Влияние плоскорезной обработки на плодородие почвы

В последние годы во всех развитых странах мира, в том числе и в нашей стране, наиболее актуальной проблемой в земледелии является минимализация обработки почвы.

На основе многочисленных комплексных исследований во всех регионах страны широкое применение нашли поверхностная и мелкая безотвальная обработки под посев озимых и яровых колосовых, а также зернобобовых культур.

Некоторые ученые выступают за полную замену вспашки плоскорезной обработкой почвы под все культуры полевых севооборотов, однако большинство исследователей все же рекомендуют основную обработку почвы проводить путем глубокой вспашки.

В связи с недостаточной изученностью данного вопроса нами была поставлена задача – изучить эффективность действия плоскорезной обработки почвы в сравнении с глубокой вспашкой на основные показатели эффективного плодородия чернозема типичного в условиях левобережной лесостепи Украины.

Многолетние исследования проводились в полевом стационарном опыте отдела полеводства института растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН.

Почва опытного участка – чернозем типичный слабовыщелочный со следующими агрохимическими показателями: рН солевой – 5,8; гидролитическая кислотность – 3,29; отменная кислотность – 0,16; сумма поглощенных оснований – 37,4 мг. экв. на 100 г почвы; общий гумус – 5,89; валовое содержание азота 0,29 – 0,30 %, фосфора 0,17 – 0,18 %, калия 1,9 – 2,0 %.

Наблюдения и учеты в опыте проводились по общепринятым методикам.

Количество микроорганизмов, использующих органический и минеральный азот почвы, определяли на мясопетонном (МПА) и крахмалоаммиачном агаре (КАА). Определение содержания в почве нитратного азота осуществлялось по Грандваль-Ляжу, подвижного фосфора и обменного калия в уксуснокислой вытяжке по Чирикову с использованием колорометрических и фотометрических методов.

Несмотря на существенные различия погодных условий по годам проведения исследований, в опыте установлены определённые закономерности.

Как известно, почвенные микроорганизмы играют важную роль в обеспечении растений легкоусвояемыми питательными веществами.

Результаты наших исследований (табл. 1) свидетельствуют, что наиболее интенсивно почвенная микрофлора развивалась по отвальной вспашке, которая обеспечивала более высокую биогенность обрабатываемого слоя почвы, чем плоскорезная обработка. Так, в среднем за годы исследований по контрольной вспашке в слое почвы 0 – 40 см насчитывалось 794 млн. штук (173 + 621) на 1 г сухой почвы микроорганизмов, использующих азот, в то же время по глубокой плоскорезной обработке их было всего 345 (74 + 271) млн. шт./г, или 43,5 % от контроля.

1. Влияние плоскорезной обработки на количество микроорганизмов, использующих азот в почве, млн. шт./г абсолютно сухой почвы.

Еще меньше их было в посеве по мелкой плоскорезной обработке – 179 (71 + 108) млн. шт./г, что составило всего лишь 22,5 % от численности их по контрольной глубокой вспашке. Высокой биогенностью отличалась и почва по глубокой вспашке на фоне комбинированной системы обработки почвы под остальные культуры севооборота.

Однако следует отметить, что плоскорезная обработка в опыте обеспечивала наибольшее количество микроорганизмов в верхнем 20-сантиметровом слое почвы. Это объясняется наличием в ней большего количества питательных веществ из-за мелкой заделки удобрений – основного энергетического материала для жизнедеятельности микроорганизмов. Нижний слой почвы (20 – 40 см) при плоскорезной обработке был значительно обедненным на полезную микрофлору, а вследствие этого и на содержание питательных веществ для растений.

По вспашке наибольшее количество микроорганизмов, использующих органический и минеральный азот, находилось в нижнем (20 – 40 см) слое.

Результаты анализов показывают, что плоскорезная обработка не снижает общего содержания подвижных форм питательных веществ в слое почвы 0 – 40 см, однако ведет к четкой дифференциации содержания питательных веществ по горизонтали обрабатываемого слоя почвы, в то время как по вспашке наблюдается равномерное распределение веществ (табл. 2).

Так, в среднем в варианте с глубокой плоскорезной обработкой содержание нитратов в верхнем (0 – 10 см) слое почвы было в 1,5 раза больше в сравнении с нижним (20 – 40 см) слоем. В посевах по глубокой вспашке содержание азота по слоям почвы было более равномерным, а их соотношение по горизонтали 0 – 10 и 20 – 40 см было равно 1,0 – 1,2.

Плоскорезная обработка почвы в опыте привела к повышению содержания подвижных форм фосфора в верхнем 0 – 10 см слое почвы в 2,0 – 2,2 раза по сравнению с показателями по нижнему (20 – 40 см) горизонту обрабатываемого слоя почвы. Как и в случае с азотом, по вспашке наблюдалось равномерное распределение фосфатов по всему обрабатываемому слою почвы.

Такие же результаты получены по содержанию обменного калия.

2. Влияние способов основной обработки на содержание подвижных форм питательных веществ в почве в среднем за вегетацию, мг/100 г почвы.

На наш взгляд, такая дифференциация обрабатываемого слоя почвы по содержанию легкодоступных питательных веществ в условиях зоны неустойчивого и недостаточного увлажнения вызывает ухудшение условий питания растений, что и является одной из причин снижения их урожайности, что согласуется с данными многих исследователей.

Второй причиной снижения продуктивности сельскохозяйственных культур по плоскорезной обработке является усиление конкуренции в потреблении питательных веществ и влаги сорными растениями.

Как свидетельствуют данные табл. 3, применение плоскорезной обработки вело к значительному увеличению засоренности посевов сельскохозяйственных культур.

3. Влияние разных способов основной обработки почвы на засоренность посевов сельскохозяйственных культур, среднее многолетнее

Так, если в среднем по всем вариантам с применением отвальной вспашки в посеве после формирования густоты насаждения насчитывалось 14 сорных растений на 1 м2, то по вариантам плоскорезной обработки их было в среднем 29 шт./м2 (в т. ч. корнеотпрысковых – 4 шт./м2), или более чем в два раза больше. Такая закономерность сохранялась в течение всего периода вегетации культур. В следствие этого сорняки по плоскорезной обработке потребляли значительно большее количество питательных веществ (табл. 4) и влаги, ухудшая тем самым условия жизнедеятельности культурных растений.

Так, если в среднем по контрольной вспашке на фоне органоминеральной системы удобрения сорные растения выносили из почвы 13,0 кг/га азота, 3,6 кг/га фосфора и 20,5 кг/га калия, то в посеве по глубокой плоскорезной обработке сорняки выносили из почвы 41,1 кг/га азота, 13,2 кг/га фосфора и 53,6 кг/га калия, т. е. соответственно, в 3,2; 3,7 и 2,0 раза больше (табл. 4).

4. Вынос питательных веществ из почвы сорными растениями в зависимости от способа основной обработки почвы, кг/га, среднее многолетнее

Вспашка на фоне комбинированной системы основной обработки почвы под культуры полевого севооборота в сравнении с плоскорезной обработкой заметно снижала засоренность посева, в силу чего уменьшался вынос сорными растениями основных элементов питания, что положительно сказывалось на продуктивности сельскохозяйственных культур.

Таким образом, результаты исследований свидетельствуют, что на черноземных почвах систематическое применение глубоких или мелких плоскорезных обработок в сравнении со вспашкой приводит к снижению микробиологической активности почвы, дифференциации обрабатываемого слоя по уровню содержания легкоподвижных питательных веществ, увеличению засоренности посевов, что в итоге вызывает существенное снижение продуктивности сельскохозяйственных культур.

Наиболее целесообразным в условиях зоны исследований было применение глубокой вспашки на фоне комбинированной системы основной обработки почвы под различные культуры полевого севооборота.