Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование ресурсосберегающих приемов обработки почвы в технологиях возделывания полевых культур и их продуктивность в условиях Предкамья Республики Татарстан

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Использование ресурсосберегающих приемов обработки почвы в технологиях возделывания полевых культур и их продуктивность в условиях Предкамья Республики Татарстан"

На правах рукописи

ГАЗИЗОВА ГУЛИЯ ШАГИНУРОВНА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР И ИХ ПРОДУКТИВНОСТЬ В УСЛОВИЯХ ЛРЕДКАМЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

Специальность 06.01.01 - «Общее земледелие, растениеводство»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

31 ОКТ 2013

005536510

Немчиновка 2013

005536510

Работа выполнена на кафедре «Общего земледелия, защиты растений и селекции» ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» в 2009-2013 гг.

Научный кандидат сельскохозяйственных наук,

руководитель: доцент Миникаев Рогать Вагизович

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор сельскохозяйственных наук

Шептухов Владимир Николаевич,

ведущий научный сотрудник Московского научно-

исследовательского института сельского хозяйства

«Немчиновка»;

доктор сельскохозяйственных наук Матюк Николай Сергеевич, профессор кафедры земледелия и методики опытного дела Российского государственного аграрного университета - Московской СХА имени К.А. Тимирязева.

Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения

Защита состоится « $» ноября 2013 г. на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Московском научно-исследовательском инстшуте сельского хозяйства «Немчиновка» по адресу: 143026, Московская область, Одинцовский район, Немчиновка-1, ул. Калинина, дом. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского НИИСХ «Немчиновка».

Автореферат разослан « // » октября 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.С. Мерзликин

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и направленность исследования. В последние годы под действием ряда факторов во многих хозяйствах страны на серых лесных почвах возникли некоторые проблемы: обеднение пахотного слоя гумусом, азотом; сильное уплотнение пахотного горизонта; увеличение засоренности почвы, посевов и пораженное™ растений корневыми гнилями; развитие водной и ветровой эрозий. Следовательно, повышение урожайности возделываемых культур и устойчивости земледелия возможно при расширенном воспроизводстве почвенного плодородия.

Мировая история земледелия последнего десятилетия, в том числе России и Республики Татарстан, характеризуется непрерывной борьбой мнений вокруг системы обработки почвы. Что лучше: вспашка или безотвальная обработка, а может, прямой посев обеспечит получение наибольшей экономической выгоды от возделывания сельскохозяйственных культур.

Сторонники минимальной обработки почвы утверждают, что ресурсосберегающие технологии обеспечивают снижение себестоимости продукции за счет экономии горюче-смазочных материалов и уменьшения трудозатрат, оказывают положительный экологический эффект через сохранение и воспроизводство почвенного плодородия, сокращения выброса углекислого газа в атмосферу и снижение ущерба от водной и ветровой эрозии.

Преимущества ресурсосберегающих приемов обработки почвы:

- растительные остатки остаются на поверхности и защищают почву от водной и ветровой эрозии, способствуют большему накоплению влаги в корнеобитаемом слое;

- до минимума уменьшается механическое воздействие на почву органами сельскохозяйственных машин;

- сокращаются сроки выполнения посевных работ;

- снижается себестоимость растениеводческой продукции.

Таким образом, изучение ресурсосберегающих приемов обработки тяжелосуглинистой серой лесной почвы в технологиях возделывания полевых культур направлено на решение актуальной проблемы земледелия.

Научная новизна. Впервые на светло-серых лесных почвах Республики Татарстан выполнены комплексные исследования по изучению комбинаций ресурсосберегающих приемов обработки почвы с применением комбинированного почвообрабатывающего комплекса «Рубин», посевных комплексов Джон Дир и Сид Хок, их влияния на фито санитарное состояние почвы и посевов, микробиологическую активность и уро-

жайность культур по сравнению с традиционной технологией, основанной на зяблевой вспашке.

Практическая значимость. Исследованиями установлено, что внедрение технологии с осенней поверхностной и весенней предпосевной обработками почвы агрегатом «Рубин» и последующим посевом комплексом «Джон Дир» обеспечило наиболее высокую урожайность яровой пшеницы и горохо-ячменной смеси на зеленую массу, способствовало улучшению водного режима и активизации микробиологических процессов в почве. Применение данной технологии экономически рентабельнее традиционных технологий, и позволит в условиях Предкамья Республики Татарстан в более сжатые и оптимальные сроки подготовить почву и провести посев. Актуальность технологии возрастает в засушливые годы, когда минимизация обработки препятствует потере почвенной влаги.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (Казань, 2010, 2012), научно-практическом семинаре (Иркутск, 2011), научных конференциях Казанского государственного аграрного университета (2009-2012 гг.) и получили положительную оценку. Результаты исследований использованы при написании 8 дипломных работ студентами 5 курса агрономического курса Казанского государственного аграрного университета..

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 3 в научном журнале, рекомендованном ВАК РФ для кандидатских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 144 страницах компьютерного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций производству, включает 37 таблиц, 7 рисунков, 15 приложений. Список литературы состоит из 190 наименований, в том 4 числе иностранных авторов.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Почва опытного участка. Исследования проводились в 20092011 гг. на полях ООО «Саба» Сабинского района (Предкамская зона) Республики Татарстан. Площадь делянки общей и учетной составляла 3 га. Размещение делянок - систематическое. В опыте, в шести вариантах в трехкратной повторности изучены следующие технологии возделывания ранних зерновых культур, основанные на следующих приемах обработки почвы и посева:

1. Вспашка на 22 см, прикатывание перед посевом, посев сеялкой С3-3,6 - (контроль. - традиционная обработка, В20+ТТ).

2. Вспашка на глубину 22 см и посев посевным комплексом

Джон-Дир (В20+ДЦ).

3. Поверхностная обработка почвы на 12 см осенью агрегатом Рубин И посев посевным комплексом Джон-Дир (П12 (без предпосевной обработ-

4. Нулевая обработка осенью, предпосевная обработка на 10 см весной агрегатом Рубин и посев посевным комплексом Джон-Дир

(Но+ДД).

5. Поверхностная обработка почвы осенью на 12 см, предпосевная обработка на 10 см весной агрегатом Рубин и посев посевным комплексом Джон-Дир (П12+ДД).

6. Нулевая обработка, посев посевным комплексом Сид Хок

(Но+СХ).

Исследования проводили в парозерновом звене севооборота со следующим чередованием культур:

1. Яровая пшеница

2. Ячмень

3. Горохо-ячменная смесь на зеленую массу

Почва опытного поля - светло-серая лесная, тяжелосуглинистая. Содержание гумуса — 2,26 %.

Перед закладкой опыта она имела следующие агрохимические характеристики: содержание гумуса в слое 0-10 см - 2,26 %, в слое 10-20 см - 2,02 % (по Тюрину), содержание подвижного фосфора (Р205) составило 100 мг/кг, обменного калия (К20) - 110 мг/кг (по Кирсанову), рН солевой вытяжки— 5,4-5,5.

Высевали яровую пшеницу, ячмень и горохо-ячменную смесь на зеленую массу.

В ходе исследований проводили следующие наблюдения, учеты и анализы: плотность сложения почвы определяли перед посевом и по фазам развития растений по слоям 0-10 и 10-20 см с помощью цилиндров объемом 500 см3 в трехкратной повторности; влажность почвы - термостатно-весовым методом, через каждые 10 см в метровом слое почвы, в те же сроки, что и при определении плотности сложения; содержание в почве щелочногидролгоуемого азота определяли по методу Корнфильда в модификации ЦИНАО, содержание нитратного азота - по Грандваль-Ляжу, подвижных форм фосфора и калия по Кирсанову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-84); содержание гумуса определяли по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), гидролитическую кислотность почвы - по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-84), рН солевой вытяжки - по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85); засоренность посевов определяли дважды за вегетационный период (в фазу кущения, до обработки гербицидами и в фазу колошения) количественным методом кафедры земледелия и методики опытного дела МСХА (Доспехов и др., 1987); определение численности различных физиологических и эколого-трофических групп микроорганизмов (гетеротрофы, диазотрофы, бакте-

рии использующие минеральные формы азота, фосфатмобилизирующие микрооргнизмы, микромицеты) определяли два раза за вегетационный период (перед посевом, и уборкой) в трехкратной повторности; фитоса-нитарное состояние почвы определяли методом флотации (Торопова и др., 2000). Для этого отобрали пробы почвы в 6 случайных точках с глубины от 0 до 10 см почвенным буром общим объемом 200 г. Готовый образец почвы просушивали и просеивали через сито с диаметром ячеек 0,51 мм, для удаления растительных остатков, из которого отобрали навеску массой 10 г. К почве в широкой центрифужной пробирке добавили 0,1 % раствор К4Р207 (пирофосфата калия) и после перемешивания добавили 5 мл бытового машинного масла. В подготовленный образец добавляем 49 мл и доводим до объема в 50 мл воды. После отстаивания (1,5-2 часов) берем 0,1 мл суспензии, для подсчета числа конидий Д/ро/агй зогокШапа под микроскопом; урожайность и структура урожая определялись путем отбора пробных снопов с 3-х площадок по 1 м2 с делянки по методике НИИСХ Юго-Востока; уборка проводилась сплошным методом комбайном ДОН 1500; физические и технологические качества зерна определяли согласно стандартам: влажность - по ГОСТ 12041-66; массу 1000 семян - по ГОСТ 12042-88; натуру на пурке с падающим грузом - по ГОСТ. 1084085; стекловидность - по ГОСТ 10987-76; клейковину - по ГОСТ 27839-88 с использованием ИДК-1; статистическая обработка данных урожайности культур по годам проводилась с использованием дисперсионного метода на персональном компьютере; экономическую эффективность изучаемых технологий обработки почвы рассчитывали на основе технологических карт, нормативных затрат и закупочных цен в годы исследования; расчет энергетической эффективности осуществлялся по методике ресурсно-экологической оценки эффективности земледелия на биоэнергетической основе..

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Плотность сложения почвы. Наиболее рыхлое сложение почвы перед посевом яровой пшеницы наблюдалось на вариантах технологий с зяблевой вспашкой. На этих вариантах проведено весеннее боронование в 2 следа тяжелыми боронами БЗТС - 1,0. Более высокую плотность как в слое 0-10 см, так и в слое 10-20 см почва имела на варианте технологии с нулевой обработкой почвы и составила 1,23 и 1,36 г/см3 соответственно.

В опытах с яровой пшеницей весной, после посева зерновых культур, во всех слоях пахотного горизонта наименьшая плотность отмечалась после вспашки. На вариантах с малозатратными обработками она была несколько больше - 1,12-1,26 г/см3, и была чуть выше оптимальной для посева или не выходила за пределы оптимальных значений.

В течение вегетации культуры плотность сложения почвы в слое 0-10 см на вариантах технологий с минимальными обработками и традиционной зяблевой вспашкой отличалась незначительно. Если на вариантах с традицонной технологией благоприятное сложение почвы в слое 010 см поддерживалось за счет осенней вспашки и весеннего боронования, то на вариантах с минимальной обработкой - за счет постепенного распределения корневой системы и поступления пожнивных остатков и измельченной соломы.

Таблица 1. Динамика плотности сложения почвы в зависимости от технологий обработки почвы под яровую пшеницу (2009 г.), г/см3

Вариант Слой почвы, см Плотность сложения, г/см3

Перед посевом Фенологическая фаза

кущение выход в трубку полная спелость

В20+ТТ (контроль) 0-10 10-20 1,11 1,23 1,28 1,30 1,32 1,36 1,32 1,37

в20+дд 0-10 10-20 1,11 1,23 1.29 1.30 1,31 1,36 1,31 1,37

П12 (без предпосевной обработки"^*ДД 0-10 10-20 1,15 1,34 1,31 1,34 1,32 1,35 1,32 1,37

Но+ДД 0-10 -10-20 1,14 1,32 1,32 1,35 1,33 1,35 1,33 1,38

п12+дд 0-10 10-20 1,13 1,31 1,30 1,34 1,31 1,35 1,31 1,37

Но+СХ 0-10 10-20 1,23 1,36 1,34 1,36 1,35 1,37 1,35 1,38

К концу вегетации растений на варианте нулевой обработки почва в слое 0-10 см переуплотнилась, значительно превышая оптимальную и равновесную плотность. К моменту уборки в слое 0-10 см она составила 1,35, в слое 10-20 см - 1,38 г/см3.

Содержание продуктивной влаги. В течение вегетационного периода в динамике содержания продуктивной влаги наблюдаются изменения в зависимости от количества выпавших осадков и расхода влаги посевами. К фазе полной спелости больше продуктивной влаги сохранилось по нулевой - 74,1 мм и нулевой с весенней предпосевной обработкам почвы — 65,1 мм, а меньше по вспашке — 56,5 мм.

Дефицит влаги, чаще всего является одним из основных факторов лимитирующих формирование урожая. Длительные периоды с острым недостатком осадков при высоком температурном режиме обычно наблюдались во второй половине мая и в первой половине лета, но в 2010 году засушливые условия сохранились в течение всего вегетационного периода.

Запасы продуктивной влаги в почве перед посевом при нулевой обработке, в сравнении с отвальной, были больше как в слое 0-20 см, так и в слое 0-100 см на 7,5 мм и 59,0 мм соответственно.

Таблица 2. Динамика запасов продуктивной влаги в почве в зависимости от технологий обработки почвы под яровую пшеницу (2009 г.), мм

Вариант Слой почвы, см Перед посевом Фенологическая фаза

кущение выход в трубку полная спелость

В2о+ТТ (контроль) 0-20 0-100 22,2 158,5 17,1 136,9 16,5 74,7 9,5 56,5

в20+дд 0-20 0-100 22,2 158,1 16,4 138,7 16,8 76,4 10,0 57,9

П12 (без предпосевной обработки"*"ДД 0-20 0-100 23,0 163,5 18,6 142,3 17,1 88,1 10,9 64,0

Но+ДД 0-20 0-100 21,6 165,2 18,6 144,3 17,3 87,0 11,2 65,1

П12+ДД 0-20 0-100 22,5 167,7 17,1 142,7 17,0 85,8 11,0 . 63,1

Но+СХ 0-20 0-100 23,6 186,3 18,8 151,4 18,0 99,5 11,4 74,1

Сравнивая данные по гумусообразованию 2011 года с исходными данными, полученными в 2004 году (перед закладкой опыта), можно отметить что за счет накопления растительных остатков в верхнем слое, на вариантах с поверхностной и нулевой обработками почвы прослеживается тенденция увеличения содержания гумуса. При этом на традиционной технологии, в слое 0-10 см, произошло снижение содержания гумуса относительно исходных данных 2004 г. (на 0,05 %).

Таблица 3. Изменение содержания гумуса в зависимости от приемов основной и поверхностной обработок почвы

Слой почвы, см Гумус, % от массы почвы

Вариант осень 2004 г. осень 2007 г. осень 2011 г. 2011 к 2011

В20+ТТ (контроль) 0-10 10-20 2,26 2,02 2,23 2,01 2,21 2,00 -0,05 -0,02

0-10 2,26 2,24 2,21 -0,05

В2о+ДД 10-20 2,02 2,01 1,99 -0,03

. П12 (без предпосев-1ЮЙ обработки^ДД 0-10 2,26 2,29 2,31 + 0,05

10-20 2,02 2,04 2,06 + 0,04

0-10 2,26 2,30 2,32 + 0,04

Но+ДД 10-20 2,02 2,04 2,05 + 0,03

0-10 2,26 2,28 2,30 + 0,06

П,2+ДД 10-20 2,02 2,03 2,04 + 0,02

0-10 2,26 2,32 2,34 + 0,08

Но+СХ 10-20 2,02 2,04 2,06 + 0,04

Пищевой режим почвы. Как показывают результаты исследований содержание нитратного азота, в пахотном слое перед посевом яровой пшеницы, в среднем по вариантам с минимальной обработкой составило 39,7 мг/кг. Наименьшее его количество отмечено на прямом посеве - 29,0 мг/кг, что на уровне низкой обеспеченности. Проведение отвальных обработок способствовало большему накоплению нитратного азота, особенно в слое 0-10 см.

С созданием благоприятных условий для процессов нитрификации (оптимальная влажность, температура, аэрация) происходило увеличение содержания нитратного азота в почве. В фазу кущения растений средняя обеспеченность достигла на вариантах с традиционной технологией в слое 0-10 см 89,1 мг/кг; в слое 10-20 см - 52,4 мг/кг соответственно.

К концу вегетации с поглощением растениями запасы подвижных форм азота уменьшались. Причем наиболее интенсивным этот процесс

был при зяблевой вспашке, что связано с лучшим развитием корневой системы растений на этом варианте.

Перед посевом яровой пшеницы (14 мая) содержание подвижного фосфора варьировало в слое 0-10 см от 81,2 мг/кг на прямом посеве до 100,3 мг/кг на традиционной технологии.

В фазу полной спелости отмечено снижение содержания подвижного фосфора на всех вариантах опыта. Разница в слое 0-10 см при осенней минимальной обработке составил 53,3 % от содержания Р205 в момент кущения. Интенсивность потребления выше на варианте нулевой обработки в слое 10-20 см, так как он был более увлажнен, а, следовательно, растения могли поглощать фосфор в течение всей вегетации.

Применение поверхностной осенней и весенней предпосевной обработок почвы способствовало значительному накоплению обменного калия (112,4 мг/кг) в предпосевной период. В фазу кущения величина этого показателя снизилась во всех вариантах, причем наибольшее накопление в слое 0-10 см соответствует контролю (100,6 мг/кг), в слое 10-20 см — преимущество было за минимальными обработками.

Микробиологическая активность почвы. Полученные нами результаты исследований свидетельствуют о том, что микрофлора довольно динамична и меняется в течение вегетационного периода растений.

В увлажненных условиях 2009 года во влажной почве в ризосфере яровой пшеницы численность гетеротрофов была меньше на вариантах с зяблевой вспашкой.

Количество диазотрофов в фазу восковой спелости при нулевой было в 2 раза выше, по сравнению с другими способами обработки. Однако здесь же отмечается резкое снижение бактерий, использующих минеральные формы азота. Это объясняется тем, что к моменту уборки у растений уже уменьшилась потребность в азоте, а на других технологиях обработки усилилась, что в свою очередь связано с формированием урожая: где высокий урожай, там потребность больше.

Несколько иная картина наблюдается при анализе содержания в почве микромицетов, которые очень чувствительны к уплотнению почвы. В течение всего летнего периода благоприятные условия для их роста и развития завесили от глубины обработки почвы: в слое 10-20 см на традиционных способах обработки их количество возрастало, а на минимальных, наоборот, снижалось.

Таблица 4. Макроструктурный состав пахотного слоя почвы, %, осень 2004 г.

Слой почвы, см Содержание агрономически ценных агрегатов Коэффициент

при сухом рассеве при мокром просеивании структурности

0-10 60,3 24,6 1,52

10-20 64,7 23,2 1,83

Исследования показали, что отвальная вспашка привела к снижению структурности пахотного слоя, тогда как технологии с поверхностной и нулевой обработками почвы - к заметному улучшению.

Таблица 5. Макроструктурность пахотного слоя почвы после 3-х летнего использования обработок, %, 2011 г.

Вариант Слой почвы, см Содержание агрономически ценных агрегатов Коэффициент структурности

при сухом рассеве при мокром просеивании

В2о+ТТ (контроль) 0-10 10-20 56,1 57,3 21,7 21,3 1,31 1,26

в20+дд 0-10 10-20 55,9 56,3 22,6 20,8 1,26 1,33

П12 (без предпосевной обработ- кя+ДД 0-10 10-20 65,9 78,5 27,5 23,4 1,77 3,31

Но+дд 0-10 10-20 66,3 71,7 24,2 22,9 1,54 3,13

п12+дд 0-10 10-20 66,1 73,2 28,1 24,2 1,78 3,35

Но+СХ 0-10 10-20 63.6 70.7 24,5 20,1 1,75 3,05

Содержание агрономически ценных агрегатов больше на вариантах с минимальной обработкой почвы. Так, если на контроле их содержание в слое 10-20 см составляет 57,3 %, то на двойной минимальной обра-

ботке - 73,2 %. Соответственно и коэффициент структурности больше на варианте с поверхностной обработкой почвы.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что на вариантах технологий с минимальной обработкой почвы наблюдается тенденция увеличения содержания гумуса, а на отвальной вспашке наоборот, снижение его содержания.

Преимущество минимализация обработки в улучшении структурно-агрегатного состава почвы можно связано с тремя благо приятным и факторами, которые возникли при осуществлении данной обработки, по сравнению со вспашкой на 20-22 см:

Фитосанитарное состояние почвы и посевов. В фазу кущения по нулевой обработке засоренность посевов яровой пшеницы была в 2 раза выше, чем по отвальной. При поверхностной основной обработке средняя численность сорных растений составила 52 шт/м2, а с использованием -доходила до 56 шт/м2. Использование поверхностной обработки почвы в сочетании с предпосевной снизило количество сорняков до 40 шт/м , особенно уменьшились многолетние сорные растения.

Таблица 6. Засоренность посевов яровой пшеницы в фазы роста и развития (2009 г.), шт./м2.

Вариант Фаза кущения Фаза восковой спелости

всего в том числе всего в том числе

многолетние малолетние многолетние малолетние

В20+ТТ (контроль) 35 10 25 16 5 11

в,п+дд 42 20 22 19 6 13

П12 (без предпосевной обработ- ки+ДД 52 38 14 21 12 9

Но+ДД 56 41 15 25 13 12

п,2+дц 40 22 18 20 10 9

Но+СХ 78 49 29 28 20 8

Длительное применение различных систем обработки почвы привело к изменению видового состава сорных растений. Отмечено увеличение количества малолетних зимующих и яровых сорняков на вариантах с поверхностной обработкой почвы и прямого посева. В структуре сорного ценоза из малолетних сорняков преобладали: дымянка лекарственная (Fumaria officinalis), пастушья сумка (Capsella bursa-pastoris), овсюг обыкновенный (Avena fatua), из зимующих сорняков встречались ромашка непахучая (Matricaria inodora), василек синий (Centaurea cyanus), фиалка

полевая (Viola arvensis), ярутка полевая (Thlaspi arvense), чистец однолетний (Stachys annua), подмаренник цепкий (Galium aparine). Многолетние сорняки в основном представлены осотом полевым (Sonchus arvensis), пыреем ползучим (Agropyron repens), встречались единичные экземпляры молочая прутьевидного (Euphorbia virgata) и полыни обыкновенной (Artemisia vulgari).

Таблица 7. Развитие и распространенность корневых гнилей в посевах яровой пшеницы в зависимости от основной обработки (2009 г.), %

Варианты Развитие ко рневой гнили по органам, % Распро-странен-ность, %

первичные корни эпико-тиль вторичные корни основание стебля среднее

В2Ц+ТТ (контроль) 28,6 15,4 25,5 29,4 24,7 100

в20+дд 29,4 14,1 29,8 30,4 26,0 100

П12 (без предпосевной обработ- ™+ДД 34,1 17,7 32,9 32,7 29,3 100

Но+ДД 37,8 16,9 32,5 35,2 30,6 100

п12+дд 30,4 14,3 29,0 31,1 26,2 100

Но+СХ 34,9 19,6 35,9 39,5 32,5 100

Полученные результаты показывают, что к полной спелости корневой гнилью были поражены все растения (распространенность - 100 %), только в разной степени. Наименьшее развитие корневой гнили на яровой пшенице было на контроле (В20+ТТ - 24,7 %), на традиционной вспашке с посевом комплексом Джон Дир (В20+ДД - 26,0 %) и технологии с поверхностной обработкой почвы (П12+ДД - 26,2 %), а наибольшее — на варианте прямого посева — 32,5 %.

Засушливый 2010 г. был самым неблагоприятным по количеству выпавших осадков . В течение вегетационного периода наблюдалась острая нехватка влаги. Развитие корневой гнили в этот период было самым низким за три года исследований.

Структура урожая и качество продукции. Достоверная разность в урожайности в пользу вариантов с осенней поверхностной в сочетании с весенней предпосевной обработками почвы и традиционной зяблевой вспашкой обеспечена, в основном, за счет разницы в количестве продуктивных стеблей. Масса 1000 зерен была в пределах от 34,7 г на прямом посеве до 38,4 г - в варианте зяблевой вспашки.

Таблица 8. Структура урожая яровой пшеницы в зависимости от технологий обработки, 2009 г.

Количество, ПГГ./М2 Про-дук-тив-ная кустистость Коли- Масса Мае Био лог. ур- •гь, т/га

Вариант растений про-дук-тив-ных стеб чество зерен в 1 колосе, шт. зерен с 1 колоса, г са 1000 зерен, г

лей

в20+тт (контроль) 310 353 1,14 29,0 1,12 38,4 3,96

Взо+ДД 312 349 1,12 28,0 1,13 36,8 3,94

П12 (без предпосевной обра- ботки+ДД 308 342 1,11 27,0 1,00 37,7 3,83

Но+ДД 290 336 1,16 28,0 1,00 35,9 3,70

п,2+дд 306 349 1,14 28,0 1,14 38,0 3,98

Но+СХ 283 311 1,10 27,0 0,90 34,7 3,11

НСРо.05 0,15

Качество зерна яровой пшеницы. Благодаря меньшей засоренности посевов и пораженное™ растений яровой пшеницы корневой гнилью на вариантах традиционной и минимальной технологий содержание сырой клейковины в зерне составило около 25 %. При возделывании по нулевой технологии ее содержание уменьшилось на 2 %.

По всем вариантам зерно яровой пшеницы относится ко второй группе-ИДК 80-100.

Стекловидность зерна на контроле оказалась несколько выше, чем на поверхностных обработках и прямом посеве.

Сравнительно лучшие показатели по натуре были на вариантах с традиционной технологией (748-750 г/л), на поверхностной обработке почвы - 744-745 г/л и 743 г/л - на варианте опыта без механической обработки с применением нулевой обработки.

Экономическая оценка. Основная разница в затратах между сравниваемыми технологиями была в расходе ГСМ и амортизационных отчислениях. Если на контроле применялась отечественная техника, то на других вариантах дорогостоящая техника производства США и Германии.

Применение удобрений и химических мер защиты растений по вариантам опыта одинаковое, поэтому разница в структуре затрат была между расходом ГСМ и амортизационными отчислениями. Наибольший удельный вес (5,4 %) горюче-смазочные материалы занимают на варианте с традиционной технологией, а наименьший (3,4 %) на варианте технологии без обработки почвы (прямой посев).

Наибольшая разница между вариантами в удельном весе затрат на амортизационные отчисления. Так, если на варианте зяблевой вспашки они занимают 4,4 %, то на варианте с поверхностной обработкой агрегатом Рубин и посеве посевным комплексом Джон Дир составляют 6,5 %. Наименьший уровень рентабельности из-за сравнительно низкой урожайности яровой пшеницы наблюдается на варианте нулевой обработки -46,9 %.

При сравнительно высоких ценах реализации зерна яровой пшеницы 1П класса (5500 руб./т) на всех вариантах его производство оказалось рентабельным. Особенно высокий уровень рентабельности получен в вариантах с технологией возделывания культур с применением агрегата «Рубин», как с весенней поверхностной обработкой, так и без нее и посевом посевным комплексом Джон Дир, норма рентабельности от 82,9 до 80,1 процента.

Энергетическая оценка. Известно, что технология возделывания сельскохозяйственных культур считается эффективной, если коэффициент энергетической эффективности т|>1. Наши расчеты показали, что в

2009 и 2011 гг. все изучаемые технологии являются эффективными. В

2010 году при возделывании ячменя на зерно эффективным оказался только вариант опыта с нулевой обработкой почвы. Наиболее высокой энергетический коэффициент получен при производстве яровой пшеницы. Это связано с высокой урожайностью культуры по сравнению с другими культурами.

Таблица 9. Биоэнергетическая эффективность возделывания культур при различных технологиях обработки почвы

Вариант Яровая пшеница Ячмень Горохо-ячменная смесь

В2о+ТТ (контроль) 3,36 0,68, 2,52

Вм+ДД 3,21 0,44 2,27

Г1[2 (без предпосевной 3,47 0,88 2,10

Но+ДД 3,24 0,88 2,16

П„+ДД 3,35 0,87 2,38

Нп+СХ 2,75 1,24 1,95

Энергетическая эффективность в годы проведения исследований была выше на вариантах технологий с зяблевой вспашкой. Причем, самые высокие коэффициенты были на вариантах, которые обеспечили максимальную урожайность - традиционная технология и традиционная технология обработки почвы осенью с посевом посевным комплексом Джон-Дир, и на этих вариантах использовалась отечественная техника, стоимость которой, по сравнению с современной зарубежной, использованной на технологиях с минимальной обработкой почвы, намного ниже.

ВЫВОДЫ

1. В течение вегетационного периода возделывания зерновых культур наиболее благоприятные агрофизические показатели наблюдались при традиционной технологии обработке почвы - осенней зяблевой вспашке на 20 см с оборотом пласта после уборки предшественника и посевом комбинированным агрегатом «Джон Дир». Плотность сложения почвы не отличалась от показателей, полученных при вспашке, и составила 1,10-1,11 г/см3 на глубине 0-10 см и 1,22-1,23 г/см3 на глубине 1020 см. Близкие показатели в агрофизических свойствах обеспечивала минимальная обработка осенью и перед посевом агрегатом «Рубин».

2. За исследуемый период во всех изучаемых вариантах ресурсосберегающей технологии обработки почвы отмечено увеличение содержания гумуса. Наибольшее увеличение органического вещества почвы произошло при нулевой обработке и составило в слое почвы 0-10 см 0,08 %. Хорошие показатели сохранения и накопления гумуса отмечены в варианте с весенней предпосевной обработкой агрегатом «Рубин» (0,06 %). В этих вариантах сохранение стерни меньше нарушает естественный процесс почвообразования и предотвращает эрозию.

Минимизация обработки почвы способствовала более высокому содержанию водопрочных структурных агрегатов в пахотном слое почвы.

Если на контроле их содержание было 57,3 %, то на варианте двойной минимальной обработке — 73,2 %.

3. Нулевая обработка посевным комплексом «Сид Хок» обеспечила наибольшие запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы перед посевом культуры. По сравнению с зяблевой вспашкой в слое почвы 0-10 см под посевами содержалось влаги больше на 38 % (ячмень), на 6 % (яровая пшеница) и на 7 % (горохо-ячменная смесь). В течение вегетационного периода запасы продуктивной влаги, как в пахотном слое, так и в метровом были выше при использовании технологий с минимальной обработкой агрегатом «Рубин» и прямого посева. Перед уборкой горохо-ячменной смеси на зеленую массу в варианте с нулевой обработкой в слое 0-100 см запас влаги составил 142,3 мм, что на 39,7 мм или 38,6 % больше, чем при традиционной вспашке.

4. Использование зяблевой вспашки, в технологиях возделывания культур, позволяет мобилизировать доступного азота больше, чем минимальные обработки почвы, что связано с изменениями агрофизических свойств тяжелосуглинистой почвы, состава и структуры гумусового горизонта. Во второй половине вегетационного периода нитратных форм азота в верхней части пахотного слоя почвы (0-10 см) больше содержалось на вариантах технологий с минимальной обработкой почвы, что связано с поверхностным размещением азотных удобрений.

5. Минимальная обработка почвы приводила к увеличению мик-робиоты в верхней части пахотного слоя (0-10 см), и резкому повышению активности микроорганизмов в сравнении со вспашкой.

6. Более слабое Поражение ячменя и яровой пшеницы корневыми гнилями отмечалось на традиционных технологиях и составило на яровой пшенице - 28,8 %, а на ячмене 24,7 %.

7. При зяблевой вспашке наблюдалась наименьшая засоренность посевов. Из технологий с минимальной обработкой почвы наиболее эффективной в борьбе с сорной растительностью была поверхностная обработка с весенней предпосевной обработкой почвы.

8. Осенняя поверхностная обработка в сочетании с предпосевной обработкой с последующим посевом комплексом «Джон Дир» позволила получить наибольшую биологическую урожайность яровой пшеницы и горохо-ячменной смеси на зеленую массу, в опыте с ячменем наилучшие показатели обеспечила нулевая обработка посевом комплексом Сид Хок.

9. Содержание сырой клейковины в зерне на вариантах с осенней вспашкой и с двойной минимальной обработкой выше на 2 %, чем на вариантах с однократной минимальной обработкой.

10. Наши исследования показали, что технологии возделывания культур с применением агрегата «Рубин», более рентабельные, чем традиционные технологии, основанные на вспашке, что обеспечивается более высоким урожаем и снижением текущих затрат.

11. При использовании нулевой обработки почвы в системах машин следует адаптировать все звенья системы земледелия, а именно: систему применения удобрений, систему защиты растений, а также возможности изменения сроков посева возделываемых культур.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При возделывании яровых зерновых культур, для выполнения полевых работ в сжатые сроки и экономии ресурсов, целесообразно заменить традиционную зяблевую вспашку ресурсосберегающей технологией с осенней поверхностной и весенней предпосевной обработками почвы на глубину 10-12 см комбинированным агрегатом «Рубин» и посевом комплексом ДжонДир.

2. Рекомендуется использовать данную технологию при возделывании полевых культур как обеспечивающую более высокую рентабельность при лучшем сохранении гумуса, структурности почвы, и снижении ветровой и водной эрозии.

3. При внедрении технологий возделывания культур, основанных на нулевой обработке, следует адаптировать все звенья системы земледелия и сроки посева полевых культур. Успешность ее внедрения связана с тщательной отработкой всей технологической цепочки и продолжительностью ее внедрения.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Хисамова Г.Ш. Прямой посев в условиях Предкамья Республики Татарстан / Р. В. Миникаев, Г. Ш. Хисамова, Г.С. Сайфиева // Вестник Казанского государственного аграрного университета. -2011.-№3.-С. 133-136.

2. Хисамова Г.Ш. Ресурсосберегающая технология возделывания ячменя на серых лесных почвах Республики Татарстан / Р. В. Миникаев, Г. Ш. Хисамова, Г.С. Сайфиева // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 2. - С. 102-105.

3. Хисамова Г.Ш.. Влияние обработки почвы на агрофизические свойства, засоренность и урожайность горохо-ячменной смеси / Г. Ш. Хисамова // Вестник Казанского государственного аграрного университета.-2012.-№ 3.-С. 151-155.

4. Хисамова Г. Ш. Эффективность ресурсосберегающих технологий при возделывании яровой пшеницы / Р.В. Миникаев, А. С. Салихов, Г.С. Сайфиева // Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Инновационные разработки молодых ученых АПК России. Посвященный памяти Р. Г. Гареева. - Казань, 2010. - С. 310-314.

5. Хисамова Г.Ш. Агрофизические свойства и пищевой режим почвы при ресурсосберегающих технологиях возделывания горохо-ячменной смеси на серой лесной почве Республики Татарстан / А. Сабиров, Г. Ш. Хисамова, Р.В. Миникаев, Г.С. Сайфиева // Материалы студенческой (региональной) научной конференции. Студенческая наука - аграрному производству-Казань, 2010. - С. 135-138.

6. Хисамова Г.Ш. Микробиологическая активность почвы и фитоса-нитарное состояние посевов при ресурсосберегающих технологиях возделывания горохо-ячменной смеси на серой лесной почве Республики Татарстан / Э. Хайруллина, Г. Ш. Хисамова, Р.В. Миникаев, Г.С. Сайфиева // Материалы студенческой (региональной) научной конференции. Студенческая наука - аграрному производству- Казань, 2010. - С. 178-181.

7. Хисамова Г.Ш. Необходимость внедрения ресурсосберегающих технологий в сельскохозяйственное производство / Г. Ш. Хисамова // Актуальные проблемы истории и философии науки на современном этапе развития АПК, биотехнологий и техники, экологии и лесного хозяйства. -

Казань, 2010.-С. 50-52.

8. Хисамова Г.Ш. Некоторые результаты изучения ресурсосберегающих технологий возделывания ячменя на серой лесной почве Республики Татарстан / Р.В. Миникаев, В. Ф. Мареев, И. Г. Манюкова, Г.С. Сайфиева, Г. Ш. Хисамова И Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Инновационное развитие агропромышленного комплекса - Казань, 2011. - С. 62-65.

9. Хисамова Г.Ш. Водно-физические показатели почвы при ресурсосберегающих технологий возделывания ячменя на серой лесной почве Республики Татарстан / И. Газизов, И.Миннегараев, Г. Ш. Хисамова, Р.В. Миникаев, Г.С. Сайфиева // Материалы 69-ой студенческой (региональной) научной конференции. Студенческая наука - аграрному производст-ву.-Казань,2011.-С. 153-156.

10. Хисамова Г.Ш. Фитосанитарное состояние посевов и микробиологическая активность при ресурсосберегающих технологиях возделывания ячменя на серой лесной почве Республики Татарстан // И. Туктамы-шев, Р. Фатгахов, Г. Ш. Хисамова, Р.В. Миникаев, Г.С. Сайфиева // Материалы 69-ой студенческой (региональной) научной конференции. Студенческая наука - аграрному производству - Казань, 2011. - С. 285-288.

11. Хисамова Г.Ш. Особенности агрофизических показателей почвы при ресурсосберегающих технологиях возделывания ячменя в Предкамье РТ // И. Газизов, И. Туктамышев, Г. Ш. Хисамова, Р.В. Миникаев, Г .С. Сайфиева // Сборник материалов республиканского конкурса научных работ студентов и аспирантов на соискание премии им. Н.И. Лобачевского.- Казань, 2011. - С. 231-232.

12. Хисамова Г.Ш. Ресурсосберегающие технологии возделывания ячменя на серой лесной почве Республики Татарстан / Р. В. Миникаев,

Г.С. Сайфиева, Г. Ш. Хисамова // Материалы научно-практического семинара, посвященного 75-летию со дня рождения профессора Хуснутди-нова Ш.К. Иркутск, 2011. - С. 68-73.

13. Хисамова Г.Ш. Изучение ресурсосберегающих технологий обработки почвы при возделывании смеси гороха с ячменем на серой лесной почве Предкамья Республики Татарстан / Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых поев. Памяти Р.Г. Га-реева. - Казань, 2012. - С. 327-332.

14. Хисамова Г.Ш. Изучение агрофизических свойств серой лесной почвы при ресурсосберегающих технологиях возделывания горохо-ячменной смеси в условиях Предкамья Республики Татарстан / И. Р. За-малиев, И. А. Шибалов, Г. Ш. Хисамова, Р.В. Миникаев, Г.С. Сайфиева // Материалы 70-ой студенческой (региональной) научной конференции. Студенческая наука - аграрному производству - Казань, 2012. - С. 64-67.

15. Хисамова Г.Ш. Фитосанитарное состояние почвы и посевов при возделывании горохо-ячменной смеси в республике Татарстан / Г. И. Нурмухаметова, Г. X. Хусаинова, Г. Ш. Хисамова, Р.В. Миникаев, Г.С. Сайфиева // Материалы 70-ой студенческой (региональной) научной конференции. Студенческая наука - аграрному производству- Казань, 2012. -С. 131-134.

Формат 60x84/16 Тираж 1в0. Подписано к печати J0.t0.iOli,

Печатьофсетная.Усл.п.л. /л? Заю

Издательство КГАУ/420015 г-Казаиь, улЛШаркса, д.65 Лицензия на издательскую деятельность код 221 ИД №06342 от 28.11.2001 г. Отпечатано в типографии КГАУ 420015 г.Казань, ул.К.Мяркс^ д.65. Казанский государственный аграрный университет

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Газизова, Гулия Шагинуровна, Казань

ФГБОУ ВПО «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

О/. "5А4 1X77/ I

■»¿и I ¿ил ТЧ

Газизова Гулия Шагинуровна

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ТЕХНОЛОГИЯХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР И ИХ ПРОДУКТИВНОСТЬ В УСЛОВИЯХ ПРЕДКАМЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Миникаев Р. В.

На правах рукописи

Казань-2013

52 55

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 3

1.ГЛАВ А 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В 7

ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

1Л. Значение обработки почв в регулировании плодородия почв

и используемых технологиях возделывания полевых 7 культур

1.2. Влияние обработки на агрофизические, агрохимические показатели и фитосанитарное состояние почвы и посевов

1.3. Взаимосвязь основной обработки почвы с биотическими ^ свойствами почвы и урожайностью яровых культур

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 3 9

2.1. Природные и почвенные условия Предкамья Республики ^д Татарстан

2.2.Метеорологические условия в годы проведения исследований 43

2.3. Схема опыта 48

2.4. Методика полевых наблюдений и лабораторных исследований

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ НА АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВЫ

3.1. Изменение структуры и плотности сложения почвы 55

3.2. Особенности водного режима почвы 63

3.3. Питательный режим почвы 71

3.4. Характер биологического режима 79 3.4.1 Особенности гумусообразования 87

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ ФИТОСАНИТАРНОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВЫ И ПОСЕВОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ 91 ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ

4.1. Засоренность посевов и почвы 91

4.2. Пораженность растений болезнями 98 ГЛАВА 5. ПРОДУКТИВНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУЛЬТУР В ЗЕРНОПАРОВОМ ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ 107

5.1. Структура урожая и качество продукции 107

5.2. Экономическая и энергетическая оценка применения минимизации обработки почвы при возделывании яровой пшеницы, 111 ячменя и горохо-ячменной смеси на зеленую массу

ВЫВОДЫ 120

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 123

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 124

ПРИЛОЖЕНИЯ 145

ВВЕДЕНИЕ

Основными задачами агропромышленного комплекса России являются стабильное обеспечение страны продовольствием, сырьем и повышение эффективности сельскохозяйственного производства.

Актуальность темы. Во многих хозяйствах республики Татарстан серые лесные почвы характеризовались рядом неблагоприятных факторов: низким содержанием гумуса; сильным уплотнением пахотного горизонта; увеличением засоренности почвы, посевов и пораженности растений вредителями и болезнями; развитием водной и ветровой эрозий. Следовательно, повышение урожайности возделываемых растений и устойчивости земледелия возможно при снижении агрономически неблагоприятных факторов.

Мировая история земледелия последнего десятилетия, в том числе России и Республики Татарстан, характеризуется дискуссией вокруг системы обработки почвы. Что лучше: вспашка или безотвальная обработка, а может, прямой посев по системе «No-till» обеспечит получение наибольшей экономической выгоды от возделывания сельскохозяйственных культур и снизить негативные экологические последствия в земледелии.

Сторонники минимальной обработки почвы утверждают, что ресурсосберегающие технологии обеспечивают снижение себестоимости продукции за счет экономии горюче-смазочных материалов и уменьшения трудозатрат, оказывают положительный экологический эффект через сохранение и воспроизводство почвенного плодородия, сокращения выброса углекислого газа в атмосферу и снижение ущерба от водной и ветровой эрозии.

Согласно данным экспертов ФАО, в мировом сельскохозяйственном производстве «No-till» применяется на площади 106-108 млн га. За последние 10 лет среднестатистический показатель внедрения нулевой технологии в мире составил 6 млн га в год (Небавский, 2005).

Преимущества ресурсосберегающих приемов обработки почвы:

- растительные остатки остаются на поверхности и защищают почву от водной и ветровой эрозии, способствуют большему накоплению влаги в корнеобитаемом слое;

- до минимума уменьшается механическое воздействие на почву сельскохозяйственными машинами;

- позволяет оптимизировать сроки выполнения посевных работ;

- снижается себестоимость единицы растениеводческой продукции.

Таким образом, изучение влияния ресурсосберегающих технологий,

основанных на минимальной и нулевой обработке, как способа повышения плодородия почв и улучшения их фитосанитарного состояния направлено на решение актуальной проблемы земледелия.

Цель исследований. Изучить возможность использования и эффективность ресурсосберегающих технологий возделывания основных сельскохозяйственных культур с применением приемов минимизации обработки почвы и по системе No-till (без обработки почвы) на серых лесных почвах Республики Татарстан.

Задачи исследований:

1. Изучить влияние ресурсосберегающих приемов обработки почвы на агрофизические и агрохимические показатели плодородия при возделывании яровой пшеницы, ячменя и горохо-ячменной смеси на зеленую массу.

2. Установить закономерности и приемы оптимизации засоренности посевов, развития и распространенности болезней сельскохозяйственных культур;

3. Исследовать влияние приемов обработки почвы на активность почвенной микрофлоры;

4. Выявить влияние изучаемых технологий на урожайность сельскохозяйственных культур и качество зерна яровой пшеницы;

5. Дать экономическую и энергетическую оценку приемам минимизации обработки почв, технологиям возделывания сельскохозяйственных культур.

Научная новизна. Впервые на светло-серых лесных почвах Республики Татарстан выполнены комплексные исследования по изучению комбинаций ресурсосберегающих приемов обработки почвы с применением комбинированного почвообрабатывающего комплекса «Рубин», посевных комплексов Джон Дир и Сид Хок, их влияния на фитосанитарное состояние почвы и посевов, микробиологическую активность и урожайность культур по сравнению с традиционной технологией, основанной на зяблевой вспашке.

Практическая значимость. Исследованиями установлено, что внедрение технологии с осенней поверхностной и весенней предпосевной обработками почвы агрегатом «Рубин» и последующим посевом комплексом «Джон Дир» обеспечило наиболее высокую урожайность яровой пшеницы и горохо-ячменной смеси на зеленую массу, способствовало улучшению водного режима и активизации микробиологических процессов в почве. Применение данной технологии экономически рентабельнее традиционных технологий, и позволит в условиях Предкамья Республики Татарстан в более сжатые и оптимальные сроки подготовить почву и провести посев. Актуальность технологии возрастает в засушливые годы, когда минимизация обработки препятствует потере почвенной влаги.

Реализация результатов исследований. Основные результаты исследований используются в производстве в ООО «Саба» Сабинского района Республики Татарстан, а также в учебном процессе Казанского ГАУ при подготовке специалистов по агрономическим специальностям.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Изучаемые ресурсосберегающие технологии не ухудшают агрофизические, агрохимические показатели почвы.

2. Установлена возможность замены традиционной технологии возделывания культур сплошного посева, основанной на отвальной вспашке, ресурсосберегающей технологией с минимальной обработкой почвы и применением посевного комплекса Джон Дир.

3. Более эффективной при возделывании сельскохозяйственных культур из ресурсосберегающих технологий является с двукратной (осенью и весной) обработкой почвы агрегатом Рубин и посевом комплексом Джон Дир.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (Казань, 2010, 2012), научно-практическом семинаре (Иркутск, 2011), научных конференциях Казанского государственного аграрного университета (20092012 гг.) и получили положительную оценку. Результаты исследований использованы при написании 8 дипломных работ студентами 5 курса агрономического факультета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 3 в научном журнале, рекомендованном ВАК РФ для кандидатских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 145 страницах компьютерного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству, включает 37 таблиц, 7 рисунков, 12 приложений. Список литературы состоит из 190 наименований, в том 4 числе иностранных авторов.

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Миникаеву Р. В., кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Сайфиевой Г. С., сотрудникам кафедры общего земледелия, защиты растений и селекции Казанского ГАУ и студентам-дипломникам, за помощь в проведении исследований и оформлении диссертации.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖУРОЖАЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

1.1. Значение обработки почв в регулировании плодородия почв

и исследуемых технологиях возделывания полевых культур

В комплексе мероприятий по повышению культуры земледелия и увеличению урожаев сельскохозяйственных культур исключительное значение отводится обработке почвы (Терентьев, 2007). Хотя на сегодняшний день изменились орудия и способы, обработка почвы остается древнейшим приемом в земледелии и до настоящего времени, наряду с севооборотами и системой удобрений, является фундаментальной основой производства растениеводческой продукции.

Механическая обработка почвы, пройдя длительный путь развития от примитивных до современных интенсивных приемов, является самым значимым, самым энергоемким и трудоемким и тем самым проблематичным элементом системы земледелия.

Состояние растений в агрофитоценозе во многом зависит от того, какое механическое воздействие оказано на почву рабочими органами почвообрабатывающих орудий (Пыхтин, 2004).

С помощью механической обработки почвы достигают следующих целей:

- придание почве мелкокомковатого структурного состояния и оптимального для растений сложения почвы, при котором создавались бы благоприятные для роста растений и микрофлоры условия водного, воздушного, питательного и теплового режимов;

- поддержание благоприятного фитосанитарного состояния почвы и посевов;

- оптимальной заделка семян;

- снижение засоренности посевов, уничтожение зачатков вредителей и болезней сельскохозяйственных культур;

- предотвращение эрозионных процессов, чрезмерного переуплотнения почвы, уменьшение ее смыва, снижение непроизводительных потерь из почвы воды, гумуса, питательных веществ в целях сохранения потенциального плодородия и защиты почвы от эрозии (Пупонин, 2000).

В.И. Кирюшин (2006) считает, что обработка почвы должна рассматриваться непременно как элемент агротехнологии, находящийся в тесном взаимодействии с другими элементами (севооборот, доля пара, предшественник, удобрение, пестициды и т.д.) и агроэкологическими условиями, которые в той или иной мере определяют выбор способа обработки, глубины, частоты, возможности совмещения операций.

Вопросы обработки почвы всегда занимали в земледелии одно из центральных мест. Довольно ранние указания, касающиеся обработки почвы, мы находим в VIII книге исследований о растениях у Феофраста (370285 гг. до н.э.), где он подробно, для своего времени, сообщает сведения о посеве и обработке, подчеркивая соответствие климата и почвы для земледелия: «В некоторых местах, например, в Сирии, нехорошо пахать глубоко, почему там и пользуются маленькими плужками. В других местах, например, в Сицилии, очень тщательная обработка приносит вред...».

Г. И. Казаков (1997) видит основные задачи обработки почвы в:

- изменении строения пахотного слоя и структурного состояния для создания благоприятных водно-воздушного и теплового режимов, увеличению мощности аккумулятивного горизонта и окультуренности почвы;

- усилении круговорота питательных веществ и полезных микробиологических процессов;

- уничтожении сорных растений, возбудителей болезней и вредителей сельскохозяйственных культур;

- заделке в почву, где это необходимо, растительных остатков и удобрений;

- защите почвы от водной и ветровой эрозии;

-лишении жизненности многолетней растительности при обработке целинных и залежных земель;

- создании условий для заделки семян культурных растений на оптимальную глубину.

Бурное развитие пахотного земледелия началось с изобретения плуга с предплужником во второй половине XVIII века немецким крестьянином-кузнецом Рудольфом Сакком в Англии, Бельгии и чуть позднее в Германии. Плуг такого типа быстро распространялся во многих странах и практически конструктивно не изменился до нашего времени. Стремление к увеличению глубины обработки почвы объяснялось необходимостью создания мощного пахотного слоя, способного хорошо впитывать выпадающие осадки и бережно расходовать их.

В 1830 г. в Англии была сконструирована сеялка, в Туле - жатвенная машина, принципы работы которых сохранились до наших дней. Для обмолота хлебов были разработаны молотилки, совершенствование которых позволили изобрести комбайн. Со второй половины XIX века вместо живой тяголовой силы стали использовать паровой двигатель, а затем дизельный и электрический.

На разных этапах развития научного земледелия основные задачи обработки почвы понимались по-разному: Б. А. Доспехов (1976) считал, что задача основной обработки почвы заключается в создании такого строения пахотного слоя, которое способно обеспечить для растений и полезных микроорганизмов благоприятные условия водно-воздушного, теплового и питательного режимов, накопления и сбережения влаги или удаления ее избытка, по мнению П. А. Костычева (1951): «Цель обработки почвы заключается, и в том, чтобы изменить строение почвы, придать ей такое строение, которое для произрастания растений наиболее благоприятно».

Впервые классификацию обработки почвы дал академик В. Р. Вильяме (1939), где все имеющиеся в то время приемы механической обработки свел в 3 крупные системы: систему основной (зяблевой) обработки почвы, систему

предпосевной обработки и систему ухода за растениями. Необходимость зяблевой обработки почвы Вильяме видел в улучшении структуры почвы, согласно которой верхний слой почвы помещался на дно борозды, а наверх выносился более оструктуренный слой.

Несмотря на то, что плужная обработка почвы является наиболее древним и распространенным приемом земледелия, она не всегда и не везде была востребована. Поиск универсальных способов, как и борьба с шаблоном, традиционны. Периодически отвергая шаблоны, ученые и практики стремятся найти что-то лучшее, но нередко приходят к новому шаблону. Творческий подход с учетом места, времени, условий - вот задача земледельца (Шелухин, 1981).

С. С. Сдобников (1985) писал: «Главным фактором является оборачивание пласта. Если оно проводится ежегодно, пахотный слой поддерживается относительно выровненным по плодородию. Существенные различия накапливаются лишь после длительного применения безотвальной обработки».

Основоположником теории мелкой обработки почвы, способствующей лучшему накоплению и сохранению влаги, является Н. М. Тулайков. Он первым заговорил о применении в засушливых районах севооборотов с короткой ротацией, заложил основы почвозащитного земледелия. Мелкие бесплужные обработки почвы в почвозащитном земледелии служили альтернативой глубокой вспашке, существующей долгое время основным приемом зяблевой обработки почвы.

Идеи и направления большинства последователей Н. М. Тулайкова, например француза Жана (1910), американца Фолкнера (1960) и других не смогли внедрить в производство неглубокие обработки из-за неизбежного нарастания засоренности полей, что снижало производительность труда.

Целесообразность вспашки подвергалась сомнению еще в конце XIX в. Активным пропагандистом мелких бесплужных обработок в России был И. Е. Овсинский. Он отвергал глубокую обработку почвы плугом и признавал

необходимость рыхления на 5-7,5 см для уничтожения сорных трав и заделки навоза. Необходимость такой обработки автор объяснял тем, что после разделки стерни и других свежих органических остатков на поверхности получается органический слой, хорошо сохраняющий влагу и гарантирующий доступ воздуха в почву по ходам, образованным червями и корневой системой отмерших растений.

«Уже десять с лишним лет при обработке земли я руководствуюсь принципом, что самый верхний слой почвы