай. / М.Т. Куприченков, В.И. Каргальцев. – Ставрополь: Кн. изд-во, 1988. – 111 с.
10. Попова Е.Л. Продуктивность озимого рапса в зависимости от технологии возделывания и удобрений на черноземе выщелоченном Центрального Предкавказья: Автореф. дис. канд. с.-х. наук: 06.01.01 / Попова Елена Леонидовна. – Ставрополь, 2013. – 22 с.
11. Чернов А.Я. Биология, технология, урожай озимой пшеницы в Ставропольском крае: монография / А.Я. Чернов, Н.А. Квасов. – Ставрополь: Ставропольская краевая типография, 2005. – 128 с.
В настоящее время озимую пшеницу возделывают по традиционной технологии с проведением основной, промежуточной и предпосевной обработок почвы [1]. Однако в мире [2] и в нашей стране [5] всё больший интерес вызывает технология возделывания этой культуры без обработки почвы, которую принято называть технологией прямого посева или No-till. Эта технология позволяет существенно сократить материально-технические и людские ресурсы за счёт исключения затрат на обработку почвы, что повышает экономическую эффективность и конкурентоспособность озимой пшеницы [8].

Цель исследований - установить влияние технологии возделывания озимой пшеницы без обработки почвы (No-till) на содержание продуктивной влаги и плотность чернозема выщелоченного Центрального Предкавказья.

Материалы и методы исследований.

Полевые опыты проводили на экспериментальном поле опытной станции Ставропольского ГАУ в многолетнем стационарном опыте в 2012-2014 гг. Опытный участок расположен в зоне неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья, характеризующейся континентальностью, неустойчивым увлажнением в течение года (ГТК = 0,9-1,1) и довольно высокой теплообеспеченностью вегетационного периода. Сумма среднесуточных температур воздуха колеблется от 3200 до 3400 0С, годовое количество осадков - 450-550 мм.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный мощный тяжелосуглинистый, который характеризуется высоким плодородием и плохими агрофизическими свойствами, обусловленными предрасположенностью к чрезмерному уплотнению, вызывающему слабую водопроницаемость, заплывание и плохую аэрацию почвенного профиля.

Погодные условия в годы исследований в целом были характерными для зоны неустойчивого увлажнения, но благоприятные условия для роста и развития озимой пшеницы сложились в 2013-2014 году, когда при среднемноголетней норме 623 мм выпало 649 мм осадков. Самым засушливым был 2011-2012 год - 531 мм. В 2012-2013 году выпало 612 мм.

При возделывании озимой пшеницы по традиционной технологии после уборки предшественника (озимый рапс) проводили лущение стерни, основную обработку почвы комбинированным агрегатом АКМ-6,3 на глубину 20-22 см, промежуточную и предпосевную культивации. По технологии No-till обработку почвы не проводили, но за 5-7 дней до посева делянки опрыскивали гербицидом сплошного действия Торнадо. Посев озимой пшеницы сорта Зустрич по традиционной технологии осуществляли сеялкой СЗ-3,6, по технологии прямого посева - сеялкой прямого посева Берегиня.

Опыт двухфакторный 2×3, расположение делянок двухъярусное, повторность опыта трехкратная, размещение вариантов организованные повторения, общая площадь делянки 750, учетная 112 м2. В опытах учеты и наблюдения проводили общепринятыми методами по Б.А. Доспехову [6].

Результаты исследований

В наших опытах перед посевом озимой пшеницы по традиционной технологии верхний (0-10 см) слой почвы в среднем за годы исследований имел плотность сложения 1,15 г/см3. Ниже лежащий слой пахотного горизонта, несмотря на рыхление рабочими органами, имел более высокую плотность - 1,28 г/см3. Слой почвы 20-30 см еще более уплотнен и его плотность составила 1,32 г/см3, что, видимо, связано с уплотнением этого слоя почвы во время обработки (таблица 1).

Таблица 1

Влияние технологии возделывания на плотность почвы в течение вегетации озимой пшеницы, г/см3(среднее за 2011-2014 гг.)

Технология

Слой

почвы, см

Время определения

Среднее

перед

посевом

весеннее отрастание

полная

спелость

Традиционная

0-10

1,15

1,18

1,23

1,19

10-20

1,28

1,33

1,33

1,31

20-30

1,32

1,35

1,34

1,34

Прямой посев

0-10

1,29

1,31

1,37

1,32

10-20

1,36

1,38

1,39

1,38

20-30

1,44

1,42

1,44

1,43

НСР 0,95

-

0,07

0,06

0,06

-

При посеве озимой пшеницы без обработки почвы рабочими органами сеялки (турбодиском, колтером) разрыхляется только верхний слой почвы на глубину 8-10 см. Нижележащие слои почвы не разрыхляются. Поэтому, и в силу физических свойств чернозёма выщелоченного, предрасположенного к самоуплотнению, плотность всех исследуемых горизонтов перед посевом значительно выше, чем по традиционной технологии и составляет в слое 0-10 см 1,29 г/см3, в слое 10-20 см - 1,36 и в слое 20-30 см - 1,44 г/см3.

Во время весеннего возобновления вегетации, несмотря на промачивание почвы талыми водами и выпадающими осадками, её плотность по обеим технологиям увеличилась, но при традиционной технологии она в слое 0-30 см в среднем составила 1,29, при прямом посеве - 1,37 г/см3, или на 0,12 г/см3 (9,3 %) больше.

К полной спелости весь тридцатисантиметровый слой ещё больше уплотнился, особенно при возделывании озимой пшеницы по технологии No-till, где плотность сложения от 1,37 г/см3 в верхнем десятисантиметровом слое до 1,44 г/см3 в слое 20-30 см, что на 0,14 и 0,10 г/см3 больше, чем в соответствующих горизонтах почвы при традиционной технологии.

В годы исследований наблюдалась та же закономерность - более плотное сложение почвы по технологии No-till в течение всего периода вегетации озимой пшеницы. При этом наблюдается увеличение плотности почвы при прямом посеве от 2011-2012 к 2013-2014 гг., когда почва не обрабатывалась 3 и 5 лет. Следует заметить, что и при традиционной технологии, где ежегодно проводится основная и предпосевная обработки почвы, также наблюдается небольшое увеличение плотности почвы по годам исследований. Возможно это явление можно объяснить особенностями режима увлажнения в годы исследований, когда перед посевом выпадали обильные осадки, которые и вызвали некоторое уплотнение почвы при возделывании озимой пшеницы по обеим технологиям.

Однако при традиционной технологии плотность тридцатисантиметрового слоя почвы в среднем увеличивалась до 1,30-1,33 г/см3, то при прямом посеве она составила 1,38-1,40 г/см3, а к полной спелости в 2014 году достигла 1,42 г/см3. Такая плотность сложения выщелоченного чернозёма по мнению Ю.А. Кузыченко [7] является чрезмерной и может отрицательно сказаться на росте, развитии и урожайности озимой пшеницы при её возделывании по технологии прямого посева.

Растительные остатки озимого рапса, оставленные на поверхности поля при посеве озимой пшеницы без обработки почвы способствовали большему накоплению продуктивной влаги перед посевом не только в верхнем двадцатисантиметровом слое, но и в метровом слое почвы. В среднем за годы исследований в метровом слое почвы к посеву озимой пшеницы по традиционной технологии накоплено 101 мм продуктивной влаги, а без обработки почвы 112 мм или на 11 мм (10,9 %) больше (таблица 2).

Таблица 2

Влияние технологии возделывания на содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы под озимой пшеницей, мм среднее за 2011-2014 гг.)

Технология

Фенологическая фаза

перед посевом

весеннее кущение

полная спелость

Традиционная

101

143

81

No-till

112

164

89

Прибавка: мм

11

21

8

                 %

10,9

14,7

9,8

НСР 0,95

5

7

4

За период перезимовки в метровом слое по обеим технологиям количество продуктивной влаги значительно увеличилось. Ко времени весеннего возобновления вегетации в фазе кущения по традиционной технологии в метровом слое почвы содержалось 143 мм продуктивной влаги, которые по мнению М.Т. Куприченкова и В.И. Каргальцева [9] для зоны неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья являются удовлетворительными, а по технологии No-till накопилось 164 мм влаги, что соответствует хорошим запасом влаги в это время вегетации.

То есть, в среднем за годы исследований при посеве озимой пшеницы без обработки почвы в фазе весеннего кущения в метровом слое почвы продуктивной влаги содержалось на 21 мм или на 14,7 % больше, чем по традиционной технологии. Такая прибавка влаги существенна и математически доказуема. Эта закономерность наблюдается во все годы исследований.

В фазе полной спелости содержание влаги существенно уменьшилось, что связано с её потреблением вегетирующими растениями озимой пшеницы. Нивелировалась также разница и между технологиями - она составила всего 8 мм или 9,8 % в пользу технологии прямого посева.

При общей закономерности увеличения содержания продуктивной влаги в почве при возделывании сельскохозяйственных культур по технологии прямого посева Г.Р. Дорожко, Д.Ю. Бородин [4] (2010) и Е.Л. Попова [10] считают очень важным её распределение по почвенным горизонтам. По их мнению, прямой посев имеет преимущество и лучше обеспечивает растения почвенной влагой, если она проникает и больше накапливается во втором полуметре метрового слоя почвы, чем в первом. Именно влага, накопленная к моменту посева и за счёт зимне-весенних осадков во втором полуметре, меньше подвержена непродуктивному испарению с поверхности почвы и обеспечивает вегетирующие растения возделываемой культуры в самые критические периоды вегетации, когда наблюдается почвенная и атмосферные засухи. Засухи разной интенсивности и продолжительности в Ставропольском крае наблюдаются практически ежегодно и даже несколько раз за вегетационный период. То есть, влага, дополнительно накопленная вторым полуметром почвенного слоя, способствует лучшему развитию растений в засушливые периоды и, соответственно, обеспечивает рост урожайности возделываемых по технологии прямого посева сельскохозяйственных культур.

Находясь же в первом полуметре, большое количество почвенной влаги теряется непроизводительно на физическое испарение с поверхности почвы. Это подтверждают исследования А.Я. Чернова и Н.А. Квасова [11], когда за время осенней вегетации озимой пшеницы транспирация в общем испарении составляет всего 6 %, весной в период от весеннего кущения до выхода в трубку - 14,2 % и только после выхода в трубку, когда растения имеют мощную вегетативную массу и полностью закрывают поверхность почвы, транспирация возрастает до 24,8-55,5 %. В целом, по данным этих авторов, за вегетационный период озимой пшеницы транспирация составляет всего 21-34 %. Остальные 79-66 % влаги растениями для формирования урожая не использованы, а по сути, безвозвратно потеряны на физическое испарение из верхних слоёв почвы - первого полуметра.

В наших исследованиях к посеву по обеим технологиям и при всех дозах внесения удобрений продуктивной влаги больше содержалось в первом полуметре, чем во втором. Такая же закономерность и с ещё большей разницей в пользу первого полуметра наблюдалась и весной после возобновления вегетации (таблица 3).

Таблица 3

Влияние технологии возделывания и удобрений на распределение продуктивной влаги в первом и втором полуметрах почвы, мм (среднее за 2011-2014 гг.)

Технология

Слой

почвы, см

Перед посевом

Весеннее кущение

Полная спелость

Традиционная

0-50

51

74

32

50-100

50

69

49

Прямой посев

0-50

58

90

38

50-100

54

74

51

Происходит это потому, что при возделывании по традиционной технологии проникновению почвенной влаги в более глубокие слои препятствует пылевидная фракция почвы, которая из-за уменьшающейся скорости проникновения влаги в глубину заиливает почвенные поры [11]. При технологии прямого посева, в нашем случае из-за повышенной плотности выщелоченного чернозёма, на котором проводили исследования, начиная с глубины 10 см влага также испытывала трудности с проникновением в более глубокие горизонты почвы. По этой причине ранней весной и после обильно выпадающих осадков мы наблюдали переувлажнение верхнего десятисантиметрового слоя почвы и появление на её поверхности лужиц, что препятствовало проникновению в почву воздуха и ухудшало обеспечение им корневой системы растений озимой пшеницы.

Только к фазе полной спелости по традиционной технологии во втором полуметре содержалось в среднем на 17 мм или 53,1 %, по технологии прямого посева на 13 мм (34,2 %) больше, чем в первом полуметре. Но это связано с поглощением почвенной влаги корневой системой озимой пшеницы и ещё раз доказывает, что корни растений при обеих технологиях возделывания употребляют больше влаги с первого полуметра, чем со второго, где почва уплотнена и им не достаточно воздуха для жизнедеятельности.

Всё это отрицательно сказалось на росте, развитии и урожайности озимой пшеницы при её возделывании по технологии прямого посева на выщелоченном чернозёме Центрального Предкавказья. Наибольшая урожайность озимой пшеницы получена при выращивании по традиционной технологии. В среднем за три года по этой технологии получено 3,83 т зерна с 1 га, что на 1,17 т/га или на 30,5 % больше, чем по технологии прямого посева (таблица 4).

Таблица 4

Влияние технологии возделывания на урожайность озимой пшеницы, т/га

Технология

Год

Среднее

Прибавка

2012

2013

2014

т/га

%

Традиционная

3,23

3,73

4,53

3,83

-

-

Прямой посев

2,66

2,09

3,24

2,66

-1,17

-30,5

НСР0,95

0,12

0,14

0,18

0,16

-

-

Во все годы исследований снижение урожайности при возделывании озимой пшеницы по технологии прямого посева математически доказуема, достоверна она и в среднем за 3 года исследований. Это говорит о том, что на чернозёме выщелоченном Центрального Предкавказья озимая пшеница более высокую урожайность формирует при её возделывании по традиционной технологии с применением обработки почвы.

Заключение

Возделывание озимой пшеницы по технологии No-till обеспечивает большее накопление продуктивной влаги в почве, но чрезмерное уплотнение чернозема выщелоченного Центрального Предкавказья приводит к достоверному снижению урожайности озимой пшеницы по сравнению с традиционной технологией возделывания этой культуры.

Рецензенты:

Дорожко Г.Р., д.с.-х.н., профессор кафедры общего и мелиоративного земледелия, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь;

Власова О.И., д.с.-х.н., доцент, заведующая кафедрой общего и мелиоративного земледелия ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь.


Библиографическая ссылка

Дридигер В.К., Дрепа Е.Б., Матвеев А.Г. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ NO-TILL НА СОДЕРЖАНИЕ ПРОДУКТИВНОЙ ВЛАГИ И ПЛОТНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-2. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=19802 (дата обращения: 07.12.2021).

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