Введение. В земледелии особое значение имеет выбор направления по усовершенствованию зяблевой обработки почвы, влияющей на создание оптимальных агрофизических свойств. Среди всех видов агротехнических работ, обработка почвы всегда играла важную роль в создании урожая. Являясь уникальным средством воздействия на почву и растения, обработка почвы оказывает многостороннее влияние на многие свойства почвы и продуктивность культурных растений. Этот агроприем следует рассматривать в общем комплексе освоения природоохранных систем земледелия, поскольку они воздействуют на продуктивность культур, плодородие почвы и поддержание экологического равновесия [1-5].
Одновременно с интенсификацией обработки почвы, то есть увеличением глубины и кратности проходов почвообрабатывающих агрегатов по полю, развивались новые идеи по рационализации обработки почвы, особенно большое развитие и применение нашла минимизация обработки почвы [6-10].
Ресурсосберегающая система основной обработки почвы характеризуется уменьшением числа глубоких обработок и оставлением части пожнивных остатков на поверхности почвенного покрова.
Исследования многих ученых доказывает, что минимизация повышает не только урожайность сельскохозяйственных культур, но и создает условия сохранения и воспроизводства плодородия [11-12].
На современном этапе развития земледелия минимальная обработка почвы, обеспечивающая снижение затрат за счет уменьшения глубины и числа обработок, получает все большее распространение во всех земледельческих регионах Российской Федерации. Поэтому, чтобы удержать производство на эффективном уровне, необходимо осваивать и внедрять научно обоснованные и энергоресурсосберегющие технологии. Основные направления научных исследований и практики предусматривают разработку ресурсосбережения при обработке почвы, при которой сохраняется и воспроизводится плодородие, создаются оптимальные условия для развития растений, обеспечивается рост урожайности культурных растений [13-14].
Цель работы – определить оптимальную глубину и строение профиля пахотного слоя, периодичность глубокой обработки в системе, обеспечивающей воспроизводство элементов плодородия и эффективность органо-минерального питания культурных растений.
Условия, материалы и методика исследования. Научные исследования проводили на опытном поле института в Буинском районе РТ с использованием методики постановки опытов (Б.А. Доспехов 1985 г.).
Почва - тяжелосуглинистый выщелоченный чернозем. Исходные показатели почвы: органическое вещество – 5,9 %, Р2О5 – 117,0; К2О – 124,0 мг/кг почвы, Нг – 3,4 мг-экв./100 г почвы, рНсол. – 5,4, S – 42,3 мг-экв./100 г почвы.
В звене севооборота изучали способы и системы минимизации основной обработки почвы: ежегодная отвальная вспашка – контрольный вариант; отвальная вспашка, плоскорезное рыхление, ярусная вспашка, чизельное рыхление – в последующие годы поверхностное лущение (табл. 1).
Фоны удобрений – минеральная система удобрений (МСУ) и органо-минеральная система удобрений (ОМСУ). После скашивания однолетних трав, до обработки почвы, вносили перегной навоза крупного рогатого скота (ОМСУ) в норме 60 т/га. Нормы минеральных удобрений определялись расчетно-балансовым методом. В обсуждениях результатов исследований приведены усредненные данные двухгодичных исследований (2017 - 2018 годы).
Анализ и обсуждение результатов исследований. Обследование продуктивной влаги в фазу кущения показало достаточное ее количество по вариантам при вспашке с двухъярусным плугом и чизельным рыхлением, что создавало хорошие предпосылки для лучшего развития растений (табл. 2).
Хорошую обеспеченность продуктивной влагой в слое до одного метра почвы наблюдали при МСУ при вспашке с двухъярусным плугом, что выше на 11,9 мм по сравнению с ежегодной вспашкой.
Наибольшими влагозапасами в этот период отличились варианты с применением ОМСУ, где применялись двухъярусная вспашка и чизельное рыхление – 153,4 и 146,5 мм соответственно. Традиционная вспашка уступала остальным способам от 25,9 до 19 мм.
Таким образом, ОМСУ способствовала повышению накопления продуктивной влаги в метровом слое почвы на 2,1-16,1 мм по сравнению с МСУ.
Системы и глубина основной обработки, из-за разного формирования обрабатываемого слоя, в различной степени воздействовали на сложение пахотного слоя почвы в течение вегетационного периода растений.
Обследование объемной массы почвы перед уборкой культур в системе ОМСУ показало, что внесение навоза КРС в начале исследований на фонах с двухъярусной и отвальной вспашками снижает плотность сложения пахотного горизонта, особенно в верхних слоях почвы (табл. 3).
По минеральной системе удобрений, при рыхлении плоскорезом на 32 см увеличилась плотность сложения пахотного слоя 0-40 см и составила – 1,28 г/см3 по сравнению с контрольным вариантом (1,24 г/см3). Уменьшение этого значения наблюдали при применении двухъярусной вспашки до 1,20 г/см3. Увеличение глубины чизельным рыхлителем до 40 см снижало объемную массу почвы, особенно в слое 30-40 см, на глубине хода лапы чизеля до 1,28 г/см3, в сравнении с другими системами обработки почвы – от 0,02 до 0,14 г/см3.
Исследования показали, внесение навоза в дозе 60 т/га перед ротацией севооборота в 2016 году, способствовало уменьшению объемной массы почвы в слое 0-40 см по сравнению с МСУ до 0,04 г/см3.
Таким образом, на объемную массу почвы в течение вегетации растений оказывает влияние, как различная система основной обработки, так и поступление свежих растительных остатков и навоза в обрабатываемый слой почвы.
Интегральным показателем физических свойств почвы является ее водопроницаемость. По ней можно судить о плотности сложения, структурности, механическом составе почвы и других показателях. Исследования показали, что водопроницаемость почвы зависела от глубины и разных способов обработки почвы, от возделываемых культур (табл. 4).
При МСУ, в фазе кущения озимой и яровой пшеницы водопроницаемость при ежегодной отвальной вспашке достигала до 115,4 мм/час, при вспашке в сочетании с мелкой обработкой до 100,5 мм/час, а при ярусной и чизельной обработках до 141,8 и 130,4 мм/час соответственно. При плоскорезном рыхлении отмечалась наименьшая водопроницаемость – 62,4 мм/час. ОМСУ способствовала увеличению скорости впитывания почвы – до 91,4 и 145,4 мм/час. К уборке зависимость водопроницаемости почвы от систем обработок по вариантам опыта сохранилась при ее общем увеличении.
В наших исследованиях изучение сравнительной эффективности с различными системами обработки почвы и фонов удобрений показало неодинаковое влияние их на продуктивность пшеницы (табл. 5).
На фоне ОМСУ урожайность формировалось на более высоком уровне, по сравнению с МСУ. Ежегодная отвальная вспашка дала более стабильные урожаи по обоим фонам удобрений (3,6 и 3,9 т/га) по сравнению с плоскорезным рыхлением и вспашкой с последующими ежегодными мелкими обработками. Прибавки урожая на этих вариантах была ниже, чем по контролю при МСУ, на 0,6 и 0,1 т/га, при ОМСУ 0,3 и 0,4 т/га соответственно.
Применение двухъярусной системы обработки почвы способствовало повышению урожайности пшеницы по обоим фонам удобрений в сравнении с контрольным вариантом - на 0,8 т/га (ОМСУ) и 0,7 т/га (МСУ) соответственно.
Заключение. Эффективность зернового хозяйства во многом зависит от совершенства обработки почвы, так как эта производственная операция остается одной из наиболее затратных и энергоемких. Расчеты показали, что применение двухъярусной вспашки в сочетании с мелкой обработкой по ОМСУ обеспечило снижение себестоимости основной продукции по сравнению с традиционной отвальной обработкой до 12%, рост чистого дохода с 1 га – до 15% и уровень рентабельности – до 22%.
