COMPARATIVE ASSESSMENT OF NO-TILL AND TRADITIONAL TILLAGE IMPACT ON PRODUCTIVE MOISTURE ACCUMULATION
DOI 10.12737/2073-0462-2025-20-4-47-51 УДК 631.51
Keywords:
productive moisture reserves, tillage, water consumption coefficient, winter wheat (Triticum aestivum), spring wheat (Triticum aestivum), barley (Hordeum vulgare), pea (Pisum sativum), fertilizers, yield.Abstract
The study was conducted to comparatively assess the impact of no-till and traditional tillage on productive moisture accumulation in the forest-steppe zone of Middle Volga region. The work was conducted from 2017 to 2023 in Ulyanovsk region. The experimental design involved studying the following options: traditional tillage (plowing to a depth of 20 cm for winter and spring wheat, barley and 25 cm for peas); no-till (annually no tillage). The soil of the experimental plot is a typical heavy loamy medium-humus chernozem of medium depth with a humus horizon thickness of 79 cm, a humus content of 6.4%, mobile phosphorus and potassium (according to Chirikov) of 265...285 and 85...90 mg/kg, respectively, and a pH of 6.5...6.8 units. In spring, the tillage systems did not affect the water regime of the root-inhabited and 1-meter soil layers under crop rotation crops; the differences in productive moisture reserves between the variants in the 0...30 and 0...100 cm layers were 0.5 and 0.1 mm, respectively. Preservation of crop residues during no-tillage contributed to greater moisture retention before harvesting, compared to plowing, in both the arable and 1-meter layers, by 7.5% and 8.4%, respectively. The application of mineral fertilizers significantly reduced plant water consumption under both tillage systems studied. In the tillage system, water consumption decreased by 11.6% with the use of mineral fertilizers, while in the no-till system, this decrease was 20.9%, compared to the unfertilized control. The more significant reduction in water consumption in the no-till system is explained by the crops’ greater responsiveness to the applied fertilizers. Thus, under fertilized conditions, compared to the unfertilized control, the grain yield increase under tillage was 0.29 t/ha, while under no-till, it was 0.40 t/ha.
References
1. Кузина Е. В. Эффективность систем обработки почвы на различных фонах минеральных удобрений при возделывании горчицы // Международный сельскохозяйственный журнал. 2024. Т. 67. No 5 (401). С.570–573. doi: 10.55186/25876740_2024_67_5_570.
2. Эффективность применения системы прямого посева на чернозёме южном Волгоградской области / В. К. Дридигер, Т. В. Волошенкова, Р. Г. Гаджиумаров и др. // Земледелие. 2025. No 4. С. 17–23. doi: 10.24412/0044‑3913‑2025‑4‑17‑23.
3. Эффективность применения прямого посева и минимальной обработки почвы при возделывании кукурузы на зерно / В. Ф. Федоренко, Д. А. Петухов, С. А. Свиридова и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. No 2. С. 14–21. doi: 10.22314/2073-7599-2022-16-2-14-21.
4. Responses of soil organic carbon and crop yields to 33-year mineral fertilizer and straw additions under different tillage systems / H. Zhang, E. A. Hobbie, P. Feng, et al. // Soil and Tillage Research. 2021. Vol. 209. Article 104943 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167198721000131 (дата обращения: 22.06.2025). doi: 10.1016/j. still.2021.104943.
5. Эффективность технологии No-till в засушливой зоне Ставропольского края / В. К. Дридигер, В. В. Кулинцев, С. А. Измалков и др. // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. No 1. С. 52–56. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10110.
6. Влияние способов обработки почвы на запасы почвенной влаги в учебно-опытном поле Оренбургского ГАУ / Ф. Г. Бакиров, Ю. М. Нестеренко, Д. Г. Поляков и др. // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2015. No 4. С. 1–6. URL: http://elmag.uran.ru:9673/magazine/Numbers/2015-/Articles/MYN-2015-4.pdf) (дата обращения: 21.06.2025).
7. Буренок В. П., Язева Л. А., Кукшенева Т. П. Плодородие и влагообеспеченность почвы при почвозащитных системах земледелия. // Земледелие. 2011. No 4. С. 39–40 Таблица 2 – Влияние удобрений и обработки почвы на коэффициент водопотребления и урожайность культур севооборота Культура севооборота Урожайность, т/га Расход влаги, мм/т N0P0K0 N30P20K15 среднее N0P0K0 N30P20K15 вспашка нулевая вспашка нулевая вспашка нулевая вспашка нулевая вспашка нулевая Озимая пшеница 3,28 3,34 3,46 3,64 3,37 3,49 94,6 91,7 89,7 84,2 Яровая пшеница 2,56 2,59 2,70 2,93 2,63 2,76 142,2 145,2 134,8 128,3 Горох 2,26 2,24 2,41 2,38 2,48 2,31 158,0 151,3 148,2 142,4 Озимая пшеница 2,61 2,39 3,20 2,99 2,90 2,69 111,3 116,6 90,8 93,2 Ячмень 1,71 1,34 2,08 1,95 1,89 1,64 171,9 218,8 141,3 150,3 Среднее 2,48 2,38 2,77 2,78 2,65 2,58 135,6 144,7 121,5 119,7 НСР05 А – 0,09; В – 0,04; АВ – 0,12 А – 0,20 А – 1,3; В – 0,6; АВ – 1,9
8. Влияние применения различных способов основной обработки на запасы продуктивной влаги в агрочерноземах / А. М. Гребенников, А. С. Фрид, С. В. Сапрыкин и др. // Агрохимия. 2019. No 8. С. 40–47. doi: 10.1134/ S0002188119080052
9. Functional response of soil microbial communities to tillage cover crops and nitrogen fertilization / E. Nivelle, J. Verzeaux, H. Habbib, et al. // Applied Soil Ecology. 2018. Vol. 108. P. 147–155.
10. Влияние приемов основной обработки почвы на динамику запасов влаги и урожайность гороха посевного в условиях лесостепи европейской части России / О. В. Букин, Д. В. Бочкарев, А. Н. Никольский и др. // Аграрная наука. 2020. No 6 (339). С. 58–61. doi: 10.32634/0869-8155-2020-339-6-58-61.
11. Кузина Е. В., Немцев С. Н. Влияние обработки почвы на её целлюлозоразлагающую активность и влагообеспеченность // Научная жизнь. 2023. Т. 1. No 3. С.400–408. doi: 10.35679/1991-9476-2023-18-3.
12. Эффективность применения технологии No-Till на черноземах обыкновенных Ставропольского края / В. С. Цховребов, А. Б. Тетенищев, В. И. Фаизова и др. // Земледелие. 2021. No 3. С. 15–19.
13. Crop rotation and residue management effects on soil enzyme activities, glomalin and aggregate stability under zero tillage in the Indo-Gangetic Plains / G. Singh, R. Bhattacharyya, T. K. Das, et al. // Soil and Tillage Research. 2018. Vol.184. P. 291-300
1. Kuzina EV. [Efficiency of tillage systems with different mineral fertilizer applications in mustard cultivation]. Mezhdunarodnyy selskokhozyaystvennyy zhurnal. 2024; Vol.67. 5 (401). 570-573 p. doi: 10.55186/25876740_2024_67_5_570.
2. Dridiger VK, Voloshenkova TV, Gadzhiumarov RG. [Efficiency of direct seeding on southern chernozem in Volgograd region]. Zemledelie. 2025; 4. 17-23 p. doi: 10.24412/0044 3913 2025 4 17 23.
3. Fedorenko VF, Petukhov DA, Sviridova SA. [Efficiency of direct seeding and minimum tillage in grain corn cultivation]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2022; Vol.16. 2. 14-21 p. doi: 10.22314/2073-7599-2022-16-2-14-21.
4. Zhang H, Hobbie EA, Feng P. Responses of soil organic carbon and crop yields to 33-year mineral fertilizer and straw additions under different tillage systems. [Internet]. Soil and Tillage Research. 2021; Vol.209. Article 104943. [cited 2025,June 22]. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167198721000131. doi: 10.1016/j. still.2021.104943.
5. Dridiger VK, Kulintsev VV, Izmalkov SA. [Efficiency of no-till technology in the arid zone of Stavropol Krai]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2021; Vol.35. 1. 52-56 p. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10110.
6. Bakirov FG, Nesterenko YuM, Polyakov DG. [The influence of soil cultivation methods on soil moisture reserves in the experimental field of Orenburg State Agrarian University]. [Internet]. Byulleten Orenburgskogo nauchnogo tsentra UrO RAN. 2015; 4. 1-6 p. [cited 2025, June 21]. Available from: http://elmag.uran.ru:9673/magazine/Numbers/2015-/Articles/MYN-2015-4.pdf).
7. Burenok VP, Yazeva LA, Kuksheneva TP. [Soil fertility and moisture supply under soil-conservation farming systems]. Zemledelie. 2011; 4. 39-40 p.
8. Grebennikov AM, Frid AS, Saprykin SV. [Effect of different primary tillage methods on productive moisture reserves in agro-chernozem soils]. Agrokhimiya. 2019; 8. 40-47 p. doi: 10.1134/ S0002188119080052
9. Nivelle E, Verzeaux J, Habbib H. Functional response of soil microbial communities to tillage cover crops and nitrogen fertilization. Applied Soil Ecology. 2018; Vol.108. 147-155 p.
10. Bukin OV, Bochkarev DV., Nikolskiy AN. [The impact of primary tillage practices on the dynamics of moisture reserves and the yield of peas in the forest-steppe conditions of the European Part of Russia]. Agrarnaya nauka. 2020; 6 (339). 58-61 p. doi: 10.32634/0869-8155-2020-339-6-58-61.
11. Kuzina EV, Nemtsev SN. [The impact of soil tillage on its cellulose-decomposing activity and moisture supply]. Nauchnaya zhizn. 2023; Vol.1. 3. 400-408 p. doi: 10.35679/1991-9476-2023-18-3.
12. Tskhovrebov VS, Tetenishchev AB, Faizova VI. [Efficiency of no-till technology on ordinary chernozems of Stavropol Krai]. Zemledelie. 2021; 3. 15-19 p.
13. Singh G, Bhattacharyya R, Das TK. Crop rotation and residue management effects on soil enzyme activities, glomalin and aggregate stability under zero tillage in the Indo-Gangetic Plains. Soil and Tillage Research. 2018; Vol.184. 291-300 p
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2026 Vestnik of Kazan state agrarian university
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
