Содержание к диссертации
Введение
1. Совершенствование приёмов земледелия на осушаемых почвах (обзор литературы) 12
1.1. Характеристика осушаемых почв зоны 12
1.2. Методы и способы осушения 14
1.3. Система земледелия 19
1.4. Севообороты 24
1.5. Система обработки почвы 30
1.6. Система удобрений 34
1.7. Приёмы биологизации земледелия 39
2. Объекты и методика исследований 46
2.1. Почвенно-климатические условия Северо-Восточного региона 46
2.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований.. 53
2.3. Характеристика опытных участков, схемы опытов и агротехника 58
2.4. Методика проведения исследований 72
3. Исследования режима работы осушительной системы 74
3.1. Режим уровней почвенно-грунтовых вод 74
3.2. Объём, продолжительность и годовое распределение дренажного стока 86
3.3. Химический состав дренажных вод и потери элементов питания с дренажным стоком 94
3.4. Эксплуатация мелиоративных систем 120
4. Совершенствование системы земледелия на осушаемых почвах 124
4.1. Оценка полевых севооборотов для адаптивного земледелия . 124
4.2. Подбор парозанимающих и сидеральних культур для осушаемых почв 139
4.3. Система обработки почвы в полевом севообороте 156
4.4. Система удобрения в полевом севообороте 199
4.5. Запасное внесение фосфорно-калийных удобрений 219
4.6. Подбор культур для возделывания на осушаемой дерново-подзолистой супесчаной почве 224
5. Мониторинг мелиорируемых земель 236
5.1. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой
почвы при закладке дренажа 238
5.2. Изменение агрохимических свойств осушаемой дерново-подзолистой почвы в севообороте при разных системах удобрений 241
5.3. Влияние осушения на урожайность возделываемых
возделывания сельскохозяйственных культур на осушаемых землях 252
Выводы 262
Предложения производству 267
Список использованных источников
- Методы и способы осушения
- Система обработки почвы
- Характеристика опытных участков, схемы опытов и агротехника
- Система обработки почвы в полевом севообороте
Введение к работе
В 1966 г. была принята общесоюзная долговременная программа мелиорации земель, после чего начаты интенсивные работы по осушению земель в Нечернозёмной зоне РСФСР. Площадь осушаемых земель за 1966...1990 гг. в России увеличилась до 5,11 млн. га. Осушительная мелиорация минеральных переувлажнённых пашен и сенокосов выводила их продуктивность на уровень земель с нормальным водным режимом, повышая урожайность в 1,4...2,0 раза (Гулюк, 2004).
Исследования последних лет, проведённые в различных регионах страны и на различных почвах, показывают, что осушение изменяет водный, воздушный, температурный режимы почв, процессы миграции веществ, а, следовательно, свойства и эволюцию дренированных почв (Ковда, 1967; Зайдельман, 1991,1996; Ефимов, 1987; Копысов и др., 1992; Симакова, Гельцер, 1992; Охор-зин и др., 1993; Копысов, 1997; Шаманаев, 2000; Филиппова, 2002; Тюлькин, 2003). Так при осушении переувлажнённых суглинистых почв Прибалтики было установлено снижение содержания поглощенных оснований, элементов питания растений, возрастание содержания обменного алюминия и кислотности (Бальчунас и др., 1975). Л.П. Розов (1931) утверждает, что дренаж меняет физические свойства почв, так как с дренажным стоком выносятся фракции ила и пыли.
Исследования на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах Московской области показали, что по плотности сложения и плотности твёрдой фазы дренированные почвы как через 5, так и через 15 лет после осушения практически не отличались от недренированных (Резников, Соловьев, 1992).
Другие исследователи (Большаков, Орлова и др., 1995) отмечают, что влияние осушения на свойства пахотного слоя дерново-подзолистых глееватых почв оказалось менее значимым, чем внесение извести и удобрений. При окультуривании осушаемых глееватых почв в их пахотном слое возрастает со-
держание гумуса, сумма поглощённых оснований, усвояемого фосфора и обменного калия, снижаются все формы кислотности.
Основным условием получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур является восстановление плодородного пахотного слоя почвы, нарушенного в процессе мелиоративного строительства или при их низком естественном плодородии до осушения. Вводимые в сельскохозяйственное производство осушаемые почвы должны иметь показатели плодородия не ниже средних уровней, обеспечивающих рентабельный урожай (Петров, Алименко, 1978; Болдырев, Завалин, 1989; Завалин, 1995; Маслов, 1998).
При осушении происходит вынос химических веществ с дренажными водами из почвы, что может привести к их непроизводительным потерям и нарушению экологического равновесия в водоприёмнике (Бобрицкая, 1975; Пестряков, 1979; Юлушев, 1981; Емельянова и др., 1987; Ахметьева и др., 1991). В исследованиях И.Г. Юлушева (1989) показан значительный вынос нитрат-иона, кальция и магния в составе инфильтрационных вод. Под хорошо развитой растительностью вымывание нитрат-иона резко снижается, а потери Са и Mg не зависят от уровня урожайности, удобренности и известкования. Происходит перманентная декальцинация почвы. Для почвенного покрова Северо-Восточного региона характерна большая пестрота по степени увлажнённости, гранулометрическому составу и плодородию. В связи с мозаичностью почвенного покрова проявляется разнообразие технологических элементов системы земледелия.
Сведения об изменении водного режима, агрохимических свойств, а также продуктивности самых распространённых дерново-подзолистых суглинистых и супесчаных почв под влиянием дренажа для обширного Северо-Восточного региона малочисленны, а те данные, которые имеются, относятся к дерново-карбонатным, глеевым и торфяным почвам (Зайдельман, 1991; Дегтярёва, 1995; Шихова, 1995).
Актуальность. На северо-востоке европейской части России широко распространены переувлажнённые почвы. Подъём сельского хозяйства в этой зоне возможен на основе мелиорации почв, в первую очередь осушения переувлажнённых земель. Площадь осушаемых земель в России составляет около 4,63 млн. га, из них 200 тыс. га в Кировской области (Г.Г. Гулюк, 2004).
Мелиорируемые земли - это особо ценная категория земель сельскохозяйственного назначения, в которые вложены значительные финансовые средства и материальные ресурсы. Стратегия использования земельных ресурсов должна быть ориентирована, в первую очередь, на высокую интенсификацию использования лучших земель (В.И. Кирюшин, 1999). Основными задачами земледельцев всех форм собственности должны быть сохранение создаваемого десятилетиями мелиоративного фонда, стабилизация земледелия на осушаемых почвах и предотвращение их деградации. В последнее время особенно актуальной стала проблема экологии земель, подвергшихся осушительной мелиорации (Б.С. Маслов, И.В. Минаев, 1985; Ф.Р. Зайдельман, 1993; А.Н. Небольсин, 1993; Н.Г. Ковалёв, Д.А. Иванов, 2004).
В Северо-Восточном регионе европейской части России вопросы повышения эффективности использования осушаемых почв слабо изучены и требуют всестороннего научного обоснования. Разработка экологически сбалансированных адаптивно-ландшафтных систем земледелия применительно к осушаемым почвам и повышение их эффективности - актуальные задачи современной науки (А.Н. Каштанов и др., 1994).
Длительное эффективное использование и сохранение высокого плодородия разнообразных по генезису, строению и свойствам осушаемых почв возможно лишь при условии всестороннего учёта их особенностей и изменений, которыми сопровождаются осушение, окультуривание и сельскохозяйственное использование. Важное значение поэтому имеют многолетние комплексные стационарные исследования на специально построенной осушительной системе (Ф.Р. Зайдельман, 1991; В.А. Шаманаев, 2000).
Работа выполнена в период 1973...2005 гг. в соответствии с Государственными научными заданиями 0.52.01; 04.02; 03.01 в Государственном учреждении Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого.
Цель работы: экспериментальное обоснование и совершенствование адаптивно-ландшафтной системы земледелия на . осушаемых дерново-подзолистых почвах, обеспечивающей экономически обоснованную продуктивность возделываемых культур, оптимизацию почвенного плодородия без нарушения экологической ситуации в агроландшафте.
В соответствии с целью исследований предусматривалось решение следующих задач:
определить влияние осушения дерново-подзолистой супесчаной почвы на режим уровней грунтовых вод, объём, продолжительность и внутригодовое распределение дренажного стока;
изучить химический состав дренажных вод и определить потери элементов питания с дренажным стоком в зависимости от плодородия и гранулометрического состава почвы, возделываемых культур и приёмов агротехники;
дать агротехническую оценку зернотравяным полевым севооборотам с чистыми, занятыми и сидеральными парами, определить их продуктивность на осушаемой супесчаной почве. Выявить наиболее урожайные зерновые, парозанимающие и сидеральные культуры для возделывания на осушаемой дерново-подзолистой супесчаной почве;
выявить и предложить производству эффективную систему обработки осушаемой супесчаной почвы в полевом севообороте;
определить оптимальные дозы и сроки внесения минеральных удобрений для основных культур полевого севооборота на осушаемой супесчаной почве;
установить изменения плодородия дерново-подзолистой почвы (агрохимических и агрофизических свойств) при закладке гончарного дренажа и от
приёмов агротехники при использовании её в полевом зернотравяном севообороте.
Научная новизна результатов исследований. В условиях Северо-Восточного региона европейской части России на мелиоративных стационарах проведены комплексные исследования по земледелию на осушаемых гончарным дренажем дерново-подзолистых почвах. В комплексности и длительности стационарных исследований заключается их отличие и новизна. Впервые на осушаемой закрытым дренажем дерново-подзолистой супесчаной почве определён режим уровней грунтовых вод, объём и внутригодовое распределение дренажного стока, выявлена зависимость объёма дренажного стока от приёмов основной обработки почвы и возделываемых культур. В длительных стационарных опытах изучена динамика концентрации основных элементов питания в дренажных водах, определены потери этих элементов с дренажным стоком в зависимости от плодородия и гранулометрического состава почвы, возделываемых культур и приёмов агротехники. Установлены изменения агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы при закладке гончарного дренажа и при использовании её в полевом зернотравяном севообороте с разными уровнями внесения удобрений. Определены изменения плотности, твёрдости, водопроницаемости и других агрофизических свойств осушаемой дерново-подзолистой почвы под влиянием приёмов основной обработки. Проведена сравнительная оценка продуктивности зернотравяных севооборотов с чистыми, занятыми и сидеральными парами, выявлены наиболее урожайные на осушаемой дерново-подзолистой супесчаной почве зерновые, кормовые и си-деральные культуры, изучены и предложены производству системы удобрений и обработки почвы в полевом зернотравяном севообороте.
Практическая ценность работы. На основе длительных полевых опытов на мелиоративных стационарах установлены и предложены производству для хозяйств Северо-Восточного региона на осушаемых почвах схемы зерно-травяных севооборотов с занятыми и сидеральными парами, система обработки
почвы и система удобрений в полевом севообороте, набор наиболее адаптированных к гидроморфизму осушаемых почв сельскохозяйственных культур. Рекомендуемые агроприёмы позволяют получить с 1 га осушаемой почвы 3,0...4,0 т к. ед. Путём подбора адаптированных культур в севообороте, рациональной системы обработки почвы и системы удобрений удаётся сохранить плодородие осушаемых почв, не вызывая их деградации и ухудшения экологической ситуации в агроландшафте.
Основные положения, выносимые на защиту:
- характер режима уровней грунтовых вод, объём, продолжительность и
внутригодовое распределение дренажного стока на осушаемой закрытым дренажем дерново-подзолистой супесчаной почве;
особенности формирования химического состава дренажных вод и потерь элементов питания из осушаемой дерново-подзолистой супесчаной почвы в зернотравяных севооборотах при различной степени интенсификации сельскохозяйственного производства;
оценка по продуктивности полевых зернотравяных севооборотов с занятыми и сидеральными парами, парозанимающих, сидеральных и зерновых культур, адаптированных к условиям выращивания на осушаемых дерново-подзолистых почвах;
рациональные экологически безопасные системы обработки и удобрений осушаемой дерново-подзолистой почвы в полевом зернотравяном севообороте;
- изменение агрохимических и агрофизических свойств дерново-
подзолистой почвы при закладке гончарного дренажа и в полевом зернотравя
ном севообороте при разных уровнях внесения удобрений.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинаре "Рациональное использование мелиорированных земель в Нечернозёмной зоне РСФСР" (Ленинград, 1977), научно-практической конференции "Интенсивные технологии возделывания основных сельскохозяйственных культур на осушенных землях" (Калинин, 1989), на научной сессии
Россельхозакадемии (4-7 июля 1995 г., Киров), научно-практической конференции "Научные основы стратегии адаптивного растениеводства Северо-Востока европейской части России" (Киров, 1996), конференции "Аграрная наука и практика в конце 20 века: итоги и перспективы" (Киров, 1999), на Всероссийской научно-практической конференции по органическим удобрениям (Киров, 2002), Международных научно-практических конференциях (Киров, 2003, 2004, 2005), на заседаниях секции РАСХН "Земледелие на осушаемых землях" (Тверь, 1991, 1992), заседаниях Учёного совета и методической комиссии технологического центра НИИСХ Северо-Востока, на областных и районных семинарах с руководителями и специалистами управлений сельского хозяйства, хозяйств различных форм собственности Кировской области.
Реализация результатов исследований. Основные результаты исследований вошли в рекомендации и руководства: "Система ведения сельского хозяйства Волго-Вятской зоны", 1976; "Рекомендации по повышению плодородия почв, увеличению производства зерна, кормов в Волго-Вятском экономическом районе", 1978; Типовые технологические карты на возделывание основных сельскохозяйственных культур на осушенных минеральных и торфяных почвах Нечернозёмной зоны РСФСР", 1978; "Научные основы системы земледелия Кировской области", 1982; "Система земледелия на мелиорированных землях Нечернозёмной зоны РСФСР", 1984; "Организационно-технологический проект производства зерна на осушенных землях по интенсивной технологии (для Нечернозёмной зоны РСФСР)", 1991; "Применение агромелиоративных мероприятий на осушенных минеральных землях Нечернозёмной зоны РСФСР (технологический регламент)", 1991; "Концепция развития адаптивного земледелия Кировской области", 1998; "Система ведения агропромышленного производства Кировской области", 2000; "Методика разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия в хозяйствах Кировской области", 2000; монография "Земледелие на осушаемых почвах Северо-Востока", 2001.
Результаты исследований на осушаемых почвах используются в учебном процессе Вятской государственной сельскохозяйственной академии, прошли производственную проверку в ОПХ Зонального НИИСХ Северо-Востока, а также использованы при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия в 23 хозяйствах Кировской области в период с 1996 по 2005 гг. на площади 118 тыс. га.
Организация проведения исследований. В работе обобщены результаты 32-летних (1973...2005 гг.) исследований автора с сотрудниками лаборатории земледелия и мелиорации почв и аналитической лаборатории НИИСХ Северо-Востока. Анализы почвы, воды, растений и других объектов проведены в аналитической лаборатории НИИСХ Северо-Востока.
Автор выражает искреннюю признательность за оказанную помощь и содействие при работе над диссертацией научному консультанту, д.с.-х. н. Юлу-шеву И.Г., зав. лабораторией земледелия и мелиорации д.с.-х. н. Козловой Л.М., зав. лабораторией агрохимии д.б.н. Пасынкову А.В., зав. отделом кормопроизводства д. с.-х. н. Фигурину В.А., ведущим научным сотрудникам, к. с.-х. н. Пономарёвой М.И. и к. с.-х. н. Мальцеву Б.П., руководству института, а также сотрудникам и лаборантам лаборатории земледелия и аналитической лаборатории ЗНИИСХ Северо-Востока.
Методы и способы осушения
Федеральным законом "О мелиорации земель" установлены типы и виды мелиорации. Выделены четыре её типа: гидромелиорация, агролесомелиорация, культуртехническая и химическая мелиорации. В состав гидромелиорации вошли следующие виды: осушительная, оросительная, противоэрозионная, противопаводковая и др. В составе агролесомелиорации выделена противоэрозионная - создание лесных насаждений на оврагах, балках и песках. К культуртех-нической мелиорации отнесены расчистка мелиорируемых земель от древесной и травянистой растительности, кочек, пней и мха; расчистка земель от камней, рыхление, пескование, глинование, плантаж и первичная обработка почвы. Понятие химическая мелиорация объединяет известкование почв, их фосфоритование и гипсование. При проведении мелиорации сельскохозяйственных угодий необ ходимо, прежде всего, обеспечить все условия для производительного использования техники, повышения плодородия почвы и эффективного применения удобрений. Это достигается с помощью осушения и проведения комплекса мероприятий по первичному освоению земель (Система земледелия на мелиорированных землях..., 1984).
Осушение - удаление избытка воды из почвы и с её поверхности. На сельскохозяйственных угодьях осушение проводится с целью создания благоприятного водного режима в корнеобитаемом слое почвы для выращивания культур. К основным методам осушения относятся: ускорение поверхностного стока, уменьшение притока воды на осушаемую территорию с периферии, ускорение просачивания воды в подпахотном слое. Основными способами осушения являются: сеть открытых каналов, закрытый подземный дренаж, оградительная система нагорных каналов и ловчих дрен. В большинстве случаев каждый из этих способов применяют в различных сочетаниях с другими (Колпаков, Сухарев, 1981).
Для осушения строится осушительная система, которая включает в себя регулирующую и проводящую сети. Для облегчения работы каналов и дрен, снижения на них нагрузки и ускорения отвода воды, строится оградительная сеть, применяется комплекс агромелиоративных мероприятий для ускорения отвода воды с поверхности и из почвы. В задачу осушительной сети входит сбор на территории и на границе системы избыточных поверхностных и грунтовых вод и удаление их в водоприёмник (Костяков, 1960; Колпаков, Сухарев, 1981; Волков, Никитин, 1982; Тимофеев, 1982; Зайдельман, 1987; Маслов, 1998).
Кратковременное переувлажнение пашни наблюдается в весенний период за счёт таяния снега и осенью - от избыточных осадков. Регулирование поверхностного стока воды достигается путём устройства выборочной редкой осушительной сети, а также регулированием рек - водоприёмников. Под сенокосами некоторое переувлажнение отдельных участков не является отрицательным фактором. Открытые осушительные каналы в качестве регулирующей сети следует применять при осушении болот под сенокосы и при затапливаемых поймах - под луга. Каналы проводят по тальвегам (понижениям) поверхности земли, на болотах - по тальвегам минерального дна болота.
Для осушения лугов, особенно на гривистых поймах, эффективны ложбины - каналы глубиной до 0,4...0,5 м с очень пологими откосами, благодаря чему они проходимы для сельскохозяйственных машин. При намывном и склоновом типах водного питания основными элементами осушительной сети являются нагорные и ловчие каналы (Тимофеев, 1982).
На пашне постоянного переувлажнения осушение целесообразно проводить путём устройства закрытого дренажа. Он же рекомендуется на пастбищах. Закрытый дренаж - система уложенных под уклон в земле пористых трубопроводов, служащих для сбора и удаления избытка воды из почвы. Его образуют дрены, которые выводят в проводящие каналы или в закрытые коллекторы. Наиболее распространены ныне гончарные и пластмассовые дрены. Дрены из всех материалов устраивают длиной до 200...250 м с уклоном не менее 0,002. Расстояние между дренами принимают на основе фильтрационных расчётов. Наиболее распространены следующие расстояния: в глине и тяжёлом суглинке 8...15 м, среднем и лёгком суглинке - 14...30, супеси и песке мелкозернистом -25...50, в торфе - 20...40 м. Для увеличения расстояния между дренами в тяжёлых грунтах дрены делают с фильтрующей засыпкой из гравия (Маслов, 1998).
Система обработки почвы
Система обработки почвы в сочетании с другими агротехническими мероприятиями - важное средство поддержания и прогрессивного повышения её плодородия, получения высоких и устойчивых урожаев. Система обработки почвы должна соответствовать природным и организационно-экономическим условиям, а также биологическим особенностям возделываемых культур. В Северо-Восточном регионе широко распространены почвы с временным избыточным увлажнением, однако их обработка на практике мало отличается от приёмов, предназначенных для почв с нормальным увлажнением. На значительных площадях сельскохозяйственных земель природные условия создают потенциальную возможность проявления эрозионных процессов. Игнорирование про-тивоэрозионных мероприятий в системе земледелия приводит к увеличению площадей эродированных земель. В условиях агроландшафта необходимо более дифференцированно применять различные приёмы обработки почвы с учётом рельефа, микроклиматических особенностей, структуры почвенного покрова, состава агрофитоценозов (Кузнецов, 1969; Нарциссов, 1972, 1976, 1983; Филимонов, 1973; Макаров, Платунов, 1996; Платунов, 1997; Макаров, 2002).
Из всего комплекса агротехнических мероприятий, необходимых для получения высоких и устойчивых урожаев, особенно большое значение придаётся рациональной обработке почвы, а большое разнообразие почв, климатических и погодных ресурсов, особенностей культивируемых растений требует зонального подхода к приёмам обработки почвы. По данным И.П. Макарова (1987), на обработку почвы приходится 40% энергетических и 25% трудовых затрат от всего объёма полевых работ по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур. Рациональной обработкой можно изменить многие коренные свойства почвы: увеличить мощность гумусового горизонта, разрыхлить "плужную подошву" (Платунов, 1997).
В последние годы агрономическая наука разрабатывает научные основы почвозащитной, ресурсосберегающей технологии, известной под названием "минимальная обработка почвы". Постоянная механическая обработка на некоторых типах почв ведёт к увеличению смыва, размыва и выдуванию почвенных частиц. Применение тяжёлых почвообрабатывающих машин и орудий при обработке почвы способствует её переуплотнению, ухудшению условий жизни растений. Поэтому важнейшей особенностью современных систем обработки почвы является широкое применение системы разноглубинной обработки почвы в севообороте, при которой глубина обработки изменяется по годам и по полям севооборота от 10...12 до 30...40 см в зависимости от состава культур, засорённости и физико-технологических свойств почвы (Пупонин и др., 1984, 1988; Румянцев и др., 1984; Макаров, 1987; Салихов, 1987; Севернее, 1992; Шептухов, Саранин, 1998; Лопарев, 2002).
Основной особенностью системы обработки на осушаемых землях является её агромелиоративная направленность. Система обработки почвы в каждом конкретном поле севооборота должна разрабатываться с учётом типа почвы, её гранулометрического состава и степени окультуренности, типа водного питания осушаемой территории, интенсивности осушения, расположения дрен, рельефа, предшественника, биологических особенностей культур, иметь почвозащитный и энергосберегающий характер (Система земледелия на мелиорированных землях..., 1984; Стариков, Алексеенков, 1987).
На осушаемых закрытым дренажем землях основная обработка во всех случаях должна проводиться поперёк или под углом.к дренам. Основным приёмом обработки почвы в системе севооборотов на осушаемых землях является культурная вспашка плугом с предплужниками. Культурная вспашка в зависимости от местных условий сочетается с мелкими и поверхностными обработками почвы, дополняется агромелиоративными приёмами, направленными на создание необходимых агрофизических условий, обеспечивающих быстрый поверхностный сток избыточных вод и оптимальный водно-воздушный режим почвы (Чернышов, 1971; Рекомендации по окультуриванию и использованию мелиорированных земель..., 1976; Конасов, Селиверстов, 1979; Емельянова и др., 1987; Применение агромелиоративных мероприятий на осушенных землях..., 1991).
Озимые зерновые культуры не выносят застоя поверхностных вод, особенно в первую половину вегетационного периода, а также длительного переувлажнения пахотного слоя. Поэтому они особенно отзывчивы на приёмы, устраняющие застой воды на поверхности почвы (выборочное бороздование, узкозагонная вспашка, выравнивание поверхности), а также приёмы, обеспечивающие её накопление в подпахотном слое (Рекомендации по возделыванию озимых зерновых культур..., 1988).
Характеристика опытных участков, схемы опытов и агротехника
Для изучения приёмов земледелия на осушаемых минеральных землях были выбраны два объекта, которые в значительной степени типичны для осушаемых почв региона. Один стационар размещён на пашне совхоза "Ложкар-ский" Юрьянского района (северная зона Кировской области), другой - "Федяковские пашни" в ОПХ "Пригородное" Кирово-Чепецкого района (центральная зона Кировской области).
На первом стационаре исследования проводились в 1973... 1979 гг. Участок пашни площадью 100 га временного избыточного увлажнения осушен в 1972 г. гончарным дренажем с расстоянием между дренами 20...24 м, глубиной закладки дрен 0,9...1,0 м.
Для характеристики почвы стационара в мае 1974 г. заложен почвенный разрез 1. Разрез I. Совхоз "Ложкарский". Пашня. Слабопологий южный склон. Ап 0...22 см. Светло-серый, слабоуплотненный, среднесуглинистый, пронизан корнями. Переход ясно выражен, известкован.
Кг 22...29 см. Буровато-белёсый с охристыми пятнами по всему горизонту, плитчато-комковатой структуры, уплотнённый, среднесуглинистый. Переход заметный по плотности и структуре.
А2В1 29...35 см. Беловато-бурый с сизовато-охристыми пятнами, мелко-ореховатый с кремнеземистой присыпкой по граням структурных отдельно-стей, влажный, пронизан единичными корнями, тяжелосуглинистый. Переход заметный по структуре и цвету.
Bi 35...54 см. Коричневато-бурый с единичными охристыми пятнами, влажный, ореховатый, пронизан единичными корнями, плотный, тяжелосуглинистый. Переход заметный по плотности и механическому составу.
Вг 54...74 см. Коричневато-бурый с охристыми пятнами, местами единичные сизые пятна, единичные корни хвоща, слабовыраженной ореховатой структуры, плотный опесчаненныи, среднесуглинистый. Переход заметный по цвету и плотности.
В2С 74...87 см. Буровато-коричневый, бесструктурный с неразложивпга-мися включениями известковых камней, сырой, очень плотный. Переход слабозаметный по цвету.
С 87...150 см. Буровато-коричневый с серыми пятнами извести, плотный, бесструктурный с включениями известковых камней, мокрый. Бурно вскипает по всему горизонту, тяжелосуглинистый.
Основную обработку почвы проводили следующими орудиями: вспашку - плугом ПЛН-4-35, безотвальное рыхление -. плугом со снятыми отвалами, кротование - кротователем, укреплённым на полевой доске одного корпуса плуга, дискование - бороной БДТ-2,5А.
Предпосевная обработка почвы и посев были одинаковыми во всех вариантах и на контроле: культивация на 10...12 см и предпосевное прикатывание кольчатыми катками. Опыты проводили на трёх фонах питания: без удобрения, средняя и повышенная дозы минеральных удобрений. Удобрения применяли поделяночно под предпосевную обработку почвы, а на посевах клевера - в подкормку. Часть азотных туков вносили в ранневесеннюю подкормку посевов озимой ржи. Под горохоовсяную смесь применяли N45P45K45 и N90P90K90 , под озимую рожь - N6oP6oK6o и N120P120K120 » ПД ячмень с подсевом клевера -N45P6oK6o и N90P120K120, под клевер первого года пользования - РзоК3о и РбоКбо второго года - N20P30K30и РбоКбо Под озимую рожь провели известкование почвы по полной гидролитической кислотности. Размещение делянок в опыте последовательное.
Опыт 2. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы при строительстве дренажа. Для выяснения влияния строительства дренажа на пространственную изменчивость агрохимических свойств почвы были взяты образцы с небольшого участка, ограниченного пятью дренами одного коллектора. Места отбора образцов: над дреной в 1, 3, 5 м от дрены, в середине между дренами (контроль). Повторность в опыте пятикратная.
Образцы почвы отбирались буром по слоям: 0...10, 10...20, 20...30, 30...40 см, а на контроле и над дреной - до метровой глубины. Смешанный образец каждого слоя составлялся из пяти скважин, размещённых вдоль дрены через 2 м. Для более полной характеристики почвы по профилю на контроле сделан почвенный разрез.
На опытном участке в 1973 г. был посеян овёс без внесения удобрений. Учёт урожая зерна овса произведён метровками в местах отбора почвенных образцов. В почвенных образцах определялось содержание гумуса, Р2О5, КгО, рН и других агрохимических показателей.
Второй мелиоративный стационар размещён на опытном поле "Федя-ковские пашни" НИИСХ Северо-Востока. Опытная осушительная система спроектирована проектным институтом Кировгипроводхоз по заказу лаборатории мелиорации НИИСХ Северо-Востока и построена в 1982 г. Кирово-Чепецкой ПМК-2. Общая площадь участка 35 га, под опытами использовалось 15 га. Опытная система построена в виде сети закрытого гончарного дренажа (пять коллекторов) с расстояниями между дренами 20 м, делянка занимает площадь трёх дрен, которые соединены малым коллектором. Закрытая сеть оборудована 16 смотровыми колодцами, расположенными на выходе малых коллекторов, что позволяет учитывать объём стока, вести отбор проб вод для анализа. Для наблюдения за уровнем почвенно-грунтовых вод установлено 18 скважин (рис.1).
Рельеф участка - пологий склон; тип заболачивания - поверхностный, водное питание - атмосферные осадки. Почвенный покров представлен дерново-сильноподзолистыми глееватыми супесчаными почвами на водно-ледниковых отложениях мощностью до 0,6 м; ниже (до глубины 1,0 м) залегают лёгкие моренные суглинки, подстилаемые тяжёлыми глинами. Мощность гумусового горизонта 23 см, рНс0Л. - 4,4...4,8; содержание гумуса - 1,3... 1,5%, Р205 - 220.. .350 мг/кг, К20 - 80... 190 мг/кг почвы.
Система обработки почвы в полевом севообороте
Обработка почвы тесно связана с плодородием и экологической ситуацией окружающей среды. Для того чтобы она способствовала воспроизводству плодородия и охране окружающей среды, её нужно строить с учётом адаптивности, многовариантности, дискретности, природоохранной направленности и малой энергоёмкости. Адаптивность предполагает соответствие видов основной обработки почвы прежде всего, требованиям культуры и условиям, сложившимся в агроландшафте. Этот принцип определяет глубокое рыхление почвы под пропашные культуры и мелкое - под остальные, учёт рельефа местности и условий погоды. Многовариантность подразумевает применение различных приёмов даже под одну культуру в зависимости от рельефа, глубины гумусового горизонта, гранулометрического состава почвы, условий погоды, характера засорённости поля. Этот принцип предусматривает комбинации глубокой и мелкой обработок, смешивание почвы с растительными остатками. Дискретность предусматривает многократное использование любого способа обработки не более установленного срока. Соотношение между ними определяется культурой, физическими и фитосанитарными свойствами почвы. Природоохранная направленность предполагает отсутствие у различных видов основной обработки почвы негативных последствий (эрозии, уплотнения, распыления). Малая энергоёмкость предполагает применение широкозахватных, комбинированных агрегатов, снижение интенсивности обработок, уменьшение в подходящих условиях числа операций (Макаров, 2002).
При обработке происходит отрицательное воздействие на почву ходовых систем тракторов, почвообрабатывающих машин и орудий, что значительно ухудшает все свойства почв, причём не только пахотного, но и подпахотного слоя, происходит переуплотнение и усиливается эрозия почвы и снижается урожайность сельскохозяйственных культур. Переуплотнение почвы - важный фактор ограничивающий величину урожая (Королёв, 1967; Ашихмин, 1983; Бондарев, Бахтин, Воронин, 1986; Бондарев и др., 1987, 1988; Димо, Садовников, 1988; Пупонин и др., 1988; Краснощёков, 1994; Кряжков и др., 2000; Мам-маев, Ворожцова, Хамза, 2001; Мухамадьяров, Лопарев, 2002; Кузьмин, 2003).
Систему обработки почвы следует рассматривать как важнейшее средство последовательного устранения таких лимитирующих факторов роста и развития культуры, как избыточное увлажнение, локальный застой воды на полях, эрозионная опасность почв на склонах, чрезмерное уплотнение пахотного и подпахотного слоев, низкое потенциальное плодородие почв, задержка сроков начала весенне-полевых работ, высокая засорённость полей. Дифференциация приёмов и способов обработки осушаемой почвы зависит от возделываемых культур и ландшафтных условий (тип почвы, мощность гумусового горизонта, гранулометрический состав, степень увлажнения, уровень грунтовых вод, крутизна и экспозиция склонов), а также от наличия и типа работающих гидромелиоративных систем, вида предшественника, наличия растительных остатков (Петрова, Корнеева, Зинковский, 2003).
Выбор оптимальной системы и способов обработки почвы лежит в широком диапазоне решений от традиционной вспашки до минимальной обработки через множество вариантов безотвальных, плоскорезных, чизельных, отвальных обработок и их комбинаций, при различных уровнях минимизации. Многовариантность обработок для осушаемых и периодически переувлажняемых почв гумидной зоны предусматривает, кроме перечисленных выше, ряд дополнительных агромелиоративных приёмов: кротование, щелевание, выборочное бороздование, глубокое рыхление и другие мероприятия, основным назначением которых является оптимизация водно-воздушного режима избыточно увлажнённых почв в процессе возделывания культур в севооборотах. Вся система обработки почвы должна быть экономически оправдана, экологически приемлема и носить почвозащитный характер (Климко, Снигирёва, 1971; Ильин, Ко-насов, 1976; Конасов, Селиверстов, 1979; Конасов, Фетисова, 1979; Королёв, 1982; Ковалёв и др., 2000; Петрова и др., 2003).
Система обработки осушаемой почвы формируется, исходя из следующих принципов: разноглубинности, минимизации, природоохранной направленности. Основным приёмом обработки, почвы в севооборотах является вспашка плугом с предплужником, которая в зависимости от местных условий сочетается с безотвальными, мелкими и поверхностными обработками, дополняется агромелиоративными приёмами, направленными на создание необходимых агрофизических условий, обеспечивающих быстрый поверхностный сток избыточных вод и оптимальный водно-воздушный режим почвы (Ковалёв и др., 2000; Петрова и др., 2003; Мелихов, Шишлянников, 2003).
На осушаемых землях Кировской области нами проведены три опыта по изучению приёмов основной обработки почвы: на Слободском сортоучастке в 1974... 1975 гг., в совхозе "Ложкарский" Юрьянского района в 1973...1979 гг. и на опытном поле "Федяковские пашни" в ОПХ "Пригородное" Кирово-Чепецкого района в 1993...1995 гг.
На Слободском сортоучастке на осушаемой закрытым гончарным дренажем почве проведён опыт по изучению приёмов основной обработки почвы под ячмень. Почва опытного участка дерново-слабоподзолистая среднесуглинистая грунтово-глееватая на бескарбонатной морене. Почва хорошо окультурена. Агрохимические показатели пахотного слоя: рНс0Л. 6,8, содержание Р205 180 и К20 160 мг/кг, содержание гумуса 4,3%. Описание почвенного разреза дано в Приложении 10, агрофизическая характеристика - Приложение 11, агрохимическая -Приложение 12.
