Влияние способов обработки почвы на химические и водно-физические свойства черноземов южных Костанайской области Казахстана

Influence of methods of soil cultivation on chemical and water-physical properties of the southern black soil in Kostanay region of Kazakhstan

Temirbolat Dzhalankuzov

doctor of biological sciences, Full Professor, Chief Researcher LLP "U.U. Uspanov Kazakh Research Institute of Soil Science and Agrochemistry", Kazakhstan, Almaty

Kizatolda Mukhametkarimov

Doctor of Agricultural sciences, Full Professor LLP "S.Seifullin Kazakh Agrotechnical University", Kazakhstan, Astana

Aisalkyn Tynybekkyzy

Graduate student, LLP "S.Seifullin Kazakh Agrotechnical University", Kazakhstan, Astana

Аннотация. В данной статье рассматривается влияние традиционной, минимальной и нулевой обработки почв на химические и водно-физические свойства южных черноземов Костанайской области Казахстана. Ресурсосберегающие технологии обработки почв способствуют улучшению содержания основных элементов почв и оказывают влияние на водно-физические свойства черноземов южных.

Abstract. The article presents influence of traditional, minimal and zero tillage on chemical and water-physical properties of the southern black soil in Kostanay region of Kazakhstan. Resource-saving soil treatment technologies contribute to the improvement of the main soil elements content and influence the water-physical properties of the southern black soil.

Ключевые слова: нулевая технология; сберегающая технология; черноземы южные.

Keywords: zero tillage; saving technologies; southern black soil.

Долгосрочный приоритет аграрной политики страны: «Стратегия-Казахстан 2050» предусматривает меры стабильного развития отрасли путем разработки и применения инновационных агротехнологий возделывания культур на основе сохранения и воспроизводства плодородия почв.

Казахстан занимает одно из ведущих мест в СНГ по производству и экспорту зерна пшеницы твердых сортов. Основное воспроизводство этой культуры сосредоточено в северных областях республики, на самых высокоплодородных черноземных почвах. Технология выращивания яровой пшеницы в регионе осуществляется по-разному, исходя из показателей плодородия почв, количества осадков, материально-технической обеспеченности и финансовым положением хозяйствующих субъектов.

В условиях засушливого климата степной зоны лимитирующим фактором снижения урожайности зерновых культур являются недостаток влаги, засоренность полей и эрозия почвы. Многолетние исследования проведения в различных почвенно-климатических условиях убедительно доказали, что сокращение числа механических обработок резко снижает отрицательное действие указанных причин.

Исходя из этого, разработка оптимальных способов обработки почвы, направленных на получение высоких урожаев зерна яровой пшеницы с минимальными финансовыми затратами, сохранением плодородия почв, является оптимальной проблемой земледелия северных областей республики.

В последние годы, с учетом создавшихся условий на рынке и повышением урожайности зерновых культур, идет постепенное снижение посевных площадей под яровую пшеницу. Так, если площадь посева пшеницы в 2010 году составляла 14,0 млн га, то в 2016 году-12,5 млн га, на будущий год запланирована площадь посева 10 млн га.

В этой связи, перед земледельцами севера Казахстана стоит задача по ускоренному внедрению ресурсосберегающих технологий для производства товарного зерна, способствующие повышению урожая и плодородия почв.

Цель исследований: выявление оптимального способа обработки черноземов южных при возделывании яровой пшеницы на территории Костанайской области.

Для достижения цели была поставлена задача: проводить полевые и лабораторные исследования по сравнительному изучению традиционной, нулевой и минимальной способов обработки почвы.

Объект и методы исследований: черноземы южные Костанайской области, опытных полей ТОО «Опытное хозяйство Заречное» Костанайского научно-исследовательского института сельского хозяйства. Исследования проводились маршрутно-ключевым и стационарным методом.

Ключевые разрезы на этих полях были заложены на северной окраине «ОХ Заречное»: на полого-наклонной равнине правой верхней надпойменной террасе реки Тобол, сложенной четвертичными аллювиальными отложениями.

Исследования почвенных образцов выполнены следующими методами: гумус – по Тюрину, общий азот – по Кьельдалю, углекислоты – газоволюмометрически, водная вытяжка - по Гедройцу, РН – потенциометрически в водной суспензии, механический состав – по Качинскому, удельный вес твердой фазы почвы – пикнометрически, влажность почвы – методом термической сушки до глубины 100 см в 4-х кратной повторности, влажность завядания – путем пересчета максимальной гигроскопии на коэффициент 1.34,  максимальная гигроскопия – по Николаеву.

Результаты исследований.

В пределах Костанайской области, подзона южных черноземов, располагается южнее обыкновенных черноземов и занимает площадь в 3,7 млн гектаров, из которых доля пашни составляет 2,0 млн га. Основными почвами подзоны являются черноземы южные нормальные (1,160 тыс га), карбонатные (750 тыс га) и солонцеватые (760 тыс га).[3, с. 416]

Черноземы южные карбонатные, на которых производились наши исследования, имеют характерную особенность-резкую языковатость.

Строение почвенного профиля соответствует провинциальному генезису черноземов южных. По мощности гумусового горизонта (А+В) почвы среднемощные 60-70см. Выделения карбонатов наблюдаются в нижней части гумусового горизонта (с 45-50 см). Сумма поглощенных оснований 20-32 мг-экв на 100 г почвы. ППК  в основном насыщен кальцием (70-85 %) и отчасти магнием (15-30%). Содержание обменного натрия – 0,5-1%.

Почвы практически не засолены легкорастворимыми солями. Сумма солей по профилю не превышает 0,10-0,20 %. В почвообразующей породе с глубины 110-150 см нередко отмечается засоление.

Мощность гумусового горизонта (А+В) в заложенных разрезах колебалась от 55-61 до 70см.

Исходное состояние пашни определяется морфолого-генетическими особенностями пахотных почв черноземов южных.

Фоновые характеристики пашни черноземов южных при традиционной и нулевой обработке почвы приведены в таблице 1.

Таблица 1

Фоновые характеристики пашни черноземов южных Костанайской области

Содержание гумуса в слое почвы 0-30см при традиционной обработке составило 4,0%, снижаясь на глубине 30-50 см до 2,1%. Такая же закономерность наблюдается в содержании валового азота и фосфора, соотвественно 0,19 и 0,12%. Содержание гидролизуемого азота и подвижного фосфора в пахотном слое очень низкое, а обменного калия наоборот очень высокое (762,3 мг/кг). Карбонаты обнаруживаются глубже 30 см и в подпахотном  30-50 см слое их содержание составляет 2,0 %. Реакция почвы меняется от слабощелочных в пахотном горизонте (pH=7,9), до сильнощелочных в подпахотном горизонте (pH=8,8).

На пашне с нулевой обработкой отмечена положительная тенденция в содержании гумуса. Так, содержание его в слое 0-30 см составило 4,83%, что на 0,83 % выше, по сравнению с традиционной обработкой.

На нулевой обработке, в содержании валовых форм азота и фосфора, обнаруживается очень слабо заметная тенденция в сторону увеличения. Карбонаты обнаруживаются с глубины 40 см, реакция среды в пахотном горизонте нейтральная (pH=6.9), а в подпахотном переходит в слабощелочную (pH=7,8). (таблица 1)

По содержанию подвижных форм питательных элементов на варианте с нулевой обработкой, по сравнению с традиционной, обнаружено значительное увеличение их содержания, как в пахотном, так и в подпахотном горизонтах.

Это свидетельствует о том, что при нулевой обработке происходит улучшение пищевого режима южных черноземов. [1 с. 195,2 с. 75]

В отобранных почвенных образцах были определены водно-физические свойства черноземов при нулевой, минимальной и традиционной способах обработки почвы. В таблице 2 приведены данные весеннего срока.

Таблица 2

Водно-физические свойства черноземов при различных способах обработки

По содержанию влажности почвы лучшие показатели имеют вариант нулевой обработки, где в пахотном 0-30 слое содержится 21,16% воды, а подпахотный горизонт более насыщен влагой 24,7%.

На варианте с традиционной обработкой, содержание влаги, по сравнению с вариантом нулевой обработки, несколько меньше (20,03 %). Самое низкое содержание влаги обнаружено на варианте с минимальной обработкой.

Наилучшая плотность почвы обнаружена на варианте с нулевой обработкой, наибольшее уплотнение почвы произошло на варианте с традиционной обработкой, как в пахотном, так и в подпахотном горизонтах (1,26 и 1,36 г/см³).

Наименьшим показателем порозности характеризуется вариант с традиционной обработкой (49,7 и 46,0%). Наилучшая порозность обнаружена на вариантах с нулевой обработкой (56,7 и 55,0%).

По запасам продуктивной влагиотмечается вариант с нулевой обработкой, где в слое 0-50 см запасы воды составили 644,04 т/га. При традиционной обработке запас влаги в полуметровом слое составил 420,26 т/га. Наименьшим запасом влаги отличился вариант минимальной обработки, где запас продуктивной влаги составил 372,61 т/га.

Из приведенного анализа экспериментальных данных следует заключить, что черноземы южные Костанайской области имеют среднюю мощность гумусового горизонта, физико-химические свойства, реакция среды, содержание гумуса и другие показатели соответствут генетическим особенностям черноземов южных карбонатных.

Влияние изученных способов обработки почв позволяется нам сделать следующие выводы:

1. Применение нулевой обработки способствует повышению содержания гумуса по сравнению с традиционной и минимальной обработкой черноземов южных карбонатных Костанайской области

2. Нулевая обработка способствует улучшению содержания основных элементов минерального питания

3. Нулевая обработка оказывает существенное влияние на водно-физические свойства черноземов южных.