Казань, Россия
Россия
Приводятся результаты исследований, проведенных в 2023 году на полях Агробиотехнопарка Казанского ГАУ. Целью исследований была оценка влияния различных сидеральных паров на агрофизические свойства и фитопатологическое состояние серой лесной среднесуглинистой почвы. В задачи исследований входило изучение характера изменений в ряде агрофизических параметров (плотность сложения, запасы продуктивной влаги, структурность) и в численности некоторых почвенных фитопатогенов при использовании чистого и различных сидеральных паров. В качестве парозанимающих сидератов выступали – гречиха, вико-овсяная смесь, горох, горчица белая, редька масличная. Контролем служил чистый пар. Опыты проводились в рамках многолетнего производственного стационара. Площадь, отводимая на каждый вариант составила 1,5 га. Повторность в опыте трехкратная. Почва опытных полей – высокоокультуренная, серая лесная среднесуглинистая. Агротехнология возделывания сидеральных культур проводилась согласно рекомендациям. Заделка сидератов с бобовыми культурами проводилась в фазу их бутонизации; гречихи и капустных сидератов – в период начала цветения. Заделка сидератов, особенно горчицы белой, привела к снижению плотности сложения почвы до 1,00. Наибольшая структурность почвы также была в вариаенте с горчицей белой (76,2 %). Применение в качестве сидератов горчицы белой и гороха привело, в сравнении с чистым паром, к увеличению накопления продуктивной влаги в почве на 20 мм. Заделка гречихи и горчицы белой способствовало полному очищению почвы от фитопатогенных грибов. В целом, среди изучаемых парозанимающих сидератов, наилучшие показатели по агрофизическим и фитопатологическим свойствам почвы были достигнуты при использовании горчицы белой.
сидераты, парозанимающие сидераты, агрофизические свойства почвы, почвенные фитопатогенные грибы
Введение. Современные тенденции в разработке эффективных систем земледелия предполагают максимальное использование природных ресурсов, т.е. их биологизацию [1, 2]. Применение приемов биологизации оказывает положительное влияние на различные свойства почвы, в том числе на ее биологическую активность [3]. В настоящее время в качестве приемов биологизации земледелия активно используются – многолетние травы; управление (менеджмент) соломы и растительных остатков; внесение органических и органоминеральных удобрений; применение биопрепаратов [4, 5, 6].
Одним из наиболее важных приемов биологизации земледелия является использование различных сидеральных культур, оказывающих многостороннее влияние на различные свойства сельскохозяйственных почв [7, 8, 9]. К числу наиболее распространенных сидератов, в различных регионах России, относятся парозанимающие [10, 11, 12]. В качестве парозанимающих сидератов могут выступать различные сельскохозяйственные культуры и их смеси. Так, достаточно много исследований было посвящено изучению влияния различных капустных растений (рапс, горчица белая, редька масличная), используемых в качестве парозанимающих сидератов, на различные свойства почв и продуктивность последующих сельскохозяйственных культур [13, 14, 15]. Высокая эффективность горчицы как сидеральной культуры в пару показана в целом ряде работ [16, 17]. На Среднем Урале высокую эффективность показало использования смеси бобовых (горох) и зерновых (овес) в качестве парозанимающего сидерата под озимую рожь [18]. Возможно использование и гороха в чистом виде как сидеральной культуры [19].
К числу перспективных сидератов для использования в пару можно отнести и гречиху [20, 21]. Особенно ценным свойством данный культуры является способность ее корневой системы переводить недоступные формы почвенного фосфора в доступные, что имеет существенное значение для последующих культур севооборота.
При изучении влияния различных сидератов, наибольшее внимание уделяется вопросам изменения под их влиянием в агрохимических параметрах почв. В меньшей степени изучаются изменения в агрофизических свойствах и накоплении почвенной инфекции фитопатогенов, вызывающих корневые гнили.
В связи с вышеизложенным, целью исследований была оценка влияния различных сидеральных паров на агрофизические свойства и фитопатологическое состояние серой лесной среднесуглинистой почвы. В задачи исследований входило изучение характера изменений в ряде агрофизических параметров (плотность сложения, запасы продуктивной влаги, структурность) почвы и в численности почвенных фитопатогенных микромицетов, вызывающих корневые гнили, при использовании чистого и различных сидеральных паров.
Условия, материалы и методы. Исследования проводились в 2023 году на стационарном полевом опыте Агробиотехнопарка Казанского ГАУ на серой лесной почве со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса по Тюрину – 3,0 %, подвижного фосфора очень высокое; обменного калия повышенное; рНKCl – 6,6. Агроклиматические параметры вегетационного периода 2023 года отличались периодически засушливыми явлениями. За вегетацию выпало лишь 40,9 % осадков от нормы, а температура воздуха, в большинстве случаев, была выше среднемноголетних значений.
Схема полевого опыта:
1. Чистый пар (контроль);
2. Гречиха на сидерат (сорт Батыр, норма высева 50 кг/га);
3. Редька масличная на сидерат (сорт Альфа, норма высева 15 кг/га);
4. Горчица белая на сидерат (сорт Рапсодия, норма высева 20 кг/га);
5. Овес + вика на сидерат (овес сорт Рысак, вика – сорт Льговская 22, норма высева овса 2,5 млн. в.с./га., вики – 0,5 млн. в.с./га. весовая норма высева овса – 90 кг/га, вики – 40 кг/га);
6. Горох на сидерат (сорт Усатый кормовой, норма высева – 200 кг/га).
Общая площадь каждого варианта составила 1,5 га. В 2022 на участке выращивался яровой ячмень. Агротехнологии возделывания сидеральных культур были рекомендованными для зоны. Заделка сидератов с бобовыми культурами проводилась в фазу их бутонизации; гречихи и капустных сидератов – в период начала цветения. Заделка проводилась с использованием двукратного дискования в разных направлениях дискатором.
Лабораторные исследования проводились в лабораторном комплексе Центра агроэкологических исследований ФГБОУ ВО Казанский ГАУ. Определение агрофизических свойств почвы проводили по общепринятым методам [22]. Определение численности почвенных фитопатогенных грибов проводилось методом разведений с использованием твердых питательных сред Чапека и Сабуро.
Результаты и обсуждения. Одним из основных агрофизических показателей состояния почвы является ее плотность сложения (табл. 1).
Таблица 1 – Динамика плотности сложения почвы в слое 0-20 см при использовании различных сидератов, г/см3, 2023 г.
|
Вариант |
Слой почвы |
В среднем |
||
|
20.06.2023 |
17.07.2023 |
17.09.2023 |
||
|
Чистый пар |
1,04 |
1,11 |
1,14 |
1,10 |
|
Парозанимающие сидераты |
||||
|
Гречиха |
1,25 |
1,33 |
1,25 |
1,28 |
|
Редька масличная |
1,18 |
1,28 |
1,18 |
1,21 |
|
Горчица белая |
0,92 |
0,94 |
1,14 |
1,00 |
|
Вико-овсяная смесь |
1,14 |
1,17 |
1,24 |
1,18 |
|
Горох |
1,21 |
1,20 |
1,1 |
1,17 |
Примечание: оптимальные показатели для сельскохозяйственных культур – 1,0-1,3 г/см3
Результаты оценки показали, что использование в качестве сидерата горчицы белой, ведет к снижению плотности сложения почвы в сравнении с чистым паром. В тоже время, в варианте с гречихой на сидерат отмечается некоторое увеличение данного показателя. Однако, в целом, и на варианте с гречихой и во всех других вариантах с сидератами, значения плотности сложения были в пределах оптимальных для большинства сельскохозяйственных культур параметров (от 1,00 до 1,28 г/см3), т.е. переуплотнение почвы не отмечалось.
Для оценки воздушного и водного режима почвы, важной характеристикой является общая пористость (табл. 2).
Таблица 2 – Общая пористость почвы при использовании различных сидератов, %, 2023 г.
|
Вариант |
Слой почвы |
Оценка |
||
|
0-10 см |
10-20 см |
0-20 см |
||
|
Чистый пар |
60,39 |
52,88 |
56,64 |
отличная |
|
Парозанимающие сидераты |
||||
|
Гречиха |
55,4 |
49,68 |
52,54 |
удовлетворительная |
|
Редька масличная |
51,51 |
57,37 |
54,44 |
удовлетворительная |
|
Горчица белая |
56,32 |
56,42 |
56,37 |
отличная |
|
Вико-овсяная смесь |
51,04 |
54,3 |
52,67 |
удовлетворительная |
|
Горох |
58,63 |
56,31 |
57,47 |
отличная |
Примечание: шкала оценки (по Н.А. Качинскому) – 55-65 % – отличная; 50-55 % - удовлетворительная; 50 % – неудовлетворительная.
Для агрономической оценки состояния почв, особо важно знать ее структурное состояние, и, в первую очередь, содержание агрономически ценных агрегатов, определяемых методом сухого просеивания (табл. 3).
Таблица 3 – Коэффициент структурности почвы (содержание агрономически ценных агрегатов, %, 2023 г.
|
Вариант |
Слой почвы |
Оценка |
||
|
0-10 см |
10-20 см |
0-20 см |
||
|
Чистый пар |
60,93 |
61,93 |
61,43 |
хорошее |
|
Парозанимающие сидераты |
||||
|
Гречиха |
68,43 |
75,62 |
72,02 |
хорошее |
|
Редька масличная |
68,09 |
71,74 |
69,91 |
хорошее |
|
Горчица белая |
70,56 |
81,83 |
76,20 |
хорошее |
|
Вико-овсяная смесь |
62,39 |
51,36 |
56,87 |
удовлетворительное |
|
Горох |
71,76 |
67,50 |
69,63 |
хорошее |
Примечание: шкала оценки (по С.И. Долгову и П.У. Бахтину, 1966) – более 80 % - отличное; 60-80 % - хорошее; 40-60 % - удовлетворительное; 20-40 % - неудовлетворительное; менее 20 % - плохое
Результаты оценки показали, что использование сидератов (за исключением вико-овсяной смеси), приводило к росту содержания агрономически ценных агрегатов в почве, по сравнению с вариантом с чистым паром. Наибольшая структурность почвы была при использовании в качестве сидерата горчицы белой и составила в слое 0-20 см 76,2 %.
Водный режим почвы характеризуется показателями запасов продуктивной влаги (табл. 4) и влагоемкостью (табл. 5).
Таблица 4 – Запасы продуктивной влаги в почве при использовании различных сидератов (20.06.2023), мм
|
Вариант |
Слой почвы |
Оценка |
||
|
0-20 см |
0-50 см |
0-100 см |
||
|
Чистый пар |
18,27 |
55,68 |
117,20 |
удовлетворительные |
|
Парозанимающие сидераты |
||||
|
Гречиха |
17,35 |
61,69 |
114,90 |
удовлетворительные |
|
Редька масличная |
17,35 |
61,69 |
114,90 |
удовлетворительные |
|
Горчица белая |
17,09 |
60,07 |
137,67 |
хорошие |
|
Вико-овсяная смесь |
16,40 |
35,85 |
71,92 |
плохие |
|
Горох |
13,35 |
74,73 |
137,07 |
хорошие |
Примечание: шкала оценки запасов продуктивной влаги в слое 0-100 см (по А.Ф. Вадюниной и З.А. Корчагиной, 1986) – больше 160 мм – очень хорошие; 130-160 мм - хорошие; 90-130 мм - удовлетворительные; 60-90 мм - плохие; меньше 60 мм – очень плохие
Данные по запасу продуктивной влаги показали, что использование в качестве сидератов горчицы белой и гороха привело к увеличению данного показателя (137,07-137,67 мм) в сравнении с чистым паром (117,2 мм). После гречихи и редьки масличной запасы продуктивной влаги были на уровне значений чистого пара, а в варианте с вико-овсяной смесью, показатели были значительно ниже (71,92 мм) и оценивались как плохие.
Необходимо отметить, что засушливые явления в конце июня и в июле привели к резкому снижению запасов влаги в почве по всем вариантам до критического уровня (оценка запасов – очень плохие - плохие).
Численность фитопатогенных грибов, представлена в таблице 5.
Таблица 5 – Численность фитопатогенных грибов в почве при использовании различных сидератов, *103 KOE, 2023 г.
|
Вариант |
Общая численность |
Виды грибов |
|
Чистый пар |
1,3±0,06 |
Botrytis sp., Fusarium sp.- |
|
Парозанимающие сидераты |
||
|
Гречиха |
0 |
- |
|
Редька масличная |
0,1±0,001 |
Fusarium sp.- |
|
Горчица белая |
0 |
- |
|
Вико-овсяная смесь |
1,6±0,08 |
Fusarium sp., Alternaria sp. |
|
Горох |
1,8±0,10 |
Botrytis sp., Fusarium sp.- |
Выводы. Заделка сидератов привела к снижению плотности сложения почвы. Минимальные показатели плотности сложения отмечались в вариантах с горчицей белой и горохом на сидерат. Использование гороха на сидерат и горчицы белой привело к тому, что пористость почвы была на отличном уровне. Наибольшая структурность почвы была при использовании в качестве сидерата горчицы белой. Использование в качестве сидератов горчицы белой и гороха привело к увеличению накопления влаги в почве в сравнении с чистым паром.
Использование в качестве сидератов гречихи и горчицы белой способствовало полному очищению почвы от фитопатогенных грибов.
Таким образом, среди изучаемых парозанимающих сидератов, наилучшие показатели по агрофизическим и фитопатологическим свойствам почвы были достигнуты при использовании горчицы белой.
1. Башкин В. Н. Современные проблемы биологизации земледелия // Жизнь Земли. 2022. Т. 44, № 2. С. 180-191. DOIhttps://doi.org/10.29003/m3026.0514-7468.2022_44_2/180-191.
2. Основа биологизации земледелия сельскохозяйственных агроландшафтов / Н. В. Долгополова, Е. В. Малышева, А. В. Нагорных и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. № 7. С. 6-11.
3. Бобкова Ю. А., Никулин А. С. Свойства почвы и развитие растений в зависимости от применяемого элемента биологизации земледелия // Вестник сельского развития и социальной политики. 2020. № 2(26). С. 35-40.
4. Евстратова Л. П., Николаева Е. В., Евсеева Г. В. Эффективность использования многолетних трав в решении проблемы биологизации земледелия республики Карелия // Биосфера. 2022. Т. 14, № 3. С. 156-162. DOIhttps://doi.org/10.24855/biosfera.v14i3.687.
5. Бондаренко Н. А., Антонова О. И. Биологическая активность почв при внесении соломы и препаратов, ускоряющих её разложение // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2021. № 2(196). С. 26-33.
6. Зинченко М. К., Зинченко С. И. Биологическая диагностика экологического состояния серой лесной почвы в условиях интенсивной агрогенной нагрузки // Земледелие. 2023. № 1. С. 14-18. DOIhttps://doi.org/10.24412/0044-3913-2023-1-14-18.
7. Лошаков В. Г. Экологические и фитосанитарные функции зеленого удобрения // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2018. № 5. С. 30-42. DOIhttps://doi.org/10.26897/0021-342X-2018-5-30-42.
8. Битов Х. А., Бжеумыхов В. С. Влияние сидеральных культур на ферментативную активность почвы // Вестник аграрной науки. 2023. № 2(101). С. 6-11. DOIhttps://doi.org/10.17238/issn2587-666X.2023.2.6.
9. Стабилизация плодородия почвы и повышение продуктивности севооборотов / В. Ю. Скороходов, Ю. В. Кафтан, А. А. Зоров и др. // Плодородие. 2022. № 5(128). С. 16-20. DOIhttps://doi.org/10.25680/S19948603.2022.128.04.
10. Бахвалова С. А., Федорова А. В. Сидераты и урожайность яровой пшеницы // Плодородие. 2021. № 2(119). С. 36-38. DOIhttps://doi.org/10.25680/S19948603.2021.119.09.
11. Смуров С. И., Попова Т. В. Оценка различных видов культур и их сочетаний в качестве парозанимающих сидератов // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29, № 11. С. 74-77.
12. Комарова Н. А. Значение различных паров в изменении плотности светло-серой лесной почвы и урожайности культур севооборота // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018. № 2(63). С. 58-63. DOIhttps://doi.org/10.30766/2072-9081.2018.63.2.58-63.
13. Стародубцев В. В., Виноградов Д. В. Использование ярового рапса в качестве парозанимающей культуры под озимую пшеницу // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2016. № 3(31). С. 107-110.
14. Пилипенко Н. Г., Андреева О. Т. Влияние редьки масличной в занятых и сидеральных парах на фитосанитарное состояние посевов зерновых культур в полевом севообороте // Вестник АПК Ставрополья. 2015. № 4(20). С. 253-260.
15. Пегова Н. А. Урожайность и фитосанитарное состояние последних культур севооборота яровой пшеницы и ячменя // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2022. № 1. С. 61-70. DOIhttps://doi.org/10.26897/0021-342X-2022-1-61-70.
16. Сравнительная эффективность различных систем удобрения и сидерата на продуктивность культур звена севооборота / Т. И. Володина, А. Н. Левченкова, Н. С. Козлов, В. Ю. Иванова // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. 2023. № 3(44). С. 16-25.
17. Пегова Н. А., Тронина Л. О. Влияние вида пара и основной обработки почвы в севообороте на биологические свойства пахотного слоя // Агрохимический вестник. 2021. № 6. С. 3-8. DOIhttps://doi.org/10.24412/1029-2551-2021-6-001.
18. Биологические свойства чернозёма оподзоленного при использовании различных сидеральных культур по системе органического земледелия на Среднем Урале / М. Ю. Карпухин, В. В. Чулкова, В. А. Чулков, Э. Р. Батыршина // Вестник Курганской ГСХА. 2022. № 3(43). С. 16-25. DOIhttps://doi.org/10.52463/22274227_2022_43_16.
19. Чадаев И. М., Гурин А. Г. Аккумуляция элементов питания зернобобовыми культурами используемых в качестве предшественника // Зернобобовые и крупяные культуры. 2020. № 1(33). С. 59-63. DOIhttps://doi.org/10.24411/2309-348X-2020-11157.
20. Нечаев Л. А., Голышкин Л. В. Определение оптимального варианта использования сидератов под озимую пшеницу на основе морфометрического анализа параметров флагового листа // Зернобобовые и крупяные культуры. 2013. № 3(7). С. 65-74.
21. Казанбеков И. А., Котлярова Е. Г., Титовская А. И. Водный режим и продуктивность сидератов в зависимости от основной обработки чернозема типичного // Вестник аграрной науки. 2017. № 6(69). С. 9-15. DOIhttps://doi.org/10.15217/issn2587-666X.2017.6.9. EDN YMDVWP.
22. Шеин Е. В., Гончаров В. М. Агрофизика. Ростов н/Д.: Феникс, 2006. 400 с.
