Рис.1. Распределение фракций водопрочных агрегатов в зависимости от системы обработки почвы (слой 0-20 см; 2008-2010 гг.)
Водопрочность макроагрегатов была на 2,05-3,07% выше при применении систем ресурсосберегающей обработки (О2,О3,О4), что в основном происходит за счет фракции > 3 мм и 1-3мм. Особенно это было заметно при применении поверхностно-отвальной обработки по фону внесения соломы совместно с полным минеральным удобрением (У5) на вариантах с гербицидами (рис.1).В вариантах без гербицидов поверхностно-отвальная обработка по фону «солома+NPK» обеспечила наибольший (27,46%) выход фракции >3 мм.
Внесение азотных удобрений (У2) и соломы с полной нормой минеральных удобрений (У5) способствует достоверному увеличению массовой доли водопрочных агрегатов в нижнем слое почвы на 3,94 и 3,05% соответственно.
Применение гербицидов способствуетнезначительному снижению массовой доли макроагрегатов >0,25 мм в верхнем (0-10 см) слое за счет фракции >3 мм и 1-0,25 мм на 1,70 и 1,25% соответственно.
Пластичность почвы (пределы, число) является важной качественной характеристикой почвы, определяющей ее реологические и технологические свойства.
Почва опытного участка характеризуется динамикой числа пластичности по разным слоям пахотного горизонта от 9,76 до 11,61, что подтверждает данные гранулометрического состава и характеризует почвы как среднесуглинистые. Пределы пластичности в среднем за 2008-2010 гг. в пахотном слое (0-20 см) изменялись по системам обработки. Отвальная: верхний от 31,84 до 32,46% и нижний от 20,39 до 21,05%; поверхностно-отвальная: верхний от 30,27 до 31,78% и нижний от 19,30 до 21,53%; поверхностная: верхний от 31,56 до 32,78% и нижний от 20,40 до 20,54%.
Принимая нижнюю границу пластичности за предел оптимальной влажности, которая определяет возможность проведения качественной обработки почвы, следует отметить, что система поверхностно-отвальной обработки по фону совместного применения соломы и полного минерального удобрения характеризуется наиболее благоприятными условиями для обработки. Переход из пластичного в упруго-хрупкое состояние на данном варианте в слое 0-10 см соответствует наибольшей влажности - 22,26%. Это значит, что на данном варианте физическая спелость наступает раньше, чем на других, что обусловливает оптимизацию физических свойств при обработке.
Проведенный множественный корреляционно-регрессионный анализ за период исследований с 2008 по 2010 гг. выявил тесную связь между влажностью (У) почвы и изучаемыми агрофизическими показателями:
У=34,4527+0,0064Х1-7,6042Х2-0,1833Х3(1)
R=0,79; R2=0,63; р<0,00001, гдеУ – влажность, %; Х1 – доля водопрочных макроагрегатов, %; Х2 – плотность г/см3; Х3 – сопротивление пенетрации кг/см2.
Анализ взаимосвязи влажности почвы с агрофизическими показателями свидетельствует об обратной связи влажности с показателями плотности и сопротивления пенетрации. На это указывают отрицательные коэффициенты регрессии. При этом связь между влажностью и водопрочностью почвы была несущественна (р>0,05).Вместе с этим интересно отметить разнонаправленную связь влажности нижнего предела пластичности с массовой долей фракций водопрочных агрегатов. Так, фракция 1-0,25 мм имела отрицательную связь (r=-0,60; р=0,009), а фракция >3 мм – положительную (r=0,65; р=0,004).
Плотность почвы является значимым агрофизическим показателем, характеризующим состав, форму и укладку почвенных агрегатов. Проведенный множественный корреляционно-регрессионный анализ установил наличие отрицательной связи между плотностью(У) и показателями влажности, содержанием органического вещества и водопрочностью макроагрегатов на что указывают отрицательные коэффициенты регрессии (р<0,05).
У= 2,241057-0,0265Х1-0,1125Х2-0,0045Х3(2)
r= 0,64; r2= 0,40; р<0,00001, гдеУ – плотность, г/см3; Х1 – содержание органического вещества, %; Х2 – влажность, %; Х3 – доля водопрочных макроагрегатов, %.
Динамика плотности сложения за период исследований 2008-2010 гг. в течение вегетации культур изменялась в пределах – 1,00-1,44 г/см3(озимаярожь, 2008 г.), 0,80-1,48 г/см3(однолетние травы, 2009 г.),0,98-1,48 г/см3(озимая рожь, 2010 г.).
Система поверхностно-отвальной обработки в среднем по вариантам удобрений и гербицидов способствует снижению плотности сложения в верхнем слое на 0,03 г/см3. Внесение удобрений «N30», «солома+NPK» и «NPK»в среднем по вариантам обработки и гербицидов обусловливает снижение плотности на 0,04- 0,05 г/см3.
Применение системы поверхностно-отвальной обработки по фону «солома+NPK» как без гербицидов, так и с их применением обеспечивает наиболее благоприятную динамку плотности сложения почвы во время вегетации культур: в посевах озимой ржи (2008 г.) в пределах – 1,06-1,28г/см3; в посевах однолетних трав (2009 г.)в пределах – 0,99-1,28 г/см3; в посевах озимой ржи (2010 г.) в пределах – 0,87-0,98 г/см3.
Сопротивление пенетрации (твердость) почвы – важный качественный показатель, определяющий рост и развитие корневой системы растения. Проведенные исследования установили тесную отрицательную корреляционную связь между сопротивлением пенетрации и влажностью почвы (r=-0,72; р<0,0001) и среднюю положительная связь между сопротивлением пенетрации и плотностью сложения (r=0,35; р<0,0001). Также была установлена прочная обратная связь между сопротивлением пенетрации и показателями обилия малолетних сорняков (численность: r=-0,73; р<0,0001; сухая масса: r=-0,65; р<0,0001), что указывает на их роль в формировании агрофизических свойств почвы.
В течение всего периода исследований наблюдалась четкая дифференциация пахотного горизонта с увеличением сопротивления пенетрации по мере увеличению глубины. Применение систем ресурсосберегающей обработки (О2,О3,О4) в среднем по системам удобрений и защиты растений способствует увеличению сопротивления пенетрации. Наиболее высокие значения свойственны системе поверхностной обработки, где наблюдается увеличение сопротивления проникновению штока твердомера на 0,3-5,1 кг/см2по всем изучаемым слоям (рис. 2).
Применение системы поверхностно-отвальной обработки также сопровождается тенденцией увеличения твердости относительно отвальной на глубине 10, 15 и 20 см. При этом достоверные значения получены лишь на глубине 25 см.
Рис.2. Сопротивление пенетрации в зависимости от систем обработки почвы (значение±НСР05А; в среднем по системам удобрений и защиты растений; в среднем за 2008-2010 гг.)
Применение удобрений способствует снижению сопротивления пенетрации в пахотном слое. Наиболее положительно проявил себя вариант совместного применения соломы и полного минерального удобрения, который обеспечил достоверное снижение значений показателя на глубине 5, 10 и 15 см на 1,89, 1,81 и 1,38 кг/см2 соответственно.
Применение гербицидов обусловило увеличение сопротивления пенетрации по всему профилю пахотного горизонта на 0,21- 0,79 кг/см2.
5. Влияние разных по интенсивности систем обработки, удобрений и защиты растений на продуктивность полевых культур
Из всех изучаемых показателей на продуктивность культур в большей степени влияло содержание органического вещества в почве. Особенно это было заметно при выращивании озимой ржи в 2008г. (r=0,62; р=0,0001) и 2010 г. (r=0,59; р=0,0001).
В 2008 году продуктивность культур имела среднюю отрицательную связь с плотностью сложения (r=-0,47; р=0,001), а в 2009 и 2010 гг. с сопротивлением пенетрации (r=-0,38; р=0,0008 и r=-0,55; р=0,0001 соответственно).
Влажность почвы оказывала положительное влияние на урожайность озимой ржи в 2008 г. (r=0,55; р=0,0001) и 2010 г. (r=0,47; р=0,001).
Установлено положительное влияние на продуктивность озимой ржи накопления сухой массы малолетними сорными растениями в конце вегетации (2008 г.: r=0,60; р=0,0001 и 2010 г.: r=0,32; р=0,028), что указывает на определенную экологическую роль сорного компонента. Малолетние сорняки характеризуются меньшей вредоносностью по сравнению с многолетними, и в отдельных случаях могут положительно влиять на показатели плодородия, выступая как дополнительный источник органического вещества, регулируя влажность почвы, выполняя протекторную функцию. При этом следует отметить, что численность малолетних сорняков в течение периода исследований не влияет на продуктивность возделываемых культур.
Для установления связи продуктивности культурных растений с изучаемыми показателями плодородия были рассчитаны уравнения множественной регрессии для дерново-подзолистой глееватой почвы:
1. Озимая рожь, 2008 г.:
У= -5,44212+3,51793Х1+0,02814Х2-4,53561Х3-0,15625Х4+0,30488Х5
R=0,76; R2=0,53; р<0,00001
2. Однолетние травы, 2009 г.:
У=1,854872+0,419438Х1+0,015041Х2+0,147123Х3-0,070782Х4+0,026505Х5
R=0,55; R2=0,30; р<0,00884
3. Озимая рожь, 2010 г.:
У=-1,06069+0,59524Х1-0,00797Х2+0,30853Х3-0,03407Х4+0,04278Х5
R=0,71; R2=0,51; Р<0,00001
Характеристика величин в регрессионных уравнениях: У – урожайность культуры, т к. ед./га; Х1 – содержание органического вещества, %;Х2 – доля водопрочных макроагрегатов, %; Х3 – плотность, г/см3;Х4 – сопротивление пенетрации, кг/см2; Х5 – влажность, %.
Коэффициенты множественной корреляции свидетельствуют о наличии тесной связи между продуктивностью озимой ржи и изучаемыми показателями плодородия как в 2008, так и в 2010 гг. В 2009 году связь была средней, и большей мере определялась влиянием сопротивления пенетрации.
Усредненные урожайные данные за 2008-2010 гг., выраженные в т к. ед./га в среднем по факторам свидетельствуют, что применение систем обработки почвы без оборота пласта (поверхностная с рыхлением и поверхностная) обусловливает снижение продуктивности полевых культур относительно отвальной обработки (табл.3). Применение системы поверхностно-отвальной обработки способствует увеличению продуктивности на 0,11 т к. ед./га.
3. Продуктивность полевых культур
(т к. ед./га, основная продукция, в среднем по факторам)
Вариант | Озимая рожь, 2008 г. | Одно- летние травы (зеленая масса), 2009 г. | Озимая рожь, 2010 г. | В среднем за 2008- 2010 гг. |
Система обработки почвы, «О» | ||||
Отвальная, «О1» | 2,38 | 2,95 | 0,53 | 1,96 |
Поверхностная с рыхлением, «О2» | 2,22 | 2,70 | 0,52 | 1,82 |
Поверхностно-отвальная, «О3» | 2,49 | 3,04 | 0,68 | 2,07 |
Поверхностная, «О4» | 2,15 | 2,55 | 0,52 | 1,74 |
НСР05 | Fф<F05 | 0,35 | 0,04 | 0,17 |
Система удобрений, «У» | ||||
Без удобрений, «У1» | 1,22 | 2,52 | 0,33 | 1,36 |
N30,«У2» | 1,55 | 2,65 | 0,34 | 1,51 |
Солома, «У3» | 1,44 | 2,74 | 0,38 | 1,52 |
Солома + N30, «У4» | 1,77 | 2,82 | 0,49 | 1,69 |
Солома + NPK, «У5» | 4,15 | 3,19 | 0,96 | 2,77 |
NPK, «У6» | 3,76 | 2,97 | 0,88 | 2,54 |
НСР05 | 0,28 | 0,23 | 0,05 | 0,50 |
Система защиты растений, «Г» | ||||
Без гербицидов, «Г1» | 2,29 | 2,81 | 0,57 | 1,89 |
С гербицидами, «Г2» | 2,44 | 2,82 | 0,55 | 1,94 |
НСР05 | 0,15 | Fф<F05 | 0,02 | 0,05 |
Внесение соломы совместно с полным минеральным удобрением в среднем по системам обработки и защиты растений в годы с метеорологическими условиями близкими к средним многолетним обеспечило увеличение продуктивности озимой ржи (2008 г.) на 2,93 т к. ед./га и однолетних трав (2009 г.) на 0,67 т к. ед./га по сравнению с вариантом без удобрений.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
Основные порталы (построено редакторами)