Влияние биологизированных севооборотов на органическое вещество и агрофизические свойства почвы в засушливой степи Южного Урала

Актуальность. Продолжающееся ухудшение состояния сельскохозяйственных земель и в целом природной обстановки требует перехода к природоохранному земледелию, частью которого являются биологизированные севообороты.

Цель исследований — установление влияния биологизированных севооборотов на содержание органического вещества и агрофизические свойства почвы в условиях засушливой степи Южного Урала.

Методы. Проводили полевые опыты и лабораторные анализы по общепринятым методикам. Почва опытного поля — чернозем обыкновенный среднесуглинистый. Климат — засушливый. В годы исследований гидротермический коэффициент составлял 0,27–0,65. В опыте изучили семипольные биологизированные севообороты с четырьмя полями зерновых культур, двумя полями люцерны и чистым паром (I типа), с пятью полями зерновых и двумя полями люцерны (II типа). В качестве контроля взяли шестипольный зернопаровой севооборот. Создавали фоны питания: без удобрений, органические, минеральные.

Результаты. Выявили, что биологизированные севообороты в звене люцерны первого и второго годов пользования накапливают в слое почвы 0–40 см 7,8–9,1 т/га пожнивно-корневых остатков (ПКО), что в три-семь раз больше по сравнению с зернопаровым севооборотом. Повышенное количество ПКО в биологизированных севооборотах оказывает разрыхляющее влияние на пахотный (0–30 см) и подпахотный (30–40 см) слои почвы. Плотность пахотного слоя — 1,10 г/см³, подпахотного — 1,05 г/см³. Соответственно, показатели зернопарового севооборота — 1,12 г/см³ и 1,12 г/см³, или на 6% больше. В биологизированных севооборотах содержались в почве более высокие запасы влаги. Весенние запасы продуктивной влаги в слое почвы 0–100 см в биологизированных севооборотах — от 97 до 112 мм по фонам удобрений, что на 8–22 мм больше, чем в зернопаровом севообороте. Таким образом, биологизированные севообороты в условиях засушливой степи Южного Урала способствуют оптимизации агрофизических свойств и улучшению водного режима почвы.

1. He M., Ji X., Bu D., Zhi J. Cultivation effects on soil texture and fertility in an arid desert region of northwestern China. Journal of Arid Land. 2020; 12(4): 701–715. https://doi.org/10.1007/s40333-020-0069-7

2. Yu Y. et al. Climate change in Central Asia: Sino-German cooperative research findings. Science Bulletin. 2020; 65(9): 689–692. https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.02.008

3. Quanying W., Yang W., Qicun W., Jingshuang L. Impacts of 9 years of a new conservational agricultural management on soil organic carbon fractions. Soil & Tillage Research. 2014; 143: 1–6. https://doi.org/10.1016/j.still.2014.05.004

4. Nurbekov A., Akramkhanov A., Kassam A., Sydyk D., Ziyadaullaev Z., Lamers J.P.A. Conservation Agriculture for combating land degradation in Central Asia: a synthesis. AIMS Agriculture and Food. 2016; 1(2): 144–156. https://doi.org/10.3934/agrfood.2016.2.144

5. Мудрых Н.М., Самофалова И.А. Опыт использования растительных остатков в почвах Нечерноземной зоны России (обзор). Пермский аграрный вестник. 2017; (1): 88–97. https://elibrary.ru/ygswcr

6. Зезин Н.Н., Намятов М.А., Постников П.А., Зубарев Ю.Н. Оценка эффективности факторов биологизации в земледелии Уральского региона. Пермский аграрный вестник. 2019; (1): 34–41. https://elibrary.ru/xftlqp

7. Морозов В.И., Тойгильдин А.П., Подсевалов М.И. Биологизация технологии возделывания яровой пшеницы и формирование ее продуктивности в условиях Среднего Поволжья. Нива Поволжья. 2016; (4): 49–55. https://elibrary.ru/ypsnfj

8. Зеленев А.В., Уришев Р.Х., Протопопов В.М. Приемы сохранения плодородия светло-каштановых почв в полевых биологизированных севооборотах Нижнего Поволжья. Проблемы рационального использования природохозяйственных комплексов засушливых территорий. Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции. Волгоград: Волгоградский ГАУ. 2015; 52–54. https://elibrary.ru/xcpbjt

9. Замятин С.А., Максимова Р.Б. Почвоулучшающая роль пожнивно-корневых остатков в полевых севооборотах. Вестник Марийского государственного университета. Серия: Сельскохозяйственные науки. Экономические науки. 2020; 6(3): 287–294. https://doi.org/10.30914/2411-9687-2020-6-3-287-294

10. Дедов А.В., Несмеянова М.А., Дедов А.А., Кузнецова Т.А. Бинарные посевы с люцерной синей и плодородие почвы. Земледелие. 2014; (5): 21–23. https://elibrary.ru/suackj

11. Зинченко С.И., Рябов Д.А. Особенности формирования корневой системы зерновых культур в агроэкосистемах серой лесной почвы. Фундаментальные исследования. 2014; (8-3): 651–656. https://elibrary.ru/sjmmux

12. Ndzelu B.S., Dou S., Zhang X. Corn straw return can increase labile soil organic carbon fractions and improve water-stable aggregates in Haplic Cambisol. Journal of Arid Land. 2020; 12(6): 1018–1030. https://doi.org/10.1007/s40333-020-0024-7

13. Курдюков Ю.Ф., Лощинина Л.П., Попова Ж.П., Шубитидзе Г.В., Кузьмичев Ф.П., Третьяков М.В. Роль многолетних трав в полевых севооборотах засушливой степи Поволжья. Аграрный вестник Юго-Востока. 2009; (2): 38–42. https://elibrary.ru/wmvmrz

14. Гребенников В.Г., Шипилов И.А., Хонина О.В. Энергосберегающая технология выращивания многолетних трав на деградированных каштановых почвах сухостепной зоны. Животноводство и кормопроизводство. 2019; 102(2): 163–173. https://doi.org/10.33284/2658-3135-102-2-163