Информационное агентство "Светич". Сайт о сельском хозяйстве. 16+
Росспецмаш
Доска Почета АПК агроснабжение
Российский агротехнический форум-2017

Влияние соломенного мульчепласта на качество почвы и её продуктивность в условиях сухой степи

Влияние соломенного мульчепласта на качество почвы и её продуктивность в условиях сухой степи
  В настоящее время почти все пахотные земли Казахстана заметно утратили свое плодородие. Основные потери гумуса связаны с его минерализацией под влиянием интенсивной обработки почвы и недостаточным поступлением в пахотный слой почвы пожнивных остатков и органических удобрений, ежегодные его потери оцениваются в 0,6-1,2 т/га.
 
 
  По утверждению некоторых ученых, из-за деградации и эрозии почв к 2025 г. Казахстан может потерять до 50 % своих сельхозугодий. Уже к началу нового века в неполивной зоне Северного Казахстана, по оценке Ж.У. Аханова, было потеряно до 30 % гумуса по сравнению с естественным состоянием. В основном эти потери связаны с ветровой и водной эрозией почв.
 
 
  Солома, оставленная на поверхности почвы, надежно защищает ее от выдувания, снижает бесполезный расход влаги на испарение и в условиях зернового хозяйства является единственным органическим удобрением и источником плодородия почв, повышения их биологической активности Равномерно разбросанная по полю, солома в жаркое летнее время защищает почву от пересыхания, выветривания, уплотнения и потерь гумуса; внесение соломы в почву способствует развитию почвенной флоры, что выражается в повышенной активности бактерий, дождевых червей и других живых организмов, способствующих улучшению агрохимических и физических свойств почвы.
 
 
  В настоящее время всестороннее внимание научных учреждений и производства уделяется нулевым технологиям, позволяющим сберегать почву и улучшать ее качество для получения экономически выгодной продукции растениеводства. При этом главную роль будет играть мульчирующий пласт, образующийся в результате применения нулевой технологии возделывания полевых культур. Однако этот пласт будет формироваться только в течение длительного применения прямого посева с оставлением всей соломы на поверхности поля. Поэтому была поставлена задача изучения влияния параметров искусственно - созданного соломенного мульчепласта на физико-химические свойства почвы и ее продуктивность в виде урожайности яровой пшеницы.
 
 
  Исследования по моделированию мульчирования почвы соломой путем наложения мульчепласта разной массы проводилось на южном карбонатном черноземе в 1968-1983 гг. Эти исследования показали высокую эффективность мульчирования соломой на сбережение влаги в почве и на повышение урожайности яровой пшеницы.
 
 
  Опытный участок расположен в сухостепной зоне, в пределах подзоны ковыльно-типчаковых степей, южной части Западно-Сибирской низменности. Рельеф представлен слабоволнистой равниной. Почвы участка каштановые, нормальные, легкие, малогумусные, среднемощные на супеси, типичные для второй зоны области. Содержание валовых форм азота - 0,22% и фосфора - 0,19%. Реакция почвенной среды близка к нейтральной. Объемная масса 0-30 см слое почвы равна 1,39-1,55 г/см3.
 
 
  Погодные условия в годы проведения исследований (2009-2011 г.г.) заметно отличались по агрометеорологическим показателям. Характерной особенностью их была значительная контрастность перепадов температур воздуха и неравномерность распределения осадков. Так, 2008-2009 сельскохозяйственный год характеризовался как холодный и влажный, с недобором активных положительных температур и ливневыми осадками, 2009-2010 сельскохозяйственный год - засушливый с острой весенне-летней засухой, 2010-2011 год характеризуется как средний с недобором осадков в весенний период.
 
 
  Контрольный вариант был создан путем скашивания стерни на высоте 12- 14 см с удалением соломы. Соломенный мульчепласт создавали путем наложения ежегодно соломы на контрольный фон в следующих параметрах: 1,2, 3, 5, 7, и 9 т/га. Размер делянки - 12 м2 (длина - 6 м, ширина - 2 м), прямой посев сеялкой СЗС-2.1 с долотообразными сошниками, повторность трехкратная. Минеральные удобрения не вносились.
 
 
  Определялись объемная масса почвы в слое 0-30 см, влажность почвы (содержание продуктивной влаги) в слое 0-100 см, содержание нитратного азота в слое 0-100см, биологическая активность почвы путем закладки льняной ткани в %, урожайность зерна яровой пшеницы и ее качество.
 
 
  Использование соломы в качестве мульчи привело к определенным изменениям объемной массы пахотного 0-30 см горизонта почвы. Тенденция разрыхления 0-30 см слоя почвы в зависимости от дозы соломы прослеживалась ежегодно. Так, в 2009 году разрыхление составило 0,02-0,04 г/см3, в 2010 г -0,01 - 0,03 г/см3, в 2011 г.- 0,01 - 0,05 г/см3. В наиболее рыхлом состоянии 0-30 см слой почвы был при внесении 3 т/га соломы - 1,33 г/см3, что на 0,04 г/см3 меньше значения контрольного варианта.
 
  Таким образом, создание искусственного мульчирующего слоя поверхности почвы способствовало разрыхлению обрабатываемого слоя и оптимизации параметров объёмной массы. При этом оптимальное сложение пахотного слоя по горизонтам складывается на варианте внесения соломы 3 т/га.
 
  В условиях сухой степи наиболее важная оценка любого агрономического приема состоит во влиянии его на влажность почвы. В этом плане мульчирование почвы соломой оказало существенное влияние на влажность почвы (таблица 1).
 
 
Таблица 1 - Влажность почвы в слое 0-100 см в зависимости от массы мульчепласта в период посева, мм

Масса мульчепласта,

Годы

Среднее

т/га

2009

2010

2011

за 3 года

Контроль

89

63

58

70

1

74

65

56

65

2

106

82

69

86

3

115

82

63

86

5

80

67

61

69

7

94

80

60

78

9

92

70

61

74

 

 

  При посеве яровой пшеницы в 2009 году заметное преимущество имели варианты создания мульчепласта массой 2-3 тонны на 1 га. В 2010 году лучшее сохранение влаги наблюдалось в вариантах от 2 до 7 тонн на 1 га. А в 2011 году оптимальная масса мульчепласта составила 2 т/га. В среднем за 3 года выделились варианты мульчепласта массой 2-3 т/га.
 
 
  В фазе колошения пшеницы запасы влаги в почве значительно меньше, причем влага расходуется не только на испарение, но и на транспирацию растений. Мульчирование почвы соломой поддерживало повышенную влажность почвы в фазе колошения пшеницы (таблица 2).
 
 
Таблица 2 - Влажность почвы в слое 0-100 см в зависимости от массы мульчепласта в период колошения, мм
 

Масса мульчепласта, т/га

Годы

Среднее

2009

2010

2011

Контроль

23

24

35

27

1

27

32

40

33

2

35

32

40

36

3

30

50

48

43

5

42

41

43

42

7

58

38

46

47

9

53

42

36

44

 

 

  В 2009 году влажность почвы повышалась при создании мульчепласта массой до 7 г/га. Преимущество мульчепласта 7 т/га по сравнению с меньшими дозами можно объяснить тем, что в условиях влажного года на вариантах 3-5 т/га растения развивались более мощно и были более высокие потери на транспирацию.
 
 
  В 2010 году лучшее сохранение влаги наблюдалось при массе мульчепласта 3 т/га. В условиях засушливого 2011 года больше влаги к фазе колошения сохранилось на вариантах мульчепласта 3-7 т/га. Таким образом, из трех лет в два засушливых года в фазе колошения пшеницы преимущество имел вариант З т/га, в то время как в условиях влажного года влага лучше сохранялась при дозе мульчепласта 7 т /га.
 
 
  Содержание нитратного азота в период посева было наименьшим в 2009 году, который отличался пониженными температурами воздуха в летние месяцы (таблица 3).
 
 
  В 2009 году содержание нитратного азота в почве в период посева было наименьшим в контроле и на вариантах с наиболее высокими дозами мульчепласта (7-9 т/га). Из остальных вариантов преимущество было у мульчепласта массой 3 т/га. В 2010 году только мульчепласт дозой 9 т/га заметно снизил содержание нитратного азота в почве, все остальные варианты были на одном уровне. В 2011 году также наблюдалось снижение содержания нитратного азота при высоких дозах мульчепласте (7-9 т/га) и в контроле.
 
 
  Таким образом, трехлетние наблюдения показали, что наложение мульчепласта массой 7-9 т/га заметно снижает накопление нитратного азота в почве перед посевом яровой пшеницы. Наблюдения за динамикой нитратов во время вегетации яровой пшеницы не показали четкой связи между массой мульчепласта и наличием нитратного азота в почве, что связано с тем, что здесь накладывается факт потребления нитратов растениями пшеницы, которое было замедленным в растениях под высокой дозой мульчепласта. В целом преимущество было за вариантами образования среднего мульчепласта массой 3-4 т/га.
 
 
Таблица 3 - Содержание нитратного азота N-N03 в слое 0-40 см в период посева пшеницы в зависимости от дозы мульчепласта,
мг/кг, 2009-2011 г.г.

Масса мульчепласта, т/га

Годы

2009

2010

2011

Контроль

2,0

4,7

3,9

1

3,2

4,9

4,2

2

3,0

4,7

4,8

3

3,6

4,7

4,9

5

3,3

4,7

4,9

7

2,1

4,7

4,2

9

2.2

3,9

4,1

 

 

  Биологическая активность почв изучалась путем наблюдения за интенсивностью распада льняной ткани, которая зависит от плодородия почвы, погодных условий и, конечно же, от объема органической пищи для микроорганизмов. Динамика биологической активности почвы по вариантам опыта установлена через 30, 60 и 90 дней после посева (таблица 4).

 

  Таблица 4 - Динамика биологической активности почв (распад льняной ткани) в зависимости от массы мульчепласта, %.

 

Масса мульчепласта, т/га

Дней после закладки льняной ткани

30

60

90

Контроль

4,6

9,7

26,2

1

4,3

8,9

42,9

2

11,0

20,8

43,1

3

8,9

22,0

46,1

5

14,9

29,7

40,2

7

14,1

21,3

43,9

9

9,6

23,0

37,6

 

  Через 30 дней после закладки льняного полотна биологическая активность почвы значительно усилилась под воздействием наложения мульчепласта. При этом наиболее высокая биологическая активность почвы наблюдалась при массе мульчепласта 5-7 т/га. По сравнению с контролем она возросла более чем в три раза.
 
  Через 60 дней картина сохранилась: биологическая активность почвы была выше при массе мульчепласта 2-9 т/га с заметным преимуществом варианта 5 т/га. И наконец, через три месяца биологическая активность почвы поднялась и на варианте мульчепласта массой 1 т/га. К этому времени установилась более активная деятельность целлюлозоразлагающих микроорганизмов с массой мульчепласта З т/га.
 
 
   Таким образом, результаты проведенных наблюдений показали, что создание искусственного мульчирующего слоя способствовало активизации биологических процессов в почве. По всем вариантам мульчирования происходило интенсивное разложение льняного полотна, где степень распада превышал контрольный вариант от 24,8 до 75,9%. При этом наиболее оптимальные условия деятельности целлюлозо-разлагающих микроорганизмов сложились на варианте с внесением соломы массой 3-5 т/га.
 
 
  Исследования проводились в течение трех лет, отличавшихся по погодным условиям, что позволяет проанализировать действие мульчи на урожайность яровой пшеницы в зависимости от уровня засушливости года (таблица 5).
 
 
  2009 году с влажной и прохладной погодой мульчирование соломой сказалось положительно на урожайности яровой пшеницы, которая была существенно выше при массе мульчепласта от 3 до 9 т/га. 2010 год отличался длительной летней засухой, однако в этих условиях мульчирование повысило урожайность яровой пшеницы только при наложении среднего мульчепласта (3 т/га).
 
Таблица 5 - Урожайность яровой пшеницы в зависимости от объёма мульчепласта, 2009-2011 г.г.
 

Масса мульчепласта, т/га

Годы

2009

2010

2011

среднее

Контроль

10,2

7,4

7,7

8,4

1

9,5

8,3

7,5

8,4

2

9,9

7,5

9,3

_

3

13,1

10,4

9,4

10,9

5

11,1

8,5

8,9

9,5

7

12,7

7,3

8,6

9,5

9

12,8

7,4

8,2

9,4

НСРоз

1,1

0,7

0,3

-

 
 
 
  Повышенная масса мульчепласта снизила урожайность пшеницы по сравнению с оптимальным вариантом.
 
  В 2011 году также отмечался недобор осадков, но оптимальные дозы мульчирования также были невысокие (2-3 т/га). В итоге можно сказать, что мульчирование соломой оказало положительное влияние на урожайность яровой пшеницы при средней массе мульчепласта (3 т/га).
 
 
  Содержание клейковины в зерне пшеницы по вариантам опыта было достаточно высокой (в пределах 29,0-32,5%), без существенной разницы между вариантами опыта.
 
  
   Полученные трехгодичные данные подтвердили общеизвестное положение о пользе мульчирования соломой. Однако неожиданным оказалось то, что повышение массы мульчепласта выше средней (3 т/га) не дало положительного эффекта. Также не все ясно в отношении того, что высокая масса мульчепласта оказалась эффективной в условиях прохладного года, а в засушливые годы она дала даже отрицательный эффект. Это можно объяснить тем, что при повышенной масса мульчепласта возникают проблемы с качеством посева и с минерализацией азота.
 
 
  Данные нашего опыта согласуются с ранее изученным вопросом мульчирования соломой на южном карбонатном черноземе, где оптимальная масса соломенного мульчепласта составила 4 т/га.
 
 
   Выводы:
 
  1. Наиболее оптимальное сложение пахотного слоя по горизонтам складывается на варианте внесения соломы 3 т/га, где объемная масса 0-30 см слоя составила 1,33 г/см3, что на 0,04 г/см3 меньше значения контрольного варианта.
 
  2. Внесение соломы в дозе 3 т/га способствовало проявлению высокой биологической активности (распад льняного полотна до 75,9%) и улучшению условий для деятельности целлюлозо-разлагающих микроорганизмов.
 
  3. Наибольшая урожайность яровой пшеницы сформирована на варианте с внесением соломы 3 т/га.
 
 
Сулейменов М.Г., доктор сельскохозяйственных наук, Ирмулатов Б.Р.,
кандидат сельскохозяйственных наук, Сарбасов А.К., научный сотрудник
ТОО «Павлодарский НИИСХ» г. Павлодар
 
Журнал "Нивы Зауралья", №11 (111) Декабрь 2013
 
 
Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!

Яндекс Директ