Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологические и биоэнергетические основы совершенствования основных звеньев систем земледелия, адаптивных лесостепи Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологические и биоэнергетические основы совершенствования основных звеньев систем земледелия, адаптивных лесостепи Поволжья"

Ульяновский научно-исследовательский институт _ сельского хозьттва

;;гв. о«

На правах рукописи *НЕМЦЕВ НИКОЛАЙ СЕРГЕЕВИЧ

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ, АДАПТИВНЫХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ

(06.01.01 - общее земледелие)

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук в форме научного доклада

Кинель - 1996

- г -

Научный консультант - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Морозов в. И.

Официальные оппоненты:

И.А.Чуданов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный работник сельского хозяйства РФ; О.Г.Котлярова. член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор; -A.B.Вражнов, доктор сельскохозяйственных наук

Ведущее предприятие - Научно-исследовательский ордена

Трудового Красного Знамени институт сельского хозяйства Юго-Востока

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии. Диссертация в форме" научного доклада разослана

Защита состоится -о/Л января 1997 года в часов на

заседании диссертационного Совета Д.120.47.01 в Самарской государственной сельскохозяйственной Академии

Адрес:

446400, Самарская область, г.Кинель-4 п. Усть-Кинельский, диссертационный совет

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат биологических на;

Г. К.Марковская

АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СЕВООБОРОТОВ

Предшественники озимых культур. Земледелие в лесостепном Поволжье ведется при широкой изменчивости условий увлажнения и теплового режима. По масштабам воздействия на формирование урожая наибольшее распространение имеют экстремальные ситуации водно-теплового режима посевов (К.Г.Шульмейстер. 1975; П.Г.Кабанов, 1975; И.Е.Бучинский, 1976).

Фундаментальные исследования водного режима почв и борьбы с засухой изложены в работах В.В.Докучаева, 1892, П.А.Костычева, 1893, Г.Н.Высоцкого, 1933. К.А.Тимирязева, 1948, А.А.Измаильского. 1949, Н.М.Тулайкова, 1927).

Уделено большое внимание проблеме регулирования водного режима почв с целью оптимизации влагообеспеченности посевов (А.Г.Дояренко, 1945; А.М.Бялый. 1960: Д.И.Буров, 1970; Н.А.Роде,1965; К.Г.Шульмейстер. 1967; С.А.Воробьев, 1976; И.С.Шатилов и др., 1983; И.Н.Листопадов и др. ,1984).

Видные ученые Поволжья уделяли большое внимание вопросам ослабления отрицательного воздействия засух на урожай путем совершенствования агротехнических мероприятий в целом систем земледелия (В.И.Румянцев. 1964; К.Г.Шульмейстер, 1975; В. А.Корчагин и др.. 1973).

Видное место в структуре использования пашни и севооборотов в Поволжье занимают озимые культуры. На их долю приходится значительная часть производимого зерна в регионе. Подбор предшественников озимых в плане полной реализации продуктивного потенциала интенсивных сортов продолжает оставаться предметом особого внимания исследователей.

Агротехническая оценка предшественников озимых в лесостепи Поволжья в первую очередь определяется запасами доступной 'влаги в период озимого сева. По нашим данным неблагоприятных лет для получения всходов озимых бывает при-

мерно один раз в четыре года, а в южных районах - один раз в три года. В засушливые годы в пахотном слое чистого пара сохраняется около 26 мм продуктивной влаги, а в занятых только 11,4 мм. В умеренные годы в занятых парах бывает 27-30 мм. а во влажные - 34-36 мм, что достаточно для получения всходов озимых (табл.1).

1. Запасы продуктивной влаги в почве в зависимости от видов паров, мм (в период с 1971 по 1978 гг.)

В период В период сева озимых

Виды паров уборки паро-_

занимающих в сред- из них

культур нем за "_

(среднее) 8 лет в засуш- в умерен- во

ливые ные влажные

Слой 0-20 см

Черный

Занятые:

вико-овес горох

Черный

Занятые:

вико-овес горох

32,8

16,7 19,2

152,0

78.2 84.8

34,3

23,2 24,5

25,9

11.4 11,4

37,0

26,7 30,1

42,8

36,0 34,2

Слой 0-100 СМ

152, 8

89.4 92,8

146,3 155.7 157,3

80,7 80,0

81,0 87,6

139.5 130.3

В метровом слое почвы чистый пар также имеет преимущество по улучшению водного режима. В среднем за 8 лет запасы продуктивной влаги по чистому пару составили 152,8 мм, гороховому - 92,8, вико-овсяному - 89,4 мм. Колебания по водному режиму в зависимости от характера погодных условий в более глубоких слоях почвы уменьшаются.

По чистому пару к посеву озимых культур складывается более благоприятный пищевой режим. Преимущество чистого пара в накоплении нитратов по сравнению с другими парозанимающими культурами проявляется в большей степени.

Занятые пары уступают чистому и как средство борьбы с

сорняками. В звене севооборота (озимая пшеница - кукуруза -яровая пшеница) количество многолетников по чистому пару на третьей культуре возросло с 1 до 5,9, вико-овсяному - с 4,4 до 12,8, гороховому - с 3,8 до 12,4, ячменному - с 7.1 до 2.7,0 шт/м2. Количество малолетних сорняков возрастало по занятым парам'особенно во влажные годы.

В результате ухудшения пищевого и водного режимов почвы, увеличения засоренности посевов занятые пары значительно уступают чистому в продуктивности озимых культур. Так, в среднем за 8 лет урожайность озимой пшеницы составила по чистому пару 40,5 ц/га, после гороха и однолетних трав - на 9,8-10 ц, ячменя - на 19,4 ц/га меньше (табл.2).

2. Влияние предшественников на содержание питательных элементов, засоренность и урожайность озимой пшеницы (1971-1978 гг.)

Содержание Засоренность Урожайность

ШЗ/Р205, посевов, шт/м2 озимой

Предшественники мг/100 г малол./многол. пшеницы,

почвы ц/га

Черный пар 6,8/2,2 52/1,0 40,5

Горох 3,5/1,6 72/3.8 30,5

Вико-овес 1,9/1,7 71/4,4 30,8

Кукуруза 3,2/1,8 68/4,2 33,6

Ячмень 1,3/1,5 • 85/7,1 21,1

НСР 4,7

05

Проведенные наблюдения за урожайностью озимой пшеницы показали, что она напрямую зависит от содержания питательных элементов и засоренности посевов. Урожайность (У, ц/га) тем больше, чем выше содержание питательных элементов (X, мг/100 г почвы): У = 21,6+2.89Х (г=0,88). Чем меньше засоренность (XI, шт/м2), тем больше урожайность: У 67,75-0,49X1 (г=-0,98).

Таким образом, лучшими предшественниками озимой пшеницы являются чистые и занятые (горох, вико-овес) пары.

Продуктивность севооборотов в зависимости от доли чистого пара. Исследования, проведенные в 1984-1990 годы, показали, что продуктивность зернопаровых севооборотов,

различающихся размером парового поля, зависит от изменения засоренности посевов, водного и пищевого режимов, состава культур, их урожайности по предшественникам.

Засоренность посевов в зернопаровых севооборотах с разной долей чистого пара за годы исследований отличалась незначительно (табл.3).

3. Засоренность посевов в зернопаровых севооборотах с разной долей чистого пара (среднее за 1984-1990 гг.)

Доля Количество сорняков в среднем на Сево- чистого одно поле севооборота, шт на 1 кв.м

обороты пара, _

% малолетних многолетних всего

1 33,3 25,3 0,1 25,4

2 25,0 19,7 0,3 20,0

3 25,0 34,7 0,8 35,5

4 20,0 31,3 0,6 31,9

5 16,6 40,2 0,4 40,6

6 12.5 36,9 0,8 37.7

Количество малолетних сорняков изменялось от 19,7 до 40,2 шт/м2. Во втором севообороте с 50% озимых их было 19,7 шт/м2. Количество многолетних сорняков было небольшим -0.1-0,8 шт. на 1 м2. При этом наблюдается тенденция увеличения их количества с 0,1 до 0,8 по мере уменьшения размера чистого пара от 33,3 до 12,5%.

Исследованиями также установлено, что в севооборотах с короткой ротацией происходило более быстрое очищение полей от корнеотпрысковых сорняков. Так, если в 1984-1985 гг. в 4-5 польных севооборотах корнеотпрысковых сорняков было 0,5-0,9 шт/м2, то-в 1988-1987 гг. количество их уменьшилось до 0,3 шт/м2, а в 6-8 польных еще-было на уровне 0.4-1.8 шт/м2. К концу ротации (1988-1990 гг.) произошло "более полное очищение полей от корнеотпрысковых сорняков и не наблюдалось различий между вариантами.

Анализ данных по пищевому режиму перед посевом культур показывает, что увеличение размера парового поля до 33,3% усиливает минерализацию органического вещества почвы, что способствовало увеличению накопления питательных веществ.

Так. содержание N03, Р205 и К20 в трехпольном севообороте составило соответственно 10,7; 31,5 и 13,5 мг/100 г почвы, а в пятипольном - 8.6; 24,6 и 10,0. Различия по содержанию питательных элементов в восьмипольном и пятипольном севооборотах сглаживаются.

Изучение водного режима показало преимущество в накоплении влаги в севооборотах с большей долей чистого пара. В трехпольном севообороте больше накопилось доступной влаги к посеву и больше сохранилось ее к уборке. В севооборотах с большим количеством полей влага расходовалась более продуктивно. Поэтому коэффициент водопотребления на 1 ц зерна и биомассы снижается по мере уменьшения доли чистого пара в севооборотах (табл.4).

4.'Ресурсы влаги и ее использование в зернопаровых севооборотах с разной долей чистого пара (1984-1990 гг.)

Продуктивная Убыль Осад-Сум-

Сево- влага, мм влаги ки, мар-

обороты __из !■'.:•! ныи

перед перед почвы, рас-

посе- убор- мм ход.

вом кой мм

яров, урожая

Сбор Коэффициент зерна водопотреб-и био- ления на 1 ц массы зерна и с 1 га биомассы.

пашни, мм Ц

3-х поль-

НЫЙ 202,0 112,0 90,0 193,4 283 24,3

70,5

5-ти

польный 200,2 98,7 101,5 194.4 295.9 27,0

74.9

8-ми

польный 194,4 102,2 94.2 195,6 289,8 28.5

80. 2

Примечание: в числителе - зерно

в знаменателе - биомасса

10,9 3,7

10. 2

3,6

Исследования показали, что наиболее высокая урожайность озимой ржи в зернопаровых севооборотах получена по чистому пару 41.9-40 ц/га (табл.5). По занятому пару она составила 38,7-35,4 ц/га. Не выявлено существенных изменений урожайности озимой ржи и ячменя в зависимости от доли чистого пара. Максимальная урожайность гороха получена по предшественнику озимая рожь. Предшественники оказали неод-

5. Урожайность культур в зернопаровых севооборотах в зависимости от доли чистого и занятого паров (1984-1990 гг.)

Зернопаровые севообороты

трех- четырех- четырех- пяти- шести- восьми-польный польный польный польный польный польный

1 2

3

4

5

6 7

ч.пар ч. пар ч. пар ч. пар ч. пар

ч.пар

оз. рожь 40,6

ячмень 32,4

03.рожь 41.9

горох 22,9

оз.рожь 40.0

яр. пшен. 25,4

оз.рожь оз.рожь оз.рожь 41,9 41,6 40.5

яр.пшен. яр.пшен.просо

оз.рожь ячмень 38.7 34,2

26,8

овес 33.1

ячмень 33,0

25.9 22.4

горох 1эГб

яр.пшен. 31,3

оз.рожь горох 35.4 20,1

ячмень 30,0

НСР Оз. рожь. Ячмень, Яр.пшеница. Овес, Горох, 05 4.0 4.4 2.3 4,5 • 2.0

оз. рожь 38.0

овес 37,4

ячмень 34,3 .

Просо 2.9

нозначное влияние на урожайность яровой пшеницы (после проса 31,3 ц/га, после озимой ржи 25,4 ц/га). Урожайность овса после озимой ржи была на 4,9 ц/га выше,' чем после яровой пшеницы.

Между тем, с .увеличением доли чистого пара урожайность зерновых повышалась. В трехпольном чсевообороте при доле чистого пара 33,3% она составила 36,5 ц/га, тогда как при 16,6 и 12,5% - соответственно 30,5 и 32,0 ц/га. Зависимость характеризуется -уравнением линейной регрессии: У = 27,9+0,25Х (г=0,87), где У - урожайность, X - доля чистого пара. Урожайность зерновых в паровых звеньях выше, чей в звеньях севооборотов с занятым паром на 19-36%.

Максимальная урожайность зерновых культур была получена в 3-х польном севообороте с чередованием: пар чистый, ози-

мая рожь, -ячмень и составила 36,5'ц/га с коэффициентом ва-ри.аци урожайности (20%) (табл.6).

Анализ сбора зерна с га пашни показывает, что с увеличением размера чистого пара с 12,5 до 33,3% зерновая продуктивность севооборотов уменьшается с 28.0 до 24,3 ц/га, соответственно снижается сбор белка с 3,3 до 2,5 ц/га и всей продукции в КПЕ с 35,1 до 29,6 ц/га. Зависимость сбора зерна с 1 га (У, ц/га) от доли чистого пара (X, %) обратная (У = 123.46-3,86Х, г=-0,92).

6. Продуктивность зернопаровых севооборотов в зависимости от размера парового поля (1984-1990 ГГ.)

Зернопаровые севообороты

трех четырех-четырех пяти- шести- восьми-польный польный польный польный польный польный

Доля севооборотной площади, %

зерновые 66,7 в' т. ч.

озимые 33,3

занятые

пары

(горох)

чистый пар 33,3

Урожайность зерна,ц/га 36, 5

Коэффициент вариации, % 20.0

Сбор с 1 га пашни,ц

зерна 24,3

белка

2,5

всей продукции в КПЕ 29,6

75,0 50,0

25,0 25,0

34,5

21,5

25,9 3,3

75,0 35,0

25.0 33,2

21.1

24,9 2,6

80,0 20,0

20,0 33,7 27,9

27,0 2,9

83.4 16,6

16,6 16,6

30.5 20,1

25,4 3,3

33,2 29,4 32,3 35,1

87,5 25, 0

12,5 12,5

32.0 26,4

28,0 3,3

35.1

Следовательно, в условиях лесостепи Поволжья эффективны зернопаровые севообороты с размером чистого пара не более 12,5%.

Изучение урожайности культур в зернопаропропашных севооборотах показало, что она в большей мере зависит от состава предшественников. Максимальная урожайность у озимой ржи получена по чистому (43,1-45,3 ц/га), тогда как по занятому пару она составила (39,3-40,4 ц/га). Урожайность яровых зерновых культур по севооборотам изменялась незначительно (табл.7.).

Поле

7. Урожайность культур в зернопаропропашных севооборотах в зависимости от доли чистого и занятого паров (1984-1990 гг.)

Зернопаропропашные севообороты, ц/га

пятипольные семипольные восьмипольные десятипольныё

1 ч. пар

2 оз. рожь 43,8

3 кукуруза 527.2

4 яр.пшеница 29,8

5 ячмень 36,5

ч. пар

оз.рожь 43,3

кукуруза 539,8

яр.пшеница 30.8

горох 21,3

ч. пар

оз.рожь' 45,3

кукуруза 548.3

яр.пшеница 30,9

горох 20,5

ч.пар

оз. рожь 43,1

кукуруза 577.6

яр.пшеница 29,8

горох 20,8

оз.рожь 40,4

оз.рожь 39,3

оз. рожь 39,9

ячмень 35,7

овес 35,6

ячмень 34.8

овес 34,9

вико-овес 249,4

оз. рожь 40,9

10

НСР Оз.рожь. Кукуруза, Яр.пшеница. Ячмень, 05 5,6 40,7 4.7 5,4

ячмень 35,6

Горох, 6,3

Овес. Вико-овес 4,7 19,7

6

Зависимость урожайности зерновых культур (У. ц/га) от доли чистого пара (X, %) в зернопаропропашных севооборотах характеризовалась уравнением регрессии следующего вида: У = 32,6+0,19Х (г=0,76) (табл.8).

8. Продуктивность зернопаропропашных севооборотов в зависимости от размера парового поля (1984-1990 гг.)

Зернопаропропашные севообороты

пятипольный семипольный восьми--польный десяти-польный

Доля севооборотной площади, %

зерновые 60,0 71,5 75,0 70.0

в т.ч. озимые чистые пары занятые пары пропашные 20,0 20,0 20,0 20,0 28,6 14,3 14.3 14,3 25.0 12,5 12,5 12,5 30,0 10,0 20,0 10,0

Урожайность зерна, ц/га 36,7 34,3 34.4 35,0

Коэффициент вариации, % 19,4 23,8 23,0 22,1

Сбор с 1 га пашни, ц

зерна белка 22,0 4.1 24,5 4.3 25,8 4,2 24,5 4. 3

всей продукции в КПЕ

47,6

46,7

46.3

45. 5

С увеличением доли чистого пара в севооборотах возрастает не только урожайность зерновых культур, но и повышается уровень ее устойчивости, что показывают коэффициенты вариации. Однако по зерновой продуктивности получена обратная зависимость: чем выше доля чистого пара в севооборотах, тем меньше сбор зерна и белка с 1 га пашни: У=67,55-2,2Х (г=-0,82). Продуктивность всех севооборотов по выходу кор-мопротеиновых единиц была примерно одинаковой - 47,6-45.5 ц/га. Некоторое преимущество пятипольного севооборота объясняется расширением посевов высокоурожайной кукурузы (20% севооборотной площади).

Одним из недостатков зернопаровых и зернопаропропашных севооборотов является большая минерализация гумуса в паровых и пропашных полях. Одним из путей решения проблемы восстановления гумуса в севооборотах является введение в них многолетних бобовых трав и частичная замена чистых паров на сидеральные и занятые.С этой целью в 1992 году были заложены севообороты с многолетними травами. Данные урожайности за 5 лет говорят о том, что наибольшая она была в севообороте с чистым и сидеральным паром, горохом и люцерной (37,2 ц/га) и контрольном севообороте (37,8 ц/га) (табл.9).

9. Урожайность культур в севооборотах с многолетними травами (1992-1996 гг.)

Зернопа Плодо-_ Плодо-_ Плодо-

Поле

ропропаш-сменныи ной с го-с люцер-

НСР

рохом и чистым паром (контроль)

сменный сменный с 2-мя с чистым полями и сидер. люцерны.паром, горохом,люцерной ячменной горохо- и горо-смесью ячмен. хом смесью

ной.горохом, горохо-

Плодосменный с чистым и сидер. паром,лю-церно-кострец. смесью и горохом

Чередование культур и урожайность, ц/га

2

3

4

5

6 7

ч.пар горохо-ячменная смесь 36.3

оз.пшен. оз.пшен.

35,7 35,7 одн.травы люцерна

277,4

яр. пшен.

40,6 горох 20.6 оз. рожь 47,5 кукуруза 370,4 ячмень 44,4

206,6

яр. пшен.

37,2 горох

19.7 оз. рожь

41.0 кукуруза 375,2 ячмень

42.8

горохо- черный черный ячменная и сидер. сидер. (50%)пар (50%) пар

оз.пшен оз.пшен.

37,8 33,1 люцерна люцерно-229,2 кострец, смесь 164,2 яр.пшен.яр.пшен.

38.6 38,2 горох горох 22,4 19,7 оз.рожь оз. рожь 42,8 42.2 люцерна кукуруза кукуруза 211,6 374,2 356,5 ячмень ячмень ячмень 42,9 44,5 45,3

смесь 36,8 оз. пшен 35,0 люцерна 221,2

яр. пшен. 38,1 горох 21,9 03.рожь 40,6

05

Оз.рожь. Оз. пшеница. Ячмень, Яр.пшеница."Овес, 6.2 4.9 4.7 3.2 5.0

Горох, Мн.травы, Кукуруза 2.8 19.3 21.6

Коэффициенты вариации урожайности находятся на одном уровне.

Плодосменные севообороты с выводными полями многолетних бобовых трав имеют преимущество перед зернопаропропаш-ными. Сбор зерна с 1 га пашни повышается на 3.0-3,3 ц или на 11-13%, вбей продукции в кормопротеиновых единицах - на 5,7-8,6 ц или на 14-20% и белка - на 1,1-1,6 ц, или на 26-41%. ' Увеличение зерна происходит в основном за счет выращивания в паровом поле горохо-ячменной смеси. Урожайность других культур в плодосменных севооборотах не увеличивается, так как-по пласту и обороту пласта ощущается недостаток влаги, а положительное влияние органического вещества люцерны еще не проявилось в улучшении пищевого режима. В плодосменном севообороте с чистым и сидеральным (50%) паром сбор зерна не увеличивается, но сбор всей продукции повышается на 3,3 ц или на 8%, сбор белка - на 0,7 ц или на 18%, выход протеина на 1 к.ед. увеличивается на 0,7 ц или на 9%.

Плодосменный севооборот с /.вцерно-кострецовой смесью, горохом, чистым и сидеральным rm: ом имеет показатели значительно ниже контроля, так как сбор зерна, всей продукции и протеина снижается. В плодосменном севообороте с выводным полем люцерно-кострецовой смеси все показатели экономической эффективности значительно ниже контроля (табл.10).

Таким образом, в лесост-;-;.л Поволжья наиболее эффективными. по предварительным данным, являются севообороты с одним, двумя выводными полями многолетних бобовых трав.

Плодосменные севообороты имеют явное преимущество перед зернопаропропашным по влиянию на плодородие. Как показывают расчеты, в зернопаропропашном севообороте с одним чистым и одним пропашным полем ежегодно минерализуется 875 кг гумуса на 1 га пашни. За счет органических остатков восстанавливается 363 кг. Наши расчеты показывают, что для полного восстановления гумуса необходимо вносить на 1 га пашни 5 тонн органических удобрений, в плодосменном севообороте с одним полем люцерны, чистым и сидеральным паром -2,6. а без чистого пара - 1,9 т на 1 га пашни. В плодосменном севообороте с двумя полями ■ люцерны внесение органических удобрений не требуется.

Экономическая и биоэнергетическая эффективность севооборотов. Анализ экономических показателей зернопаровых севооборотов с разным размером паровых полей показывает, что

10. Продуктивность севооборотов в зависимости от насыщения бобовыми культурам (1992-1996 гг.)

Зерно-

паро-

про-

паш-

ной

Плодосменные севообороты

с люцер- с 2-мя ной. го- полями рохом и люцерны, горохо- горохом ячменной и горо-смесью хо-яч-менной смесью

с люцерной. горохом, чистым и сидер. (50%) паром

с люцер-

но-кост-

рецовой

смесью,

горохом,

чистым и

сидер.

(50%)

паром

Доля севооборотной площади, ° зерновые

в т.ч. озимые зернобобовые мн.травы • чистый и сидер.пар кормовые

Урожайность зерна, ц/га

Коэффициент вариации,%

Сбор с 1 га пашни, ц

зерна белка

всей продукции в КПЕ

между ними имеются существенные различия (табл.11).

По мере уменьшения доли чистого пара увеличивается валовая продукция в денежном выражении с 1 га на 23%. а также при расширении озимого клина от 25 до 50% - на 21,7%.

По мере уменьшения размера парового поля и увеличения посевных площадей зерновых культур несколько увеличиваются

62,5 75,0 75,0 62,5 62,5

25,0 25,0 25,0 25,0 25,0

12,5 25,0 25,0 12,5 12,5

- 12,5 25,0 12,5 12.5

12,5 - - 12,5 12,5

25,0 25,0 25,0 25,0 25.0

37,8 35.5 35,9 37,2 35,7

26,7 24,6 25..3 26,1 25.4

23,6 26.6 26,9 23,3 22,3

3,9 5.0 . 5,5 4.6 3.7

42,5 51.1 48,2 45,8 41,8

11. Экономическая эффективность зернопаровых.—— севооборотов с разным размером^парового поля

Показатели

Севообороты с содержанием чистого пара, %

33,3

25

25

20

16,7 12,5

Сбор зерна с 1 га пашни, ц

Сбор всей продукции с 1 га пашни в КПЕ, ц

Стоимость вало-. вой продукции, зерна и соломы ■с 1 га пашни, руб.

Затраты на производство продукции с 1 га пашни, руб.

Себестоимость 1 ц зерна,руб.

Себестоимость 1 ц КПЕ, руб.

Условный доход на 1 га пашни, руб. '

24,3 25,9 24,9 27,0 25,4 28,0

29,6 33,2 29,4 32,3 35.1 35,1

879,2 1056,7 868,4 963,8 1035,6 1079,1

335.5 352,4 13,26 14,1 11,3 10,6

369,4 15,46 12,6

345,2 12,88 10,7

374.0 14.27 11,0

410,4 14,65 11.7

543 704,3 499,0 618,6

661,6 668,7 га пашни, что

затраты на производство всей продукции с 1 сказывается на себестоимости 1 ц зерна и всей продукции в КПЕ. При расширении посевов озимых культур от 25 до 50% себестоимость 1 ц зерна снижается на 9%, а всей продукции -на 15,9%.

Условный доход по мере уменьшения доли чистого пара от 33,3 до 12,5% увеличивается на 23% с 1 га и от расширения озимого поля от 25 до 50% - на 41,6%.

Оценка экономической эффективности видов севооборотов показывает, что по стоимости выращенной продукции с 1 га пашни зернопаропропашной превышает зернопаровой на 5% и зернопропашной на 3.5% (табл.12).

Затраты на производство продукции в зернопаровом сево-

12. Экономическая эффективность видов севооборотов (в ценах 1991 г.).

Виды севооборотов

Показатели _

зернопаро- зерно- зернопро-пропашной паровой пашной (контроль)

Стоимость валовой продук-

ции с 1 га пашни, руб. 1143,7 1089,1 1104,4

Затраты на производство продукции с 1 га пашни, руб. 437.0 410.4 455.6

Себестоимость 1 ц зерна,руб. 16,9 14.7 19.3

Себестоимость 1 ц КПЕ, руб. 9,5 11.7 10.0

Условный доход на 1 га пашни, руб. 706,7 668,7 630,8

обороте снижаются на 6%, а в зернопропашном повышаются на 4% по сравнению с контролем. В связи с этим в зернопаровом севообороте себестоимость зерна снижается на 15%, а в зернопропашном - повышается на 14%. Себестоимость 1 ц всей продукции наименьшая в зернопаропропашном севообороте (9,5 руб/ц). В зернопаровом она повышается на 23%, а в зернопропашном - на 5%. Поэтому условный доход на 1 га пашни наибольший в зернопаропропашном севообороте - 280,6 руб/га, а в зернопаровом снижается на 16% и зернопропашном - на 37%.

В современных условиях при значительном уменьшении возможностей применения органических и минеральных удобрений имеется необходимость совершенствования севооборотов за счет введения многолетних бобовых трав и сидеральных паров, что позволит увеличить накопление органических остатков и уменьшить потери гумуса.

Экономическая эффективность плодосменных севооборотов характеризуется не только увеличением валовой продукции, но и окупаемостью материально-денежных средств (табл.13).

В плодосменных севооборотах с одним-двумя полями люцерны, горохом и горохо-ячменной смесью стоимость полученной продукции с 1 га пашни увеличивается против контроля на

13. Экономическая эффективность плодосменных севооборотов (среднее за 1992-1995 гг.)

Виды

севооборотов

Себе- Себе-

Себе- Чистый Уровень

стоим, стоим, стоим, доход, рента-

1ц млн. бельнос-

проте- руб. ти,

ина, % т. руб.

Стоимость

про- 1ц 1ц дукции, зерна, к. ед.. млн. руб. т. руб. т. руб.

1.43 21.9 11.5 125,6 0,93 189,8

+0.22 +0,1. -0,8 -19,1 +0,03 +6,1

+1

+0.5

+0,22 -2.7

+15

-12

-1,5

•11"

-15 +3

-23,6 +0,22 +35,7

-19

+24

+0.16 -4.2 -1,8 -40,1 +0,16 +42,1

+ 11

-19

-16

-32

Зернопаропро-пашной с горохом и чистым паром

(контроль) '

Плодосменный с люцерной,горохом, чистым и сидеральным паром

Плодосменный с люцерной,горохом, горохо-ячменнои смесью

Плодосменный с дЬумя полями люцерны,горохом, горохо-ячменной смесью

Плодосменный с люцерно-костре-цовои смесью, горохом,чистым и сидеральным паром

Примечание: в числителе - в денежном выражении в знаменателе - в % от контроля

0,16-0,22 млн. руб. или на 11-15%, себестоимость зерна снижается на 2,7-4,2 тыс.руб. или на 12-19%, а себестоимость всей продукции в к.е. - на 1,5-1,8 тыс.руб. или на 13-16%. себестоимость 1 ц белка - от 23.6 до 40,1. тыс.руб. или на 19-32%, чистый доход повышается на 0,16-0.22 млн.руб. или на 17-24%, уровень рентабельности - на 35,7-42,1%.

В плодосменном севообороте с чистым и сидеральным паром, полем люцерны и горохом себестоимость 1 ц кормовых

-0.08 +1,4 +0.5 +9.5

+17

-0.08 -19,8

+6

+4

+8

-9

единиц снижается на 7% и белка на - на 15%, чистый доход увеличивается на 3%, а уровень рентабельности - на 6%.

В плодосменном севообороте с выводным полем люцер-но-кострецовой смеси все показатели экономической эффективности значительно ниже контроля.

В земледелии идут одновременно процессы затрат энергии на возделывание сельскохозяйственных культур и накопление ее в урожае. Если оценивать израсходованную и накопленную энергию по единой системе в Мдж, то представляется возможным определить с энергетических позиций эффективность возделывания отдельных культур и севооборотов, и системы земледелия в целом. По 'энергии, накопленной в урожае, выделились культуры с более продолжительным вегетационным периодом - это озимая рожь и озимая пшеница, которые накапливали в урожае в 1,3-2,3 раза энергии больше затраченной. Высокий коэффициент энергетической эффективности имели овес, ячмень. яровая пшеница. Пропашные культуры, возделывание которых сопряжено с большими энергозатратами, отличались сравнительно более низкой энергетической эффективностью (табл.14).

14. Энергетическая оценка севооборотов по видам и зернопаровых по доле чистого пара. Мдж/га

Севооборот

Уро- Затра- Накоплено Коэффициент жай- ты тех- энергии в энергетичес-ность ноген- кой эффек-

ц/га ной тивности

энер-___

гии зерне фито- зерна фито-массе массы

Зернопаро-

пропашной - 35,8 35,0 43,6 146,4 1,46 3,35

зернотравяной 35,9 35,5 44,5 164,5 1,48 4,51 Зернотравяно-

пропашной . 35,5 38,0 43,9 155.3 1,45 4,37 Зернопаровые:

пар - 25 процентов 34,5 32,6 40,1 111,9 1,37 3,44

пар - 20 процентов 32,6 32,2 46,9 130.5 1,41 3,92

пар - 12,5 процента 32,0 32,8 47,2 130,2 1,44 3,97

Проведенный анализ затрат в разных видах севооборотов, свидетельствует о большей затратности совокупной энергии зернотравянопропашного севооборота по сравнению с зернопа-ропропашным и зернотравяным севооборотами. Затраты техногенной энергии составили соответственно 38,0; 35,0; 35,5 тыс.Мдж/га. Йакопление энергии в зерне больше в зернопаро-вом и в севооборотах с многолетними травами (46,9; 44,5 и 43.9 тыс.МДЖ/га). Уровень содержания энергии в фитомассе больше в севооборотах с травами (164,5; 155,3 тыс.Мдж/га). Коэффициент энергетической эффективности производства зерна в зернопаройропашном севообороте - 1,46. В севооборотах с многолетними травами он составил 1,48 и 1,45. Самый меньший коэффициент имеет зернопаровой севооборот (1,37). Соотношение энергии, накопленной в фитомассе, к затраченной совокупной энергии выше также в севооборотах с травами (4,51; 4,37). Зернопаропропашной имеет коэффициент энергетической эффективности производства фитомассы 3,35.

Таким образом, более энергетически выгодным является производство сельскохозяйственной продукции в зернотравяных и•зернотравянопропашных севооборотах.

Энергетическая оценка зернопаровых севооборотов с разным количеством полей показала зависимость всех показателей от размера парового поля. Затраты техногенной энергии на одно поле севооборота находят^.-' на одном уровне 32,2-32,8 тыс.Мдж на 1 га. Сравнивая количество накопленной энергии в продукции, наблюдается такая закономерность: снижение доли чистого пара в севообороте приводит к увеличению накопленной энергии и в зерне, и в фитомассе. Так, с увеличением количества полей в севообороте с 4-х до 8-ми произошло увеличение накопления энергии в зерне на 7,1 тыс.Мдж/га. Энергосодержание биомассы также увеличилось на 28,3 тыс.Мдж/га.

Энергетическая эффективность 8-ми польного севооборота при производстве зерна увеличилась на 0,07 по сравнению с 4-х польным. Соотношение между энергией, накопленной в фитомассе к энергии, затраченной на ее получение, также в пользу 8-ми польного севооборота (3.97 против 3,44 в четырехпольном). Следовательно, производство продукции в зерно-паровых севооборотах более выгодно в севооборотах с большим

количеством полей.

Обобщая вышеизложенное, можно сделать заключение, что в лесостепи Поволжья наиболее перспективными с экономической и энергетической сторон являются севообороты семи-восьми польные с чистыми и сидеральными парами, одним, двумя выводными полями многолетних бобовых трав.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

По вопросам применения способов обработки черноземных почв нет единого мнения. .В.Р.Вильяме (1936), И.С.Сидоров (1956), С.Н.Тайчинов (1963) и др. считали, что наиболее эффективной, улучшающей плодородие почвы является культурная вспашка. Т.С.Мальцев (1957), А.И.Бараев и др. (1968), И.Г.Зинченко (1979) и др. считают чуть ли не для всех зон России господство безотвальной обработки. . В.А.Францессон (1956), С.С.Сдобников (1964), В.А.Корчагин (1979), Н.З.Ми-лащенко (1979), Г.И.Казаков (1979) доказывают целесообразность сочетания в севооборотах отвальных и безотвальных обработок.

В связи с широким внедрением в производство бесплужных обработок и разных их сочетаний с отвальными появились новые направления в теории почвообработки, большое внимание было обращено на обоснование оптимальных параметров физических свойств почвы. Комбинированная система обработки почв, минимализация основной и предпосевной обработки почвы, уменьшение воздействия сельскохозяйственных орудий на почву представляют большой интерес как в теоретическом, так и практическом плане.

В.П.Нарциссов (1982), И.П.Макаров (1987), И.А.Чуданов (1989), С.С.Сдобников (1994) и другие отмечают, что система основной обработки почвы является важным средством повышения устойчивости земледелия.

Нами в стационарном опыте с 1976 года изучались следующие системы обработки почвы: 1 - отвальная (контроль); 2 -

разноглубинная плоскорезная; 3 - плоскорезная глубокая; 4 -комбинированная-1; 5 - комбинированная-П (табл.15).

За годы исследований проведение ежегодной плоскорезной обработки почвы в севообороте положительно влияло на ранне-весенние запасы влаги. В среднем за 8 лет (1976-1983 гг.) продуктивной влаги на этих вариантах было на 16.7 мм больше, чем по вспашке. Мелкая плоскорезная обработка из-за

15. Изменение весенних запасов продуктивной влаги в зависимости от систем обработки почвы в севообороте

Система

I ротация севооборота 1976-1983 гг.

Среднее _по сево-

обработки горох озимая яровая куку- ячмень просо обороту почвы рожь пшеница руза

мм

прибавка

Отвальная В30 В20 В25 Плоскорез- П30 Лущ. П15 ная разноглубинная

Плоскорез- П30 Лущ. П25 ная глубокая

Комбиниро- П30 Лущ. П25 ванная-1

Комбиниро- В30 В20 В25 ванная-II

Взо

П30

взо

Пзо

В25

Е>1 5

В25 141.9 Б15 145.9 +4.0

П25 П25 158,6 +16.7

■>2 5

=2 5

В25 154,9 +13,0 Б25 148.6 +6,7

В30-вспашка на 30 см, П30 - плоскорезная обработка на 30см, Б25- безотвальная обработка на 35 см со стоиками СибИМЭ.

меньшей водопроницаемости уступала в накоплении влаги на вариантах как по вспашке, так и по глубокому плоскорезному рыхлению. Чередование вспашки с безотвальной обработкой (комбинированная-1) по своему влиянию на накопление влаги оказалось примерно одинаковой с глубокой плоскорезной обработкой.

Во второй ротации севооборота (1982-1991 гг.) выявленные закономерности сохранились. Дополнительное накопление влаги происходит в основном за счет стерни, которая

задерживает снег. Так, в малоснежные зимы (1977, 1981, 1982, 1983 гг.) высота снега по вспашке составляла в среднем И см, а по плоскорезной обработке она достигала 17,3 см. За счет дополнительного накопления снега по плоскорезной обработке весной в 1977 году запасы влаги в почве составили 167,7 мм, что на 32,9 мм больше, чем по вспашке, а в 1981 году соответственно 140.4 мм и 100,4 мм.

Известно, что оптимальная объемная масса почвы для зерновых культур находится в пределах 1,0-1,2 г/смЗ. В наших исследованиях способы обработки почвы не оказали существенного влияния на изменение объемной массы почвы, а по абсолютным величинам она не выходит за пределы оптимального значения по всем полям севооборота за исключением мелкой плоскорезной обработки, где объемная масса почвы в более глубоких слоях доходила по некоторым культурам до 1,3 г/смЗ

Способы обработки не оказали существенного влияния на ее структурность, но по количеству водопрочных агрегатов варианты плоскорезной обработки и ее чередование со вспашкой (комбинированная обработка) имеют определенное преимущество перед ежегодной вспашкой (табл.16).

16. Изменение агрегатного состава в слоях почвы в зависимости от систем ее обработки (1976-1981 гг.)

Системы обработки почвы Содержание водопрочных агрегатов более 0,25 мм, в %

0-10 см 10-20 см 20-30 см 0-30 см

Отвальная 54,4 60,3 56,9 57,2

Плоскорезная разноглубинная 55,5 64.5 68,7 62,9

Плоскорезная глубокая 58,7 64,1 66.1 63,3

Комбинированная-1 58,8 63.6 74,4 65,6

Комбинированная-II 59,4 64,3 66,4 63,3 •

НСР 3,8 3.0 4,4

В последующие годы (1986-1988) преимущество комбиниро-

ванной обработки по улучшению агрегатного состава почвы в сравнении со вспашкой сохраняется и разница находится в пределах 1,5-1,7%. Высокое содержание водопрочных агрегатов и низкий уровень наличия эрозионнооласных частиц обуславливает надежную защиту почв от ветровой и водной эрозии и создают в целом благоприятные условия для физико-химических процессов в почве, направленных на мобилизацию почвенных ресурсов. Исследованиями установлено, что коэффициент водо-потребления в зернопропашном севообороте изменяется не только в зависимости от высеваемых культур и их урожайности, а также от способов обработки почвы. (Рис.2).

Рис. 2. Расход влаги м3 на Л т зерна в зернопропашном севообороте (-1976 - -1983 г.г.)

Комбинированная обработка почвы по всем культурам шестипольного севооборота способствует более рациональному использованию влаги на формирование урожая. Горох, рожь и яровая пшеница по вспашке, и по комбинированной обработке затрачивают больше влаги на единицу продукции, чем кукуруза. ячмень, просо.

Наблюдения за режимом использования продуктивной влаги из почвы показали, что он напрямую связан с длительностью вегетационного периода сельскохозяйственных культур. Так. суммарный расход влаги из почвы был самым высоким на озимой

ржи, а наименьший - на горохе, который раньше других культур созревает.

Исследования показали, что наиболее экономно расходуется влага под кукурузой. Среднесуточный ее расход составил 2.05 мм. а расход влаги на один градус температуры - 1,51 т. в то время как на горохе он был соответственно 3,0 мм и 1.96 т. а на озимой ржи - 2,92 мм и 2,75 т. При этом расход влаги на один градус температуры имел тенденцию к увеличению по всем культурам на комбинированной системе обработки почвы (табл.17).

17. Расход влаги и ее использование на формирование урожая по отвальной и комбинированной системах обработки почвы

Культура

Варианты Расход Средне- Сумма

системы . влаги + суточ- положи-

обработ- осадки ный тельных

ки почвы от посева расход, темпе-

до уборки, мм/сут. ратур, мм градусов

Расход влаги. т/1°С

1 258,6 3,0 1317 1,96

4 260,1 3,02 1317 1,97

1 389,1 2, 92 1412 2,75

4 392,7 2,95 1412 2,78

1 263,2 2,05 1740 1.51

4 278,5 2,17 1740 1.60

1 298,9 3,15 1394 2.14

4 313,0 2,98 1394 2,24

Горох

(1976-1978)

Оз.рожь (1978-1979)

Кукуруза (1976-1979)

Ячмень (1977-1979)

1 - отвальная 4 - комбинированная-1

Исследованиями установлено, что более интенсивное разложение льняной ткани происходит на вариантах, где отвальная обработка почвы сочетается с плоскорезной. При комбинированной системе обработки активность работы микроорганизмов выше и этот показатель равняется 40,7%, в то время как при отвальной лишь 34.9%. Такое соотношение объясняется главным образом тем. что на комбинированной обработке почвы

более стабильное увлажнение и улучшение ее агрегатного состава (табл.18).

18. Разложение клетчатки (%) в слое почвы 0-30 см при разных ее обработках (1976-1981 гг.)

Системы ' Горох Рожь Яровая Куку- Ячмень Просо Сред-обработки почвы пшеница руза нее

Отвальная

18.5 34 50.0

48

29 30

34,9

Плоскорезная

разноглубинная 14,7 33 42.3 49 27 32 33,0

Плоскорезная глубокая

Комбинированная-!

Комбинированная-]:!

29,3 37 59.4 48 29,7 40,7 55,8 33,0 39,1 54.0 43

30 30 38,9

48 35 35 40,7

35 34

39,6

Пищевой режим в зависимости от систем обработки почвы определялся по полям шестипольного зернопропашного севооборота. Отмечена тенденция некоторого увеличения содержания нитратного азота в слое 0-30 см по комбинированной обработке. Систематическое применение плоскорезной обработки приводит к дифференциации пахотного слоя по плодородию, которое возрастает в первую очередь в верхнем 10 см слое и несколько снижается с увеличением глубины. (Рис.3).

Мелкая плоскорезная обработка в силу ухудшения агрофизических свойств почвы имела по всем культурам севооборота более низкие показатели, чем :-:.спашка и комбинированная обработка. Содержание подвижного ,'юсфора в большей степени зависело от предшественников, чем от систем обработки при очень высокой обеспеченности почвы этим элементом питания.

За годы исследований изучаемые системы обработки почвы по-разному влияли на засоренность посевов. Применение плоскорезов в течение трех и более лет повысило общую засоренность в 1,5-1,8 раза по сравнению со вспашкой, при этом наблюдается резкое увеличение многолетних сорняков. Чередование плоскорезной обработки почвы со вспашкой не приводило к увеличению засоренности даже последних культур севооборота. Ежегодная глубокая плоскорезная обработка почвы не имеет преимущества в урожайности по сравнению со вспашкой. Дополнительное накопление влаги- не компенсирует полностью

Содержание N03 в слое о-зо см

- 34 -

(иг/кг

со

гогох озимая яровая кукуруза ' ячмень просо рожь пшеница

Содержание fj.os в слое 0-30 см

отвальная комбинированная

плоскорезндя

iso ■ ■

-150 , --,---;-;—

горох 05ИМ4.Я яровая кукуруза ячмень просо рожь пшеница

Рис.3. Динамика содержания нитратного азота и

ПОДВИЖНОГО «РОСТОРА В ЗЕРНОЛРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ системах ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ( <976~<38Л гх)

отрицательное влияние 'увеличивающегося количества сорняков. Мелкая плоскорезная обработка из-за ухудшения водно-физических свойств почвы и увеличения засоренности посевов снижает урожай сельскохозяйственных культур (табл.19).

Исследованиями установлено, что наиболее оптимальной системой обработки почвы в севообороте является комбинированная с чередованием плоскорезной с отвальной и под озимые - поверхностной. Такая система сочетает в себе все положительное, что имеется в плоскорезной обработке и вспашке. Комбинированная обработка почвы позволила получить за 1 ротацию севооборота на 11,5 ц зерна и за II ротацию - на 9' ц больше, чем при ежегодной вспашке. Повысила выход продукции на один человеко-день на 11,4%, а среднегодовой выход про-

19. Урожайность сельскохозяйственных культур (ц/га) в зависимости от систем обработки почвы (1976-1983 гг.)

Система

обработки

почвы

Отвальная

Зернопропашной севооборот Средняя

_ урожай-

горох озимая яровая куку-яч- про ность рожь пшени- руза мень со зерна ца с 1 га.

ц/га

25,4 31,0 33,8 326,9 42,6 2873 32,2

Плоскорезная 25,3 35,9 32,6 325,8 41.2 24,6 31,9 разноглубинная

Плоскорезная 26,3 36,9 34.0 316.3 42,6 26,6 33,1 глубокая

Комбинирован- 26,3 36,7 34,9 331,6 45,6 29,9 34.7 ная-1

Комбинирован- 25,4 30,8 34,8 350,0 45.6 30,2 33.4 ная-П

НСР

05

3.3 1,4 0,75 35,9 2,3 1,6

дукции - на 1,4-2,6 ц кормопротеиновых единиц с гектара. Это позволяет сэкономить на обработке каждых ста гектаров 20 человеко-дней.

Зависимость урожайности по изучаемым системам обработки почвы от биологической активности и содержания нитратного азота нами определялась уравнением линейной регрессии, которое имеет вид У = а + 0.31Х (г=0,52) и У = а + 0.24Х (г=0,77). Проведенные расчеты показали, что с увеличением биологической активности почвы на 3%, а нитратного азота на 4 мг на сто грамм почвы урожайность зерна повышается на 1.0 ц/га.

Более эффективно при комбинированной обработке используются производственные затраты. От снижения себестоимости центнера кормопротеиновых единиц на 0.2 руб. или на 9,0%, экономия в расчете на гектар севооборотной площади составляет 213 руб. (в сопоставимых ценах 1983 г.). В конечном итоге комбинированная обработка позволила получить дополнительно с каждого гектара по 28,3 рубля условно чистого дохода по сравнению с ежегодной вспашкой. При этом каждый

рубль производственных затрат дал 4 рубля условно чистого дохода или на 0.45 рубля больше, чем при отвальной вспашке (табл.20).

20. Экономическая эффективность различных систем обработки почвы в зернопропашном севообороте (в сопоставимых ценах 1983 г.)

Средне- В расчете на га се- Рен- Себе- Выход Системы годовой вооборотной площади та- стой- про-обработки выход в руб. бель- мость дукции

почвы продук-_ность, 1 ц в на 1

ции с стой- пря- условно % КПЕ ч/день 1 га в мость мые чистый в руб.

ц КПЕ про- зат- доход дукции раты

Отвальная (контроль) •

Плоскорезная разноглубин.

Плоскорезная глубокая

Комбинированная- 1

Комбинированная- II

40,0 376,1 82,6 293,5

39,5 364,7 78,9 285.7

355 2,1 72,3

362 2,0 79,3

40,5 382,4 79,9 302,4 378 2,0 81,4

42,6 402,1 80,3 321,8 400 1,9 82,1

41,4 391,6 82,2 309,4 376 2,0 78,3

Расчеты показали, что при комбинированной обработке почвы урожайность зерновых культур подвержена меньшему варьированию, чем при плоскорезной обработке и вспашке. Размах варьирования здесь был самым низким (13,0). На комбинированной обработке почвы коэффициент вариации - 38.5%. на вспашке он составил 43,1%, а на плоскорезной обработке -53, 6%. Такая закономерность сохранялась как в зернопропашном. так и в зернопаропропашном севооборотах. (Рис.4).

Следовательно; комбинированная обработка почвы способствует не только успешной реализации продуктивного потенциала сельскохозяйственных культур, но также получению стабильных и устойчивых урожаев по годам.

Зернопропашной севооборот

Зернопаропропашной севооборот

ч/»

140"

5 30-

£ го >1

" = ^

Системы ОСПкЕОТКИ почвы л. Отвальная

2. ПЛОСКОРСЭНЛЯ-(*йНОГП»ЕИННАЯ

х Плоскорезкая-глубокая 4. Комбинированная -1 & КОМБИНИРОВАННАЯ-П

* ш

максим, урожайность

СРЕДНЯЯ

МИНИМАЛЬНАЯ

РАЗМАХ ВАРЬИРОВАНИЯ, %

коэфтициеят вариации

Рис. 4 Урожайность зерновых, культур и уровень её устойчивости в зависимости от систем обработки почвы в севооборотах.

Анализ расчетов энергетической эффективности показал, что энергии накоплено в зерне и биомассе больше при комбинированной обработке почвы - 151,8 тыс.Мдж/га, при отвальной - 148,1 тыс.Мдж/га. По затратам техногенной энергии, если отвальная 100%. то: плоскорезная разноглубинная -90,7%; плоскорезная глубокая - 92.8%; комбинированная-1'-97,6%: комбинированная-1I - 98,2% (табл.21).

21. Энергетическая оценка (в Мдж) разных систем обработки почвы в севооборотах (1976-1981 гг.) - первая ротация

Уро- Затра- Накоплено Коэффициент Системы жай- ты тех- энергии в энергетичес.

обработки ность.ноген- эффективн.

почвы ц/га ной _

энер- зерне био- зерна био-гии массе массы

Отвальная 32,2 33,5 32.2 148,1 1.60 4,43

Плоскорезная разноглубинная 31,9 30,4 31,9 142,1 1,77 4,61

Плоскорезная глубокая 33,3 31,1 33,3 147,9 1,79 4,75

Комбинированная-! 34,7 32.7 34,7 151.8 1.78 4,65

Комбинированная-! I 33,3 32,9 33,3 .150,6 1,68 4,58

С учетом урожайности и затрат техногенной энергии коэф-

фициент энергетической эффективности зерна и биомассы выше по двум системам обработки почвы - глубокой плоскорезной и комбинированной-1. Таким образом, в черноземной лесостепи Поволжья лучшей системой обработки почвы, обеспечивающей получение высоких и стабильных урожаев возделываемых культур в севообороте является комбинированная с чередованием глубоких плоскорезных обработок со вспашкой и поверхностной обработкой почвы.

Приемы обработки занятых паров. При возделывании озимых культур по занятым парам важно сохранять оставшиеся запасы влаги после уборки парозанимающих культур и за счет летне-осенних осадков накопить необходимые запасы влаги для получения всходов. Как показала практика, проведение вспашки занятых паров даже при хорошем увлажнении из-за большой глыбистости и рыхлости почвы ведет к потере влаги, получению изреженных всходов озимых, которые плохо развиваются осенью и часто погибают в зимний период.

В сравнении со вспашкой на 20 см изучалась обработка занятых паров дисковыми лущильниками ЛДГ-10 и БД-10, комби-

нированная'обработка агрегатом АКП-2,5, обработка орудиями КПШ-9 и плоскорезная обработка на 20-25 см.

Проведенные исследования показали преимущество поверхностных обработок перед вспашкой как по сохранению влаги к посеву озимых, так и по получению всходов. Лучшим вариантом подготовки закятых'паров к посеву является, несомненно, обработка комбинированным агрегатом АКП-2,5. По этой обработке в слое 0-10 см в среднем за 6 лет накоплено 13 мм продуктивной влаги, что очень важно, по вспашке лишь 5 мм, количество всходов соответственно 413 шт/м2 и 325 шт/м2 (табл. 22), ,

22. Изменение влажности почвы и густоты всходов озимой ржи по занятым парам в зависимости от способов обработки почвы (1983-1988 гг.)

Варианты обработки

По гороху

По вико-овсу

запас влаги, густо- запас влаги, густо-мм та мм та

_всхо- _всхо-

в слое в слое дов, в слое в слое дов, 0-Юсм О-ЗОсм шт/м2 0-Юсм О-ЗОсм шт/м2

Лущение ЛДГ-10 + вспашка на 20 см

Обработка БД-10 в 2 следа

Обработка БД-10 в 4 следа

Обработка агрегатом АКП-2,5

Лущение ЛДГ-10 + обработка КПШ-9 на 10-12 см + БИГ-ЗА

Лущение ЛДГ-10 + обработка плоскорезом на 20-25 см + БИГ-ЗА

5, 0 32,1

9,1 37,3

9, 0 39,1

13.0 46,7

15.1 49, 3

325 4.0 28,7 290

380 4.6 30,9 315

397 6,8 33.2 347

413 8,4 35.2 351

408 7.5 31,0 341

390 8.2 34.1 337

11,5 45,5

В итоге варианты с поверхностной обработкой занятых паров, имея преимущество в сравнении со вспашкой в сохранении и накоплении влаги и получении равномерных всходов, обеспечивали более высокий урожай озимых. По гороху урожай-

ность на указанных способах была на 5,6-6,0,'вико-овсу - на 1,9-3,7 ц/га выше, чем на вспашке.

Изменение количества всходов от содержания продуктивной влаги в верхнем слое почвы определялось уравнением линейной регрессии У = 211+4,18Х (г=0,86) иУ=64+8,27Х (г=0,85), где количество всходов напрямую зависело от содержания продуктивной влаги в 0-10 см слое почвы.

Анализ варьирования урожайности озимой ржи показал, что по гороху урожайность озимой ржи подвержена меньшему варьированию на вариантах поверхностной обработки почвы и находилась в пределах от 15,5 до 27,9%, в то время как по глубоким обработкам он составлял 55,8-59,6%. По вико-овсу в связи с формированием невысокого урожая озимой ржи коэффициент вариации по обработкам был несколько выше и составил 23,7-35,1%. Следовательно, в занятых парах вспашка должна быть исключена при подготовке занятых паров и вестись поверхностным способом на глубину 8-10 см (табл.23).

23. Урожайность озимой ржи и уровень ее устойчивости в зависимости от способов подготовки занятых паров (1983-1988 гг.)

По гороху По вико-овсу

Варианты обработки _

урожай- коэффи- урожай- коэффи-ность, циент ность, циент ц/га вар.% ц/га вар.%

Лущение ЛДГ-10 + вспашка на 20-25 см 34,8 59,6 27,5 27,1

Обработка БД-10 в два следа 40,4 22,0 30.3 28,8

Лущение ЛДГ-10 в ~ четыре следа 40,8 15,5 31,2 35,1

Обработка АКП-2,5 40,5 22.6 29,7 23,7

Лущение ЛДГ-10 + , КПШ-9 + БИГ-ЗА 40,7 27.9 29,4 24,9

Лущение ЛДГ-10 + КПГ-250 + БИГ-ЗА 30,8 55,8 28,0 28,3

Минимализаиия обработки почвы. Основная и предпосевная обработки почвы выполняют многоплановые задачи. Они в зна-

чительной мере определяют процессы гумификации и минерализации органического вещества, воздушный и водный режимы, устойчивость почвенного покрова к эрозионным процессам, фи-тосанитарное состояние почвы и посевов. Одним из серьезных недостатков существующей системы обработки почвы является непомерно большой объем работ, выполняемый на одном гектаре. На участках чистого пара, например, выполняется 20 эталонных гектаров, на зерновых полях - до десяти.

Исходя из этого, стратегия обработки .почвы в современных условиях должна строиться с позиции сохранения естественного состояния почвенного покрова, обеспечения высокой экологической безопасности и продуктивности возделываемых культур при минимальных затратах труда и средств.

В звене севооборота с занятым паром изучались три технологии обработки почвы: отвальная, комбинированная, минимальная.

Горох Оз.рожь Яр.пшеница Ячмень (1991г.) (1992Г.) (1993г.) (1994г.)

ЛДГ-10 + Вспашка вспашка на на 20 см 25 см

Технологии

обработки

почвы

Отвальная

Комбинированная

Минимальная

(КПШ-5+БИГ-ЗА)+СибИМЭ на 25 см

(КПШ-5+

БИГ-ЗА)+

щелевание

Схема опыта

ЛДГ-10+

(КПШ-5+БИГ-

ЗА)+каток

ЛДГ-10 + (КПШ-5+ БИГ-ЗА)+ щелевание

лдг-ю + вспашка на 25 см

(КПШ-5+БИГ-ЗА)+СибИМЭ на 25 см

(КПШ-5+БИГ-ЗА)+СибИМЭ на 15 см

ЛДГ-10 + вспашка на 25 см

ЛДГ-10+ вспашка на 25 см

(КПШ-5+ БИГ-ЗА) + СибИМЭ на 15 см

Комбинированная технология обработки обеспечила более высокую урожайность и выход продукции по сравнению с отвальной технологией. При минимальной технологии урожайность и выход продукции были несколько ниже, чем при ежегодной вспашке, однако расход горючего на один гектар сократился в два раза, а затраты труда - на 32%. В нынешних условиях это очень важно (табл.24).

24. Продуктивность звена севооборота в зависимости от технологий обработки почвы (1991-1994 гг.)

Технологии обработки почвы Средняя урожайность по севообороту, ц/га Выход продукции, ц к.. е. Расход горючего, кг/га Затраты труда, %

Отвальная 32,2 43,9 16 100

Комбинированная 34,1 46,4 12 77

Минимальная 31,2 42,4 8 68

Заслуживает внимания и вопрос минимализации предпосевной обработки почвы. Так, вместо ранее принятого весеннего боронования зяби с последующей культивацией, проведение двухкратного весеннего боронования за счет лучшего сохранения почвенной влаги в обрабатываемом слое почвы повысило урожайность зерновых культур в звене севооборота на 4,4 ц/га. При этом расход горючего на один гектар снизился на 15%, а трудовые затраты - на 35% (табл.25).

25. Эффективность минимализации предпосевной обработки почвы (1991-1995 гг.)

Варианты обработки

Урожайность, ц/га

Среднее с 1 га

горох, оз.рожь, яр.пше-яч уро- трудо-рас-1991г. 1992 г. ница, мень, жай- вые ход 1993г. 1994г.ность, затра-горю-ц/га ты, чего, руб. кг

Боронование +культивация 19,1. 46,9 28,7 34,1 32,2 1150 5,4

Двухкратное боронование 19,0 54,0 31,2 42,3 36,6 750 4.6

Боронование 18,6 53,8 29,0 37,4 34,7 375 2,3

НСР 05 0,7 5,9 1,7 2,8

Примечание: Подготовка почвы под озимую рожь в 1992 г. на всех вариантах проводилась орудиями ЛДГ-10+(КПШ-5+БИГ-ЗА).

Учитывая сегодняшнее состояние сельского хозяйства, непомерную дороговизну горюче-смазочных материалов и основываясь на полученных данных, считаем целесообразным при про-

ведении предпосевных обработок в определенных условиях, а именно, в первые дни сева, когда в верхнем слое почвы находится достаточное количество влаги и не требуется глубокая заделка семян, на выравненных с осени полях - исключить предпосевную культивацию, заменив ее дополнительным боронованием! или же использовать в качестве предпосевной подготовки почвы одно лишь боронование.

ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТОВ, ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И СИСТЕМ УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ

По положительному влиянию на режим органического вещества в зоне лесостепного Поволжья на первом месте находятся севообороты. Путем подбора и правильного чередования культур в них можно в определенной степени воздействовать на _ режим органического вещества почвы и на ее плодородие. Сравнительное изучение трех восьмипольных севооборотов с различным соотношением пара, зерновых и пропашных культур показало, что возделывание культур без применения удобрений приводит к снижению содержания гумуса в почве (табл.26).

26. Изменение содержания гумуса и легкогидролизуемого азота в 0-30 см слое почвы за период ротации восьмипольных севооборотов, % (1982-1991гг.)

Севообороты

Вариант Зернопаро- Зерно- Зерно-

пропашной пропашной травяной

исход- конеч- исход- конеч- исход- конеч-

ное ное ное ное ное ное

Без удобрений 7,58 7,36 8,07 7,98 7,84 7. 84

6,75 6,60 7,02 6,90 6,87 6. 80

50 т/га навоза 7,82 7,83 7,96 7,99 7,94 7, 99

5,90 6,46 6,15 8,12 6,03- 6. 59

100 т/га навоза 7,22 8,03 7,78 7,89 7,56 7, 89

6,62 6,90 5,75 7,00 6.61 7, 02

Наиболыиее снижение отмечено в севообороте с чистым

паром, где на долю пара и пропашной культуры приходится 25%. В зернопропашном севообороте с одним полем пропашной культуры (12,5%) в абсолютных показателях снижение составило лишь 0.09%, против 0,22 - в севообороте с чистым паром. Возделывание выводного поля многолетних трав в зер-нотравяном севообороте позволило сохранить исходное содержание гумуса. Применение навоза в дозах 50 и 100 т/га в севооборотах способствовало повышению его содержания по всем севооборотам. Расчет среднегодового баланса гумуса, приведенный в таблице 27, подтвердил правильность полученных результатов изменения содержания гумуса при применении различных доз навоза.

27. Изменение среднегодового баланса гумуса в севооборотах при разных дозах внесения навоза (1982-1991 гг.)

Показатели Без Среднегодовая доза

удобрений навоза, т/га

6 12

Зернопаропропашной

Среднегодовая

продуктивность, ц/га з. е. 30,7 33.8 35,3

Баланс гумуса. + т/га -0,776 -0.126 +0.552 Интенсивность баланса, % 32,1 87,6 150,6

Зернопропашной

Среднегодовая

продуктивность,ц/га з.е. 37,7 41,0 42,5

Баланс гумуса, + т/га -0,709 +0,003 +0,619 Интенсивность баланса, % 30.8 100.9 161,0

Зернотравяной

Среднегодовая

продуктивность,ц/га з.е. 29,2 30,7 33,0

Баланс гумуса. + т/га +0,072 -0,155 +1,404

Интенсивность баланса. % 107,7 165,4 259,5

Исследованиями выявлено, что возделывание культур в севооборотах без применения удобрений в течение всей ротации привело к снижению содержания легкогидролизуемой формы азота в севообороте с чистым паром на 0,15, с занятым -'на 0,12 и с многолетними травами - на 0,07 мг на 100 г почвы.

По нашим данным установлено, что при насыщении восьми-польного севооборота пропашной культурой и паром (25,0%)

для поддержания бездефицитного баланса гумуса на выщелоченных черноземах Ульяновской области при среднегодовой продуктивности 33.8 ц/га з.е. требуется внесение 7,5 т/га навоза, а в зернопропашном севообороте с 87,5% зерновых и 12,5% пропашных культур при среднегодовой продуктивности 41 ц/га з.е. 'компенсационная норма навоза составляет 6 т/га. При наличии в восьмипольном севообороте выводного поля многолетних трав, зернобобовой и пропашной культур складывается практический бездефицитный баланс гумуса в почве при сохранении среднегодовой продуктивности на уровне 29,2 ц/га'з'. е.

Применение навоза во всех севооборотах способствовало обогащению почвы легкогидролизуемым азотом. Определение в опытах запасов минерального азота в почве в определенные фазы вегетационного периода показало, что органические системы обеспечивают высокий уровень минерального азота в период роста и развития с-х культур только в течение 3-4 лет после внесения.

Сопоставляя севообороты между собой, следует подчеркнуть, что лучший азотный режим складывается в севообороте с чистым паром, особенно в первом его звене. А к концу ротации содержание минерального азота изменяется незначительно как по вариантам с внесением навоза, так и в разных севооборотах. Азотный режим в большей степени зависит от погодных условий года. В благоприятные по влажности и температурному режиму, когда интенсивно протекают нитрификационные процессы, азота в выщелоченных черноземах лесостепного Поволжья бывает достаточно для формирования высокого урожая.

Для более полной характеристики изменения плодородия почв под воздействием чередования разных культур в севооборотах и удобрений были использованы и другие показатели агрохимических свойств почвы, в частности, изменение содержания зольных элементов и физико-химических свойств почвы.

Под действием чередования культур в севооборотах и в силу своих биологических и морфологических особенностей изменяется не только'азотный, но и фосфорно-калийный режим. Более благоприятным в этом плане находится севооборот с

многолетними травами, оставляющий после себя большое количество растительных остатков, богатых зольными элементами. Существенные изменения в фосфорном режиме отмечены при внесении навоза в дозах 50 и 100 т/га (табл.28).

28. Изменение содержания Р205 и К20 в севооборотах при внесении навоза, мг/100 г в 0-30 см слое почвы (1982-1991 гг.)

Севообороты

Варианты Зернопаро- Зерно- Зерно-

пропашной пропашной травяной

исход- конеч- исход- конеч- исход- конечное ное ное ное ное ное

Контроль 19,1 9,8 20,0 ~9.Н 19,3 11,6 20,3 8.7 19,0 10, 1 21,2 9,2

50 т/га навоза 19,1 9,4 22,2 9.9 18,1 9.9 22,1 9,5 19,6 9,8 23,8 10,0

100 т/га навоза 20,0 10,2 25,9 9,0 19,3 10,8 24,5 8.8 18.9 10,4 24,8 10,8

Примечание: Ро Ос К205

Применение навоза в севооборотах повышает содержание Р205 на 3,1-5,9 мг/100 г почвы.

Исследованиями установлено, что высокая и очень высокая обеспеченность фосфором явилась залогом высокой продуктивности всех трех севооборотов даже на контрольных вариантах.

По обеспеченности третьим важным элементом - калием -выщелоченные черноземы опытного участка относятся к средней и повышенной. Ввиду того, что калий по значимости в формировании урожая стоит после азота и фосфора, естественный уровень обеспеченности его обменной формой было достаточно для формирования высокого урожая с-х культур.

Содержание обменного калия в почве под действием органических удобрений изменялось в меньшей степени, чем фосфора. Повышение его отмечалось лишь в первые годы после внесения, а затем стабилизировалось на уровне исходного содержания. Нарушение динамического равновесия, вызванное внесением ка-

лия в составе навоза в течение 2-3 лет, балансировалось за счет увеличения выноса с побочной продукцией урожая.

Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что при разном чередовании культур в севообороте и под действием удобрений изменяется не только пищевой режим почвы, но и отдельные параметры физико-химических свойств почвы. На контрольных вариантах, где в течение восьми летне применялись удобрения, вынос с урожаем биофильных элементов обеднило не только азотом и калием, но кальцием. Что привело к повышению гидролитической кислотности с 0,98 до 1,87 мг-экв.на 100 г почвы, а в севообороте с занятым паром соответственно с 1,44 до 1.81 мг-экв на 100 г почвы и с многолетними травами - с 1.31 до 1,40 мг-экв.на 100 г почвы (табл.29).

29. Изменение агрохимических свойств в 0-30 см слое почвы в севооборотах (1982-1991гг.)

Исходное Конечное

Севооборот мг-экв мг-экв

на ЮОг почвы на ЮОг почвы

рН --рН -

(КС1) Нг Са Б осн. (КС1) Нг Са Б осн

Зернопаро-

пропашной 6.7 1,44 30,6 56,3 6,7 1,21 29,6 56,5 Зерно-

пропашной 6,8 0,98 33,8 81,2 6,7 1,87 30,3 61.9 Зерно-

травяной 6.7 1,31 31,4 62,3 6,8 1,40 30,2 58,9

За период ротации отмечена также и тенденция к снижению показателей суммы поглощенных оснований.

Таким образом, севообороты и органические удобрения в современной системе земледелия являются сильным фактором воздействия на агрохимические свойства почвы и содержание в ней гумуса, чередованием культур в севообороте и использованием органических удобрений следует регулировать гумусовое состояние почвы и ее пищевой режим.

Обработка почвы и гумус. К настоящему времени в зоне лесостепного Поволжья накоплен весьма обширный материал о

том, что сокращение механического воздействия на почву способствует существенному сокращению потерь гумуса за счет минерализации органического вещества и уменьшения процессов линейной эрозии.

Результаты сравнительного изучения плоскорезной и отвальной систем обработки на плодородие выщелоченных черноземов показали, что разница между содержанием гумуса в пахотном слое за ротацию севооборота оказалась весьма существенной. Через две ротации она еще увеличилась в пользу плоскорезной обработки (табл.30).

30. Изменение содержания гумуса в 0-30 см слое почвы при разных способах ее обработки

Способы основ- Пока- Годы определения Изменение

ной обработки зате--за 10 лет

почвы ли 1985 1990 1995

Вспашка % 6,36 6,25 6,02 -0,34

т/га 209,9 206,2 198,7 -11,2

Плоскорезная % 6,41 6,39 6,36 -0,05

обработка т/га 211,5 210,9 209,9 -1,6

За 10 лет при отвальной обработке почвы содержание гумуса снизилось с 6,06% до 6,02% или на 0,34%. его потери при этом составили около 11,2 т/га. А при плоскорезной обработке эти параметры изменились незначительно и остались примерно на исходном уровне.

Послойный отбор почвенных образцов показал, что систематическое применение плоскорезной обработки почвы приводит к дифференциации пахотного слоя по плодородию, которое возрастает в первую очередь в верхнем 10 см слое и несколько снижается с увеличением глубины.

Резкая дифференциация при плоскорезной обработке пахотного горизонта в засушливых условиях Поволжья часто отрицательно сказывается на продуктивности сельскохозяйственных культур, питательные вещества, накопленные в верхних слоях почвы, из-за недостатка влаги становятся недоступными для растений до тех пор, пока не выпадут обильные осадки. Кроме того, как показывают исследования, снижение темпов минера-

лизации органической массы при плоскорезной обработке сокращает накопление минерального азота в почве. А в условиях интенсивного потребления дефицит минерального азота почвенного происхождения обязательно приводит к недобору урожая. Все эти негативные моменты плоскорезной обработки почвы разрешаются при чередовании ее в севообороте с отвальной обработкой. Поэтому совершенствование обработки почвы в условиях Поволжья должно идти по пути создания комбинированных систем разноглубинной безотвальной и отвальной обработки.

Системы удобрений и гумус. Механизм воздействия разных систем удобрений на гумус неодинаков. Органические удобрения оказывают на него непосредственно прямое, а минеральные удобрения - косвенное влияние. Изменение содержания гумуса в значительной мере зависит от формы и дозы применяемых удобрений, чередования культур в севообороте, способов их внесения, длительности их использования и т.д.

Несмотря на все особенности, положительная роль минеральных систем удобрений в сохранении гумуса, снижении его потерь четко проявляется.

Результаты исследований, приведенные в таблице 31, показывают, что на выщелоченных черноземах лесостепного Поволжья минеральная система удобрения с умеренными дозами внесения за ротацию восьмипольного зернопаропропашного севооборота обеспечивает сохранение содержания гумуса на исходном уровне, а при повышенных дозах отмечается даже тенденция к повышению.

Длительное применение минеральных удобрений в повышенных дозах увеличивает содержание не только гумуса, но и легкогидролизуемых соединения азота, тем самым обеспечивает повышение плодородия и продуктивности сельскохозяйственных культур.

Однако решить проблему воспроизводства почвенного плодородия за счет минеральных систем удобрений становится нереальным в первую очередь из-за их отсутствия, во-вторых, они оказывают на плодородие все-таки косвенное влияние. Поэтому повысить уровень гумусированности почв возможно лишь при использовании высоких доз органических удобрений.

31. Изменение содержания гумуса и легкогидролизуемого азота в слое почвы 0-30 см при применении минеральных систем'удобрений (1982-1991 гг.)

Содержание гумуса Содержание легкогидролизуемого азота. Системы % мг/100г

удобрений -

исходное конечное исходное конечное

Без удобрений 7,58 7,36 6,35 6,60

Умеренная

ШгзоР225Кг25) 6,75 6,79 5,05 5,08

Повышенная

(М4боР45оК45о) 7.55 7.67 5.44 7,24

Расчеты показывают, что для создания бездефицитного баланса гумуса при продуктивности 20-25 ц/га зерновых единиц только в одной из областей лесостепного Поволжья - Ульяновской - необходимо вносить ежегодно 10-12 млн.тонн органических удобрений. На практике внесение навоза не достигло и половины расчетных объемов. Учитывая величину затрат на повышение уровня гумусированности, становится очевидным бесперспективность программ, направленных на увеличение гумусированности почв за счет внесения навоза.

Поэтому применение его целесообразно только на полях, расположенных в непосредственной близости от ферм. На отдаленных полях альтернативным источником накопления почвенного гумуса становятся растительные остатки зерновых культур, многолетних трав, сидеральные культуры, возделываемые на парах, и солома, малоценная в кормовом отношении, измельчаемая и вносимая в процессе уборки урожая.

Исследованиями выявлено, что использование сидератов в качестве органических удобрений не только обеспечивает сохранение почвенного плодородия, но и обеспечивает его расширенное воспроизводство. Содержание гумуса в зависимости от разновидности сидеральных культур возрастает на 0,05-0,08%. Преимущество унавоженного и сидерального паров проявляется и в повышении продуктивности культур первого звена севооборота (табл.32).

В биогенном почвозащитном земледелии решение проблемы воспроизводства почвенного плодородия большая роль отво-

32. Влияние разных видов органических удобрений на плодородие и урожайность культур звена севооборота (1990-1994 гг.)

Абсолютно- Измене- Урожайность, ц/га

сухая ние -

Вариант , раститель- содерж. озимая куку- яровая ная масса, гумуса рожь руза пшеница т/га + %

к исход

Ч. пар (контроль) - -0,02 43,7 243 39,9

Навоз. 50 т/га 12,5 +0,10 49,8 258 43,2

Сидераты: ■ .

Рапс 4,0 +0,06 50,9 275 44, 1

Редька масличная 5.4 +0,08 •51,7 274 44,3

Донник 6,3 +0,05 51,1 272 43,4

Эспарцет 7,0 +0,08 52,3 275 43.5

дится малоценной в кормовом отношении соломе. Проведенными исследованиями выявлено, что запашка ее на поле, идущем под пар, решает проблему не только воспроизводства органического вещества, но и предотвращает потери минерального азота из почвы в период парования и его рационального использования. Запашка соломы в количестве 5 т/га обеспечивает улучшение агрохимических, агрофизических и биологических свойств почвы, а также рост урожайности озимой ржи до 56,7 ц/га при 55,4.ц/га на контроле.

Зеленое удобрение и солому в биогенном земледелии следует рассматривать и как важное звено почвозащитной системы земледелия, предотвращающее эрозионные процессы, вызываемые летними ливневыми дождями. ' Важная роль сидератам отводится в экологизации земледелия, в частности, они осуществляют фитосанитарные функции и являются одним из методов биологической борьбы с сорняками (таб.33).

Расчеты затрат энергии при использовании разных видов органических удобрений показали, что наиболее энергоемким способом является внесение навоза, где .затраты энергии составили 36,2 тыс.Мдж/га, сидераты - 21,1, солома - 10,3. Энергозатраты при внесении соломы составили в 3.5, сидера-тов в 1,7 раза меньше, чем при использовании навоза

Следовательно, .в современных условиях использование альтернативных менее энергоемких средств пополнения почвен-

33. Затраты энергии при применении разных видов органических удобрений

Затраты энергии, тыс. Мдж/га

Вид

органического удобрения

Всего

В том числе

на оборот- на машины на трудо-ные сред- и обору- вые ства дование ресурсы

Навоз

Сидераты + солома

Сидераты

Солома

36.2 32,5

24.0 19,6

21.1 16,7

10.3 9.3

3,1 3,9 3,7 0,8

0.6 0,5 0,5 0,2

ного гумуса весьма целесообразно.

Таким образом, оптимизация плодородия почв осуществляется всеми средствами систем земледелия, включая структуру использования пашни, способов обработки почвы, правильного набора и чередования культур в севообороте. Наращивание запасов гумуса в почве с помощью удобрений, сидератов и нетоварной части урожая целесообразно в той мере, в какой оно предопределяет возможности повышения урожайности с учетом окупаемости затрат.

Большой вред сельскому хозяйству наносят сорняки, которые резко снижают урожайность. По нашим данным, четыре растения бодяка полевого на 1 кв.м в посевах зерновых культур снижают урожайность на 19-27%, шесть - на 21-38, восемь - на 24-42. Овсюг в количестве 15 стеблей на 1 кв.м уменьшает ее на 9-10%, 50 - на 24-34, 100 - на 38-51, 150 - на 44-64 (табл.34).

Для борьбы с сорняками необходимо применять систему комплексных практических мер. Система должна предусматривать научно-обоснованное сочетание организационных, предупредительных и истребительных (агротехнических, химических и

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ МЕР БОРЬБЫ С СОРНЯКАМИ

34. Урожайность полевых культур в зависимости от

засоренности посевов бодяком полевым (1982-1987 гг.)

Количество стеблей Яровая пшеница Ячмень Горох

бодяка полевого, _

шт/м2 ц/га % ц/га % ц/га %

0 27,8 100 36,0 100 21,7 100

2 22,3 80 32,1 89 17,6 81

4 20.4 73 29.2 81. 15,9 73

6 19,1 69 28,3 79 13.4 62

8 16,0 58 27.3 76 13,2 61

4,2 5,7 4.3

05

др.) методов, направленных на регулирование численности сорняков до экономически безвредного уровня (табл.35).

. 35. Урожайность полевых культур в зависимости от засоренности посевов овсюгом (1982-1987 гг.)

Количество стеблей Яровая пшеница Ячмень овсюга. шт/м2 Горох

ШТ/М2 ц/га % ц/га % ц/га %

0 27,8 100 34.6 100 24,3 100

15 23,4 90 31,6 91 21,9 90

50 17,2 66 26,2 76 17,2 71

100 14,4 56 21,5 62 12,0 49

150 10,9 42 19,3 56 8,7 36

НСР 3.4 6.4 3.7

05

В результате проведенных исследований нами рассчитана полевая всхожесть семян естественных популяций наиболее распространенных сорных растений (табл. 36).

Конкурентоспособность культур по отношению к четырем видам' сорняков характеризуется таким рядом в убывающей последовательности: озимая рожь, яровая пшеница, кукуруза, вико-овес, ячмень, горох. Из четырех видов сорных растений пикульник обыкновенный отличался наиболее высокой полевой всхожестью - 25%.

По данным полевой всхожести семян сорных растений в посевах различных культур и потенциальной засоренности верхнего (0-10 см) слоя почвы семенными зачатками, нами

обоснована методика составления прогноза всходов сорняков на конкретном поле по формуле:

К = Х^! + Х2В2 + ... + Х4В4

где К - прогнозируемое количество всходов всех видов сорняков в течение вегетации культур. шт/м2; ХД.» ... Х4 количество всхожих семян отдельных видов сорняков весной в слое 0-10 см, шт/м2; В^г-.. В4- средняя полевая всхожесть отдельных видов сорняков в %.

36. Полевая всхожесть естественных популяций семян сорняков в посевах полевых культур, % (1984-1989 гг.)

Культуры Среднее

Вид сорняков _по

яр.пше-яч- го- оз. куку- вико- всем ница мень рох рожь руза овес культурам

Щирица колосистая 7 5 51 1 3 28 16

Марь белая 1 3 3 0 И И 5

Гречишка вьюнковая 6 7 3 10 26 6 10

Пикульник обыкновенный 30 31 39 И 20 20 25

Все сорняки 14 18 41 10 17 18

Нами в стационарных многолетних полевых опытах было изучено влияние основных сельскохозяйственных культур, различающихся по своей биологии и технологии выращивания, а также в полевых севооборотах на сорный компонент.

Данные исследований показывают,- что 4-х летнее выращивание на одном участке ранних зерновых культур ведет к значительному увеличению засоренности посевов и почвы (табл.37).

Засоренность посевов овсюгом возросла в 7,4 раза, а запасы семян его увеличились в 2,4 раза.

Изменение чередования культур с включением в севообо-

37. Засоренность посевов и почвы овсюгом в зависимости от конкурентоспособности культур и чередования их в севообороте (1972-1977 гг.)

Чередование культур

Засоренность Количество семян посевов овсюга в слое почвы

4-и культуры 0-30 см после уборки 4-й культуры

1Т/М2 13 % 1С

исходной

шт/м2

в % к исходной

Яровая пшеница-овес- 182.7 739,7 1418 237.9

ячмень-ячмень

Вико-овес - рожь - 1,4 5,4 13,8 2,3

кукуруза-ячмень

Горох-ронь-кукуруза- 4,1 4.9 20,7 3,5

ячмень

Просо-гречиха- 0.3 1.1 10,4 1,7

кукуруза-ячмень

Кукуруза-просо- 0.3 1,1 6.9 1.2

гречиха-ячмень

Пар чистый-рожь- 0,2 0.7 6.9 1.2

кукуруза-ячмень

рот противоовсвжных звеньев, состоящих из чистых и занятых раноубираемыми культурами - однолетние травы на зеленый корм, сено, сена;:-: - паров, озимых и культур позднего срока сева - кукуруза, просо, гречиха, - позволило в значительной степени очистить посевы и почву от овсюга. При исходной засоренности посевов 25-28 шт/м2 противоовсюжные звенья снизили этот показатель до 0,2-4 шт/м2. Засоренность почвы семенами овсюга б слое 0--30 см уменьшилась с 596 до 7-21 шт/м2.

В комплексе мер борьбы с сорной растительностью важное место принадлежит севооборотам. При анализе четырех видов севооборотов по их влиянии на засоренность посевов можно разделить их на две группы: первая - зернопаропропашной, зернопаровой - имеют сорный компонент на уровне 18,6-23,3 шт/м2, где решающую роль играет чистки пар; вторая - зерновой и зернопропашнсП - без чистого пара, засоренность возрастает до 30.1 шт/vA (;'абл. 38).

38. Изменение засоренности посевов

в севооборотах, шт/м2 (1971-1983 гг.)

Зерновых В т.ч. Мало- Овсюг Много-Всего Виды в 55 озимых лет- лет-

севооборотов в % ние ние

Зернопаропропаш-

ной 77,8

22,2 18,3 1,8 3.2 23,3

зернопаровой 77,8 22.2 15,8 0,04 2,8 18,6

Зернопропашной 66,7 22.2 24,2 3,0 2,9 30.1

Зерновой 67.7 33,3 24.1 1.4 3.1 28.6

В подавлении сорной растительности адекватное влияние в сравнении с чистым паром оказывает сидеральный. На высоком агрофоне сидеральные культуры формировали большую биомассу (до 31 т/га), что значительно угнетало сорняки. Засоренность посевов как по чистому пару, так и сидеральным оказалась на одном уровне. Существенных различий в урожайности культур также не выявлено. Следовательно, сидеральные пары в подавлении сорной растительности приравниваются к чистым парам (табл.39).

39. Влияние различных сидеральных паров на

уровень засоренности культур (1990-1994 гг.)

Вариант

Первая культура Фон парового звена -озимая рожь

Третья культура парового звена -яровая пшеница

кол-во сорняков, шт/м2 урожайность, ц/га ' кол-во сорняков, шт/м2 урожайность, ц/га

Чистый пар Навоз 50 т/га 22,0 49.8- 39,0 43,2

Рапс 21,0 50.6 ' 37,5 44,1

Рапс+овес 17,0 51,5 32,5 43,-з

Редька масличная 22,0 51.4 36,0 44,3

Горох 19,0 50,8 35,5 44,7

Вика+овес №К 15,0 52,2 37,0 44,3

Важным элементом системы регулирования сорного компонента полевого агрофитоценоза является обработка почвы.

Проведенными исследованиями установлено, что наиболее благоприятные условия для борьбы с сорняками складываются при чередовании в севооборотах отвальных вспашек с безотвальными обработками. Глубокое запахивание семян сорняков при отвальной вспашке на 25-30 см с последующим проведением два-три года плоскорезной обработки способствуют гибели зачатков сорных растений. В полевых условиях при благоприятном увлажнении падение всхожести у значительного числа сорняков происходит довольно быстро. Поэтому оставление семян в глубине почвы на несколько лет ведет.к потере их всхожести (рис.5).

Из приведенного графика видно, что на первых культурах севооборота разные системы обработки почвы (отвальная, плоскорезная, комбинированная) по влиянию их на засоренность посевов отличались незначительно. Однако в посевах последних культур севооборота наблюдается резкое увеличение количества сорняков при постоянной плоскорезной обработке. На посевах проса насчитывалось 27 шт/м2 или на 22% больше, чем по вспашке. При этом количество многолетников возросло в 5,5 раза. При сочетании отвальной обработки с плоскорезной засоренность посевов была несколько ниже, чем по вспашке.

Таким образом, чередование плоскорезных обработок со вспашкой, также благоприятствует борьбе с сорняками. Наши данные подтверждают заключение В.П.Нарциссова (1976 г.) о том, что "... при всей значимости плоскорезной обработки в эрозионноопасных регионах и даже при использовании гербицидов нельзя признать, что она полностью заменяет отвальную, культурную вспашку".

При нынешней .возросшей засоренности посевов для более эффективной борьбы целесообразно сочетание .агротехнических и химических мер. Основным принципом борьбы с многолетними сорняками является истощение их подземных органов. Этот метод обычно рекомендуется проводить в чистом пару. Однако наши исследования показали, что даже в условиях чистого пара далеко не всегда удается полностью очистить поле от кор-

- ьа -

- отвальная

шт/и2' ----плоскорезная

горох озимая яраоля кукуруза ячмень просо рожь пшеница

Рис. 5. Изменение засоренности посевов в зависимости от систем обработки почвы

(4976-1903 г.п)

неотпрысковых сорняков. Не удалось этого достигнуть даже в результате пятилетней поверхностной -обработки бессменного пара (табл.40).

Осот полевой и вьюнок характеризуются разной регенера-ционной способностью. Осот полевой за пять лет наблюдений после первой обработки отрастал только два раза. Что касается вьюнка полевого, то этот сорняк отличается интенсивной регенерационной способностью. В 1963 году до об-

40. Регенерация многолетних сорняков (шт/м2) в бессменном пару

1963 г. 1964 г. 1965 г. 1966 г. 1967 г.

Сроки _

наблю- осот вью- осот вью- осот вью- осот вью- осот вью-дений поле-нок поле-нок поле-нок поле-нок поле-нок вой по'ле- вой поле- вой поле- вой поле-вой полевой вой вой вой вой

До обработки 20 5 33 47 66 74

После

1-й об- '

работки 2 14 04.26 00 00

После

2-й обработки 09 04 07 00 00

После

3-й обработки 09 О И 07 00 00

После

4-й обработки 07 0 14 05 00 00

работки чистого пара насчитывалось 5 сорняков на кв.м, после первой - 14 шт/м2. после второй - 9, после третьей -9 и после четвертой - 7 шт/м2. В 1964 году интенсивность отрастания вьюнка усиливалась к концу лета: число побегов последовательно нарастало от 3 до 14 шт/м2, а в 1965 году численность побегов поддерживалась на одном уровне - 5 шт/м2.

Между тем истощение запасных питательных веществ привело к ослаблению регенерации обоих видов сорных растений. На четвертом и пятом году подрезок корневых отпрысков после первой обработки отрастания не наблюдалось. Исследование биологии корнеотпрысковых сорных растений позволяет считать целесообразным сочетание агротехнических и химических мер подавления сорных растений.

Исследованиями установлено, что засоренность пара от пятикратной культивации уменьшилась на 63%, а от двухкратной культивации и опрыскивания сорняков гербицидом 2, 4-ДА -на 81%. Применение в пару гербицида снизило засорснпопть

всех культур севооборота.

Особое значение в современных условиях приобретает интегрированная система борьбы с сорняками на основе агротехнических приемов и минимального применения гербицидов.

Основным принципом обоснованного применения гербицидов в интегрированной системе является использование их на полях. где опасность потерь урожая от сорняков превышает возможные затраты на проведение химической прополки, то есть химическую прополку проводят с учетом экономических порогов вредоносности сорняков.

В восьмипольном зернопаропропашном севообороте мы изучали 3 системы борьбы с сорняками: агротехническую, интенсивную и интегрированную. При агротехнической системе борьбы с сорняками проводилось: двукратное лущение стерни, боронование посевов до и после всходов, междурядные обработки кукурузы; при интенсивной - однократное лущение стерни. боронование посевов до всходов, междурядные обработки кукурузы и внесение гербицидов на всех полях; на интегрированной - агротехнические мероприятия те же, что и на интенсивной, гербициды же вносились на 4-х полях из восьми.

Исследования показали, что при интенсивной борьбе засоренность посевов в среднем по севообороту уменьшилась на 38% к исходной, при агротехнической - на 34%, при интегрированной - на 42%. а засоренность пахотного слоя почвы (0-30 см) семенами сорняков - соответственно на 48,41 и 49% (табл.41).

В сборе зерновых единиц преимущество'интенсивной и интегрированной систем борьбы с сорняками в сравнении с агротехнической составило 1,4-1,7 ц/га. Сравнительно высокий эффект агротехнической системы борьбы с сорняками объясняется проведением лущения стерни и повсходового боронования посевов. В наших исследованиях однократное лущение стерни уменьшало засоренность корнеотпрысковыми сорняками посевов яровой пшеницы на 39%, двукратное- на 71%. Значительно снижается засоренность полей малолетними сорняками от проведения повсходового боронования посевов. В наших опытах установлено. что при бороновании гороха общее количество мало-

Культуры

41. Засоренность и урожайность культур в севообороте в зависимости от систем борьбы с сорняками (1988-1994 гг.)

Системы борьбы с сорняками

агротехническая

интенсивная

интегрированная

НСР05 ц/га

кол-во урожаи- кол-во урожаи-кол-во урожаи-

сорня- ность, сорня- ность, сорня- ность,

ков, ц/га ков, ц/га ков, ц/га шт/м2 шт/м2 шт/м2

Рожь . Кукуруза Яр.пшеница Горох Рожь

Кукуруза Ячмень Среднее

Зерновых единиц на 1 га пашни, ц

26,4 61,6 24,9 59,0 26,3 61,8 3,8

12,0 384 11,8 406 7,2 407 45

15,4 35,7 10,0 39,4 ' 13,5 38,5 2,6

8,2 29,4 10,3 28,8 9,4 29,5 3,3

34,6 34,2 32,6 33,1 30,4 35,5 4,0

14,1 364 И, 1 408 12,3 395 47

11,2 50,1 7.8 51,0 7,7 50,6 3,7

17,4 - 15,5 - 15,2 -

42, 3

43,7

44,0

летников уменьшалось на 45%. яровой пшеницы - на 50, ячменя - на 48%. При сильной засоренности многолетними сорняками агротехнические приемы борьбы целесообразно дополнять химической прополкой посевов.

Следовательно, при более высокой засоренности посевов агротехнические меры борьбы необходимо сочетать с химическими, т.е. использовать интегрированную систему, при сравнительно невысоком сорном компоненте можно обойтись агротехнической. Такой подход будет весьма рационален при нынешних непомерно высоких ценах на средства защиты растений.

Расчеты затрат энергии при использовании разных систем борьбы с сорняками показали, что наименее энергоемкой системой оказалась интегрированная. В этой системе накоплено и больше энергии в зерне и фитомассе (табл.42). В агротехнической системе борьбы с сорняками затраты техногенной энергии были выше, чем на интегрированной и интенсивной системах, а энергии в фитомассе накоплено меньше, ниже и коэффициент энергетической эффективности. Интенсивная система борьбы по затратам техногенной энергии, накоплению

42. Энергетическая оценка систем борьбы с сорняками. тыс.Мдж/га

Уро- Масса Затра- Накоплено Коэффициент

Системы борьбы жай- соло- ты тех- энергии в энергетичес-

ность.мы, ноген- кой эффек-

ц/га ц/га ной тивности

энер-_

гии зерне фито- зерна фито-массе массы

Озимая рожь по

чистому пару 61.6

Кукуруза 384

Яровая пшеница 35,7

Горох 29,4

Озимая рожь 34.2

вГ 5Й

По севообороту 42,2

Озимая рожь по

чистому пару 59

Кукуруза 406

Яровая пшеница 39,4

Горох 28,8

Озимая рожь 33,1

Кукуруза 408

Ячмень 51

По севообороту 42,3

Озимая рожь по

чистому пару 61,8

Кукуруза 407

Яровая пшеница 38,5

Горох 29.5

Озимая рожь 35. 5

Кукуруза 395

Ячмень 50.6

Агротехническая 88,2 43,2 103,3 283,5 2,39

50.0 41,2 47,9

70.1 36,9

38,1

35.4 39,6

33.5

37.6 33,1 32,6

57.7

48.8 57,3

83, 70,

Интенсивная

82,6

55.2

40.3

46.3

71.4 37,0

42,4

38.1 35,0 38,4 33,4 37,8 32,4

32.2

98,9

63.7

47.8 .55,5

84,7 70,1

1.38,5 162.2 134,8 157,4 131,3 229,8 154,7

271,5 146,4

179.0

132.1 152,3 147,1 233,9 157,8

Интегрированная

86,5

53,9 41,3

49.7

70.8

41,6

38.1 34,9 38,5

32.2

37.5

31.6

103,6

62,2 49,0 59,5

84.0

71,7

284,4

146.8

174.9

135.3

163.4 142,4 232,1

1,63 1,23 1,71

2,51 1,90

2^33

1,82 1,25 1,66

2,61 1,93

2,49

1,78 1,27 1,85

2,66

6,56 3.63 4,58 3,41 4,70 3,49 6,94 4,75

6,40 3,84 5,11 3,44 4,56

3.89 7,22

4.90

6.84

3.85 5,01 3,51 5,07 3,80 7,34

По севообороту 43,2 37,8 31,8 71,7 159,9 2,00 5,03 энергии в фитомассе занимает промежуточное место.

При соблюдении регламентов применения гербицидов в интегрированной системе борьбы с сорняками остаточных количеств их в зерне и соломе зерновых- культур нами- не обнаружено. Однако завышение норм расхода гербицидов и запаздывание с опрыскиванием ведет к загрязнению зеленой массы зерновых культур . Исследования показали, что через 15 дней после обработки диаленом посевов ячменя в кущение и трубко-вание рекомендуемой нормой (2 л/га) и повышенной (3 л/га) остаточное количество гербицида в зеленой массе культуры в обоих вариантах составило 0,2...О,5 и 0,4...О,6 мг/кг. В

колошение ячменя остатки диалена найдены в варианте с внесением повышенной нормы в кущение (0,3 мг/кг) и в варианте с обеими нормами при опрыскивании в более поздний срок (0,2 и 0,3 мг/кг).

Таким образом, для успешной борьбы с сорной растительностью необходимо составлять прогноз засоренности посевов по обоснованной нами методике и на этой основе разрабатывать мероприятия по ее ликвидации. Ведущая роль при этом должна принадлежать агротехническим мероприятиям. Однако на сильно засоренных полях многолетними сорняками агротехнические приемы целесообразно дополнять химической прополкой посевов, что значительно уменьшает засоренность и повышает урожайность сельскохозяйственных культур.

ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ АГРОЛАНДШАФТНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

Насколько пагубно влияние эрозионных процессов в лесостепном Поволжье - общеизвестно. Поэтому в 1971 году в ОПХ "Новоникулинское" Ульяновского НИИСХ заложен крупномасштабный эксперимент по разработке и внедрению противоэ-розионного комплекса на ландшафтной основе. По степени эро-дированности земельная территория ОПХ "Новоникулинское" является типичным для Правобережной части лесостепного Поволжья. Из общей площади 14,6 тыс.га подвержено эрозии 14 тыс. га.

При разработке противоэрозионного комплекса было обращено внимание на правильную организацию земельной территории. Были внесены существенные поправки и изменения в ранее составленный проект землеустройства.

Проведены обследования сельскохозяйственных угодий по видам и степени эродированности, учтены все действующие и вновь образующиеся овраги и промоины. Выполнены изыскательские работы и составлена проектно-сметная документация на укрепление всех действующих оврагов.

При землеустройстве на топографическом плане территории выделены элементарные водосборы, установлено факти-

ческое соотношение земельных угодий (пашня, лес. луг, вода). В пределах выделенных водосборов проведена группировка arpoландшафтных массивов по форме, крутизне, длине и экспозиции. Дана оценка состояния земель по интенсивности эрозионных и дефляционных процессов. Проведено" размещение линейных рубежей на инженерно-гидрологической основе (водозадер-живающие земляные валы, гидротехнические сооружения, система противоэрозионных лесных насаждений).

Противоэрозионный комплекс включает следующие элементы: правильную противоэрозионную организацию земельной территории. систему севооборотов, создание системы противоэрозионных лесных насаждений, почвозащитную обработку эродированных земель, укрепление вершин действующих оврагов гидротехническими сооружениями и водоотводящими валами.

За период 1969-1975 гг. в хозяйстве все вершины действующих оврагов укреплены водозадерживающими валами и бетонными лотками-быстротоками. Заравнены почвогрунтом все промоины и небольшие овраги общей протяженностью 20 км, в результате чего полностью прекращено наступление оврагов на пахотные земли. Устройством открытых лотков-быстротоков с системой водонаправляющих валов укреплены 2 вершины и трубчатыми железобетонными лотками закрытого типа - 8 вершин действующих оврагов. Подвод стока к сооружениям осуществляется с помощью водонаправляющих земляных валов, общая протяженность которых равна 1,6 км. Строительство лотков-быстротоков проводилось на оврагах с водосборными площадями от 40 и более гектаров с рыхлым неустойчивым грунтом и перепадом у вершины высотой более 5 метров.

Устройством водозадерживающих земляных валов укреплено 12 вершин действующих оврагов. Они устраивались на оврагах с водосборными площадями до 30 гектаров с таким расчетом, чтобы в период половодья задержать сток 10% обеспеченности.

По границам землепользования и полей севооборотов и там, где поля имеют ширину более 400 м, внутри полей создана система полезащитных, водорегулирующих и приовражных лесных полос. Их общая площадь составляет 350 га или 2,6%

— оо -

СХЕМА ОБЪЕКТОВ

СОЗДАННОГО ПРОТИВОЭРОЗИОННОГО КОМПЛЕКСА

в ОПХ ^Новоникулинское" Ульяновского

ниисх

¿>"о«"о ' Условные обозначения

** 0 К

о" У . Укрепленные

о* у г„0 «' водозадерж»

• У

вершины оврагов г водоэадбрживающими валами "и сложными сооружениями

. Укрепленные вершины оврагов .

'^"ВОДОЗАДЕРЖИВАЮЩИМИ ВАЛАМИ

ооо -Созванные: лесные полосы ' |°о°[-Плодовый сад

от всей земельной территории.

Опыт показал, что созданная' система защитных лесных насаждений на прилегающих полях, способствует лучшему накоплению и сохранению снежного покрова в зимний период. Под защитой лесных полос хорошо переносят суровые зимы и меньше повреждаются морозами озимые зерновые культуры и многолет-

ние травы. Вновь созданные лесные полосы высотой 5 м оказывают положительное влияние на влагозарядку корнеобитаемого слоя и увеличение урожая сельскохозяйственных культур на прилегающих полях (табл.43). Так, урожай яровой пшеницы на северном склоне в межполосной клетке на 1,8 ц/га выше, чем на южном склоне. Повышению урожая на северном склоне способствовало уменьшение стока на этом склоне за счет слабой интенсивности снеготаяния.

43. Влияние лесных полос на урожайность зерновых культур, ц/га

Расстоя- 1977 г 1993 г.

ние от _

лесной высота л/п 6 м высота л/п 5 м высота л/п 15 м

полосы__

м яр.пшен.яр.пшен. ячмень яр.пшен. ячмень ячмень южная северн. южная северн. южная северн. сторона сторона сторона сторона сторона сторона

25 17,7 20,9 25.7 26,4 25,0 24,1

50 19,4 20,3 26,1 27,0 24,9 25,6

75 19,1 20,4 26,3 26.1 26.5 25,9

100 17,8 19,7 25,0 26,9 27.2 27,0

200 17,7 19,3 24,8 26,0 ' 25,6 26,0

Средний

уро- 26,5

жай 18,3 20,1 25,6 25.8 25,7

При проведении землеустроительных работ все поля севооборотов длинной стороной размещены поперек склонов. Это позволило широко применять на полях все противоэрозионные агротехнические приемы и высокопроизводительно использовать сельскохозяйственную технику. Для каждого эродированного поля обоснованы системы основной и предпосевной обработки почвы, внесения удобрений, посева зерновых и пропашных культур.

Как показывает разработанная ландшафтная -карта хозяйства, несмотря на кажущуюся однородность, земельная территория имеет большое разнообразие природных комплексов. При выделении природных комплексов учитывались диалогический состав, возраст и мощность горных пород, их обводненность, генезис и форма поверхности, крутизна и экспозиция склонов, направление стока, процессы, влияющие на. хозяйственное использование территории, почвенный покров и

его особенности. В меньшей степени учитывался характер растительных ассоциаций, так как естественная растительность сохранилась лишь на заболоченных и неудобных землях, но и здесь значительно изменена в процессе длительной эксплуатации.

Для составления ландшафтной карты были использованы почвенные карты ОПХ, аэрофотоматериалы, данные полевого обследования и фактического использования земель в настоящее время.

Структура посевных площадей для хозяйства разработана на основе ландшафтно-экологических принципов и с учетом расчета потребности в зерне, кормах и других видах растениеводческой продукции.

Ландшафтный подход не устраняет необходимости выполнения общих требований к севооборотам. Все культуры размещайте только по рекомендованным предшественникам с соблюдением установленных сроков возврата на прежнее поле. Кроме того, учитывается дифференциация земель по рельефу, почвенному плодородию, способам его восстановления; адаптивная способность сельскохозяйственных культур, их почвозащитная роль и реакция на разную степень эродированности почв; сравнительная продуктивность различных видов и сортов растений; особенности пахотных угодий хозяйства; социально-экономические ресурсы сельскохозяйственного предприятия.

Для каждой категории земель по интенсивности использования и с учетом зональных особенностей рекомендован следующий перечень работ по возделыванию полевых культур: на несмытых и слабо смытых почвах с уклоном до 1 градуса воз-делываются все культуры без исключения и имеются поля с чистым паром. Обработка почвы общепринятая. На умеренно смытых почвах с уклоном до 3 градусов в севооборотах предусмотрено увеличение занятых паров. Пропашные культуры размещаются только поперек склонов. В севообороты введено одно поле многолетних трав. Основная обработка предусматривает чередование в севооборотах отвальных, безотвальных и поверхностных обработок; на среднесмытых почвах с уклоном 3-5 градусов из севооборотов исключены чистый пар, сахарная свекла, кукуруза. В севообороты введены 2-3 поля с много-

летними травами. Основная обработка почвы прородится только безотвальными орудиями с оставлением стерни; на сильносмы-тых почвах с уклоном более 5 градусов вводятся почвозащитные севообороты, включающие более 50% многолетних трав.

Внедрение противоэрозионного комплекса в хозяйстве полностью предотвратило развитие эрозионных процессов и приостановило процесс деградации почв. Так, содержание гумуса в средней и нижней частях склона в 1993 году увеличилось на 0,2-0,4% по сравнению с 1971 годом, содержание подвижных форм фосфора на 0.5-7,0 и калия на 2,5-5,9 мг на 100 г почвы (табл.44).

44. Содержание гумуса и питательных веществ

в пахотном слое почвы на различном расстоянии от водораздела

Место взятия образца

Расстояние от водораздела, м

Содержание гумуса, %

Мг на 100 г почвы

Р20

2^5

К, О

1971 год

Верхняя часть склона Середина склона Нижняя часть склона

Верхняя часть склона Середина склона Нижняя часть склона

400 600

4,5 4,3 3,7

1993 год

400 600

4.4 4,7 3,9

30,0 15,3 3,1

26,0 15,8 10,1

50,0 14,3 12,8

45,7 20,2 15,3

Применение агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий на зарегулированных водосборах сократило поверхностный сток в 1,4 раза и уменьшило смыв почвы в 3 раза (табл.45).

Противоэрозионный комплекс оказывает положительное воздействие на урожайность сельскохозяйственных культур (табл.46).

Одним из основных показателей функционирования комплекса служит и тот факт, что за 25-летний период в нем полностью приостановлены процессы эрозии и оврагообразования.

45. Сток талых вод и эрозия почвы на водосборах (1971-1974 гг. )

Мелиорированный Контрольный Элементы исследований водосбор водосбор

Запас воды в снеге, мм 54,0 40,О

СТОК, мм 5,2 7,0

Коэффициент 0,09 0,15

Просачивание, мм 48,8 33,3

Смыв почвы со стоком, кг/га 73,0 ■ 218,0

46. Урожайность основных сельскохозяйственных культур в ОПХ "Новоникулинское", ц/га

Культуры

Средняя за годы

1960-1970-1973-1975-1980-1985- 19901965 1975 1977 1980 1985 1990 1993

Зерновые и зернобобовые, всего 13,0 16,3 17,4 17,5 17,6 19,2 23,2 в т.ч. 03.рожь 12,9 25,2 26,2 18,2 26,4 22,6 26,6 оз. пшеница - 18,7 22,3 23.7 - 29,8 30,9 яр. пшеница 14,0 16,3 18,8 17,5 18,7 18,4 23,8 ячмень 12,9 18,9 20,4 20,1 18,3 22,1 24,9 горох 12,2 14,6 14,8 13,1 10,7 15,8 21,2

Причем, заовраженные и забалочные земли постепенно стали осваиваться под сенокосы и пастбища. Значительно улучшились агрофизические свойства почв, повысилась их влагоемкость, заметно улучшился микроклимат полей.

Все это положительно сказалось на экологической обстановке и гидрологическом режиме территории. В результате продуктивность сельхозугодий возросла за этот период более чем на. 40%, при этом урожайность зерновых увеличилась с 13,0 ц/га в 1960-1965 гг. до 23,2 ц/га в 1990-1993, в то время как в соседнем хозяйстве - фирме Восход, где эти работы не проводились, соответственно с 18,1 до 19,6 ц/га.

В.целом проведенная работа по созданию и функционированию противоэрозионного комплекса получила высокую оценку ученых - участников Выездного заседания Отделения земледелия Российской Академии сельскохозяйственных наук, проведенного на базе ОПХ "Новоникулинское" в 1994 году. Ученые пришли к выводу, что экспериментальный комплекс представляет собой методическую и научную базу для разработки и внедрения ландшафтных систем земледелия в лесостепи Поволжья.

ВЫВОДЫ

1. Сложившаяся в лесостепном Поволжье система земледелия позволяет использовать биоклиматический потенциал на 35-40% при большой неустойчивости урожайности- сельскохозяйственных культур по годам. Во всех областях региона прослеживается снижение плодородия черноземных почв. Например, в Ульяновской области за последние 20 лет содержание гумуса уменьшилось на 0,24%. Большой урон пашне наносит водная эрозия, в результате которой потери почвы на склоновых землях достигают 3-5 т/га в год.

2. Одним из главных путей интенсификации существующих систем земледелия является совершенствование структуры использования пашни. Важное значение имеет определение оптимального размера чистого пара. Учитывая положительные и негативные стороны чистых паров в условиях лесостепи Поволжья целесообразно их иметь в пределах 10-12%. Из зерновых предпочтение следует отдать озимым культурам,как наиболее урожайным, с доведением их посевов до 25% от площади пашни. При этом за счет озимых можно получить до 30-35% валового производства зерна. С учетом коньюктуры рынка соотношение посевов ржи и пшеницы целесообразно иметь равным.

3. Система севооборотов и обработки почвы должна быть строго дифференцированна в зависимости от биоклиматических и материально-технических ресурсов. В севооборотах с короткой ротацией больше минерализируется гумуса, меньше его восстанавливается за счет растительных остатков. В восьми-польных севооборотах для полного восстановления содержания гумуса в почве требуется внесение более 5,2 т/га навоза, а в трехпольных и пятипольных соответственно 8,4 и 7,8 т/га. Энергетическая оценка севооборотов также показала преимущества севооборотов с длинной ротацией. Коэффициент энергетической эффективности у четырехпольных 3,44, восьмипольных - 3,97.

4. Больше энергии в урожае накапливается у культур с более продолжительным вегетационным периодом - озимая рожь и пшеница, которые содержат в урожае в 1,7-1,9 раза энергии