Плодородие почв склона, структура и качество урожая яровой пшеницы на юге Западной Сибири

  • Ольга Петровна Якутина ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева 8/2, Россия
  • Таисия Владимировна Нечаева ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева 8/2, Россия https://orcid.org/0000-0003-4943-9439
  • Наталья Валентиновна Смирнова ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева 8/2, Россия https://orcid.org/0000-0003-3679-4263
Ключевые слова: чернозем оподзоленный, чернозем выщелоченный, темно-серая лесная почва, лугово-черноземная почва, эродированные почвы, Новосибирская область, продуктивность пшеницы, масса 1000 зерен, сырой протеин, азот, фосфор и калий в зерне и соломе

Аннотация

Цель исследования: Охарактеризовать плодородие черноземов оподзоленного и выщелоченного, темно-серой лесной и лугово-черноземной почвы в условиях эрозионно опасных склонов на юге Западной Сибири, оценить структуру урожая яровой пшеницы и качество зерна.

Место и время проведения. Исследование проведено на почвах трех экспериментальных участков, расположенных на склонах Буготакского мелкосопочника, геоморфологически относящегося к Предсалаирской дренированной равнине (Предсалаирью) на юго-востоке Западной Сибири, в административном отношении – к правобережной части Новосибирской области (НСО). Участок 1 находился в Искитимском районе НСО на склоне южной экспозиции с уклоном от 0 до 6º и представлен черноземом оподзоленным различной степени смытости. В Тогучинском районе НСО были расположены: участок 2 на склоне юго-восточной экспозиции с уклоном от 0 до 6,5º с черноземом выщелоченным несмытым и слабосмытым, а также лугово-черноземной намытой почвой; участок 3 на склоне северо-западной экспозиции с уклоном от 0 до 4,5º с темно-серой лесной несмытой, слабо- и среднесмытой почвой. Выращиваемая культура – яровая мягкая пшеница сорта Новосибирская 29 (участок 1; 2010 и 2014 гг.) и сорта Памяти Вавенкова (участки 2, 3; 2011 г.).

Методология. Почвеные образцы отбирали в двукратной повторности из разрезов, заложенных на участках согласно степени смытости почв; растительные образцы – рамкой 50×50 см в четырехкратной повторности.

Основные результаты. Содержание и запасы органического углерода, общего азота снижались с усилением степени смытости чернозема оподзоленного и выщелоченного, темно-серой лесной почвы. Максимальные значения данных параметров установлены в намытой лугово-черноземной почве. Обеспеченность пшеницы нитратным азотом была низкой; легкоподвижным фосфором – варьировала в пределах от среднего до высокого; обменным калием – от низкого до повышенного уровня. В условиях экстенсивного землепользования и при ограниченных влагозапасах урожай пшеницы на несмытом черноземе оподзоленном южной экспозиции склона (участок 1) варьировал от 5 до 20 ц/га, на смытых почвах – оставался на уровне несмытой почвы или даже имел тенденцию к увеличению на слабо- и среднесмытых вариантах. Максимальные значения урожая пшеницы получены на намытой почве – 33 ц/га. Между несмытым черноземом выщелоченным и смыто-намытыми почвами юго-восточной экспозиции склона (участок 2) существенных различий в урожае пшеницы не установлено (34-41 ц/га). На несмытой темно-серой лесной почве северо-западной экспозиции склона (участок 3) урожай пшеницы составил 43 ц, на слабо- и среднесмытых вариантах – снизился до 11 ц/га. Масса 1000 зерен пшеницы на почвах всех участков относилась к группе с высокой массой (>30 г). Содержание азота в зерне и соломе пшеницы было низким; калия – ниже среднего; фосфора – в зерне оптимальным, в соломе варьировало от высоких до низких величин. Содержание сырого протеина в зерне было очень низким (5-8%), доля массы зерна в общей массе пшеницы изменялась от 35 до 48%.

Заключение. Питательный режим эродированных почв складывается под влиянием трансформации профиля ранее ненарушенных почв в результате воздействия эрозионных процессов различной интенсивности и антропогенных факторов. Параметры потенциального и актуального плодородия чернозема выщелоченного и темно-серой лесной почвы тяжелосуглинистого гранулометрического состава выше, чем чернозема оподзоленного среднесуглинистого. Продуктивность яровой пшеницы зависит от увлажненности года, типовой принадлежности и степени смытости почв, экспозиции склона.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

Abdulvaleev R.R., Troz V.B. Field relief and spring wheat productivity, Theoretical and applied aspects of modern science. 2015, N9–1, p. 85–87. (in Russian)

Agrochemical soil research methods. M: Nauka, 1975. 656 p. (in Russian)

Agrochemical properties of soil and fertilizer efficiency / Gamzikov G.P., Ilin V.B., Nazariuk V.M. et al. Novosibirsk: Nauka. Siberian Branch, 1989. 254 p. (in Russian)

Basevich V.F., Makarov I.B. Erosive processes and heterogeneity of arable horizon of soddy-podsolic soils, Agrochemistry and ecology problems, 2011, N3, p. 53–57. (in Russian)

Bezuglov V.G., Gogmachadze G.D., Sinegovez V.E. Condition with soil erosion in Russia, AgroEcoInfo. 2008, 1(2). (in Russian)

Vlasenko A.N., Sharkov I.N., Iodko L.N. Efficiency of technologies and reproduction of fertility of chernozems of the forest-steppe of Western Siberia, Zemledelie, 2005. N5, p. 16–19. (in Russian)

Vlasenko A.N., Shoba V.N., Sharkov I.N., Iodko L.N. Productivity of spring wheat under different technologies in the central forest-steppe of Western Siberia, Zemledelie, 2014, N5, p. 26–28. (in Russian)

Gaevaya E.A, Mishchenko A.E, Kiss N.N, Safonova I.V. Productivity and quality of winter wheat in crop rotations on erosion dangerous slopes of Rostov region, Grain Economy of Russia, 2012, N6, p. 42–47. (in Russian)

Gamzikov G.P., Nosov V.V. The role of nutrients in increasing the yield of spring wheat in Siberia, Bulletin of the International Plant Nutrition Institute, 2010, N1, p. 7–11. (in Russian)

Ginzburg K.E., Shcheglova G.M., Wulfius E.V. Accelerated method of burning soils and plants, Soil Science. 1963, N5, p. 89–96. (in Russian)

Gopp N.V., Savenkov O.A., Nechaeva T.V., Smirnov V.V. Effect of relief morphometric characteristics on the spatial variability of exchangeable potassium in an agro-gray typical soil, Agricultural Chemistry, 2014, N5, р. 54–63. (in Russian)

Gubina D.A. Changes of the particle size distribution in arable soils of the subtaiga zone in the Tomsk region under water erosion, Plodorodie. 2014, N6, p. 23–24. (in Russian)

Gerard A.J. Soil and landforms. Complex geomorphological and soil research. Per. From English. L.: Nedra, Leningrad Branch, 1984. 208 p. (in Russian)

Dolgopolova N.V. Growth and development of spring wheat depending on slope exposure in the region Kursk, Bulletin of the Kursk state agricultural academy, 2015, N9, p. 60–67. (in Russian)

Dubovik E.V., Dubovik D.V. Agrochemical properties of leached Chernozem depending on the exposure and steepness of the slope, Agricultural Chemistry, 2012, N7, p. 10–15. (in Russian)

Dubovik E.V., Dubovik D.V. Agrochemical properties of grey forest soils in sloped agrolandscape, Agricultural Chemistry, 2013, N11, p. 19–25. (in Russian)

Edimeyichev Yu.F. Shpedt A.A. Modeling spring wheat productivity in agrolandscapes of Krasnoyarsk Territory, Siberian Herald of Agricultural Science, 2016, 2(249), p.5–12. (in Russian)

Zhezher L.V. Influence of fertilizers on sloping lands. In book: Soil conservation on the slopes. Novosibirsk, 1983, p. 129-134. (in Russian)

Zhilko V.V., Zhukova I.I., Chernysh A.F., Tsybulka N.N., Tishuk L.A. Losses of humus and macronutrients caused by water erosion from sod-pale-podzolic soils of Belarus, Agricultural Chemistry, 1999, N10, p.41–46. (in Russian)

Kashtanov A.N., Yavtushenko V.E. Agroecology of soil slopes. M. Kolos, 1997. 240 p. (in Russian)

Soil classification and diagnostics of the USSR. M.: Kolos, 1977. 224 p. (in Russian)

Musokhranov V.E. Use of eroded lands in Western Siberia. M.: Kolos. 1983. 191 p. (in Russian)

Nechaeva T.V., Smirnova N.V., Gopp N.V., Savenkov O.A. Changes in the agrochemical parameters of fertility of sloped arable soils in the southern regions of Western Siberia, Plodorodie, 2017, N2(95), p.2–5. (in Russian)

Pavlov A.N. The quality of wheat gluten and its determinants, Sel'skokhozyaistvennaya biologiya, 1992, N1, Vol. 26, p. 3–10. (in Russian)

Plotnikov A.M., Ivanyushin E.A. Agricultural chemistry: methodical instructions for laboratory and practical classes. Lesnikovo: KGSHA, 2014. 76 p. (in Russian)

Soil-agrochemical problems of intensification of agriculture in Siberia: Collection of scientific papers / VASHNIL. Siberian Branch. SibNIIZHim. Novosibirsk, 1989.176 p. (in Russian)

Practical work on Agricultural Chemistry [by ed. V.G. Mineev]. M.: Moscow State University Publishing House, 2001. 689 p. (in Russian)

Weather Schedule. Electronic resource. URL: http://rр5.ru (date of the application 06.09.2018) (in Russian)

Saveleva D.A. Transformation peculiarities of some indicators of humus state of arable soils in erosion landscapes in Sub-Taiga Zone of Tomsk Region, Zemledelie, 2016, N7,p. 19–23. (in Russian)

Savich V.I., Gukalov V.N., Mansurov B.A. Agroecological estimation of erosion development in time and space, Plodorodie, 2015, N3, p.40–42. (in Russian)

Savoskina O.A. Soil-protecting devices of treatment - the most important reserve of biophilius elements' losses decrease on erosion dangerous lands, Agrochemical Herald (Agrokhimicheskiy vestnik), 2011, N1, p. 19–23. (in Russian)

Skorodumov A.S. Eroded soil and crop productivity. Kiev: Urozhai, 1973. 269 p. (in Russian)

Smirnova L.G., Netsvetaev V.P., Mikhailenko I.I. Yielding capacity of winter wheat cultivars under conditions of slope microzonality, Agricultural Chemistry, 2014, N7, p. 38–44. (in Russian)

Sorokin O.D. Applied statistics on the computer, second edition. Novosibirsk, 2012. 282 р. (in Russian)

Sukhanovsky Yu.P., Sanzharova S.I., Prushchik A.V. Humus dynamics model in eroded chernozem of the Central Chernozemic Zone, Agricultural Chemistry, 2011, N12, p. 45–52. (in Russian)

Sychev V.G. Opportunities to improve the gradation of the content of "available" potassium, Agrochemical Herald (Agrokhimicheskiy vestnik), 2000, N5, p.30–34. (in Russian)

Tanasienko A.A. Eroded chernozems of the south of Western Siberia. Novosibirsk: Nauka, 1992. 150 p. (in Russian)

Tanasienko A.A. Specific features of soil erosion in Siberia. Novosibirsk: Published by Siberian branch of RAS, 2003. 176 p. (in Russian)

Tanasienko A.A., Yakutina O.P., Chumbaev A.S. Content of nitrogen in eroded and non-eroded chernozems and products of sediments and runoff of dessected territory of West Siberia, Agrochemistry and ecology problems, 2016, N2, p.39–46. (in Russian)

Usenko V.I., Usenko S.V. Efficiency of mineral fertilizers for spring wheat in dependence of the forecrop, soil cultivation and plant protection means in the forest-steppe of the Altai Ob Region, Zemledelie, 2016, N8, p. 4–8. (in Russian)

Filippov M., Tuzhikova T. Some aspects of determining raw protein, Kombikorma. 2012, N3, p. 85–90. (in Russian)

Khmelev V.A., Tanasienko A.A. Land resources of the Novosibirsk region and ways of their rational use. Novosibirsk: Published by Siberian branch of RAS, 2009. 349 p. (in Russian)

Cheremisinov G.A. Agrochemical characteristics of eroded soils, Agricultural Chemistry, 1972, N8, p.136–149. (in Russian)

Yavtushenko V.E., Makarov N.B. Loss of organic matter and plant nutrients from soil due to water erosion, Agricultural Chemistry, 1996, N4, p.117–123. (in Russian)

Yakimenko V.N. Potassium in agrocenoses of Western Siberia. Novosibirsk: Published by Siberian branch of RAS, 2003. 231 p. (in Russian)

Yakimenko V.N., Nechaeva T.V. Action and aftereffects of potash fertilizers in Western Siberia, Bulletin of the International Plant Nutrition Institute, 2016, N2, p. 9–13. (in Russian)

Yakutina O.P., Nazariuk V.M. Estimation of fertility of eroded soils in the south of Western Siberia, Agricultural Chemistry, 2007, N11, p. 10–20. (in Russian)

Yakutina O.P., Nechaeva T.V., Smirnova N.V. The main nutritious regimes and plant production on the eroded soils in the south of West Siberia, Agrochemistry and ecology problems, 2011, N1, p.16–22. (in Russian)

Yakutina O.P., Nechaeva T.V., Smirnova N.V. Changes in fertility of eroded chernozems in the southern regions of Western Siberia depending on slope exposure, Plodorodie, 2017, N5 (98), p.39–42. (in Russian)

Buschiazzo D.E., Zobeck T.M. Validation of WEQ, RWEQ and WEPSwinderosion for different arable land management systems in the Argentinean Pampas, Earth Surface Landforms, 2008, 33(12), p.1839–1850. https://doi.org/10.1003/esp.1738

Gabbasova I.M., Suleimanov R.R., Komissarov M.A., Garipov T.T., Sidorova L.V., Khaziev F.K., Khabirov I.K., Fruehauf M., Liebelt P. Temporal changes of eroded soils depending on their agricultural use in the southern Cis-Ural region, Eurasian Soil Science, 2016, Vol. 49, N10, p. 1204-1210. https://doi.org/10.1134/S1064229316100070

Gopp N.V., Nechaeva T.V., Savenkov O.A., Smirnova N.V., Smirnov V.V. The methods of geomorphometry and digital soil mapping for assessing spatial variability in the properties of agrogray soils on a slope, Eurasian Soil Science, 2017, Vol. 50, N1, p. 20–29. https://doi.org/10.1134/S1064229317010082

IUSS Working Group WRB, World Reference Base for Soil Resources International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, World Soil Resources Reports. № 106. Rome: FAO, 2014. 181 р.

Kiryukhina Z.P., Patsukevich Z.V. Erosion-induced degradation of the soil cover in Russia, Eurasian Soil Science, 2004, Vol. 37, N6, p. 653–658.

Papiernik S.K., Schumacher T.E., Lobb D.A., Lindstrom M.J., Lieser M.L., Eynard A., Schumacher J.A. Soil properties and productivity as affected by topsoil movement within an eroded landform, Soil & Tillage Research, 2009, Vol. 102, p.67–77. https://doi.org/10.1016/j.still.2008.07.018

Pimentel D. Soil erosion: a food and environmental threat, Environment, Development and Sustainability, 2006, Vol. 8, p. 119–137. https://doi.org/ 10.1007/s10668-005-1262-8

Polyakov V., Lal R. Soil erosion and carbon dynamics under simulated rainfall, Soil Science, 2004, N169, p. 590–599.

Strauss P., Klaghofer E. Effect of soil erosion on soil characteristics and productivity, Bodenkultur. 2001, N52(2), p.147–153.

Webb N.P., McGowan H.A., Phinn S.R., McTainsch G.H. AUSLEM (AUStralian Land Erodibility Model): a tool for identifying wind erosion hazard in Australia, Geomorphology, 2006, Vol. 78 (3-4), p. 179–200. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2006.01.012

Yakutina O.P., Nechaeva T.V., Smirnova N.V. Consequences of snowmelt erosion: Soil fertility, productivity and quality of wheat on Greyzemic Phaeozem in the south of West Siberia, Agriculture, Ecosystems & Environment, 2015, Vol. 200, p. 88–93. https://doi.org/10.1016/j.agee.2014.10.021

Zhijia Gu, Yun Xie, Yuan Gao, Xiaoyu Ren, Congcong Cheng, Sichu Wang. Quantitative assessment of soil productivity and predicted impacts of water erosion in the black soil region of northeastern China, Science of the total environment, 2018, Vol. 637–638, p. 706–716. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.05.0613

Опубликован
2018-11-30
Как цитировать
Якутина, О. П., Нечаева, Т. В., & Смирнова, Н. В. (2018). Плодородие почв склона, структура и качество урожая яровой пшеницы на юге Западной Сибири. Почвы и окружающая среда, 1(3), 126-142. https://doi.org/10.31251/pos.v1i3.37
Раздел
Плодородие почв и минеральное питание растений

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)