178 плотность почвы и агрегатный состав чернозема

VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ И АГРЕГАТНЫЙ СОСТАВ ЧЕРНОЗЕМА
ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПОД ГОРЧИЦЕЙ И ЛЬНОМ МАСЛИЧНЫМ
В ЗЕРНОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ
Мамырко Ю.В.
350038, Краснодар, ул. Филатова, 17
ГНУ ВНИИ масличных культур им. В.С. Пустовойта Россельхозакадемии
[email protected]
Установлено, что горчица является почвоулучшителем, способствующим
разуплотнению тяжелосуглинистых почв, улучшению их агрофизических свойств
и повышению агрономически ценных и водопрочных агрегатов. Из многочисленных факторов, влияющих на формирование структуры почвы и агрономически
ценных агрегатов, наиболее существенным является прямое действие корневой системы льна масличного, которая в процессе вегетации культуры способствует
разуплотнению пахотного и подпахотного слоев почвы.
Для характеристики плодородия почвы важное значение имеют ее агрофизические свойства. Недооценивать такие показатели как водопрочность, плотность, влажность, механический, минералогический состав и другие свойства
почвы, значит не проникнуть в суть процессов, происходящих в почве.
В условиях Краснодарского края на черноземах выщелоченных критической
плотностью почвы для полевых культур является переход ее от 1,3 к 1,4 г/см3. Изменение плотности почвы на 0,01-0,02 г/см3 в этом интервале, следует считать существенным, так как условия вегетации растений более благоприятны при величине этого показателя 1,35 и значительно хуже – при 1,37 г/см3 [1].
Плотность сложения пахотного горизонта почвы в значительной мере зависит от структуры, которая, в свою очередь, определяется гранулометрическим
составом, влажностью почвы, содержанием в ней органического вещества.
Структура почвы, особенно пахотного и подпахотного горизонтов - одна
из главных составляющих ее плодородия. Под структурой понимается совокупность агрегатов, различных по форме, размеру и водопрочности. Агрономически
ценными считаются агрегаты размером 0,25-10 мм. Размер и соотношение агрегатов имеют большое значение для создания оптимального водно-воздушного и
питательного режимов почвы. Ухудшение структурного состава активного корнеобитаемого слоя чернозема способствует изменению водно-воздушного режима.
В бесструктурной почве нарушается соотношение между капиллярной и некапиллярной скважностью, образуется густая сеть глубоких трещин, через которые теряется большое количество накопленной влаги. Снижение агрономически ценных
агрегатов и увеличение глыбистости отрицательно сказывается на продуктивности черноземов. По данным И.А. Кузнецова (1968) [2], Н.Е. Редькина (1969) [3],
Б.И. Тарасенко (1981) [4] оптимальным количеством агрономически ценных агрегатов, при котором создается благоприятный водно-воздушный режим на черноземах Кубани, является 60-80 % от общей массы почвы [5].
Целью исследований являлось определение плотности почвы, агрегатного
состава и коэффициента структурности чернозема выщелоченного в пахотном и
подпахотном слоях под сортами льна масличного и горчицы.
Материал и методы. Исследования по изучению плотности сложения и агрегатного состава почвы проводили в 2005-2007 гг. на Центральной экспериментальной базе ВНИИМК (г. Краснодар), расположенной в центральной почвенноклиматической зоне Краснодарского края.
178
VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
Опыт полевой, стационарный, размещение делянок систематическое, повторность 4-х кратная, общая и учетная площадь делянок 52,6 и 29 м 2 соответственно. Посев производился сеялкой СН-16. Технология возделывания соответствует рекомендациям. Почва опытных участков – чернозем выщелоченный слабогумусный сверхмощный тяжелосуглинистый. Гранулометрический состав почвы
определяли по Саввинову, плотность сложения почвы по Качинскому. Объектами
исследований являются сорта льна масличного: ВНИИМК 630 и ВНИИМК 620 и сорта горчицы: Радуга и Ракета.
Результаты и обсуждение. Плотность сложения почвы в среднем за 20052007 гг. под сортами льна масличного ВНИИМК 630 и ВНИИМК 620 в пахотном и
подпахотном слое была ближе к критическому уровню (табл. 1).
Таблица 1 – Плотность почвы в пахотном и подпахотном слоях под сортами
льна масличного, г/см3
Фаза развития
льна
0-10
Всходы
Созревание
1,29
1,14
Всходы
Созревание
1,29
1,14
Слой почвы, см
10-20
20-30
ВНИИМК 630
1,35
1,34
1,26
1,28
ВНИИМК 620
1,35
1,34
1,25
1,29
ВНИИМК, 2005-2007 гг.
30-40
0-30
1,33
1,38
1,33
1,23
1,33
1,37
1,33
1,23
В фазе всходов культуры, как в пахотном, так и подпахотном слое почвы
она составила 1,33 г/см3, а в слое 20-30 см ее значение было максимальным и
составило 1,35 г/см3. К началу уборки сортов льна масличного произошло
разуплотнение пахотного слоя почвы на 0,10 г/см3 и плотность почвы составила
1,23 г/см3. В подпахотном горизонте, напротив, произошло уплотнение почвы
вследствие сильного иссушения всего профиля почвы. Здесь плотность почвы
была на 0,04-0,05 г/см3 больше, чем в фазе всходов льна, и составила
1,37-1,38 г/см3. В фазе всходов плотность сложения почвы не зависела от сорта
горчицы и была практически на одном уровне. Наименьшее ее значение в слое 010 см составило 1,29 г/м3, а в подпахотном слое 30-40 см плотность почвы достигла максимума и составила – 1,47 г/см3 (табл. 2).
Таблица 2 – Плотность почвы в пахотном и подпахотном слоях почвы
под сортами горчицы, г/см3
Фаза развития
горчицы
0-10
Всходы
Созревание
1,29
1,23
Всходы
Созревание
1,29
1,22
Слой почвы, см
10-20
20-30
Радуга
1,35
1,42
1,32
1,38
Ракета
1,36
1,42
1,31
1,39
ВНИИМК, 2005-2007 гг.
30-40
0-30
1,47
1,37
1,35
1,31
1,47
1,37
1,36
1,31
Однако, к концу вегетации сортов горчицы произошло значительное снижение плотности почвы. Так, в среднем по сортам, в слое почвы 0-10 см, она снизилась на 0,06 г/см3 и составила 1,22 г/см3, в слое почвы 10-20 см – на 0,04 г/см3 и
179
VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
составила 1,31 г/см3, в слое почвы 20-30 см – на 0,03 г/см3 и составила 1,38 г/см3.
Плотность почвы подпахотного слоя почвы (30-40 см) снизилась на 0,10 г/см3 и
составила 1,37 г/см3. Здесь произошло значительное разуплотнение почвы, что в
конечном итоге будет оказывать существенную роль для развития корневой системы последующей в севообороте культуры. В пахотном слое почвы (0-30 см) изменение плотности в процессе вегетации культуры составило 0,04-0,05 г/см3, что ставит горчицу в один ряд с культурами – почвоулучшителями, способствующими
разуплотнению тяжелосуглинистых почв, улучшению их агрофизических свойств и
повышению агрономически ценных и водопрочных агрегатов.
Структура почвы в слое 0-40 см определялась выращиваемой культурой,
технологией ее возделывания, уровнем плодородия почвы и погодными условиями.
Было установлено, что агрегатный состав чернозема выщелоченного подо
льном масличным не зависел от сорта.
Почвенные условия жизни растений, наряду с плотностью почвы и запасами
продуктивной влаги определяют такие показатели как коэффициент структурности и
количество агрономически ценных агрегатов. Совокупность макроагрегатов различных форм и размеров более 0,25 мм, которая и образует агрегатный состав почвы,
можно рассматривать как объект, отражающий результаты не только почвообразовательных процессов, но и земледельческой деятельности человека.
В среднем по сортам льна масличного содержание агрегатов размером
более 10 мм и 0,25-10 мм в пахотном слое (0-30 см) в фазе всходов составило
37,1 и 61,3 %, а на момент созревания - 26,0 и 72,4 % соответственно. В подпахотном слое почвы (30-40 см) их содержание составляло в фазе всходов 34,5 и
64,5 %, а в фазе созревания культуры - 25,4 и 73,5 % соответственно. Содержание пылеватой фракции (менее 0,25 мм) в пахотном и подпахотном слоях почвы
в течение вегетации льна практически не менялось и в фазе всходов составляло
1,6 и 1,0 %, а в фазе созревания культуры – 1,3 и 1,0 % соответственно.
Структурность почвы можно охарактеризовать не только количеством агрономически ценных агрегатов, но и коэффициентом структурности, который показывает отношение содержания агрономически ценных агрегатов к сумме содержания глыбистой и пылеватой фракций.
Подо льном масличным на черноземе выщелоченном коэффициент структурности зависел от слоя почвы (табл. 3).
Независимо от изучаемых сортов льна масличного, как в фазе всходов,
так и в фазе созревания культуры, он увеличивался с глубиной. При этом, изменение значения коэффициента структурности в большей степени зависело от содержания глыбистой фракции, чем от пыли, содержание которой колебалось в
небольших пределах (от 0,9 до 2,4 %). В среднем по сортам в фазе всходов в пахотном слое (0-30 см) коэффициент структурности составил 1,59, а в подпахотном увеличился на 0,23 и составил 1,82. В фазе созревания льна он увеличился
на 1,03 и 0,96 и составил 2,62 и 2,78 соответственно.
Наблюдения за агрегатным составом чернозема выщелоченного под горчицей показали, что в фазе всходов культуры количество агрономически ценных
агрегатов под сортами горчицы не имело значительных отличий и увеличивалось
с глубиной по почвенному профилю. Так, в среднем по сортам, в слое 0-10 см оно
составляло 61,4 %, а в слое 30-40 см увеличилось на 4,2 % и составило 65,6 %
(табл. 4).
В фазе созревания культуры количество агрономически ценных агрегатов
увеличилось и стало выровненным по почвенному профилю и варьировало от
72,4 до 73,9 %.
180
VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
Таблица 3 – Агрегатный состав и коэффициент структурности чернозема
выщелоченного в зависимости от фазы развития сортов
льна масличного
ВНИИМК, 2005-2007 гг.
Сорт
ВНИИМК
630
ВНИИМК
620
Слой
почвы,
см
0-10
10-20
20-30
0-30
30-40
0-10
10-20
20-30
0-30
30-40
Всходы
Созревание
размер агрегатов,
размер агрегатов,
коэффициент
коэффициент
мм (%)
мм (%)
структурности
структурности
10 10-0,25 0,25
10 10-0,25 0,25
37,8
59,9
2,3
1,49
26,4 71,7
1,9
2,53
37,1
61,4
1,4
1,59
26,1 72,4
1,5
2,62
36,3
62,7
1,0
1,68
25,5 73,0
1,5
2,70
37,1
61,3
1,6
1,59
26,0 72,4
1,6
2,62
33,9
65,2
0,9
1,87
25,4 73,7
0,9
2,80
38,0
59,6
2,4
1,48
26,2 71,7
2,1
2,53
37,0
61,6
1,4
1,60
25,8 72,5
1,7
2,64
36,5
62,5
1,0
1,67
26,0 72,9
1,1
2,69
37,2
61,2
1,6
1,58
26,0 72,4
1,6
2,62
35,2
63,8
1,0
1,76
25,5 73,4
1,1
2,76
Таблица 4 – Агрегатный состав и коэффициент структурности чернозема
выщелоченного по фазам развития сортов горчицы
ВНИИМК, 2005-2007 гг.
Сорт
Радуга
Ракета
Слой
почвы,
см
0-10
10-20
20-30
0-30
30-40
0-10
10-20
20-30
0-30
30-40
Всходы
Созревание
размер агрегатов,
размер агрегатов,
коэффициент
коэффициент
мм (%)
мм (%)
структурности
структурности
10 10-0,25 0,25
10 10-0,25 0,25
36,1
61,8
2,1
1,63
25,5 72,5
2,0
2,64
35,3
63,4
1,3
1,74
25,6 72,8
1,6
2,69
34,5
64,5
1,0
1,82
25,6 73,0
1,4
2,71
33,5
65,7
0,8
1,92
25,4 73,5
1,1
2,78
36,9
61,0
2,1
1,59
25,3 72,4
2,3
2,62
35,3
63,3
1,4
1,73
25,2 72,8
2,0
2,67
35,2
63,9
0,9
1,78
25,1 73,6
1,3
2,79
33,7
65,6
0,7
1,90
24,8 73,9
1,3
2,83
36,1
61,8
2,1
1,63
25,5 72,5
2,0
2,64
35,3
63,4
1,3
1,74
25,6 72,8
1,6
2,69
В фазе всходов процентное соотношение глыбистой и пылеватой фракции
с глубиной имело тенденцию к уменьшению, а в фазе созревания горчицы глыбистая фракция не имела значительных отличий по слоям почвы, тогда как пылеватая фракция сохранила тенденцию, к уменьшению с глубиной.
Отмечено, что коэффициент структурности в фазе всходов и в фазу созревания культуры, также как и под сортами льна масличного постепенно увеличивался с глубиной (табл. 3). Так, в среднем по сортам горчицы в фазу всходов в
пахотном слое он составил 1,72, в подпахотном 1,91, а на момент созревания
увеличился на 0,96 и составил 2,68 (табл. 4). В подпахотном слое почвы он отличался в зависимости от сорта. Так, под горчицей белой (сорт Радуга) коэффициент структурности был равен 2,78, что на 0,05 меньше, чем под горчицей сарептской (сорт Ракета), где он составил 2,83.
Заключение. Из многочисленных факторов, влияющих на формирование
структуры почвы и агрономически ценных агрегатов, наиболее существенным явля-
181
VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г.
ется прямое действие корневой системы льна масличного, которая в процессе вегетации культуры способствует разуплотнению пахотного и подпахотного слоев почвы.
Установлено, что в зависимости от сорта горчицы, наряду с разуплотнением почвы, происходит ее оструктуривание, а именно увеличение агрономически ценных
агрегатов в основном за счет воздействия на почву корневой системы культуры.
Литература
1. Зудилин С.Н., Ельчанинова Н.Н. Рапс как предшественник озимой
пшеницы // Зерновые культуры. – М., 1997. – 23 с.
2. Кузнецов Н.А. Обработка почвы. – Краснодар, 1968. – С. 40–76.
3. Редькин Н.Е. Краснодарский край. Почвы Прикубанской равнины //
Агрохимическая характеристика почв СССР. – М.: Наука, 1964. – С. 68-100.
4. Тарасенко, Б.И. Повышение плодородия почв Кубани / Б.И. Тарасенко.
– Краснодар, 1981. – С. 6–23.
5. Пейве Я.В., Радов А.С., Егоров В.Е. Удобрения в льноводстве. – М.:
Сельхозиздат, 1936. – С. 93.
SOIL DENSITY AND STRUCTURE OF THE LEACHED CHERNOZEM UNDER
MUSTARD AND OIL FLAX IN PLOWING CROP ROTATION
Mamyrko Yu.V.
It was determined that mustard is a soil amendment which stimulates deconsolidation of heavy loam soils, improvement of their agrophysical traits and increase of
agronomically valuable and water-stable aggregates. Among all the factors having influence on the formation of soil structure and agronomically valuable aggregates the
most significant is the direct effect of oil flax root system which stimulates deconsolidation of plowing and subplowing soil layers in the process of vegetation.
182