Российская сельскохозяйственная наука, 2020, № 6

УДК: 631.51.012:631.811.1

DOI: 10.31857/S2500262720060083

ВЛИЯНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА ДИНАМИКУ НАКОПЛЕНИЯ

НИТРАТНОГО АЗОТА В ПОЧВЕ

Н.М. Соколов, доктор технических наук, Н.М. Жолинский, кандидат сельскохозяйственных наук,

С.Б. Стрельцов, кандидат технических наук, И.Н. Кораблева

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока,

410010, Саратов, ул. Тулайкова, 7

E-mail: ariser@yandex.ru

Изучено влияние способов основной обработки, обеспечивающих различное размещение пожнивных остатков на поверх-

ности пашни, на содержание нитратного азота в почве. В 2018-2019 гг. в условиях Саратовской области проведены

исследования в стационарном опыте НИИ сельского хозяйства Юго-Востока на склоново-ложбинном агроландшафте,

представленном ландшафтной полосой на склоне южной экспозиции крутизной 1-3º. Наблюдения за динамикой нитрат-

ного азота в почве проводили при возделывании яровой мягкой пшеницы Саратовская 70. Целью исследований было выяв-

ление особенностей накопления нитратного азота в почве при плоскорезной обработке с поверхностным размещением

пожнивных остатков и при обработке с локальным размещением пожнивных остатков в виде кулисы с образованием

минерализованных полос между ними. Установлено, что поверхностное размещение пожнивных остатков при плоско-

резном рыхлении и локальном их размещении в кулисах приводит к снижению содержания нитратного азота в пахот-

ном слое почвы. Образованные минерализованные полосы между сформированными кулисами обеспечивали оптимальные

условия для процессов нитрификации.

INFLUENCE OF BASIC TREATMENT ON THE DYNAMICS

OF NITRATE NITROGEN ACCUMULATION IN THE SOIL

Sokolov N.M., Zholinsky N.M., Streltsov S.B., Korableva I.N.

Agricultural Research Institute for South-East Regions,

410010, Saratov, ul. Tulaykova, 7

E-mail: ariser@yandex.ru

The results of studying the influence of the main processing methods, providing a different placement of crop residues on the

surface of the arable land, on the content of nitrate nitrogen in the soil are presented. Studies were carried out in 2018-19. in the

conditions of the Saratov region in the stationary experiment of the Institute of Agricultural Research of the South-East on a sloping-

hollow agrolandscape represented by a landscape strip on a slope of the southern exposure with a steepness of 1-3º. Observations

of the dynamics of nitrate nitrogen in the soil were carried out during the cultivation of spring soft wheat Saratovskaya 70. The

purpose of the research is to identify the features of the accumulation of nitrate nitrogen in the soil by plane-cutting processing, with

surface placement of crop residues and processing with local placement of crop residues in the form of wings, with the formation

of mineralized bands between them. Studies have established that the surface distribution of crop residues during planar loosening

and their local placement in the wings, leads to a decrease in the content of nitrate nitrogen in the arable layer of the soil. Formed

mineralized bands between the formed backstage provided optimal conditions for nitrification processes.

Ключевые слова: плоскорезная обработка почвы, минерали-

Key words: planar tillage, mineralized strip, nitrate nitrogen,

зованная полоса, нитратный азот, пожнивные остатки

crop residues

Приемы основной обработки почвы - основной

дифференциацию пахотного слоя по содержанию под-

фактор антропогенного воздействия на строение па-

вижных форм азота [7-9].

хотного слоя. Они изменяют водно-физические свой-

На интенсивность процессов нитрификации преи-

ства почвы, определяют направленность биологиче-

мущественно влияет различное в зависимости от ис-

ских процессов и мобилизацию питательных веществ,

пользуемого приема основной обработки распределе-

что отражается на продуктивности возделываемых

ние растительных остатков предшествующей культуры

культур.

в верхнем слое почвы, которое изменяет отражающую

При возделывании зерновых культур в Поволжье

способность поверхности поля, водный и темпера-

лимитирующим фактором служит содержание нитрат-

турный режимы. При отвальной вспашке пожнивные

ного азота в почве. Результаты исследований влияния

остатки с плодородным и биогенным верхним слоем

различных приемов обработки на количественное со-

перемещаются на дно борозды, создается гомогенный

держание и динамику изменения нитратного азота в

пахотный слой с благоприятным режимом тепла, вла-

пахотном слое очень противоречивы. По одним дан-

ги и аэрации. В результате на вспаханных участках

ным, на стерневых фонах формируются значительно

интенсивнее развивается аэробная микробиологиче-

меньшие запасы нитратов, чем по вспашке [1-3]. Дру-

ская деятельность, больше накапливается питательных

гие ученые не отмечают различий между способами

веществ для растений. Прошлогодние органические

обработки или отдают предпочтение безотвальному

остатки, аккумулированные в нижнем горизонте, при

рыхлению [4-6]. По результатам исследований, про-

перемешивании и попадании вверх в условиях лучше-

веденных в Самарской государственной сельскохо-

го аэробиоза быстро подвергаются минерализации и

зяйственной академии, Ульяновском НИИ сельского

повышают плодородие почвы [1].

хозяйства, НИИ сельского хозяйства Центральной

При глубокой и мелкой плоскорезной обработке

Черноземной полосы, плоскорезная мелкая и нулевая

основная причина ухудшения накопления нитратного

обработки по сравнению со вспашкой увеличивают

азота на черноземах весной - это наличие на поверх-

Российская сельскохозяйственная наука, 2020, № 6

ности почвы стерни и пожнивных остатков. Светлая

лисная безотвальная обработка на 20-22 см с локаль-

поверхность поля, покрытая при плоскорезной обра-

ным размещением пожнивных остатков в кулисах. Во

ботке на 70-80% растительными остатками, отражает

втором варианте наблюдения за динамикой накопления

в атмосферу солнечного тепла больше и медленнее

нитратного азота проводили в минерализованных по-

прогревается, чем темная поверхность вспаханной

лосах между кулисами и в кулисах. Делянки в опыте

зяби; интенсивность микробиологических процессов

размещали методом рендомизированных блоков. Пло-

замедляется, а более плотное сложение и повышен-

щадь опытных делянок составляла 20×60=1200 м².

ная влажность уменьшают аэрацию. По данным НИИ

В осенний период динамику количественных из-

сельского хозяйства Юго-Востока, почва на участках с

менений содержания нитратного азота в почве иссле-

поверхностно размещенными пожнивными остатками

дуемых вариантов наблюдали в 3 срока (1 сентября,

прогревалась и созревала медленнее. В ранневесенний

7 октября, 19 ноября) после основной обработки на

период разница в альбедо между безотвальной обработ-

участке, где размещали озимую пшеницу Калач 60,

кой и вспашкой достигала 2-5%, температуры - 4-6 ºС.

возделываемую по чистому пару, и весной - в посев,

В период наибольшей требовательности растений яро-

период полных всходов и кущения яровой пшеницы.

вой пшеницы в азотном питании на участках, обрабо-

Образцы почвы для определения нитратного азота

танных плоскорезами, испытывается недостаток легко-

отбирали послойно, через 10 см до глубины 30 см бу-

усвояемого азота. Интенсивность накопления нитратов

ром Малькова в 20 точках с двух повторностей опыта.

особенно снижается при холодной, дождливой и затяж-

Нитратный азот определяли согласно ГОСТ 26951-86.

ной весне. Вследствие ухудшения азотного питания в

Масса пожнивных остатков после озимой пшеницы со-

ранневесенний период урожайность яровых культур по

ставляла в среднем 293 г/м².

плоскорезной обработке уменьшается [10, 11].

Результаты и обсуждение. Для создания урожая

На черноземах Поволжья ранней весной по вспаш-

растения яровой мягкой пшеницы из элементов пита-

ке обеспечиваются лучшие условия питания растений

ния больше всего извлекают из почвы азота, меньше

яровых зерновых культур, чем по плоскорезной обра-

калия и еще меньше фосфора. Во время кущения и

ботке. Плоскорезная обработка накапливает влагу и

выхода в трубку, когда формируются дополнительные

лучше защищает почву от эрозии, но урожай получа-

стебли, узловые корни, колосья и цветки, у яровой

ется меньше, чем при вспашке в связи с ухудшением

пшеницы резко увеличивается потребность в азотном

азотного питания растений. Следовательно, для повы-

питании.

шения эффективности почвозащитных обработок на

При выполнении гребнекулисной безотвальной об-

черноземных почвах важно обеспечить пищевой ре-

работки локальное размещение пожнивных остатков в

жим почв, характерный для вспашки.

смеси с почвой в виде кулисы создает условия для ком-

В НИИСХ Юго-Востока разработан способ греб-

постирования почвенно-растительной массы в верхнем

некулисной безотвальной обработки почвы [12], кото-

слое пахотного горизонта. Активизация этого процесса

рый осуществляется почвообрабатывающим орудием,

тем выше, чем оптимальнее условия тепла и влаги. На

оснащенным рыхлящими рабочими органами и про-

интенсивность разложения пожнивных остатков также

тивоэрозионным приспособлением [13]. В результате

влияет количество растительной массы.

выполнения такого технологического процесса стерня

Погодные условия в осенний период наблюдений

и растительные остатки срезаются и формируются ло-

за содержанием нитратного азота характеризовались

кально в виде кулис, в результате до 80% поверхности

повышенным температурным режимом во второй и

поля освобождается от пожнивных остатков, что при-

третьей декаде августа, на 2-3 ºС выше в сентябре и на

ближает температурный режим почвы при безотваль-

2,4-3,8 °С в октябре от среднемноголетних значений.

ных обработках к отвальной вспашке [14]. Различия в

Отмечен дефицит осадков в августе и сентябре, несмо-

температурном режиме почвы между кулис и в сфор-

тря на осадки ливневого характера (21 августа - 22,9

мированной кулисе отражаются на микробиологиче-

мм - 283% от нормы) и обилием их в третьей декаде

ской активности, которая в свою очередь будет опреде-

октября. В ноябре 1 и 2 декада характеризовались от-

лять интенсивность процессов нитрификации.

сутствием осадков и низкой температурой. Следова-

Поэтому целью наших исследований было выяв-

тельно, для активного развития микробного ценоза

ление особенностей накопления нитратного азота в

и процессов нитрификации погодные условия осени

почве по плоскорезной обработке с поверхностным

были благоприятными во второй половине августа,

размещением пожнивных остатков и по гребнекулис-

сентябре и октябре.

ной обработке с локальным размещением пожнивных

В результате в осенний период в межкулисных по-

остатков в виде кулисы и формированием минерализо-

лосах и гребневых кулисах, где почва лучше прогре-

ванных полос между ними при возделывании яровой

валась и сохранялась влага, а растительный материал

мягкой пшеницы.

размещался локально и частично был компостирован с

Методика. Исследования выполнены в стационар-

почвой, процессы нитрификации протекали активнее.

ном опыте НИИ сельского хозяйства Юго-Востока в

На этом фоне иммобилизация азота при разложении

условиях склоново-ложбинного агроландшафта, пред-

растительной массы была менее выраженной. Поэтому

ставленного ландшафтной полосой на склоне южной

через месяц после основной обработки почвы в слое

экспозиции крутизной 1-3º. Тип почвы - чернозем

0-30 см на межкулисных участках по гребнекулисной

южный тяжелосуглинистый слабо-и среднесмытый с

обработке нитратного азота накопилось 4,2 мг, в кулисе

содержанием гумуса 2,98%. Севооборот зернопаровой

- 4,3 мг (рис. 1).

4-польный: 1 - пар черный, 2 - озимая пшеница, 3 -

Большое количество растительной массы на по-

яровая пшеница, 4 - просо. Наблюдения за динамикой

верхности поля (после озимой пшеницы по пару) в

нитратного азота в почве проводили при возделывании

варианте с плоскорезным рыхлением обусловило раз-

яровой мягкой пшеницы Саратовская 70. Опыт вклю-

ницу в содержании нитратного азота по сравнению с

чал следующие варианты основной обработки почвы:

вариантом их локального размещения. Кроме того по-

1 - плоскорезная обработка на 20-22 см с поверхност-

жнивные остатки при поверхностном их размещении

ным размещением пожнивных остатков; 2 - гребнеку-

за счет более высокой отражающей способности при-

Российская сельскохозяйственная наука, 2020, № 6

Рис. 1. Динамика содержания (мг/кг) нитратного азота

Рис. 2. Динамика содержания ( мг/кг) нитратного азота

в осенний период в зависимости от способа основной

в весенний период в зависимости от способа основной

обработки почвы (слой 0-30 см).

водили к снижению температуры почвы, что замедляло

хранением такой же зависимости по изучаемым вари-

активизацию аэробных почвенных микроорганизмов -

антам. По гребнекулисной обработке между кулисами

нитрификаторов. В результате уровень содержания ни-

количество нитратного азота составило 5,5 мг/кг. При

тратного азота по безотвальному рыхлению в слое 0-30

плоскорезном рыхлении и гребнекулисной обработке

см оказался низким и составил 2,2 мг/кг абсолютно

в кулисах в результате иммобилизации подвижного

сухой почвы, то есть темпы нитрификации были сни-

азота на разложение свежего органического вещества

жены, кроме того отмечена частичная иммобилизация

целлюлозоразрушающими микроорганизмами его со-

азота при поверхностном размещении свежих расти-

держание снижалось соответственно до 4,4 и 4,5 мг/кг.

тельных остатков.

К началу колошения культуры в июне количество ни-

Анализ данных последующего отбора почвенных

тратного азота уменьшалось до 3,6-4,5 мг/кг с сохране-

образцов и определение в них содержания нитратно-

нием наблюдаемой зависимости по способам основной

го азота по вариантам основной обработки показали,

обработки почвы.

что при гребнекулисной обработке между кулисами

Результаты исследований по изучению влияния

накопилось наибольшее количество нитратного азота

плоскорезной обработки почвы на динамику нитрат-

- 10,6 мг/кг. Наличие свежего органического вещества

ного азота, выполненные в отделе земледелия НИИСХ

по плоскорезному рыхлению и гребнекулисной обра-

Юго-Востока [15], согласуются с данными, получен-

ботке в кулисах замедляло процесс нитрификации, в

ными в нашем опыте. Для устранения отрицательного

результате содержание нитратного азота снизилось со-

действия пожнивных остатков на процессы нитрифи-

ответственно до 3,5 и 7,2 мг/кг.

кации мы предлагаем применять дисковое лущение пе-

В поздне-осенний период при определении содер-

ред безотвальной обработкой почвы и дополнительно

жания нитратного азота получена аналогичная зави-

вносить азотные удобрения.

симость. Ввиду снижения температурного режима

Различное размещение пожнивных остатков при

количество нитратного азота уменьшилось во всех

основной обработке почвы определяет направленность

изучаемых вариантах и составило по плоскорезному

биологических процессов и условия минерализации

рыхлению - 3,2 мг/кг, безотвальной гребнекулисной

нитратного азота. Исследования показали, что осенью

обработке между кулисами - 9,3 мг/кг и в кулисах - 5,0

максимальное содержание нитратного азота в пахот-

мг/кг.

ном слое накапливается при безотвальной гребнеку-

Весной содержание нитратного азота также зависе-

лисной обработке и отсутствии пожнивных остатков

ло от размещения пожнивных остатков на поверхности

между кулисами - 10,6 мг/кг. В зоне кулис, состоящих

пашни. По гребнекулисной обработке между кулисами

из смеси пожнивных остатков и почвы, при безотваль-

при отсутствии на поверхности пожнивных остатков

ной обработке количество нитратов составило 7,2 и 3,5

улучшались прогревание и аэрация почвы, что спо-

мг/кг. Весной в период кущения яровой пшеницы эти

собствовало более ранней активизации нитрифици-

показатели были соответственно равны - 5,5; 4,5 и 4,4

рующих микроорганизмов. Пожнивные остатки, раз-

мг/кг. Поэтому если после уборки предшествующей

мещенные на поверхности пашни при плоскорезной

культуры рано провести основную обработку, то по-

обработке и в кулисах при гребнекулисной обработке,

является возможность использовать погодные условия

ввиду их высокой отражающей способности снижали

осеннего периода (теплая, умеренно влажная осень)

температуру почвы. В результате перед покровным

в разложении негумифицированных растительных

боронованием содержание нитратного азота в пахот-

остатков (по типу полупара) и переводе органического

ном слое по гребнекулисной обработке между кули-

азота в минеральный. Для увеличения количества ни-

сами было наибольшим - 3,6 мг/кг, по плоскорезному

тратного азота в пахотном слое к посеву полевых куль-

рыхлению и в кулисах по гребнекулисной обработке

тур необходимо после уборки предшественника при

снижалось соответственно до 2,9 и 3,1 мг/кг (рис. 2).

выполнении безотвальной гребнекулисной обработки

В кущение яровой пшеницы содержание нитратно-

вносить в кулисы азотные удобрения и биопрепараты,

го азота повышалось до максимальных значений с со-

ускоряющие процесс разложения пожнивных остатков.

Российская сельскохозяйственная наука, 2020, № 6

Литература

левых культур: сб. научных трудов. - Кинель: Са-

1. Шабаев А.И. Адаптивно-экологические системы

марская государственная сельскохозяйственная

земледелия в агроландшафтах Поволжья: Моно-

академия, 1998. - С. 64-65.

графия. - Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский

9. Кузина Е.В. Особенности накопления элементов

ГАУ», 2003. - 320 с.

питания в почве при различных способах обработ-

2. Денисов Е.П., Солодовников А.П., Биктеев Р.К.

ки // Научная жизнь. - 2017. - N 9. - С. 29-36.

Эффективность энергосберегающих обработок

10. Медведев И.Ф., Жолинский Н.М., Губарев Д.И., Кора-

почвы при возделывании яровой пшеницы // Нива

блева И.Н., Бузуева А.С. Методологические основы

Поволжья. - 2011. - N 3 (20). - С. 21-25.

создания почвозащитных агротехнологий с исполь-

зованием гребнекулисной обработки почвы // Аграр-

3. Турусов В.И., Гармашов В.М. Минимизация основной

ный научный журнал. - 2017. - N 11. - С. 19-24.

обработки почвы в почвенно-климатических услови-

11. Азизов З.М. Влияние приемов основной обработки

ях Центрально-Черноземного региона // Сельскохо-

почвы и последействия азотных удобрений на уро-

зяйственный журнал. - 2019. - N 3 (12). - С. 37-46.

жайность яровой пшеницы в севообороте по мере

4. Каличкин В.К., Ким С.А. Безотвальная и комбини-

удаления от лесополосы // Аграрный научный жур-

рованная обработка в Западной Сибири // Земледе-

нал. - 2018. - N 10. - С. 3-7.

лие. - 1996. - N 6. - С. 14-15.

12. Патент РФ № 2564849, МПК А01В 79/02. Способ

5. Горянин О.И., Корчагин В.А. Влияние систем обра-

обработки почвы в паровом поле / Соколов Н.М.,

ботки почвы и технологий посева на эффективность

Шабаев А.И., Стрельцов С.Б., Худяков В.В.; заявл.

возделывания зерновых культур в Среднем Заволжье //

18.03.14; опубл. 10.10.15, Бюл. № 28.

Новости науки в АПК. - 2018. - N 1 (10). - С. 38-41.

13. Патент РФ № 2612211, МПК А01В 13/16. Орудие

6. Кузина Е.В., Немцев С.Н. Итоги изучения различных

для противоэрозионной обработки почвы / Соколов

систем обработки почвы в зернопаровом севооборо-

Н.М., Стрельцов С.Б., Худяков В.В., Шабаев А.И.,

те на черноземах Среднего Поволжья // Сельскохо-

Соколов В.Н. Заявлено 01.12.2015; Опубликовано

зяйственный журнал. - 2019. - N S5 (12). - С. 65-71.

03.03.2017 Бюл. № 7.

7. Гребенников А.М., Исаев В.А., Гармашов В.М., Че-

14. Соколов Н.М., Стрельцов С.Б., Худяков В.В. Обра-

вердин Ю.И., Беспалов В.А. Влияние способов ос-

ботка почвы в паровом поле // «Успехи современно-

новной обработки почвы на агрохимические свой-

го естествознания». - 2017. - N 11. - С. 49-54.

ства миграционно-мицелярного агрочернозема

15. Азизов З.М., Фирсов А.И. Изменение содержания

Средне-Русской степной провинции // Агрохимия.

нитратного азота чернозема южного при обра-

- 2018. - N 7. - С. 22-27.

ботке почвы на фоне внесения удобрений // Вест-

8. Казаков Г.И. Обработка почвы в Среднем Повол-

ник Саратовского госагроуниверситета. - 2010. -

жье / Проблемы повышения продуктивности по-

N 10. - С. 3-7.

Поступила в редакцию 06.07.20

Принята к публикации 20.07.20