ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 10, с. 1228-1234
АГРОХИМИЯ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
УДК 633.11:631.411.2:551.4:571.1/5
ВЛИЯНИЕ МЕЗОРЕЛЬЕФА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ*
© 2004 г. А. А. Шпедт1, В. К. Пурлаур2, Н. В. Михайленко2 , П. В. Кузьмин1
1 Агрономический факультет Красноярского государственного аграрного университета
660049, Красноярск, пр. Мира, 88 2 Красноярский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО РАСХН
660062, Красноярск, пр. Свободный, 66 Поступила в редакцию 07.02.2003 г.
В условиях Красноярской лесостепи проведены трехлетние исследования по изучению влияния мезорельефа на плодородие чернозема выщелоченного и урожайность зерновых культур. Почва южного склона характеризуется наиболее низким потенциальным и эффективным плодородием. Наиболее благоприятные условия для возделывания пшеницы и ячменя складываются в ложбинах и в отдельные годы на склонах южной экспозиции. Мезорельеф существенно влияет на технологические и посевные свойства зерна пшеницы.
ВВЕДЕНИЕ
Рельеф оказывает многостороннее влияние на микроклимат, на процессы, протекающие в почвенной толще, свойства почвы и особенности ее генезиса. Возможности ведения земледелия, его специализация и эффективность в значительной мере обусловлены рельефом. Земледельческие районы Красноярского края имеют неоднородный рельеф, что обусловлено наличием на юге края ряда хребтов с многочисленными отрогами и котловинами между ними. Наиболее крупными из котловин являются Минусинская и Чулымо-Енисейская, окаймленные Кузнецким Алатау, Западным и Восточным Саянами. Эти котловины заметно разделяются Солгонским кряжем. В крае из 3.1 млн. га пашни три четверти размещено на склонах более 1°, в том числе до 3° - 47.0, 3-5° -14.5, 5-7° и более - 9.9% [9]. Несмотря на необходимость изучения влияния рельефа на свойства почвы и продуктивность сельскохозяйственных растений, важность и ценность такого рода информации при разработке ландшафтных систем земледелия, данный вопрос, в региональном аспекте, остается малоизученным и практически не освещен в специализированной литературе.
Цель работы - установить, как мезорельеф влияет на плодородие черноземной почвы и продуктивность зерновых культур.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Изучение влияния мезорельефа на урожайность яровой пшеницы и ячменя, а также на агрохимические показатели почвы проводилось в полевом эксперименте в 1998-2000 гг. Опыт заложен на полевом стационаре ОПХ "Минино" Красноярского НИИ сельского хозяйства (56° с.ш., 93° в.д.), расположенного на территории Красноярской лесостепи, приуроченной к юго-восточной окраине Западно-Сибирской равнины. Красноярская лесостепь наклонена к северу и ограничена с запада Кемчугским поднятием, с юга -отрогами Восточных Саян, с востока - Енисейским кряжем. Формирование рельефа на данной территории связано с экзогенными процессами (плоскостная денудация, водно-эрозионные и термокарстовые явления). Поверхность расчленена на плоские увалы и плосковершинные холмы и имеет заметно выраженный мезорельеф.
Схема опыта включала следующие варианты: 1) плато (контроль); 2) южный склон; 3) ложбина; 4) северный склон. Указанные элементы рельефа
Сев. склон
Юж. склон Плато
посев
25 м
Ложбина посев
25 м
посев
25 м
посев
25 м
100 м
7 Г1
75 м
Работа выполнена при финансовой поддержке Красноярского краевого фонда "Наука", грант < 11 Б 084С.
Схема размещения вариантов опыта по формам рельефа.
Таблица 1. Характеристика чернозема выщелоченного по формам мезорельефа
Показатель Вариант опыта
плато южный склон ложбина северный склон
Содержание гумуса (С общ, %) в слое почвы (см):
0-10 2.45 1.55 2.16 2.33
10-20 2.50 1.52 2.76 1.84
20-30 2.53 1.47 2.82 2.10
30-40 0.72 0.92 2.42 1.06
40-50 0.80 0.49 1.52 0.57
50-60 - - 0.57 0.66
Мощность гумусового горизонта (А+АВ), см 35 35 50 32
Мощность иллювиального горизонта (В1), см 17 15 30 28
Глубина залегания карбонатов, см 53 51 81 61
Гранулометрический состав горизонтов:
А средний суглинок средний суглинок средний суглинок средний суглинок
В1 и Вк » » тяжелый суглинок »
являются естественными образованиями с определенными свойствами. Ложбина вытянута в восточно-западном направлении, имеет ширину дна около 100 м и постепенно переходит в лощину. Склоны характеризуются прямой формой и плавным уклоном. Крутизна северного склона составляет 7-9°, а южного - 5-7°. Ширина склона позволяла иметь севооборот с зерновыми культурами и паром.
Возделывались яровые зерновые культуры следующих сортов: пшеница - Тулунская-12 (1998 г.) и Черемшанка (1999, 2000 гг.); ячмень - Краснояр-ский-80. Посев проведен поперек середины склонов в начале мая, а уборка и учет урожая - в начале сентября. Предшественниками были чистый пар и картофель. При возделывании культур применялась типичная для зоны Красноярской лесостепи агротехника [16].
Агрометеоусловия периодов вегетации 19982000 гг. характеризовались как засушливые с гидротермическим коэффициентом (ГТК) за май-август соответственно 0.71; 1.03 и 1.20, при сред-немноголетнем показателе 1.18. Погодные условия 2000 г., несмотря на высокое значение ГТК, можно также оценить как засушливые, так как в период всходы-кущение осадков выпало меньше, чем в предшествующие годы. Суммы осадков составили соответственно по годам 183, 194, 185 мм, при этом число дней с агрономически значимыми осадками больше 5 мм было незначительное. Во все годы в начальные фазы развития растений наблюдался недостаток почвенной влаги. Экстремальные условия для зерновых культур сложились в период кущение-колошение 1999 г., когда выпало всего 6 мм осадков, а ГТК составил 0.14.
В течение месяца стояла сильная жара, а количество влаги в почве приблизилось к ВЗ и составило 15-16%, что привело к изреживанию посевов и резкому снижению урожайности пшеницы и ячменя. На поверхности почвы образовались трещины. Периоды проведения уборочных работ характеризовались следующим образом: в 1998 г. осадков выпало на 40% ниже нормы, что указывает на благоприятные условия уборки; в 1999 г. осадков выпало чуть больше нормы; в 2000 г. было очень влажно, что затруднило дозревание хлебов и уборку урожая.
Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным малогумусным маломощным (в ложбине среднемощным) среднесуглинис-тым на делювиальных карбонатных супесчаных отложениях [22]. Содержание общего гумуса в почве южного и северного склонов оценивалось как низкое, а в почве плато и ложбины - как среднее (табл. 1). Слабая гумусированность чернозема связана с его деградацией, обусловленной проявлением дефляции и водной эрозии на опытном участке. Степень проявления комплексной эрозии оценивается как средняя. Почва ложбины отличается большей мощностью гумусового горизонта, сравнительно глубоким залеганием карбонатов и более тяжелым гранулометрическим составом иллювиальных горизонтов. Последнее обстоятельство указывает на миграцию вещества, в результате которой почва ложбины обогащается тонкодисперсными частицами, вынесенными из почвы склонов.
Отбор почвенных образцов проводился ежегодно в начале июня с помощью агрохимического бура на глубине 0-20 см. Каждый вариант пред-
Таблица 2. Влияние мезорельефа на содержание гумусовых веществ и агрохимические свойства почвы (среднее за 3 года)
Вариант опыта С общ Слаб СлОВ Сн2о N N 03 N Н+ Р2О5 К20 рН солевой Сумма поглощенных оснований, мг-экв/100 г почвы
по Чирикову
% мг/кг мг/100 г
Плато (контроль) 2.53 0.51 0.33 0.038 120 9.1 16.3 8.4 18.4 6.20 35
Южный склон 1.62 0.41 0.16 0.031 86 7.3 13.3 6.3 9.9 6.47 32
Ложбина 2.39 0.55 0.30 0.037 108 9.9 20.1 6.7 16.6 6.14 36
Северный склон 2.31 0.50 0.27 0.034 108 7.0 23.4 6.5 15.8 6.00 33
НСР05 0.29 0.06 0.07 0.003 11 2.4 5.9 1.7 5.4 0.20 3
5 х,% 4.5 3.5 9.5 2.6 4 8.1 8.4 8.4 11.6 1.10 3
ставлен 5-8 объединенными почвенными пробами, состоявшими из 15 единичных проб. Учет урожая проведен отбором снопов с 1 м2 в 5-6-кратной повторности.
Содержание гумуса (С общ) определялось по методу И.В. Тюрина. Водорастворимый гумус (С но) - методом бихроматной окисляемости (по
Тюрину) при соотношении почвы и воды 1 : 5. Для извлечения лабильной фракции гумуса (Слаб) использовали 0.1 М нейтральный раствор пиро-фосфата натрия (№4Р207), а для лабильного органического вещества (СлоВ) - тяжелую жидкость (Р = 1.9 г/см3). Содержание в почве нитратного азота определялось ионоселективным, а аммонийного - колориметрическим (с реактивом Несслера) методами. Содержание легкогидролизуемого азота находилось по Корнфилду; подвижный фосфор и обменный калий - по Чирикову, при отношении почва : раствор 1 : 5; рН^ной вытяжки - потенциоме-трическим методом; сумма поглощенных оснований - по Каппену - Гильковицу в модификации Годлина. Данные методики являются общепринятыми и подробно изложены в литературе [2, 3]. Оценка качества зерна пшеницы (масса 1000 зерен, натура, содержание клейковины и протеина, всхожесть) выполнена в технологической лаборатории Красноярского НИИ сельского хозяйства.
Полученные результаты прошли статистическую обработку с использованием пакета программ "ЗКЕББСОЯ".
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Условия тепло- и влагообеспеченности Красноярской лесостепи характеризуются суммой температур 1600-1800° (климат умеренно прохладный) и ГТК 1.2-1.3 (умеренное увлажнение) [1]. Условия теплообеспеченности достаточны для вызревания ранне- и среднеспелых сортов пшеницы в 80-90% лет. В оставшиеся 10-20% лет, то есть 1-2 раза в десятилетие восковая спе-
лость этих сортов пшеницы может не наступить из-за недостатка тепла. Значение ГТК указывает на неустойчивое и недостаточное увлажнение. Вероятность повторения засушливых условий составляет 20-30% лет, или 2-3 года из десяти будут сухими. В условиях ограниченного тепла и влаги рельеф, выступающий как главный фактор перераспределения солнечной радиации и осадков, приобретает особое значение.
Оценка существенности полученных данных позволяет утверждать, что мезорельеф значимо повлиял на содержание в почве гумусовых веществ и лабильного органического вещества (та
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.