АГРОХИМИЯ, 2015, № 1, с. 23-34
УДК 631.582:631.45.41:631.431(571.14)
ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТОВ НА ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ И МИКРОАГРЕГАТНЫЙ СОСТАВ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО НОВОСИБИРСКОГО ПРИОБЬЯ В ДЛИТЕЛЬНЫХ ОПЫТАХ
© 2015 г. Н.В. Семендяева1' 2, Т.Н. Крупская1, Л.А. Карловец2
1Сибирский научно-исследовательский институт земледелия и химизации сельского хозяйства 630501 пос. Краснообск, Новосибирская обл., Новосибирский р-н, СибНИИЗиХ, Россия 2Новосибирский государственный аграрный университет 630039 Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, Россия E-mail: semendyeva@ngs.ru
Поступила в редакцию 09.06.2014 г.
Для черноземов выщелоченных Новосибирского Приобья характерен гранулометрический состав на грани легкого и среднего суглинка (содержание физической глины частиц <0.01 мм в слое 0-15 см - 29.8-34.4%). Под влиянием периодически промывного типа водного режима и разно-видовых севооборотов (зернопарового, зернового и бессменной пшеницы) через 14 лет после закладки опыта происходило небольшое перераспределение илистой фракции вниз по профилю с увеличением ее содержания на глубине 50-110 см: в пахотном слое - 11.8-16.5, в горизонте АВ - до 22%, более заметно выраженное в зернопаровом севообороте. Фактор дисперсности был больше в пахотном горизонте чернозема в севообороте с чистым паром. В структурном составе почвы (сухой рассев) преобладали частицы размером 2-1 мм.
Ключевые слова: севообороты, гранулометрический и микроагрегатный состав, чернозем выщелоченный, Новосибирское Приобье, длительные опыты.
ВВЕДЕНИЕ
Изучению гранулометрического и структурного состояния почв, в том числе черноземов, всегда уделяли большое внимание [1-6]. Изучали гранулометрический состав и структурное состояние почв с генетической точки зрения, однако эти показатели определяют и плодородие почв как потенциальное, так и актуальное [7-9]. Важно знать, как гранулометрический состав и структура почв изменяются при сельскохозяйственном использовании, в частности в разновидовых севооборотах.
Цель работы - в полевых опытах изучить воздействие длительных разновидовых севооборотов на гранулометрический и микроагрегатный состав чернозема выщелоченного Новосибирского Приобья, определить его структурное состояние и водопрочность структурных агрегатов.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Для решения поставленной задачи были заложены почвенные разрезы на черноземах вы-
щелоченных центрального опытного поля Сиб-НИИЗиХа в ОПХ "Элитное" Новосибирского р-на Новосибирской обл., расположенного в лесостепном Приобском агроландшафтном районе [10], в севооборотах, заложенных в 1996 г. (GPS координат: 54о 52,36' с.ш.; 82о 54,89' в.д.). Общий рельеф опытного поля - слабоволнистая равнина с хорошо выраженными микрозападинами.
Перед закладкой опыта мощность гумусового слоя (Апах + А) черноземов в среднем была равна 39 см, горизонта АВ - 13 см. В гранулометрическом составе всех горизонтов преобладали фракции пыли (41-48%) и мелкого песка (1926%). Плотность почвы изменялась от 1.02 г/см3 в пахотном горизонте до 1.46 г/см3 в горизонте Вк. Плотность твердой фазы соответственно составила 2.4-2.5 г/см3. В 1-метровом слое влажность завядания находилась в пределах 109 мм, наименьшая влагоемкость - 195 мм, полная вла-гоемкость - 370 мм. Содержание гумуса в пахотном слое было равно 4.2-4.8% [10].
Поля изученных севооборотов площадью 475 м2 размещены рендомизированно по блокам в трехкратной повторности, общая площадь опыта -
10 га, количество полей севооборотов - 105. Севообороты изучали на 2 фонах интенсификации:
1 - малоинтенсивный без применения удобрений, но с гербицидной обработкой по базовой технологии (контроль 0), 2 - интенсивный с применением удобрений и средств защиты растений (комплексная химизация К). Удобрения в виде Каа и Рсд вносили осенью под основную обработку; фосфорные - в запас на ротацию севооборота из расчета Р30 под культуру. Азотные удобрения под пшеницу в 1998-2000 гг. вносили в дозе N60 по всем предшественникам, кроме пара. Начиная с 2000 г., дозу удобрений стали рассчитывать по результатам почвенной диагностики: под пшеницу, размещенную после ячменя, овса, вносили N60, под 2-ю пшеницу после пара - N80; под ячмень в зерно-паровом севообороте - N100, в зерновом - N60. В качестве основной обработки почвы проводили осеннее глубокое рыхление стойками конструкции СибИМЭ на глубину 25-27 см. Уборку урожая зерновых проводили комбайном "Сампо" с измельчением и оставлением соломы в поле ежегодно.
Почвенные разрезы заложены на заключительной культуре севооборотов - ячмене в 2010 г. на полях с комплексной химизацией, которая позволила более четко выявить влияние антропогенеза, в следующих севооборотах: 1 - зернопа-ровом (пар чистый-пшеница-пшеница-ячмень),
2 - зерновом (пшеница-овес-пшеница-ячмень),
3 - бессменной пшенице.
Для определения гранулометрического и микроагрегатного состава почвенные образцы отбирали в трехкратной повторности по генетическим горизонтам, для структурного - на глубину 40 см по слоям 0-10, 10-20, 20-40 см на обоих фонах - малоинтенсивном (0) и интенсивном (К). Для выявления пестроты свойств почвенного покрова и проведения математической обработки анализировали каждый индивидуальный образец. Гранулометрический и микроагрегатный состав определяли по Качинскому, структурный и агрегатный состав - по методу Саввинова (сухое и мокрое просеивание), гумус - по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213) [11], коэффициент структурности - расчетным методом по Вадюниной и Корчагиной [12]. Статистическая обработка полученных данных выполнена по методике [13] с помощью пакета прикладных программ SNEDECOR [14]. Проведен многофакторный дисперсионный анализ экспериментальных данных с равным числом повторений (п = 3) с участием изученных факторов и их взаимодействий, что позволило судить о достоверности различий, если разница между ними превышала величину НСР05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изучение морфологических профилей черноземов в зерновом севообороте и под бессменной пшеницей показало, что их строение было примерно одинаковым: в них не было признаков оглеения и оподзоливания, хотя линия вскипания от 10% HCl залегала глубоко (в зерновом севообороте - с глубины 123 см, под бессменной пшеницей - со 115 см).
Под бессменной пшеницей почвенный профиль был более уплотненным, в нем четко выделялся слой 0-5 см повышенной рыхлости. Далее сформировались горизонты примерно одинаковой плотности. В зерновом севообороте визуально профиль чернозема был более рыхлым - весь 27-сантиметровый слой был пронизан соломой предыдущих лет, что придавало профилю повышенную рыхлость. Если под бессменной пшеницей структура пахотного горизонта была комковато-пылеватая, то в зерновом - комковато-зернистая как в горизонте Апах, так и в горизонте А, причем в последнем преобладала хорошо выраженная зернистая структура.
Местоположение почвенного разреза в зерно-паровом севообороте несколько отличалось от предыдущих двух разрезов. По рельефу разницы в местоположении всех разрезов не было - они заложены на выровненных участках без западин, но данное поле зернопарового севооборота было расположено ближе к лесополосе (~50 м) по сравнению с предыдущими разрезами. На свойствах данной почвы сказалось влияние лесополос: усилилось развитие промывного типа водного режима за счет дополнительного снего- и влаго-накопления. Кроме того, введение чистого пара также способствовало дополнительному влагона-коплению, что в целом привело к проявлению в профиле почвы признаков оподзоливания в виде кремнеземистой присыпки.
Данную почву следует назвать черноземом оподзоленным среднемощным малогумусным глубинно-глееватым среднесуглинистым на легком суглинке. Таким образом, близкое расположение лесополос и наличие пара в севообороте способствовало созданию особых экологических условий почвообразования в северной лесостепи Приобья, которые отразились на морфологическом профиле почв в виде усиления развития подзолообразовательного процесса, на что указывают и результаты других исследователей. Даже в степной зоне Предуралья наличие лесных массивов оказывает существенное влияние на почвообразовательный процесс [15]. В зерновом сево-
обороте и под бессменной пшеницей в отсутствие пара данные явления не проявились.
Определение гранулометрического состава чернозема выщелоченного в различных севооборотах показало, что он находился практически на границе между легким и средним суглинком (табл. 1). Почвы такого гранулометрического состава обладают неплохими физико-механическими свойствами (проницаемостью, твердостью, липкостью и т. д.), но легко подвергаются ветровой эрозии.
В профиле почв во всех севооборотах прослежено накопление илистых частиц в горизонтах АВ, В и ВС на глубине 50-110 см. Подобное накопление характерно для черноземов выщелоченных и обусловлено периодически промывным типом водного режима, при котором илистая фракция передвигалась в нижние горизонты, где происходило некоторое ее накопление - до 22.2-22.6%.
В зернопаровом севообороте в профиле чернозема илистой фракции на данной глубине было значительно меньше - 18%, что статистически доказано (табл. 1, НСР 05 = 1.1%), и она была более равномерно распределена в нижних слоях почвы, что связано с большим накоплением влаги во время парования, особенно во влажные годы. Подобная закономерность проявлялась и в содержании физической глины (фракции <0.01 мм). Следовательно, при одинаковом исходном среднесуглинистом гранулометрическом составе в зерновом севообороте и под бессменной пшеницей существенных изменений в его составе и характере передвижения фракций по профилю не произошло. Наличие пара в зернопаровом севообороте способствовало облегчению гранулометрического состава верхних гумусовых горизонтов как за счет влагонакоп-ления, усиления передвижения илистой фракции в нижние горизонты, так и за счет возможной ветровой эрозии во время парования.
На формирование агрономически ценной структуры большое влияние оказывало содержание гумуса. Его количество в пахотном слое черноземов в изученных севооборотах возросло по сравнению с исходными данными перед закладкой
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.