Водно-физические свойства эродированных дерново-подзолистых почв на мощных лессовидных суглинках
Изменение агрофизического состояния пахотного слоя дерново-подзолистых почв на лессовидных суглинках в зависимости от типа севооборота и степени эродированности оценивалось по таким показателям, как плотность, пористость, пористость аэрации и запасы влаги (прилож. 4).
В начале исследований (2006 г.) плотность пахотного слоя эродированных почв в период уборки сельскохозяйственных культур была более 1,25 кг*м-3, что характеризует их как уплотненные (табл. 5). Исключение составляет только галега восточная, где плотность составляла 1,09-1,18 кг*м-3, т.е. почва свежевспаханная. Отметим также, что достоверного снижения плотности по почвенно-эрозионной катене здесь не установлено.
Таблица 5 – Влияние степени эродированности на плотность пахотного слоя дерново-подзолистых суглинистых почв на лессовидных суглинках, кг*м-3
| Год | Культура | Степень эродированности почвы | |||||||
| неэроди- рованная | слабо-эродированная | средне-эродированная | сильно-эродированная | ||||||
| 1* | |||||||||
| Зернотравяной севооборот (стоковая площадка № 1, 2) | |||||||||
| Люпин | 1,35 | - | - | 1,36 | +0,01 | 1,45 | +0,10 | ||
| Озимая пшеница | 1,20 | - | - | 1,30 | +0,10 | 1,42 | +0,22 | ||
| 2010 + 2006 | -0,15 | - | - | -0,06 | - | -0,03 | - | ||
| НСР0,05 Фактор (почва) 0,13 | |||||||||
| Кормовой севооборот (стоковая площадка № 3, 4) | |||||||||
| Яровая пшеница | 1,26 | - | - | 1,27 | +0,01 | 1,44 | +0,18 | ||
| Люцерна+клевер 3-го г.п. | 1,28 | - | - | 1,39 | +0,11 | 1,42 | +0,14 | ||
| 2010 + 2006 | +0,02 | - | - | +0,12 | - | -0,02 | - | ||
| НСР0,05 Фактор (почва) 0,14 | |||||||||
| Травяно-зерновой севооборот (стоковая площадка № 5, 6) | |||||||||
| Яровая пшеница | 1,18 | - | - | 1,38 | +0,20 | 1,45 | +0,27 | ||
| Клевер + тимофеевка | NPK | 1,07 | - | - | 1,20 | +0,13 | 1,25 | +0,18 | |
| NPK+навоз | 1,04 | - | - | 1,13 | +0,09 | 1,20 | +0,16 | ||
| 2010 + 2006 | NPK | -0,11 | - | - | -0,18 | - | -0,20 | - | |
| NPK+навоз | -0,14 | - | - | -0,25 | - | -0,25 | - | ||
| НСР0,05 Фактор А (почва) 0,15 фактор Б (удобрение) 0,13 | |||||||||
| Бессменное возделывание галеги восточной (стоковая площадка № 7) | |||||||||
| 16-й год пользования | 1,09 | 1,14 | +0,05 | 1,18 | +0,09 | - | - | ||
| 19-й год пользования | 1,03 | 1,11 | +0,07 | 1,19 | +0,16 | - | - | ||
| 2009 + 2006 | -0,06 | -0,03 | - | +0,01 | - | - | - | ||
| НСР0,05 Фактор (почва) 0,11 | |||||||||
| Кормовой севооборот (стоковая площадка № 8) | |||||||||
| Горохо-овсяная смесь | 1,30 | 1,40 | +0,10 | 1,44 | +0,14 | - | - | ||
| Горохо-овсяная смесь | 1,23 | 1,33 | +0,10 | 1,37 | +0,14 | - | - | ||
| 2010 + 2006 | -0,07 | -0,07 | - | -0,07 | - | - | - | ||
| НСР0,05 Фактор (почва) 0,14 |
*1 – плотность, кг*м-3; 2 – + к неэродированной
Практически во всех севооборотах севооборотов с различным насыщением зерновыми культурами (2010 г.) отмечено снижение плотности, причем наибольшее в травяно-зерновом севообороте в варианте NPK+ навоз (на 0,14-0,25 кг*м-3).
Только в кормовом севообороте (стоковая №3) почва незначительно уплотнилась (на 0,02-0,12 кг*м-3), но эти изменения недостоверны. Это связано с тем, что в 2008-2010 гг. здесь возделываются многолетние бобовые травы. Следовательно, обработка почвы отсутствовала. В то же время в этом севообороте увеличение плотности эродированных разновидностей по сравнению с неэродированной почвой практически самое низкое – 0,11-0,14 кг*м-3.
При бессменном возделывании галеги восточной изменение плотности, как по годам, так и по почвенно-эрозионной катене минимальное.
К концу ротации зернотравяного севооборота плотность эродированных почв стала намного выше, чем неэродированной. Так, в 2006 г. разница была на уровне 0,01-0,10 кг*м-3, а в 2010 г. – увеличилась до 0,10-0,22 кг*м-3.
Большое значение для развития растений играет воздушный режим почвы, показателями которого являются пористость и пористость аэрации.
В 2006 г. по шкале Н.А. Качинского общая пористость пахотного слоя в период уборки галеги восточной оценивалась как отличная и составила 55-59% (табл. 6).
Таблица 6 – Влияние степени эродированности на пористость пахотного слоя дерново-подзолистых суглинистых почв на лессовидных суглинках, %
| Год | Культура | Степень эродированности почвы | |||||||
| неэроди- рованная | слабо-эродированная | средне-эродированная | сильно-эродированная | ||||||
| 1* | |||||||||
| Зернотравяной севооборот (стоковая площадка № 1, 2) | |||||||||
| Люпин | - | - | -3 | ||||||
| Озимая пшеница | - | - | -3 | -8 | |||||
| 2010 + 2006 | +6 | - | - | +3 | - | +1 | - | ||
| НСР0,05 Фактор (почва) 5,4 | |||||||||
| Кормовой севооборот (стоковая площадка № 3, 4) | |||||||||
| Яровая пшеница | - | - | -7 | -10 | |||||
| Люцерна+клевер 2-го г.п. | - | - | -4 | -5 | |||||
| 2010 + 2006 | -4 | - | - | -1 | - | -1 | |||
| НСР0,05 Фактор (почва) 6,0 | |||||||||
| Травяно-зерновой севооборот (стоковая площадка № 5, 6) | |||||||||
| Яровая пшеница | - | - | -7 | -10 | |||||
| Клевер + тимофеевка | NPK | - | - | -3 | -6 | ||||
| NPK+навоз | - | - | -3 | -5 | |||||
| 2010 + 2006 | NPK | +4 | - | - | +8 | - | +8 | - | |
| NPK+навоз | +5 | - | - | +9 | - | +8 | - | ||
| НСР0,05 Фактор А (почва) 6,3 фактор Б (удобрение) 5,2 | |||||||||
| Бессменное возделывание галеги восточной | |||||||||
| 16-й год пользования | -2 | -4 | - | - | |||||
| 19-й год пользования | -3 | -6 | - | - | |||||
| 2009 + 2006 | +2 | +1 | - | - | - | - | |||
| НСР0,05 Фактор (почва) 5,8 | |||||||||
| Кормовой севооборот (стоковая площадка № 8) | |||||||||
| Горохо-овсяная смесь | -3 | -3 | - | - | |||||
| Горохо-овсяная смесь | -4 | -7 | - | - | |||||
| 2010 + 2006 | +3 | +2 | - | - | - | - | |||
| НСР0,05 Фактор (почва) 5,0 |
* 1 – пористость, %; 2 – + к неэродированной
Под другими сельскохозяйственными культурами пористость неэродированных почв была удовлетворительная (50% и более), а эродированных – неудовлетворительная (45-48%). Наибольшее снижение данного показателя по катене отмечено в кормовом и травяно-зерновом севооборотах.
В 2010 г. достоверного изменения общей пористости за 5 лет исследований не выявлено ни в одном из изучаемых типов севооборота. Только в травяно-зерновом севообороте значения общей пористости достоверно увеличились по сравнению с показателями 2006 г. – на 5-9% в варианте NPK + навоз и 4-8% в варианте NPK.
Наиболее стабильна величина общей пористости под галегой восточной. За годы исследований она увеличилась на 1-2%, а по катене она снижалась всего на 2-6%. При другом типе использования эродированных почв их общая пористость увеличилась за 5 лет на 3-8% в зависимости от типа севооборота.
Наблюдения за режимом влажности почвы, проводимые в слое 0-50 см с интервалом 10 см, позволяют определить количественные параметры запасов влаги в течение вегетации. В первую очередь, они определяются гидротермическими условиями вегетационного периода и степенью эродированности почвы.
К примеру, для июня-начала июля 2010 г. характерно большое количество осадков. Во время уборки горохо-овсяной смеси (07.07.2010) запасы влаги в пахотном слое исследуемых почв составили 75-80 мм и достоверно не изменялись по склону (табл. 7).
Таблица 7 – Влияние степени эродированности на запасы влаги в пахотном слое в период уборки сельскохозяйственных культур
| Год | Культура | Степень эродированности почвы | |||||||
| неэроди- рованная | слабо-эродированная | средне-эродированная | сильно-эродированная | ||||||
| 1* | |||||||||
| Зернотравяной севооборот (стоковая площадка № 1, 2) | |||||||||
| Люпин | - | - | -1 | -4 | |||||
| Озимая пшеница | - | - | +2 | -5 | |||||
| 2010 + 2006 | -16 | - | - | -15 | - | -19 | - | ||
| НСР0,05 Фактор (почва) 4,5 | |||||||||
| Кормовой севооборот (стоковая площадка № 3, 4) | |||||||||
| Яровая пшеница | - | - | -4 | -4 | |||||
| Люцерна+клевер 3-го г.п. | - | - | -1 | -11 | |||||
| 2010 + 2006 | -6 | - | - | -11 | - | -21 | - | ||
| НСР0,05 Фактор (почва) 5,1 | |||||||||
| Травяно-зерновой севооборот (стоковая площадка № 5, 6) | |||||||||
| Яровая пшеница | - | - | -1 | -13 | |||||
| Клевер + тимофеевка | NPK | - | - | -4 | -1 | ||||
| NPK+навоз | - | - | +2 | ||||||
| 2010 + 2006 | NPK | -8 | - | - | -9 | - | +4 | - | |
| NPK+навоз | -12 | - | - | -9 | - | +3 | - | ||
| НСР0,05 Фактор А (почва) 5,4 фактор Б (удобрение) 4,4 | |||||||||
| Бессменное возделывание галеги восточной | |||||||||
| 16-й год пользования | -4 | -8 | - | - | |||||
| 19-й год пользования | -3 | +1 | - | - | |||||
| 2009 2006 | +8 | +9 | - | +17 | - | - | - | ||
| НСР0,05 Фактор (почва) 8,7 | |||||||||
| Кормовой севооборот (стоковая площадка № 8) | |||||||||
| Горохо-овсяная смесь | -2 | -4 | - | - | |||||
| Горохо-овсяная смесь | +5 | - | - | ||||||
| 2010 + 2006 | +12 | +25 | - | +8 | - | - | - | ||
| НСР0,05 Фактор (почва) 7,8 |
*1 – запасы влаги, мм; 2 – + к неэродированной
Недостаточное количество осадков на фоне высоких температур в конце июле обусловили запасы влаги во время уборки озимой пшеницы (зернотравяной севооборот) на уровне 34-41 мм. В момент второго укоса многолетних трав (26.08) наблюдались осадки, поэтому общие запасы влаги увеличились до 42-46 мм.
Сравнивая минеральную и органо-минеральную системы удобрения, не выявлено различий в запасах влаги в год внесения навоза (2008 г.). В первый год последействия (2009 г.) на эродированных почвах в варианте NPK + навоз содержалось на 6 мм влаги больше, чем при внесении только NPK (прилож. 5). Во второй год последействия (2010 г.) достоверной разницы между вариантами не установлено.
Пористость аэрации – это комплексный показатель, зависящий, в первую очередь, от влажности почвы. Поэтому наблюдаются большие различия между севооборотами, так как возделываемые культуры убираются в разные сроки (табл.8).
Таблица 8 – Влияние степени эродированности на пористость аэрации пахотного слоя дерново-подзолистых суглинистых почв на лессовидных суглинках, %
| Год | Культура | Степень эродированности почвы | ||||||||
| неэроди- рованная | слабо-эродированная | средне-эродированная | сильно-эродированная | |||||||
| 1* | ||||||||||
| Зернотравяной севооборот (стоковая площадка № 1, 2) | ||||||||||
| Люпин | - | - | -4 | -3 | ||||||
| Озимая пшеница | - | - | -4 | -5 | ||||||
| 2010 + 2006 | +16 | - | - | +16 | - | +14 | - | |||
| НСР0,05 Фактор (почва) 3,5 | ||||||||||
| Кормовой севооборот (стоковая площадка № 3, 4) | ||||||||||
| Яровая пшеница | - | - | -2 | -11 | ||||||
| Люцерна+клевер 3-го г.п. | - | - | -4 | -1 | ||||||
| 2010 + 2006 | +1 | - | - | -1 | - | +12 | - | |||
| НСР0,05 Фактор (почва) 2,6 | ||||||||||
| Травяно-зерновой севооборот (стоковая площадка № 5, 6) | ||||||||||
| Яровая пшеница | - | - | -10 | -12 | ||||||
| Клевер + тимофеевка | NPK | - | - | -1 | -6 | |||||
| NPK+навоз | - | - | -3 | -6 | ||||||
| 2010 + 2006 | NPK | +5 | - | - | +14 | - | +11 | - | ||
| NPK+навоз | +8 | - | - | +15 | - | +14 | - | |||
| НСР0,05 Фактор А (почва) 3,4 фактор Б (удобрение) 2,9 | ||||||||||
| Бессменное возделывание галеги восточной | ||||||||||
| 16-й год пользования | -3 | -7 | - | - | ||||||
| 19-й год пользования | -2 | - | - | |||||||
| 2009 + 2006 | -7 | -4 | - | -2 | - | - | - | |||
| НСР0,05 Фактор (почва) 2,4 | ||||||||||
| Кормовой севооборот (стоковая площадка № 8) | ||||||||||
| Горохо-овсяная смесь | -6 | -1 | - | - | ||||||
| Горохо-овсяная смесь | -5 | -5 | - | - | ||||||
| 2010 + 2006 | -12 | -11 | - | -16 | - | - | - | |||
| НСР0,05 Фактор (почва) 1,8 | ||||||||||
* 1 – пористость аэрации, %; 2 – + к неэродированной
В начале исследований во время уборки яровой пшеницы (кормовой и травяно-зерновой севообороты) пористость аэрации эродированных разновидностей была на 10-12% меньше, чем неэродированной. В других севооборотах более поздние сроки уборки возделываемых культур (конец августа – начало сентября) – разница на уровне 1-7%.
В 2010 г. также возделывались культуры с разными сроками уборки. Как отмечалось выше, до уборки горохо-овсяной смеси (кормовой севооборот) наблюдалось большое количество осадков. Поэтому пористость аэрации составила всего 10-15%. Недостаток влаги на фоне высоких температур во время уборки озимой пшеницы (зернотравяной севооборот) и многолетних трав (кормовой и травяно-зерновой севообороты) обусловили увеличение пористости аэрации даже эродированных почв до 29-36%. Отметим, что в засушливый период влияние органических удобрений на данный показатель более очевидно, В варианте NPK + навоз пористость аэрации увеличилась на 3% .
Наименьшее снижение Па по почвенно-эрозионной катене отмечено при возделывании галеги восточной и в кормовом севообороте (многолетние бобовые травы 3 г.п., стоковая №3) – 0-2% и 1-4% соответственно.