Цель работы – установить влияние различных элементов агротехнологий возделывания культур на основные агрохимические показатели плодородия чернозема в системе полевого севооборота.
Актуальность проводимого исследования заключается в том, что в основе севооборота исследуется фоны возделывания сельскохозяйственных культур, что будет способствовать не только восстановлению плодородия почв, но и увеличению урожайности сельскохозяйственных культур.
Опытные участки располагаются в засушливых условиях степной зоны Шадринского района Курганской области. Опыт заложен в трехкратной повторности общая площадь делянки составляет 110 м2, площадь учетной делянки 100 м2.
Изучаются две системы земледелия: обычная для степной зоны, т.е. используются наиболее распространенные в производстве и рекомендованные научными учреждениями элементы агротехники, и органическая система земледелия.
Агротехнологическая карта возделывания сельскохозяйственных культур при традиционной системе земледелия предполагает наличие чистого пара и за ротацию севооборота отвальную вспашку на глубину 22-24 см плугом ПЛН-3-35, далее основная обработка заключается в бороновании посевов (после уборки) дисковой бороной типа БДТ-3.6 и предпосевной культивацией почвы (КПС-4,0) на глубину заделки семян. Перед посевом проводилось протравливание семян, в дальнейшем уход за растениями включал использование пестицидов при превышении экономического порога вредоносности сорняков, болезней и вредителей. На посевах озимой пшеницы и ярового ячменя применяли совместно гербицид 2.4-Д + фунгицид фитаспарин из расчета 0,5 л/га баковой смеси. Гарчицу обрабатывали от крестоцветных блошек инсектицидом и гербицидом. Горох посевной обрабатывали инсектицидами против гороховой зерновки. Норма высева исследуемых культур: озимой пшеницы – 5,5 млн. шт/га, яр.ячменя – 4,5 млн. шт/га, горох посевной – 2,4 млн.шт/га, горчицы – 2,5 млн.шт./га, и подсолнечника – 0,5 млн.шт./га. Срок посева озимых культур – I декада сентября, яровых – I декада мая. Уборка осуществлялась комбайном САМПО.
При биологизированной системе земледелия чистый пар заменен на сидеральный (используется смесь рапса 100 кг/га + горчицы 40 кг/га). Обработку сидерального пара проводили почвообрабатывающими орудиями, работающими по принципу плоскорезной обработки, с оставлением на поверхности поля мульчи из растительных остатков КПС-3,8. Проводилось протравливание семян перед посевом. Предполагается применение пестицидов только в экстренных случаях, при превышении различными патогенами экономического порога вредоносности и совместно с комплексом микробных препаратов на основе ассоциативных азотфиксирующих бактерий. В обычных случаях технология с элементами биологизации предусматривала частичную замену гербицидов механическими обработками почвы. Оставшиеся на поле корневые и пожнивные остатки, солома перед заделкой в почву обрабатывали комплексом целлюлозоразлагающих бактерий в виде биопрепаратов.
Далее представлена агрохимическая характеристика опытного участка перед закладкой стационарного опыта:
Таблица 1 – Агрохимические показатели плодородия почвы в слое 0-40 см, стационарного участка за 2002 - 2004 гг.
Год
Гумус,
%
рН(водн.)
N-NO3-
Р2О5
K2O
мг/кг почвы
2002
2,4
7,4
19,0
25,7
347,0
2003
2,4
7,4
6,4
30,3
396,6
2004
2,4
7,4
13,3
30,1
493,8
Среднее за 2002-2004 гг:
2,4
7,4
12,9
28,7
412,5
Результаты агрохимического анализа, проведенного за период с 2002 по 2003 года показывают, что в среднем почва на которой располагается стационарный участок характеризуется низким содержанием гумуса (согласно градации от 2,01-3,00% – низкое содержание), реакция почвенного раствора относится к градации слабощелочной (7,3-7,5), содержание подвижного фосфора находится в градации среднего значения (20-30 мг/кг), а калия в градации среднего (25-39 мг/кг) и повышенного значения (40-49 мг/кг).
Дальнейшее определение содержания основных агрохимических показателей плодородия почв, в системе севооборота представлено в таблице 2.
Таблица 2. Показатели плодородия почвы чернозем по полям севооборота за 2002-2003 гг. (2003 год данные за весенний период, до посева яровых зерновых).
№ п/п
Наименование поля/культуры
pH
Р2О5
K2O
N-NO3-
Гумус
ГОСТ 26423-85
мг/кг
%
по Мачигину ГОСТ 26205-91
ГОСТ 26488-85
ГОСТ 26213-91
1
Пар
7,4
35,0
408,8
13,8
2,4
2
Оз. пшеница
7,4
31,7
483,5
11,0
2,4
3
Горчица
7,4
32,5
466,1
9,5
2,4
4
Горох
7,5
45,0
510,0
6,5
2,4
5
Яр. ячмень
7,4
25,0
488,0
10,3
2,2
6
подсолнечник
7,3
24,1
463,0
10,9
2,4
Среднее значение:
7,4
32,2
469,9
10,3
2,4
Агрохимические показатели содержания элементов питания под различными культурами в системе севооборота показывают, что при системе накапливается подвижного фосфора на +1,2 мг/кг и обменного калия на +11,6 мг/кг больше, N-NO3 накапливается на 1,0 мг/кг меньше по сравнению с органической системой. Однако данные изменения находится в пределах градации повышенного значения по обеспечению подвижным фосфором и обменным калием, в градации среднего значения по накоплению нитратного азота. Содержание органического вещества низкое, а реакция почвенного раствора слабощелочная.
Расчет баланса гумуса проводился по методический указаниями ЦИНАО, согласно которым учитывается фактическое содержание органического вещества по каждой культуре и в среднем по севообороту.
Таблица 3. Баланс гумуса в системе севооборота, т/га
Система земледелия (фон)
Баланс гумуса, т/га
Приход
Расход
Баланс +/-
Гумификация корневых и пожнивных остатков
Гумификация орг-их удобрений
Минерализация гумуса
Потери за счет эрозии
Расчет баланса гумуса показал, что с использованием биологизированных элементов возделывания культур убыль гумуса составляет -0,300 т/га, а при традиционной технологии убыль гумуса в 2,9 раз выше и итоговый дефицит органического вещества составляет -0,600 т/га. Отсюда при использовании традиционной технологии требуется внести 8,36 т/га органического удобрения или 50 т/га из расчета на шестилетнюю ротацию севооборота, а при биологизированной 2,82 т/га или 17 тонн с учетом общего количества полей в севообороте.
Баланс элементов питания в севообороте представлен в таблице 4.
Таблица 4. Баланс элементов питания в системе шестипольного севооборота, т/га
Система земледелия (фон)
Баланс элементов питания, кг/га
Приход
Расход
N
P
K
Баланс +/-
N
P
K
В сумме
N
P
K
В сумме
Согласно представленным данным баланс элементов питания показывает отрицательное значение по всем системам земледелия в севообороте. При системе баланс составил -188 кг д.в./га, т.е. в 1,5 раза дефицит элементов питания выше, чем на обычном фоне (127 кг д.в./га). По всем изучаемым фонам культурами больше выносится азота и калия и в меньшей степени фосфора. Вынос калия высокий связан с тем, что присутствует яровой ячмень, вынос которого с учетом полученного урожая 59,0 ц/га (фон 1) и 55,2 ц/га (фон 2) Допустимый дефицит элементов питания в почве по Прянишникову составляет N – минус 13…14, К2О – минус 20…22, а по фосфору баланс должен быть только положительным.
Выводы. В результате анализа влияния системы ведения севооборота на основные показатели плодородия почвы установлено, что содержание нитратного азота находится в градации среднего значения, а подвижного фосфора и обменного калия в градациях повышенного значения, содержание органического вещества имеет низкие показатели. Расчет баланса элементов питания и гумуса показал преимущество органической технологии перед обычной, в результате убыль гумуса меньше в 6,0 раз, а дефицит элементов питания сокращается в 5,0 раз.