Water-physical properties of chestnut soils depending on different tillage practices and irrigation regimes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The aim of the research was to study water-physical properties of chestnut soils under different tillage practices when cultivating corn (Povolzhsky 89 MV hybrid) under irrigated conditions in the Lower Volga region. Therefore, the following characteristics of the soil were studied - soil density, soil moisture, field capacity, maximal hygroscopic moisture, wilting point and porosity. The results revealed that after chisel loosening, a qualitative improvement of soil water-physical properties was observed in comparison with the control variant - moldboard plowing. To describe the dynamics of changes in soil density by layers and tillage variants, a regression of the 2nd order was proposed, and coefficients of the equation were calculated. In order to maintain the specified irrigation regime during the observation periods, 7 to 9 vegetative irrigations with application rate from 2250 to 2750 m3·ha-1 were carried out in the variants with moldboard plowing, 7 to 8 irrigations with application rate from 2200 to 2600 m3·ha-1 in the variants with chisel loosening, and 6 to 7 irrigations with application rates from 2100 to 2500 m3·ha-1 in the variants with chisel moldboard plowing. The yield of corn in the variant with chisel moldboard plowing averaged 8.75 t·ha-1 during the research period, which is 18 % higher than in the control variant. Moreover, the cost of irrigation water for producing one ton of grain decreased by almost 20 %, and the coefficient of water consumption decreased by 17 %.

About the authors

Nikolay N. Dubenok

Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy

Email: ndubenok@rgau-msha.ru
ORCID iD: 0000-0002-9059-9023

Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Academician of RAS, Head of the Department of Agricultural Land Reclamation, Forestry and Land Management

49 Timiryazevskaya st., Moscow, 127434, Russian Federation

Andrey E. Novikov

Russian Research Institute of Irrigated Agriculture

Author for correspondence.
Email: ae_novikov@vniioz.ru
ORCID iD: 0000-0002-8051-4786

Doctor of Technical Sciences, Director

9, Timiryazev st., Volgograd, 400002, Russian Federation

Anton A. Poddubsky

Peoples’ Friendship University of Russia

Email: poddubskiy-aa@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0001-9796-2924

Candidate of Technical Sciences, Director, Agroengineering Department, Agrarian and Technological Institute

6 Miklukho-M aklaya st., Moscow, 117198, Russian Federation

Georgiy O. Chamurliev

Peoples’ Friendship University of Russia

Email: chamurliev-go@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-6410-8438

Candidate of Agricultural Sciences, associate Professor, Agroengineering Department, Agrarian and Technological Institute

6 Miklukho-Maklaya st., Moscow, 117198, Russian Federation

Ksenia B. Shumakova

Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy

Email: kshumakova@rgau-msha.ru
ORCID iD: 0000-0003-3002-5420

Candidate of Agricultural Sciences, associate Professor, Department of Agricultural Land Reclamation, Forestry and Land Management

49 Timiryazevskaya st., Moscow, 127434, Russian Federation

Roman V. Zbukarev

Russian Research Institute of Irrigated Agriculture

Email: zbukarevr@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9237-547X

Laboratory researcher

9, Timiryazev st., Volgograd, 400002, Russian Federation

References

  1. Nath AJ, Lal R. Effects of Tillage Practices and Land Use Management on Soil Aggregates and Soil Organic Carbon in the North Appalachian Region, USA. Pedosphere. 2017;27(1):172-176. doi: 10.1016/S1002-0160(17)60301-1
  2. Kuznetsov PI, Novikov AE. Effect of soil conditioners on water permeability and water-holding capacity of light chestnut soils. Russian Agricultural Sciences. 2010;36(4):279-281. doi: 10.3103/S1068367410040154
  3. Blanco-Canqui H, Wienhold BJ, Jin VL, Schmer MR, Kibet LC. Long-term tillage impact on soil hydraulic properties. Soil & Tillage Research. 2017;170:38-42. doi: 10.1016/j.still.2017.03.001
  4. Al-Kaisi MM, Douelle A, Kwaw-Mensah D. Soil microaggregate and macroaggregate decay over time and soil carbon change as influenced by different tillage systems. Journal of Soil and Water conservation. 2014;69(6):574-580. doi: https://doi.org/10.2489/jswc.69.6.574
  5. Pareja-Sanchez E, Plaza-Bonilla D, Ramos MC, Lampurlanes J, Alvaro-Fuentes J, Cantero-Martinez C. Long-term no-till as a means to maintain soil surface structure in an agroecosystem transformed into irrigation. Soil & Tillage Research. 2017;174:221-230. doi: 10.1016/j.still.2017.07.012
  6. Kuznetsov PI, Novikov AE. Hydraulic properties dynamic of light-chestnut soil under drip irrigation. Melioration and Water Management. 2009;(2):37-39. (In Russ.).
  7. Kuznetsov PI, Novikov AE. Energy and resource conservation in the grain corn cultivation on irrigated lands. Russian Agricultural Sciences. 2013;39(5-6):474-478. doi: 10.3103/S1068367413060128
  8. Volk LBD, Cogo NP. Water erosion at three moments in the corn crop, affected by soil tillage and crop sowing methods. Revista Brasileira de Ciencia do Solo. 2014;38(2):565-574. doi: 10.1590/S0100-06832014000200021
  9. Borodychev VV, Shevchenko VA, Novikov AE, Lamskova MI, Filimonov MI. Modeling and energy assessment of traction-exploitation indicators of serial chisel implement and plows. Plodorodie. 2017;(6):31-33. (In Russ.).
  10. Kisic I, Bogunovic I, Birkas M, Jurisic A, Spalevic V. The role of tillage and crops on a soil loss of an arable Stagnic Luvisol. Archives of Agronomy and Soil Science. 2017;63(3):403-413. doi: 10.1080/03650340.2016.1213815
  11. Das A, Lyngdoh D, Ghosh PK, Lal R, Layek J, Idapuganti RG. Tillage and cropping sequence effect on physico-chemical and biological properties of soil in Eastern Himalayas, India. Soil & Tillage Research. 2018;180:182-193. doi: 10.1016/j.still.2018.03.005
  12. Ovchinnikov AS, Mezhevova AS, Fomin SD, Pleskachev YN, Borisenko IB, Zvolinsky VP, et al. Energy and agrotechnical indicators in the testing of machine-tractor units with subsoiler. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017;12(24):7150-7160.
  13. Pyndak VI, Novikov AE. Energy Efficiency of mechanisms and instruments for deep cultivation of soil. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2014;43(6):555-559. doi: 10.3103/S1052618814050148
  14. Bogunovic I., Pereira P, Kisic I, Sajko K, Sraka M. Tillage management impacts on soil compaction, erosion and crop yield in Stagnosols (Croatia). Catena. 2018;160:376-384. doi: 10.1016/j.catena.2017.10.009
  15. Li Z, Yang X, Cui S, Yang Q, Yang X, Li J, Shen Y. Developing sustainable cropping systems by integrating crop rotation with conservation tillage practices on the Loess Plateau, a long-term imperative. Field Crops Research. 2018;222:164-179. doi: 10.1016/j.fcr.2018.03.027
  16. Li N, Zhou C, Sun X, Jing J, Tian X, Wang L. Effect of ridge tillage and mulching on water availability, grain yield, and water use efficiency in rain-fed winter wheat under different rainfall and nitrogen conditions. Soil & Tillage Research. 2018;179:86-95. doi: 10.1016/j.still.2018.01.003
  17. Girardello VC, Amado TJC, Santi AL, Cherubin MR, Kunz J, Teixeira TDG. Soil penetration resistance, efficiency of mechanical chisel plowing and soybean grain yield in a clayey Oxisoil under long-term no-till. Revista Brasileira de Ciencia do Solo. 2014;38(4):1234-1244. doi: 10.1590/S0100-06832014000400020
  18. Fernandez FG, Sorensen BA, Villamil MB. A comparison of soil properties after five years of no-till and strip-till. Agronomy Journal. 2015;107(4):1339-1346. doi: 10.2134/agronj14.0549
  19. Lozano LA, Soracco CG, Villarreal R, Ressia JM, Sarli GO, Filgueira RR. Soil physical quality and soybean yield as affected by chiseling and subsoiling of a no-till soil. Revista Brasileira de Ciencia do Solo. 2016;40: e0150160. doi: 10.1590/18069657rbcs20150160
  20. Daigh AL, Dick WA, Helmers MJ, Lal R, Lauer JG, Nafziger E, Pederson CH, Strock J, Villamil M, Mukherjee A, Cruseet R. Yields and yield stability of no-till and chisel-plow fields in the Midwestern US Corn Belt. Field Crops Research. 2018;218:243-253. doi: 10.1016/j.fcr.2017.04.002
  21. Borodychev VV, Dubenok NN, Novikov AE, Konovalova GV. Agrotechnics of corn for grain on irrigated lands of the Lower Volga region. Plodorodie. 2016;(1):35-37. (In Russ.).
  22. Dubenok NN, Borodychev VV, Novikov AE, Konovalova GV. Yield capacity of corn for grain at the irrigated light-chestnut soils. Scientific life. 2016;(7):16-27. (In Russ.).
  23. Isayenko VA, Gorbunov MY. Water physical properties of the soil and their change at various technologies of processing of the soil in the crop rotation. Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2012;(4):16-19. (In Russ.).
  24. Gaevaya EA. Influence of different soil cultivation on its physical properties. Scientific Journal of KubSAU. 2008;(39):154-162. (In Russ.).
  25. Al-Kaisi MM, Archontoulis SV, Kwaw-Mensah D, Miguez F. Tillage and crop rotation effects on corn agronomic response and economic return at seven Iowa locations. Agronomy Journal. 2015;107(4):1411-1424. doi: 10.2134/agronj14.0470
  26. Kuznetsov PI, Novikov AE, Melnikov AG. Innovative technologies of maize growing at irrigated lands. Zemledelie. 2011;(2):13-14. (In Russ.).
  27. Pyndak VI, Novikov AE. Improvement of corn cultivation technology in irrigation conditions. Agro XXI. 2009; (7-9):50-51. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».