Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменение свойств лугово-бурых отбеленных дренированных почв под влиянием различных систем обработок

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Изменение свойств лугово-бурых отбеленных дренированных почв под влиянием различных систем обработок"

л. На правах рукописи

ТИХОНОВА Татьяна Ивановна

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЛУГОВО-БУРНХ ОТЕЕЛЕНРЫХ ¿РОТИРОВАННЫХ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТОК

03.00.27 - почвоведение 06.01.03 - агропочвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток - 1998

работа выполнена в Приморской Государственной сельскохозяйственной академии

Научные руководители: кандидат"сельскохозяйственных наук, с.н.с.,.

член-кор. Академии аграрного образования Росси

А.А.ФЕДЧУН .

кандидат сельскохозяйственных наук . Г.М.СИДОРОВА

Официальные оппоненты:доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.М.ДЕРЕЕНЦЕВА кандидат биологических наук Е.А.ЖАРИКОВА

Ведущее учреждение: Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства ДВО РАСХН

Защита состоится " уу " кхххЛгиь 1998 г в -/.у часов в актовом зале Биолого-почвенного института на заседании диссертационного совета Д 003.97.02 при Биолого-почвенном институте ДВО РАН.

Отзывы просим направлять по адресу: 650022, Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, Биолого-почвеннай институт, диссертационный совет.

С диссертацией мотено ознакомиться в Центральной научной библиотеке ДВО РАН.

Автореферат разослан " 3 " ОкТЯ&рЯ 1998 г.

Учены! секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Л.Н.Пуртова

ОЕШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЕОТН

Актуальность. Значение научного и практического обосноеания различных способов обработки и их воздействия на физические, агрохимические и биологические свойства почвы в последнее время существенно возрастает. Дифференциация систем обработки почвы во многом обуславливается особенностями почвенно-климатичес;сих зон страны. Для Приморского края характерны тяжелые по гранулометрическому составу почвы, муссонн.ш климат сс значительным увлажнением почвь: во второй половине лета, наличие элементов эрозии почв«. Потому, при разработке зональных систем земледелия, особое внимание следует уделять выбору различных вариантов сочетаний способов и приемов обработки почвы с учетом почвенно-климагических условий региона.

Наряду с традиционной отвальной вспашкой значительное место занимает безотвальные обработки, в том числе плоскорезная, поверхностная, комбинированная и другие. Решавшими факторами определения пригодности почв к минимальной обработке с учетом особенностей климата и системы земледелия региона являются физические свойства и, в первую очередь, степень дренированности почвы и ее устойчивость к уплотнению. Среди других свойств почвы, которые также необходимо учитывать, - водопрочность агрегатов, объемная масса, мощность пахотного горизонта и содержание гумуса.

Работа выполнена в рамках общесоюзной научно-технической программы 0.30, Решением Государственного, комитета по >-ауке и технике СССР работа выполнялась по программе С.11.01. заданиям С1 (разработать и внедрить.систему управления воспроизводством плодородия и охраной почв, в интенсивном земледелии) и 04 (разработать и внедрить методы управления продуктивностью посевов и воспроизводством плодородия почв в зональных почвозапитных системах земледелия при про-грамировании вырчщивания сельскохозяйственных культур).

цель и задачи работы. Цель работы - установить изменения свойств лугово-бурых отбеленных дренированных почв под влиянием различных систем обработок, в связи с чем решались следующие задачи: I) определить влияние различных обработок на водный режим и физические свойства почвы; 2) изучить влияние различных обработок ка агрохимические свойства почвы; 3) выявить влияние обработок почвы на динамику биофилькых элементов; 4) установить зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от различных обработок, оказывающих влияние на физические и агрохимические свойства почвы.

Научная новизна и практическая целость исследований. Впервые для условий тяжелых по гранулометрическому составу почв и муссонного климата показана направленность и степень изменения свойств почв под влиянием различных систем обработок. Практическая ценность заключается в том, что выбраны варианты обработки почвы наибольшей степени соответствующие региональным.условиям*

Зайишземце.положения. I. 3 различные по увлажненности Годы одни и те же виды обработок по-разному активизируют показатели почвенного плодородия. 2. Урожайность сельскохозяйственных культур и свойства почвы не однозначно связаны ме«кду собой в различные по увлажненности годы.

Реализация работы. Полученное материалы использованы при разработке рекомендаций "Система ведения сельского хозяйства в Приморском крае на 1983-1590 годы". Результаты исследований по влиянию различных систем обработок на физические и агрохимические свойства почвы использовались при составлении агротехнических мероприятий при выращивании сельскохозяйственных культур в учебно-опытном хозяйстве Приморской государственной сельскохозяйственной академии, ТОО "Приморское", ТОО "им.Тельмана" Октябрьского района, ТОО "Дмигриевское" Черниговского района.

Апробация. Основные результаты исследований били доложены на научно-технических советах Опытной станции по мелиорации почв и рациональному использованию мелиорируемых земель Приморского СХИ \Jccy рийск, 1989, 1990, 1991, 1992, 1993 гг.); на краевой конференции (Уссурийск, 1985); на региональной научной конференции (Уссурийск, 1995 г.); на международной научной конференции (Уссурийск, 1997 г.); на.региональных научных конференциях Дальнего Востока (Владивосток, 1997, 1998 гг.).

Публикации. По материалам диссертации' опубликовано 8 работ.

Структура и обгем работы. Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы, 23 рисунка, состоит из введения, б глав, выводов, списка литературы, включающего 240 наименований, в том числе 5 на иностранном языке.

Глава I. ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ОБРАБОТОК НА ПОЧЗУ

. _____ Правильная обработка почвы в регулировании почвенных условий

жизни растений занимает-одно. из. важных мест (Наумов, 1974, 1981, Ни-кифоренко, 1990; Стариков, Ковалев, Ковалева, 1979; Воробьев, 1991). До середины 50-х годов основным приемом для решения большинства задач, поставленных перед обработкой почвы, слутала вспашка плугом с предплужником на глубину не менее 20 см. Многие обращали внимание на вопросы мощности пахотного слоя и роль оборачивания (Павлов, 1937; Болотов, 1952; Тимирязев, 1948; Барсуков, Забавская, 1953; Мосолов, 1954; Квасников, 1961). Однако, исследования дифференциации пахотного слоя в последние 30 лет показывают необходимость сочетания в агроценозе вспашки с поверхностными обработками (Наумов, Дудинцев, Пестряков, 1974; Пупонин, 1978; Титов, 1978). Теоретическое обоснование путей минимальной обработки почвы для различных зон страны содержится в трудах С.А.Наумова (1963, 1967, 1974, 1981, 1984), И.Б.Ревута (1968, 1969, 1972), И.Б.Ревута, И.И.Кочуровой (1980), А.А.Шенявского (1965,

5

1572), З.П.Нарцисова (1972, 1952), Б.Л.Доспехова (1576), Е.А.Доспе-хова, А.Г.Пупонина 'ч1574, 1979), д.Е.Занина (1982, 1986). Основой минимальной обработки служат научнее представления о закономерностях протекания почвенных процессов, изменения ее свойств и плодородия, а такие требования выращивания культурнух растений к почвенной среде (Бондарев, 1981; Колмахов, Нестеренко, 1981; Оотгл. 3 условиях Приморского края с его специфическим климатом и почвами, структурой агроценозов таких исследований недостаточно, а на дренируемых почвах они не проводились.

Глава 2. ОБЪЕКТ, МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектом исследований явились дренированные лугово-бурые отбеленные пахотные почвы тяжелого гранулометрического состава, формирующиеся в условиях контрастного муссонного климата юга Дальневосточного региона и различные система обработок.

В 1986 году, изучаемые, обработки, размещались .на богаре, а с 1938 года на.осушигельно-оросителъной системе стационара "Зоздвикенский". Расстояние между дренами 16 м, глубина закладки 0,9 м. Все варианты с обработками почвы с 1989 г. налагались по фону глубокого мелиоративного рыхления на ^5—5С см. Изучение вопросов почвозащитной технологии проводилось в посевах зерновых культур и сои, а с 1989 г. - в агроцекозе со следующим чередованием культур: однолетние травы, соя, кукуруза на силос, ячмень с подсевом многолетних трав. Возделываемые сорта культур - районированные в Приморском крае.

Схема опыта: I. Вспашка на зябь на глубину 2С-22 см, контроль.

2. Плоскорезная обработка на ¿0-22 см. 3. Поверхностная обработка

2 2 на 12-15 си. Размер делянок 264 м ■ с агромелиорацией - 792 м , учет-

2

ная площадь 100 м . Повторность ^-х кратная. Глубокое мелиоративное рихление и основное обработки почвы проводились с осени. Минеральные удобрения вносили общим фоном под предпосевную культивацию из

расчета: азот - 45, ---осфор - СО, калий - '<5 кг/ra дпйстгующего вещества. Почвн участка характеризуются средним содержанием гумуса в пахотном горизонте - 3,7%. По профилю ¡оличесзо гумуса с глубиной уменьшается, pH годной суспензии составляет 5,6; pl! солевой суспензии в пахотном слое 5,0. Сумма поглошеч: ых оснований составляет 25,5 мэкв на ICO г сухой почвы, степень насыщенности -2,3 мг>кв на ICv г почвы. Содержание подвижного фосфора и обменного калия 2,5 и jI,0 мг на ICO г почвы, соответственно.

Состояние почв исследовали путем отбора смешанных агрохимических образцов из пахотного слоя с использованием общепринятых методов. Агротехника культур полностью соответствовала рекомендациям системы ведения хозяйства в Приморском крае. Учет урожая основной продукции проводили прямым комбайнированием всей учетной плошади делянки. Вес зерна приводился к стандартной влажности, а также к абсолютно сухому весу. Урожай золеной масси кукурузы, однолетних и многолетних трав учитывали пробными-площадками I. м*",. налагаемых по диагонали делянки в '+-х кратной повторности. Полученные результаты обрабатывались методом корреляционного и регрессионного анализов.

Агроклиматические условия. За период 1986-1992 гг. по количеству атмосферных осадков выделены годы: избыточного увлажнения (1986, I99C), нормального увлажнения (1989, 1991, 1992), средне-засушливый (1987) и засушливый (.1988). В I9S0 г. сумма температур была выше среднемгоголетней на 128°С, в 1988 г. - на бб°С, а осадков - на 139 мм больше и на 153 мм меньше, соответственно, средне-многолетней. Самым холодным для произрастания всех культур и протекания почвенных процессов был 1986 г., где осадков выпало на 234 мм больше среднеменоголегней нормы и недобор температур составил 70°С. В остальное годы сумма температур превышала многолетние значения.

Глава 3. ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТОК НА ВОДНЫЙ РЕЖИМ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Влажность. Режим влажности почвы прежде всего зависит от общего режима атмосферного увлажнения. 3 переувлажненные годы на участке без дренажа влажность почвы под соей не опускалась кике 80$ HB. На дренированном участке она не зависела от способов основной обработки почвы. Только, в периоды отсутствия осадков в течение IG—I5 дней, она значительно уменьшалась под зерновыми культурами, оставаясь в пределах 85-90$ HB под соей. В условиях нормальных по увлажнению почвы лет в начале вегетации культур влажность почвы находилась в оптимальных пределах. Начиная с третьей декады мая и до половины июня она уменьшилась до критических значений (ниже ЗРК) в целом по аг-роценозу Стабл.1).

Таблица I

Влияние приемов основной обработки почвы на ее влажность, % абс.сух.навеску

Вспашка ! Плоскорезная Поверхностная

' Культура 0-10 !I0—20 ! 0-10 !10-20 0-10 110-20

Соя б/др гР переувлажненные годы £30,0 3 С 30,2 3 29,1 30,0 29,4 30,3 29,8 29*6 29,6 29,7 С 29,13 28,8 29,7 28,6 28,9

Ячмень гЙР 25,9 26,7 27,0 27,1 25,4 26,3 26,1 26,9 26,5 25,8 27,0 27,0

Соя гЙР нормальные годы 23,2 25,3 24,2 26,4 23,4 24,5 23,5 25,9 23,3 23,8 25,5 26,2

Ячмень гЙР 20,1 23,8 24,1 24,7 21,3 23,5 £4|3 24,8 24,1 24,7 24,1 24,9

Соя б/др среднезасуз;лив:-;й год.' 25,1 25,7 26,1 27,4 26,4 27,8

Овес б/др 22,4 22.5 22,8 23,9 23,9 24,7

Соя б/др др засушливый год 23,6 22.9 22.3 22,0 21,9 20,5 22,3 21,7 22,9 22,7 21,7 20,4

окончание таблица I

_I_' 2 ' 3 ! 4 ! 5 ! б ! 7

Овес б/др 19,7 19,7 20,8 20,9 19,7 2С,2

др 20,0 18,8 21,3 20,5 20,4 21,5

Примечание: б/др - без дренажа, др - дренаж, ГМР - глубокое мелиоративное рыхление

Проведение глубокого мелиоративного рыхления в переувлажненные годы резких изменений не вызвало; в нормальные способствовало некоторому поддержанию влагозапасов на более оптимальном уровне в течение всей вегетации культур. В среднезасушливом и засушливом годах влажность почвь,' колебалась в очень иироких пределах (от влажности, близкой к влажности устойчивого завядания до избыточного увлажнения.

Агрегатный состав. Агрегатный состав оценивают главным образом, по размерам и форме агрегатов. В переувлажненное годи' на участке без дренажа в посевах сои количество агрономически ценных агрегатов больше било по.отвальной вспашке. .(481),.,наименьшее (4С?) отмечалось, по плоскорезной обработке, поверхностной.- (43?). На дренажном участке -64, 62 и 78®, соответственно. Под однолетними трава на вариантах с почвозащитными обработками агрегатов размером от 3 до 0,25 мм б;;ло больше на 19?, чем на варианте с отвальной вспашкой. Глубокое мелиоративное рыхление вызвало уменьшение количества агрономически ценных агрегатов по варианту с поверхностной обработкой; увеличение по варианту с плоскорезной обработкой по обеим культурам. В годы нормального увлажнения лучшими оказались варианты с минимальными обработками

(68 и 66$) по сравнению с отвальной вспашкой {60%).

В среднезасушливом году в посевах овса варианты с минимальными

обработками по количеству агрономически ценных агрегатов уступали варианту с отвальной вспашкой в среднем на 5%. Под. посевами сои ?ти показатели оказались значительно выше (табл. 2). Дреках способствовал увеличению количества водопрочных агрегатов по варианту с поверхност-

ной обработкой до 63%, отвальной вспашкой - 57% и снизил их количество до 55£ по плоскорезной обработке.

Таблица 2

Влияние приемов основной обработки почвы на агрегатный состав Св среднем за вегетацию),%

! Вспашка Плоскорезная 1 Погерхностная

Культура ! агроном ! ценные пиль !агрег. ! агроном ! !агроном! цепные пыль ценные пыль агрег. ! 'агрег. !

Соя

Однолетние травы

Соя

Ячмень

Соя Овес

Соя

б/др

тШ гмР

гй? гР

б/др б/др

б/др др

48.2 63,6 57,9

42,9

50.3

59.8

66.9

50,6 48,1

33; 9 54,6

53.1

59.2

переувлажненные годы

51,8 39,6 60,4

36,4 51,7 38,3

42,1 67,3 32,7

57.1 61,6 38,4 49,7 65,0 35,0

нормальные годы

40.2 68,С 32,0 33,1 63,2 36,8

49,4 51*9

45,1 49! 5

54,9

50 * 5

средвезасушливый- год

66,1 45,6 54,4

45,4 49,4 5С,6

засушливей год

46,9 58,3 41,7 " 45,2

43.3 78,1

57.8

61.9

58.4

65,6 62,6

50,4

50

50; 4 49,9

5г ,6 63, С

56,7 21,9 42,2

38,1 41,6

34,4 37,4

49,6 48! 9

49; 6 50,1

43,4 37,0

40,8 54,

Порозность. Приемы основной обработки почвы в переувлажненное годы мало сказались на величине общей порозности. В эти годы отмечено Снижение пор аэрации: на участке без дренажа в посевах сои в зависимости от вариантов опыта 12, 12 и 16%; на дренаже - 20% по всем вариантам. В нормальные по увлажнению почвы годы влияние оказывали обработки и возделываемые культур--. Так, в начале вегетации ячменя порозность аэрации на варианте с отвальной вспашкой составляла 24,6, по плоскорезной и поверхностной обработкам 24,4 и 22,9$, соответствен но. К концу вегетации - 19,4, 18,5 и 18,8, соответственно. Под посевами сои эти показатели были выше. Проведение глубокого мелиорагивно

го рыхления способствовало увеличению как общей порозности, гак и порозносги аэрации под всеми культурами (габл. 3). 3 среднезасушливом году наименьшая порозность аэрации отмечалась под посевами сои. В разрезе вариантов лучшим был вариант с отвальной вспашкой. Это прослеживалось и в засушливом году.

Плотность почвы. В годи избыточного увлажнения на участке без дренажа различные приему основной обработки почвы привели к изменении ее объемной массы. Тенденция к увеличению плотности пахотного слоя почвы отмечалась "а всех вариантах от 1,22 г/см3 по отвальной вспашке, 1,24 г/см3 по минимальном обработкам до 1,27 и 1,32 г/см3, соответственно, сто прослеживалось и на дренаже. Глубокое мелиоративное рыхление несколько сникает эти значения. В годм с нормальном увлажнением почвы под ячменем в целом за вегетацию по варианту с отвальной вспашкой объемная, масса составляла 1,25 г/см3, плоскорезной и поверхностной обработкам - 1,2с г/см3..Агромелиоративный.прием по. обеим культурам способствовал снижению объемной массы на 0,03-0,04 г на см° (табл.4). В среднезасувливом году в среднем за вегетации культур объемная масса колебалась на контрольном варианте от 1,20 до 1,27 по остальным вариантам - от 1,21 до 1,30 г/см3. В засушливом году показатели объемной массы на участке без дренажа по варианту с отвальной вспашкой равнялись 1,25 г/см3, плоскорезной и поверхностной обработкам - 1,26 г/см3. На дренаже объемная масса была несколько ниже.

Глава 3, ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТОК НА ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Величина кислотности водной вытяжки в переувлажненные годы в основном зависела от погодных условий. Четких различий как под культурами, так и от приемов обработки почвы не наблюдалось. В года нормального увлажнения наибольшие величины актуальной кислотности были отмечена под соей. Глубокое мелиоративное рыхление несколько снизило

Таблица 3.

Влияние приемов основной обработки почвы на ее порозность в слое 0-20 оы,%

! Общая порозность % Порозность аэрации

Культура ! начало вегетации! конец вегетации ! начало вегетаций конец вегетации

! I ! 2 ! 3 ! I ! 2 !3 ! I ! 2 ! 3 ! I ! 2 ! 3

переувлажненные годы

Соя б/др. гй!>' 52,0 53,2 53,6 51,9 52.2 52.3 49,9 52,2 52,2 48.7 48,5 51.8 49,6 51,7 50,6 нормальные 48,7 50,1 50,6 годы 12,5 19 8 20,4 12,5 19,7 19,2 16,1 20,1 19,1 9,4 18 I 18,2 4,0 16 2 17,7 4,0 16,6 17,7

Соя ГЙР' 52,3 54|1 52,1 53)1 51,7 52,9 50,3 49,4 51,0 50,4 49,4 50|2 22,3 24|9 22,2 2216 21,6 23;9 22,2 23|1 20,5 22 0 2С,0 21; в

Ячмень ГЙР- 51,7 53,7 51,3 32*3 51,3 52,2 49,2 48,6 50,6 50!0 47,2 49,8 24,6 26,0 24,4 23,2 23,0 23,0 19,4 21,8 18,5 21,4 18,8 21,0

среднезасушливый год

Соя б/др. 53,2 52,6 52,0 51,8 49,6 50,5 21,7 20,1 18,1 14,6 15,0 12,0

Овес б/др. 52,6 51,0 50,0 50,7 49,4 засушливый 49,5 год 28,6 26,0 24,1 16,5 15,6 14,3

Соя б/др. 51,7 51,3 51,3 49,2 48,6 48,4 22,3 ■ 22,4 21,6 19,4 18,5 18,8

др. 52,3 52,1 51,7 50,3 49,4 49,4 25,0 24,4 23,0 22,3 20.3 20,2

Примечание: I - вспашка, 2 - плоскорвэная обработка, 3 - поверхностная обработка,

б/др. - без дренажа, др. - дренаж, ГМР - глубокое мелиоративное рыхление

Таблица 4

Влияние приемов основной обработки почвы на ее объемную кассу, г/см3

Культура

!Начало вегетации ! Конец вегетации ! I! 2 ! 3 ! 1 ! 2 !3

^оя

Зчмень ?оя

Ячмень

Соя Эвес

Соя

б/др Г§?

гЙР

б/др б/др

б/др . др.

1,22 1,21 1,19

1,22 1118

1,21 1,11

1,22 1.18

1,2С 1,22

1,22 I 21.

переувлажненные годы

1,24 1,24 1,27 1,32 1,32 Г,23 1,23 1,29 1,30 1,29 --- 1,22 1,28 1,26 1,26

1,24 1,28 1,30 1,31 1,20 1,25 1,27 I,28

1,21

1,23 1,2С

нормальные годи

1.22 1,23 1,26 1,28 1,28 1,18 1,18 1,24 1,26 1,27

1.23 1,23 1,29 1,30 1,31 1,20 1,21 1,2' 1,27 1,28

среднезасушливый год

1.22 1,23 1,24 1,30 1,28 1,27 1,29 1,27 1,30 1,ЗС

засушливей год

1.23 1,23 1,29 1,30 1,31 .1.22 .. 1,23 Л,26 1,28 1,28

римечакие: I - вспашка, 2 - плоскорезная обработка, 3 - поверх

постная обработка, ачение рН водного под соей и кукурузой, повысило под однолетними авами. годы избыточного увлажнения не была выявлена зависимость солевой вытяжки от приемов основной обработки почвы. В целом под лвтурами и вариантам она не превышала 5,5. Агромелиоративный прием еличил ее значения до 5,4 по отвальной вспашке и поверхностной работке. В годы с нормальным увлажнением почвы отмечены средние ачения рН солевой вытяжки близкие к оптимальной (5,6) величине д соей по вариантам с отвальной вспашкой (5,7) и плоскорезной об-боткой (5,6). Под кукурузой наблюдалось незначительное подкисле-е почвы по вариантам с отвальной вспашкой и поверхностной обработ-й (5,5), по плоскорезной - снижение до 5,7рН. Глубокое мелиоратив е рыхление под соей привело к увеличение кислотности почвы по

минимальным обработкам.

Величину гидролитической кислотности в годы избыточного увлажнения характеризовали в основном Погодине условия; резких различий по вариантам не отмечено. В год;; с нормальном увлажнением под однолетними травами и соей низкие значения ее были по варианту с отвальной вспашкой 1,4-2,5 мэкв/100 г почвы (табл. 5). На вариантах с минимальными обработками под ячменем она снижалась по сравнению с контрольным вариантом на 0,5-0,6 мэкв/100 г почвы. Агромелиоративное рыхление под однолетними травами способствовало уменьшению ее величины; под ячменем возрастанию по вариантам с плоскорезной и поверхностной обработками и снижению по варианту с отвальной вспашкой; под соей - росту по всем вариантам опыта.

Содержание кальция в почве в переувлажненные году находилось в пределах 13,4-14,8 мякв/ЮС г почвы в зависимости от культур, обработок и агроприема. Глубокое мелиоративное рыхление.вызвало по всем вариантам, некоторое снижение его, кроме варианта с отвальной вспашкой на ячмене. В годы нормального увлажнения почвы под соей наибольшее количество кальция отмечалось в начале вегетации культуры по все вариантам опыта. На варианте с отвальной вспашкой его бь-ло на 1,32,7 мэкв больше, чем на вариантах с плоскорезной и поверхностной обработками (20,2 и 18,3 мокв/100 г почвы). 3 среднем за вегетационный период количество кальция на варианте с отвальной вспашкой несколько превышало его содержание по минимальным обработкам. За период вегетации ячменя превышение в содержании кальция по минимальным обработкам по сравнению с отвальной вспашкой (16,1 мэкв) составило 0,1-0,6 мэкв/1С0 г почвы; под однолетними травами, наоборот, варианты с плоскорезной и поверхностной обработками уступали варианту с отваль ной вспашкой. Глубокое мелиоративное рыхление под пропашными культурами несколько снизило, а под культурами сплошного сева - повысило

Таблица 5.

Влияние способов обработки почвы на ее агрохимические показатели (в среднем'за вегетацию культур)

Культу ры

рНв

рНс

Нг

! Са, мэкв/100г!Са+Му, мокв/ЮОг

'•3 'I

! 1 < 2

почаы

I

' I '

переувлажненные годы

Соя ГЙГ 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6.4 5,5 5> 5,5 5.5 5,5 5,4 2.6 2,6 2,7 2,7 2,7 2,7 14,6 14,4 14,6 14,3 14.5 14.6 21,6 21,8 21.5 21.6 21,4 20,8

Ячмень гйР' 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 б[ 5 5,4 В 5,5 5; 5 2,6 2:6 2,7 2[б 2,7 2,6 13,8 14,3 13,7 13> 14,1 13,7 23.2 22.3 22,0 22; 4 22,4 22)3

Однолетние травы гмР' 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 5,4 5,4 У 5.4 5.5 2,7 2,7 2,7 2,6 2,7 2,6 14,8 14,6 14,2 14,0 14,2 14,0 22,2 23,4 21,6 22,6 21,5 22 5

Соя

Кукуруза Ячмень

нормальные годы

Однолетние травы

гйР-гй-

Примечание:

7,4 7,1 7,2 6,7 7,1 6,9 5,7 5,6 5,6 5> 5,4 5,4 1,4 2,4 1,8 2,4 1,8 2,8 18,6 18,1 18,2 16,7 17,4 17,8 25,4 24,4 25.0 22.7 25,0 24,3

6,7 6,6 6,8 6,6 6.5 6.6 5,5 5)5 5,7 5,5 5,5 5,5 2,6 2,8 2,6 2,6 3,0 2.7 16,8 16,7 17,2 16,9 16,8 17,1 23,3 21,9 24,5 24,0 24,0 23,8

6,6 6,6 6,6 6,6 6.6 ь, 6 5,4 5[б 5.5 5.6 5,5 5,5 3,0 2,3 2,4 2,7 2,5 2,7 16,1 16,7 16,2 16! 5 16,7 16,4 23,6 24.0 25,9 23,8 23,6 24,4

6,5 6,7 6.5 6.6 6,6 6,7 5,5 5!? 5.5 5.6 5,5 5!б 2,5 2.0 2,8 2> Ь1 2,4 16,4 16,9 15,9 16,3 16,2 16,4 24,7 24,7 23,8 24,8 25,0 24.7

I - вспашка, 2 - плоскорез^ая обработка, 3 - поверхностная обработка, др. - дренаж, ГМР - глубокое мелиоративное рыхление

I

содержание обменного -кальция. 3 годы избыточного увлажнения под куль-гурами сплошного сева преимущество в содержании обменных оснований заметно за вариантом с отвальной вспашкой (2с,5 м?кв), по минимальным обработкам (21,5 мэкв/ICG г почвьО. Направленность данного процесса сохранялась при проведении агроприема. Под посевами сои изменения содержания суммы обменных оснований в зависимости от приемов основной обработки крайне незначительны. Б годы нормального увлажнения почвы наблюдалась большая ее динамичность. В сухие периоды лолебг ния поглощенных оснований не велико, в ото время отмечается наибольшее их содержание; во влажные периоды - уменьшается. В целом за период вегетации сои больше обменных оснований на контроле (25,4 мэкв), а с минимальными обработками составляло на 0,4-.i,G мэкв/ICü г почеы меньше. Под кукурузой лучшими били варианты с плоскорезной (24,5 moki и поверхностной (24,0 мэкв) обработками. Зга закономерность сохранилась и под ячменем. Глубокое мелиоративное, рыхление способствовало уменьшению суммы обменных оснований под пропашными культурами.

Глава 5. ДИНАМИКА БИОШВДХ ЭЛЕМЕНТОВ

Содержание нитратного азота в переувлажненных почвах без дренажа под посевами зерновых культур практически одинаковое - 6,4-6,7 мг на кг почвы; на дренаже - 0,3-11,2 мг/кг почвы с преимуществом вариа! тов с минимальными обработками. Под соей на участке без дренажа количество нитратного азота колебалось в пределах 4,0 по отвальной вспашке, плоскорезной и поверхностной обработкам - 4,5 и 4,0 мг/кг почвы; на дренаже - 13,6; 12,7 и 14,0 мг/кг почвы, соответственно. В нормальные годы под зерновыми культурами больше нитратов отмечалось на вариантах с минимальными обработками - 6,1 мг по сравнение с отвальной вспашкой -.5,0 мг/кг почвы. Под соей и кукурузой его было больше (табл. 6). Это прослеживалось и в другие годы исследований. Глубокое мелиоративное рыхление способствовало увеличению или стабилизации

Таблица 6

Влияние приемов основной обработки почвы на содержание биофильных элементов

!лЧод»,мг/кг почвы ! ! Р205, мг/100 г ! К20, мг/100 г

1 1 1 почвы ! ' почвы

пу л ы у ры ! I ! 2 ! 3 ! !. I ! 2 ! 3 ! I ! 2 ! 3

переувлажненные годы

Я б/др. тШ- 4,0 5,6 6,5 4,5 6,1 б!б 4,2 5,8 6,0 2,5 3,7 3|б 2.6 3,7 3,6 2,0 3,7 3,5 7.9 6,1 6,0 9.4 6,2 6.5 8.7 5,9 5.8

мень гйР" 1,2 1)8 1,4 1.9 1,5 1,9 4,0 3,7 4,2 4,2 4,2 4,3- 6,2 5,7 6.7 6.8 6.4 6,6

нолет е г р. гЙР- 3,4 2,7 3.7 2,8 3,2 4,1 4,0 М 4Д 4,0 4,2 5,8 6,4 6,8 6,9 6,1 6,9

нормальные годы

я гЙР" Н,2 10,7 9,5 10,7 9,7 11,8 3,7 5,2 6,2 6,4 6,2 6,4 10,2 10,3 10,7 10,6 8,6 10,4

куру за 16,7 15,4 18,5 15|7. 18,5 15^2 3,7 3,3 54 4,5 6,4 7,7 10,2 10,9 10,8 9,9 10,7 12,2

мень гЙГ 5,6 5,9 4,7 7,5 7,6 6,9 2.7 ЗД 3.5 3.6 3,8 4,5 8,0 и,з 9,6 9,9 8,8 10,7

нолет е тр. гйР' 4,4 5,2 5,6 6,6 5,6 5,2 4,7 3,4 4,0 5,3 4,1 3,8 13,0 11,2 10,6 12,3 9,6 11,8

с редне засушливый год

я б/др. 14,1 8,8 8,1 2,7 2,7 2,2 7.6 6.3 6,9

ее б/др. 6,6 7,8 5,4 2,2 2,1 1,8 7,0 7,0 6,4

засушливый год

я б/др. др. 16,3 17,6 16,9 2С;8 15,6 18,9 ЗД 6,2 3,2 6,7 2,8 6,2 7,5 и,з 7,2 Н,7 6,8 11,3

ее б/др. др. 9,9 12*9 9,6 12,7 10,1 12|9 2,8 7\7 2,3 7,0 2,6 7,1 6,2 7,7 6,3 7.8 6,4 8,7

Примечание: I - вспашка, 2 - плоскорезная обработка,

3 - поверхностная обработка, б/др. - без дренажа, др. - дренаж, ГМР - глубокое мелиоративное рыхление.

держания нитратного азота. Содержание подвижного фосфора в пере-яажнениые годы на, участке без дренажа низкое, как под соей, так под пшеницей. На дренажном участке большее его содержание под иьтурами сплошного сева, чем под соей. В нормальные по увлажнению

почвы годы под соей в среднем за вегетацию на варианте с отвальной вспашкой подвижного фосфора било 3,7 мг, с плоскорезной и поверхностной обработками 6,2 иг/100 г почвы. Подобное содержание отмечалось под кукурузой и ячменем. Под однолетними травами преимущество в содержании фосфора било за вариантом с отвальной вспашкой. В средне-засушливом году отмечалось низкое содержание подвижного фосфора под обеими культурами. В засушливом году под овсом на обоих участках количество фосфора не имело резких различий и находилось в пределах 2,3-2,8 мг и 7,0-7,7 мг/ЮО г почва. Подобные диапазон« изменений наблюдались и под соей. Во все годы исследований, кроме переувлажненных, прослеживалась дифференциация в содержании подвижного фосфора по слоям пахотного горизонта: большее его количество при минимальных обработках отмечалось в слое 0-10 см, а при отвальной вспашке - в слое 10-20 см.

Содержание обменного, калия под соей в .переувлажненные годы на участке .без дренака находилось в пределах низкой и повышенной обеспеченности 3,3-16,8 мг/ICC г почвы. В среднем за период вегетации в разрезе вариантов количество обменного калия составляло по отвальной вспашке 7,9 мг, плоскорезной и поверхностной обработкам 9,4 и 8,7 мг/ICС г почвы, соответственно. На дренаке оно уменьшилось до 6,1; 6,2 и 5,9 мг/ICO г почвы. В годы с нормальном увлажнением под соей и кукурузой лучшим был вариант с плоскорезной обработкой 10,7 и 10,8 мг, по сравнению с отвальной вспашкой 10,2 мг/ЮО г почвы. Под однолетними травами минимальные обработки привели к снижению содержания обменного калия. Глубокое мелиоративное рыхление в переувлажненные годы изменений не вызвало; ъ нормальные - увеличило содержание калия на. вариантах с минимальными обработками под однолетними травами; на всех вариантах опыта под ячменем и пропашнь'ми культурами, кроме варианта с плоскорезной обработкой, где отмечалось незна-

тельное снижение. 3 средче.засуиливый и засушливый годы содержание менного калия на участке без дренажа варьировало от 6,2 до 7,о мг

ICG г почвы, На дренаже эти показатели выше, особенно под соей 1,3-11,7 мг/ICO г почвы). Минимальные обработки оказывали влияние дифференциацию калия в верхнем (0-10 см) слое по сравнению с от-льной вспашкой в этом же горизонте.

Глава 6. ВЗАИМОСВЯЗЬ ИЩУ ОБРАБОТКАМИ ПОЧВЫ, -ЖИЧЕСКИМИ, РОХИМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ И УР07АЕМ

Для ячменя наибольшая связь урожайности с такими показателями, к рН солевой и рН водный, нитратным азотом наблюдалась в нормаль-е по увлажнению годы. Для однолетних трав наибольшее количество ррелятивных связей отмечено в переувлажненные годы - аммиачном и тратным азотом, кислотностью почв и с количеством агрономически иных агрегатов. Это же отмечалось и у сои. В средне засушливый и сушливий годы отмечены - достоверные связи между урожайностью сои, держанием подвижного фосфора и обменного калия, а также с нитратным о том. Урожайность овса в эти годы зависела в основном от влажнос-

почвы. Суммарное влияние систем обработок, дренажа и рыхления иболее полно отражается в переувлажненные годы (97-95$) по всем льтурам. Кукуруза оказалась отзывчива на эти факторы и в нормаль-е по увлажнению почвы годы.

ВУЕОДИ

I. Влажность почвы в переувлажнение годы полностью зависела количества выпавших осадков и не зависела от приемов основной об-ботки почвы. В нормальные и засушливые годы по вариантам с мини-льнами обработками она была выше, чем по отвальной вспашке. Дренаж засушливый год несколько усиливал недостаток влаги. Глубокое ме-оративное рыхление в нормальные по увлажнению почвы годк способ-вовало увеличению количества влагозапасов; в остальное годы резких

изменений не отмечено.

2. Количество водопрочных агрегатов в переувлажнение годы под пшеницей и соей, как на дренаже, так и на богаре било больше по отвальной вспашке; однолетними травами - по вариантам с минимальными обработками. В остальные годы количество агрономически ценных агрегатов в основном зависело от возделываемых культур, чем от способов обработки почвы.

3. Порозность почвы в переувлажненные годы в большей степени зависела от выпавших осадков, чем от способов основной обработки. В нормальные годы на общую порозность и порозность аэрации сказывалис приемы обработки и возделываемые культуры. Большая общая порозность отмечалась на варианте с отвальной вспашкой по сравнению с плоскоре ной обработкой в посевах сои; на ячмене она несколько ниже. В среди засушливом году общая порозность почва на сое выше, чем на овсе, а порозность аэрации, наоборот, ниже. Дренаж и глубокое мелиоративное рыхление-способствовали ^велияеди»..как.общей порозности, так и поро ности аэрации во все годы исследований.......

Плоскорезная и поверхностная обработки приводили к увеличеу объемной массы почвы по сравнению с отвальной вспашкой. Однако, эгс увеличение не превышало оптимальных значений для данного типа почв. Под культурами сплошного сева величина объемной массы в переувлакне ные годы ниже, чем под соей; в годы с нормальным увлажнением наблю; лась обратная картина. Дренаж и глубокое мелиоративное рыхление сш жают плотность почвы по всем вариантам, не зависимо от увлажнения.

5. Способы обработки почвы в переувлажненные годы не оказывал! влияния на кислотность почвы. В нормальные годы под соей на вариан те с поверхностнойобработкой- отмечено увеличение кислотности до под кукурузой - незначительное подкисление по варианту с отвальной вспашкой. Глубокое мелиоративное рыхление стабилизировало актуальн;

слотяость, но привело к увеличение рН солевой под соей по всс-м ва-■знгам опыта. На сое и однолетних травах в нормальные годы на вариак

с отвальной вспашкой отмечались более низкие значения гидролити-ской кислотности по сравнению с другими вариантами; на ячмене про-еживалась обратная направленность.

6. Количество обменного кальция в большей степени зависело от зделываемой культуры, чем ог способов основной обработки почвы.

д пропашными культурами его отмечалось больше, чем под культурами лошного сева независимо от степени увлажненности почвы. В разрезе риантов количество обменного кальция оставалось практически одина-вым.

7. В переувлажненное годы как нитратного, так и аммиачного азо-мало вследствие низких температур и избыточного увлажнения. В дру-

е годы его было значительно больше. Дренаж способствовал большему коплению нитратов в почве; в то же время на дренаке отмечалось более тенсивное вымывание.нитратов.,, оербиию. в. переувлажненные годи. 3 рти дн лучшими оказались варианты с минякальк.'ми обработками под зер-вне и сою; в нормальные годы под зерновые - плоскорезная обработ-, под сою - отвальная вспашка. Подобная тенденция отмечалась и в еднезасушшвом году, а в засушливом наблюдалась обратная картина, убокое мелиоративное рыхление способствовало увеличению или стаби-зации азота в почве.

8. Во все годы исследований количество подеихного фосфора прак-чески одинаковое и не зависело от система обработки почвы, только нормальные по увлажнению годы под ячменем и пропашными культурами

о содержание было большее по минимальным обработкам по сравнению отвальной вспаикой. Дренаж способствовал лучшему накоплению фосфо-, особенно в засушливом году. Во все годы, кроме переувлажненных эслекивалась дифференциация подвижного фосфора по слоям па>отного

горизонта: при минимальных обработках большее его количество содержалось в слое C-IG см, при отвальной вспашке в слое IC-2C см. Глубокое мелиоративное рыхление резких изменений не дало.

9. В переувлажненное год;! обменного калия на дренаже значительно меньше, чем на богаре; по вариантам опыта более обеспеченным бил вариант с плоскорезной обработкой по всем возделываемым культурам. В засушливый год отмечено большее количество обменного калия на дренаже. Выявлена дифференциация калия в верхнем (0-10 см) слое по срав нению с отвальной вспашкой. Этого не наблюдалось только в переувлажненные годы.

10. Наибольшее количество коррелятивных связей между урожайносты сельскохозяйственных культур, физическими, химическими и агрохимическими свойствами почвы выявлено под однолетними травами и соей в переувлажненные годы, ячменем в нормальные годы и соей в среднезасуш ливые; меньшее - под однолетними травами, овсом и соей в нормальные

и ячменем-в. переувлажненные годы.............

11. По результатам регрессионного анализа установлено, что на урожайность сои как на дренаже, так и без него большое влияние оказали различные системы обработок почвы, особенно в переувлажненье годы. Глубокое мелиоративное рыхление на урожайность влияет значительно меньше, однако в сочетании с обработками достигался наибольший эффект.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Тихонова Т.К. Минимализация основной обработки почвы в полевом севообороте// Совершенствование путей рационального использования и мелиорации почв Дальнего Востока. - Уссурийск, 1985. - С. 59-6

2. Коисеенко A.A., Тихонова Т.И. Минимализация обработки почвы под зерновые в Приморье// Земледелие. - 1985. - № 4. - С. 43-44.

3. Моисеенко A.A., Панков В.П., Тихонова Т.Н. Оптимизация обра-

ботки почвы в полевых севооборотзх// Агротехника возделывания полевых культур в Приморье. - Новосибирск, 1985. - С. 50-55.

4. Тихонова Т.И. Почвозащитная обработка склоновых почв Приморья// Повышение плодородия почв Приморья. - Уссурийск, 1986. - С. 67-70.

5. Аксенов A.A.., Ващенко А.П., Тихонова Т.Н. и др. Интенсивное земледелие// Система ведения сельского хозяйства в Приморском крае на 1983-1990 годы. - Новосибирск, 1987..- C.I3-87.

6. Моисеенко A.A., Тихонова Т.Н. Периодичность основной обработки почвы в полевом севообороте// Селекция, семеноводство и технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Приморье. - Новосибирск, 1590. - С. 77-82.

7. Тихонова Т.Н., Сидорова Г.М., Федчун A.A. Агрономическая оценка урожая кормовых культур в почвозащитном земледелии// Наука в образозательном процессе вуза. - Уссурийск, 1997. - С. 186-188.

8. Тихонова Т.Н., Федчун A.A. Влияние обработки почвы на продуктивность кормовых культур// Наука в образовательном процессе вуза. - Уссурийск, 1997. - С. 188-190.

Тихонова Татьяна Ивановна

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЛУГОВО-ЕУРЫХ ОТВДЕННУХ .ДРЕНИРОВАННЫХ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТОК

Автореферат

Подписано в печать 22.09.98 г.

Формат 60x90 I/16. Бумага писчая. Печать офсетная.

Уч. - изд. л.^У. Тираж 100 экз. Заказ 28

Приморская государственная сельскохозяйственная академия 692510. Уссурийск, пр.Блюхера, 44 "

Участок оперативной полиграфии Приморской государственной сельскохозяйственной академии. 692500. Уссурийск, ул.Раздольная,8

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Тихонова, Татьяна Ивановна, Уссурийск

/

/

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации Приморская государственная сельскохозяйственная академия

ТИХОНОВА Татьяна Ивановна

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЛУГОВО-БУРЫХ ОТБЕЛЕННЫХ ДРЕНИРОВАННЫХ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ

СИСТЕМ ОБРАБОТОК

03.00.27 - почвоведение 06.01.03 - агропочвоведение

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научные руководители: кандидат сельскохозяйственных наук, с.н.с., член-кор. Академии аграрного образования России

На правах рукописи

А.А. ФЕДЧУН

кандидат сельскохозяйственных наук

Г.М. СИДОРОВА

Уссурийск 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................3

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ОБРАБОТОК НА ПОЧВУ

1.1. Характеристика систем обработок...........................7

1.2. Непосредственное и о посредстве иное влияние обработок на почву....................................................12

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ...................20

2.1. Распределение, общая агрономическая характеристика лугово-бурых отбеленных почв.................20

2.2. Агроклиматические условия лет исследований......22

2.3. Методы исследования...............................................30

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТОК НА ВОДНЫЙ РЕЖИМ

И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ....................34

3.1. Влажность..................................................................34

3.2. Структура (агрегатный состав).................................44

3.3. Порозность.................................................................54

3.4. Плотность...................................................................61

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТОК ПОЧВЫ НА ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА........................................................66

4.1. Кислотно-щелочные условия....................................66

4.2. Почвенный поглощающий комплекс.......................71

ГЛАВА 5. ДИНАМИКА БИОФИЛБНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ........84

5.1. Азот............................................................................84

5.2. Подвижный фосфор..................................................108

5.3. Обменный калий........................................................119

ГЛАВА 6. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ОБРАБОТКАМИ ПОЧВЫ,

ФИЗИЧЕСКИМИ, АГРОХИМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ И УРОЖАЙНОСТЬЮ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР...................................................127

6.1. Корреляционный анализ...........................................127

6.2. Регрессионный анализ...............................................132

ВЫВОДЫ.......................................................................................136

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................139

ВВЕДЕНИЕ

В современном агроночвоведении почва рассматривается как важнейший компонент биосферы и особая форма природных ресурсов, где главное внимание уделяется влиянию научно-технического прогресса на почвы и использований его достижений для улучшения производст- у венных свойств почв. Одним из главных условий нормального развития растений является правильная обработка почвы. Ее роль заключается в создании оптимального состояния пахотного и подпахотного слоев, окультуривании почвы и борьбы с засоренностью полей. Прямое и косвенное действие обработки связано с регулированием доступности питательных веществ, с воздействием на отдельные компоненты плодородия почвы.

Значение научного и практического обоснования различных способов обработки при воздействии их на физические, агрохимические и биологические свойства почвы в последнее время существенно возрастает. Дифференциация систем обработки почвы во многом обуславливается особенностями почвенно-климатических зон страны. Для Приморского края характерны тяжелые по механическому составу почвы, муссонный климат со значительным увлажнением почвы во второй половине лета, наличие элементов водной эрозии почвы. Поэтому, при разработке зональных систем земледелия, особое внимание следует уделять выбору различных вариантов сочетаний способов и приемов обработки почвы с учетом почвенно-климатических условий региона. Наряду с традиционной отвальной вспашкой значительное место занимают безотвальные обработки, в том числе плоскорезная, поверхностная, комбинированная и другие. Решающими факторами определения пригодности почв к минимальной обработке, с учетом особенностей. климата и системы земледелия региона, являются физические свойства и, в первую очередь, степень дренированности почвы и ее устойчивость

к уплотнению. Среди других свойств почвы, которые также необходимо учитывать, - водопрочность агрегатов, объемная масса, мощность пахотного слоя и содержание гумуса.

В интенсивном земледелии минимальные обработки способствуют закреплению биофильных веществ в пахотном слое в составе как органических, так и минеральных соединений в результате накопления органического вещества, снижения горизонтальной и вертикальной миграции водорастворимых солей и биологической иммобилизации биофильных веществ. В зависимости от культуры и почвы они способны обеспечивать на фоне интенсивной технологии возделывания предшественника одинаковую со вспашкой урожайность практически всех полевых культур.

Эффективным приемом, резко меняющим отрицательные физические свойства многих тяжелых почв, является глубокое безотвальное рыхление. Оно способствует более экономному рациональному использованию почвенной влаги растениями, увеличивает площадь их питания, является одним из приемов борьбы с неблагоприятными последствиями уплотнения почв сельскохозяйственной техникой.

Перспективной может быть лишь та система земледелия, которая сочетает минимализацию обработки почвы с более полным использованием биологических возможностей рационального агроценоза. Соотношение отвальной и безотвальной обработок следует устанавливать с учетом конкретных почвенно-климатических условий, особенностей рельефа, агроценоза и культуры, чтобы отвечать требованиям, как высокоэффективного земледелия, так и охраны окружающей среды. Поэтому необходимо проводить дальнейшие исследования по разработке зональных систем земледелия с учетом новейших достижений.

Цель и задачи исследования.

Основная цель работы - установить изменения свойств лугово-бурых отбеленных дренированных почв под влиянием различных сис-

тем обработок.

Поставленная цель предопределила необходимость решения конкретных задач:

1. Определить влияние обработок на водный режим и физические свойства почвы.

2. Изучить влияние различных обработок на химические свойства почвы.

3. Выявить влияние обработок почвы на динамику питательных элементов.

4. Установить зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от различных обработок, оказывающих влияние на физические ^ и химические свойства почвы.

Научная новизна и практическая ценность исследований.

Впервые для условий тяжелых по гранулометрическому составу -почв и муссонного климата показана направленность и степень измене- * ния свойств почв под влиянием различных систем обработок. Практическая ценность заключается в том, что выбраны варианты обработки почв, наибольшей степени соответствующие региональным условиям. I Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на научно-технических советах Опытной станции по мелиорации почв и рациональному использованию мелиорируемых земель Приморского СХИ (Уссурийск, 1989, 1990, 1991, 1992, 1993 гг.); на конференциях профессорско-преподавательского состава Приморской государственной сельскохозяйственной академии (1996, 1997 гг.), на краевой конференции «Совершенствование путей рационального использования и мелиорации почв Дальнего Востока» (Уссурийск, 1985 г.), на региональной научной конференции «Дальневосточные проблемы использования почв и рационального землеустройства» (Уссурийск, 1995 г.), на • международной научной конференции «Наука в образовательном процессе» (Уссурийск, 1997 г.), на региональных научных конференциях

Дальнего Востока (Владивосток, 1997, 1998 гг.).

Реализация работы. Полученные материалы использованы при разработке рекомендаций «Система ведения сельского хозяйства в Приморском крае на 1983-1990 годы». Результаты исследований по влиянию различных систем обработок на физические и химические свойства почвы использовались при составлении агротехнических мероприятий при выращивании сельскохозяйственных культур в учебно-опытном хозяйстве Приморской сельскохозяйственной академии, ТОО «Приморское», ТОО «им. Тельмана» Октябрьского района, ТОО «Дмитриевское» Черниговского района.

В работе защищаются следующие положения:

1. В различные по увлажненности годы одни и те же виды обработок по-разному активизируют показатели почвенного плодородия.

2. Урожайность сельскохозяйственных культур и свойства почвы не^ однозначно связаны между собой в различные по увлажненности годы.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

Структура. Диссертация включает 159 страниц машинописного текста, 34 таблицы, 23 рисунка, состоит из введения, 6 глав, выводов. Список литературы включает 240 наименование , в том числе 5 на иностранном языке.

Работа выполнена в составе общесоюзной научно-технической программы 0.30. Решением Государственного комитета по науке и технике СССР работа выполнялась по программе 0.51.01., заданиям 01 (разработать и внедрить систему управления воспроизводством плодородия и охраной почв в интенсивном земледелии) и 04 (разработать и внедрить методы управления продуктивностью посевов и воспроизводством плодородия почв в зональных почвозащитных системах земледелия при программировании выращивания сельскохозяйственных культур).

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ОБРАБОТОК НА ПОЧВУ 1.1. Характеристика систем обработок

Правильная обработка почвы в регулировании почвенных условий жизни растений занимает одно из важных мест. Высоко оценивают значение обработки почвы в повышении ее плодородия и продуктивности агроценозов в своих работах С.А. Наумов, (1974, 1981); Л.И. Ники-форенко (1990); Х.Н. Стариков, А.П. Ковалев, Л.С. Ковалева (1979). Выдающиеся деятели отечественной и зарубежной агрономической науки ставили перед обработкой почвы различные цели. По мнению И.С. Стебута (1971), хорошие урожаи почвы производит только тогда, когда она хорошо удобрена и обработана. Под обработкой он понимал очищение поверхности от предметов, мешающих заделке семян культурных растений, придание почве такого агрохимического и гранулометрического состава, который отвечал бы требованиям культурных растений. Д.И. Менделеев (1951) писал: «При поверхностном наблюдении кажется, что главная цель механической обработки заключается в том, чтобы облегчить проникновение корней культурных растений в почву. На самом деле это далеко не на первом плане, так как корни свободно проникают и в твердую почву, и без всякой механической обработки» (с.83). К.А. Костычев (1898) считал целью обработки почвы придание ей такого строения, которое для произрастания растений наиболее благоприятно. В. Р. Вильяме (1951) главную задачу обработки видел в предании ей комковатой структуры при возможном малом распылении. Н.М. Тулайков (1963) указывает, что «... задачей обработки почвы можно считать создание условий плодородия для различных групп сельскохозяйственных культур и борьбу с теми факторами, которые нарушают эти условия» (с.44).

С.А. Наумов (1967) следующим образом излагает сущность воздействия обработки на почву: «...основной целью рациональной обработки следует считать придание пахотному слою наилучшего для дан-' ного культурного растения (или группе культур) строения с целью регулирования водного, воздушного, теплового и питательного режимов

почвы. Что касается таких задач как накопление и сохранение влаги, регулирование процессов разложения органических веществ в пахотном слое, создание условий для успешного развития корней культурных растений, то, не отрицая их большого значения, следует указать, что все они по существу решаются путем создания и поддержания благоприятного строения пахотного слоя» (с.36).

По С.А. Воробьеву (1991) основными задачами обработки почвы являются: сохранение и повышение плодородия почв, защита ее от эрозии и создание условий для устойчивого зонального земледелия; изменение строения и агрегатного состава обрабатываемого слоя почвы с целью создания благоприятного для растений водного, воздушного, теплового и питательного режимов, обеспечения активизации микробиологических процессов, более мощного развития корневых систем культурных растений; очищение почвы от сорных растений, их семян и вегетативных органов размножения, а также возбудителей сельскохозяйственных культур.

До середины 50-х годов основным приемом для решения большинства задач, поставленных перед обработкой почвы, служила вспашка плугом с предплужником на глубину не менее 20 см. Вспашка обеспечивает оборачивание и рыхление обрабатываемого слоя почвы, а также подрезание подземной части растений, заделку удобрений, растительных остатков.

Многие обращали внимание на вопросы мощности пахотного слоя и роль оборачивания. Так, М.Г. Павлов (1937), А.Т. Болотов (1952) считали, что глубокая вспашка — основа культуры земледелия и, что постоянство хороших урожаев зависит от глубокого рыхления.

О необходимости вспашки, а, следовательно, и оборачивания почвы высказывались подавляющее большинство исследователей (Измаильский, 1887; Краузе, 1931; Докучаев, 1936; Барсуков, 1937; Тимирязев, 1948; Мосолов, 1954; Квасников, 1961). Долгое время обязательность оборачивания пахотного слоя объяснялось по В.Р. Вильямсу (1930). Он считал, что почва с поверхности к концу вегетации утрачи-

вает и структурность и прочность, в нижней же части происходит процесс улучшения структуры. По заключению JI.H. Барсукова и K.M. Забавской (1953) применение отвальной вспашки необходимо также и для устранения постоянно нарастающих под влиянием естественных причин неблагоприятных свойств почв в нижней части пахотного слоя. Только при оборачивании пахотного и перемещении нижней части его на поверхность под влиянием повторного высушивания и увлажнения усиленной деятельности микроорганизмов и v зимнего промерзания они постепенно исчезают.

В настоящее время накоплен значительный экспериментальный материал, указывающий, что действительно происходит дифференциация пахотного слоя, и отдельные части его отличаются между собой рядом особенностей^ и авторы основные причины этого процесса видят в v изменении физических свойств почвы (Вильяме, 1930; Барсуков, 1937; Наумов, 1967,1978; Ревут, 1969,1970); в действии лучистой энергии солнца на поверхностные слои (Барсуков, Забавская, 1953; Абросимова, Ревут, 1965; Абросимова, Мустафова, 1969); в более высоком содержании "верхнем слое азота (Козлов, 1967; Тинжюлис, 1971); доступных 1 форм фосфора (Ревут, 1972); микроорганизмов (Мишустин, 1960). Кроме того, на дифференциацию пахотного слоя, связанную с биологическими процессами, накладывается дифференциация, связанная с механическим передвижением питательных веществ к поверхности почвы с водой в процессе испарения (Абросимова, Ревут, 1965; Абросимова, 1970). Это послужило основанием считать ежегодную вспашку обязательным приемом в системе обработки почв с плохой структурой (Ткачев, 1959; Куклинова, 1966).

Однако, исследования дифференциации пахотного слоя в последние 30 лет показывают необходимость сочетания в агроценозе вспашки с поверхностными обработками (Наумов, Дудинцев, Пестряков, 1974; Пупонин, 1978; Гитов, 1978). Попытка научного обоснования мини-' мальной обработки почвы в современном ее понимании впервые была сделана X. Беннетом (1958) и Э. Фолкнером (1959). Они пришли к вы-

воду, что наилучшие условия для роста и развития растений наблюдаются при естественном сложении почвы. Такая почва обладает хорошей водо- и воздухопроницаемостью за счет ходов дождевых червей, насекомых, отмерших растений. Вспашка же приводит почвы в однообразную массу, заплывающую после дождей и образующую корку после высыхания.

Однако, хотя минимальная обработка, как новое направление оформилась в США, необходимо отметить, что истоки его мы находим в трудах отечественных ученых. Д.И. Менделеев (1881) с гениальной прозорливостью увидел ненадобность оборота пласта и предложил мульчирование почвы для достижения такого же эффекта, который получается при вспашке. П.А. Костычев (1898) отмечал, что если пахотный слой переворачивать и перемешивать, то от этого он скорее высохнет, а в сухой почве разложение идет гораздо слабее.

Теоретическое обоснование путей минимальной обработки почвы для различных зон страны содержится в трудах С.А. Наумова (1963, 1967, 1974, 1981, 1984), И.Б. Ревута (1968, 1969, 1972), И.Б. Ревута, И.И. Кочуровой (1980), A.A. Шенявского (1965, 1972), В.П. Нарциссова (1972, 1982), К.И. Саранина, В.А. Коноваловой, A.A. Попова (1974), Б.А. Доспехова (1978), Б.А. Доспехова, А.И. Пупонина (1974, 1979), Д.Е. Ванина (1982, 1986). Основой минимальной обработки служат научные представления о закономерностях протекания почвенных процессов, изменения ее свойств и плодородия, а также требования выра- ^ щивания культурных растений в почвенной среде (Бондарев, 1981; Колмаков, Нестеренко,1981; Domza I.H., Hodar J., 1990). Характерной чертой это�