Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность гибридов кукурузы различных групп спелости в зависимости от основной обработки почвы и минеральных удобрений в условиях степной зоны Центрального Предкавказья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность гибридов кукурузы различных групп спелости в зависимости от основной обработки почвы и минеральных удобрений в условиях степной зоны Центрального Предкавказья"

На правах рукописи

ПРОХОДА ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

ПРОДУКТИВНОСТЬ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП СПЕЛОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

06.01.01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 2 ДПР 1012

Краснодар-2012

005018380

Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» в 2008 - 2010 годы

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Найдёнов Александр Семёнович

Фролов Сергей Александрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кубанский государственный аграрный университет, профессор кафедры овощеводства

Толорая Тристан Рафаэльевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьянен-ко, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства кукурузы

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур имени B.C. Пустовойта Россельхозакадемии

Защита состоится « 26 » апреля 2012 года в 09°° часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.038.03 во ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, главный корпус, зал заседаний диссертационного 1 этаж, конф. зал № 104.

Тел./факс 8-(861)-221-57-93

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», с авторефератом - на сайтах http://vak.ed.gov.ru и httpyAyww.kubsau.ru.

Автореферат разослан « 24 » марта 2012 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Научный руководитель: Официальные оппоненты

Ведущая организация:

JI UtuV"*0

JI.В. Цаценко

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Основной путь развития сельского хозяйства нашей страны - увеличение урожайности зерновых культур, среди которых кукуруза по площади посева и валовому сбору зерна занимает одно из ведущих мест.

В создавшихся сложных экономических условиях увеличение производства зерна кукурузы не может быть достигнуто за счет расширения площади посева. Важным условием выращивания конкурентоспособной продукции является использование новых, более толерантных и адаптированных к местным условиям гибридов кукурузы, а также современных технологий их возделывания. При этом основное внимание должно уделяться энерго и ресурсосбережению, особенно при проведении наиболее затратной обработки почвы. Переход от повсеместной вспашки к научно-обоснованному сочетанию ее с поверхностной (противоэрозионной) обработкой позволит существенно снизить затраты на выращиваемую продукцию и повысить её продуктивность.

Эффективность вносимых под кукурузу минеральных удобрений зависит от многих факторов, в том числе и от отзывчивости гибрида на повышенный уровень минерального питания. Создание и использование отзывчивых на удобрения гибридов позволяет значительно увеличить урожайность кукурузы.

В связи с этим изучение особенностей реакции гибридов кукурузы различных групп спелости на агротехнические приёмы является актуальным и имеет научное и практическое значение. Это позволит усовершенствовать технологию возделывания гибридов кукурузы и обеспечить получение высоких и стабильных урожаев этой культуры в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение влияния основной обработки почвы и минерального удобрения, на продуктивный потенциал гибридов кукурузы различных групп спелости на черноземе обыкновенном Центрального Предкавказья.

В задачу исследований входило:

- изучить влияние основной обработки почвы на агрофизические показатели;

- выявить влияние основной обработки почвы и минеральных удобрений на рост и развитие гибридов кукурузы различных групп спелости;

- установить влияние основной обработки почвы на засоренность посева кукурузы;

- определить влияние изучаемых агролриемов на элементы структуры урожая и продуктивность гибридов кукурузы;

- определить экономическую эффективность и дать биоэнергетическую оценку изучаемых элементов технологии.

Научная новизна исследований. На черноземе обыкновенном Центрального Предкавказья определена возможность получения стабильной урожайности 60 - 80 ц/га гибридами кукурузы различных групп спелости в зависимости от основной обработки почвы и уровней минерального питания.

Дана комплексная оценка влияния различных способов обработки почвы на агрофизические свойства почвы и засоренность посева. Разработаны приемы

минимализации в технологии возделывания гибридов кукурузы, обеспечивающие стабильную урожайность при высоком уровне рентабельности.

Практическая значимость. Производству предложена усовершенствованная энергосберегающая технология возделывания гибридов кукурузы различных групп спелости. Разработаны принципы дифференцированного подхода к выбору технологии возделывания кукурузы на основе оптимизации способов обработки почвы и доз минеральных удобрений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- влияние сочетания способов обработки почвы с разным уровнем минерального питания на агрофизические показатели чернозема обыкновенного и урожайность гибридов кукурузы различных групп спелости;

- элементы технологии получения урожайности кукурузы у раннеспелых гибридов на уровне 4,1 - 5,7 т/га, включающие противоэрозионную обработку почвы и внесение удобрений в дозе N80PSoK8o;

- элементы технологии получения урожайности кукурузы у среднеранних гибридов на уровне 4,7 - 5,0 т/га, включающие противоэрозионную обработку почвы и внесение NgaPsoKso;

- элементы технологии получения урожайности кукурузы у среднеспелых гибридов на уровне 4,8 - 5,4 т/га, включающие противоэрозионную обработку почвы и внесение N80PS0K80;

- элементы технологии получения урожайности кукурузы у среднепозд-них гибридов на уровне 5,4 - 6,8 т/га, включающие противоэрозионную обработку почвы и внесение NsoPeoKgo-

Апробация работы. Результаты исследований докладывались в 2009 -2010 годах на преподавательских и студенческих научных конференциях Ставропольского государственного аграрного университета, на международных научно - практических конференциях, проводимых РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева (г. Москва, 2010 г.), ВНИИА (г. Москва, 2010 г.), КНИИСХ (г. Краснодар, 2009 г.), КубГАУ (г. Краснодар, 2010 г.), СтГАУ (г. Ставрополь, 2009, 2010 гг.), БСХА (г. Улан - Удэ, 2010 г.), региональной научно-практической конференции Дон ГАУ (п. Персиановка, 2010 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 15 сборниках научных трудов, научных и научно - производственных журналах.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 159 страницах, состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 171 наименование, в том числе 16 иностранных авторов, содержит 37 таблиц, в т.ч. 22 в приложении.

Содержание работы

Во введении изложена актуальность проблемы, общая характеристика работы, цель и задачи исследований, научная новизна, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, и практическая значимость работы.

В первой главе на основании обзора литературных источников показана степень изученности проблемы, приведены наиболее важные сведения по влия-

нию различной основной обработки почвы на её агрофизические свойства. Указаны авторы, занимавшиеся изучением способов обработки почвы в России, за рубежом и непосредственно на Северном Кавказе. По литературным источникам отмечена роль минеральных удобрений в формировании урожая кукурузы. Рассмотрена отзывчивость гибридов кукурузы различной скороспелости на уровень минерального питания.

Во второй главе приведена агроклиматическая характеристика места исследований, хозяйственно-биологическая характеристика объектов исследований, схема и методика проведения опытов. Исследования проводились в соответствии с тематическим планом НИР Ставропольского ГАУ. Опыт был заложен в 2008 - 2010 гг. в типичном для зоны звене севооборота - горох, озимая пшеница, кукуруза на зерно.

Схема опыта, опыт трехфакторный: а) основная обработка почвы -вспашка на 27 -30 см и противоэрозионная на 14 - 16 см; б) фон удобренности - без удобрений и расчётная норма удобрений под планируемый урожай, с учетом содержания элементов питания в почве (К80Р8оК8о); в) гибриды кукурузы различных групп спелости селекции Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукья-ненко и Всероссийского НИИ кукурузы: раннеспелые (Краснодарский 194, Машу к 170), среднеранние (ТОСС 246, Ньютон), среднеспелые (Краснодарский 382, РИК 340), среднепоздние (Краснодарский 425, Камилла).

Опытный участок приурочен к зоне неустойчивого увлажнения. Центрального Предкавказья (ГТК = 0,9 - 1,1). Среднегодовое количество осадков 450 мм. 2008 и 2010 годы были благоприятными для возделывания кукурузы, а в 2009 году наблюдался острый дефицит влаги в июне и первых двух декадах июля (в период цветения растений кукурузы), что в дальнейшем негативно сказалось на формировании урожая.

Почвы опытного участка относятся к группе черноземов обыкновенных, которые характеризуются хорошо развитым профилем, слабой гумусированно-стью и слабозаметной дифференциацией почвенного профиля на генетические горизонты, рыхлым сложением и хорошими водно-физическими свойствами.

Агрегатный состав определялся методом Н.И. Савинова(1981) в модификации АФИ. Влажность почвы в слое 0 - 200 см определяли осенью после обработки, перед посевом, в фазу выметывания и перед уборкой термостатно-весовым методом.

Фенологические наблюдения проводили согласно Методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985).

Густота стояния растений определялась согласно «Методике полевых опытов по изучению агротехнических приемов возделывания кукурузы».

Замеры биометрических показателей, динамику накопления зеленой массы и сухого вещества в фазы проводили по методике ВНИИ кукурузы (1980).

Фотосинтетический потенциал определялся по методике A.A. Ничипоро-

вича.

Для анализа продуктивности растений использовали Методические рекомендации по проведению полевых опытов с кукурузой (1980).

Учёт урожая проводили согласно Методики Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985) и Методическим рекомендациям по проведению полевых опытов с кукурузой (1980).

Биоэнергетическая оценка изучаемых агроприемов проводилась по методике КубГАУ (1995).

Экономическая эффективность на основе методических рекомендаций использования научных разработок в земледелии (1986).

Математическую обработку экспериментальных данных осуществляли методом дисперсионного анализа и методом корреляционно-регрессионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) в вычислительном центре КубГАУ.

Агротехника закладки и проведения опытов соответствовала данной зоне и культуре.

3 Влияние основной обработки почвы на её агрофизические свойства

3.1 Динамика плотности почвы в зависимости от основной обработки почвы. Изучаемые агротехнические приемы оказывали неоднозначное влияние на изменение плотности почвы в период вегетации кукурузы (таблица 1).

Таблица 1 - Динамика плотности почвы в зависимости от основной обработки почвы под кукурузу, г/см3 (2008 - 2010 гг.)__

Основная обработка почвы Слой почвы, см Плотности, г/см3

осенью перед посевом в фазу вым£-тывания перед уборкой

Отвальная вспашка (контроль) 0-5 0,87 0,91 1,14 0,96

5-15 0,91 1,05 1,16 1,15

15-25 1,06 1,15 1,22 1,19

среднее 0,95 1,04 1,17 1,13

Противо-эрозионная 0-5 0,87 0,93 1,16 1,00

5-15 0,89 1,08 1,19 1,15

15-25 1,03 1,24 1,25 1,28

среднее 0,93 1,08 1,22 1,17

В осенний период плотность почвы после её обработки по вариантам существенно не изменялась, т.е. она мало подвержена экологической изменчивости.

Весной, после проведения предпосевных обработок, при отвальной вспашке значение исследуемого показателя в течение всего периода наблюдения было наиболее близким к оптимальному. При противоэрозионной обработке почвы наблюдается тенденция к увеличению плотности.

На основе проведенного двухфакторного дисперсионного анализа, где за фактор — А был взят способ обработки почвы, за фактор В - слой почвы, мы определили, что способы обработки почвы оказывают слабое влияние на сложение плотности почвы.

3.2 Структурно-агрегатный состав почвы. При противоэрозионной обработке значительно измельчился верхний слой почвы, в результате увеличилось количество эрозионно-опасных частиц (< 1 мм). Однако их содержание за

все годы исследований не превышало 28 %, т.е. было ниже порога эродирования (50%). Количество пыли (частиц < 0,25 мм) было невелико независимо от способа обработки почвы (1,3 - 2,8%). Одинаковым в обоих случаях было и количество водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм - 60,3 - 70,4.

Коэффициент структурности в осенний период был лучшим на противо-эрозионной обработке почвы 2,3,тогда как по отвальной обработке 0,8.

Таким образом, к периоду наиболее вероятного проявления эрозии структурный состав почвы, как по отвальной, так и по противоэрозионной обработками был одинаковым, однако при противоэрозионной обработке почва находилась под защитой стерни озимой пшеницы (5-8 т/га), что улучшало защиту почвы от эрозии.

3.3 Запасы продуктивной влаги в почве. Установлено, что в условиях зоны неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья, проведение противоэрозионной основной обработки почвы вместо вспашки способствует лучшей влагообеспеченности метрового слоя почвы в период вегетации растений кукурузы (таблица 2).

Таблица 2 - Запасы продуктивной влаги в слое почвы 0 - 200см в посевах кукурузы в зависимости от основной обработки почвы, мм, (2008 - 2010 гг.)_

Основная обработка почвы Запас продуктивной влаги

весной перед посевом фаза цветения метёлок фаза полной спелости

Вспашка 206,0 82,6 54,7

Противоэрозионная 199,2 108,6 93,3

При сложившихся погодных условиях, противоэрозионная обработка почвы не обеспечивала более оптимального накопления осадков за осеннее-зимнее-весенний период (ко времени посева, соответственно, 199,2 и 206,0 мм по противоэрозионной обработке почвы и по вспашке), однако она способствовала лучшей на 26,0 мм (23,9%) сохранности почвенной влаги к критическому моменту цветения растений кукурузы. К фазе полной спелости разница в запасах продуктивной влаги увеличилась до 38,6 мм или на 41,4%.

4 Рост и развитие гибридов кукурузы в зависимости от основной обработки почвы и минеральных удобрений

4.1 Продолжительность вегетационного и межфазных периодов кукурузы. В среднем за три года всходы появлялись на 14 сутки и не зависели от изучаемых агротехнических приёмов (таблица 3). На продолжительность межфазных периодов и всего вегетационного периода развития растений кукурузы у всех гибридов, изучаемые способы обработки почвы влияния не оказывали. В тоже время внесение минеральных удобрений, обеспечивающих улучшение питательного режима, способствовало удлинению межфазных периодов «всходы - цветение метёлки» и «цветение метёлки - полная спелость» надвое суток.

Таблица 3 - Продолжительность межфазных периодов развития гибридов кукурузы различных групп спелости в зависимости от основной обработки почвы и минеральных удобрений, суток (2008 — 2010 гг.) _

Гибрид Основная Удобрения Посев- Всходы- Цветение Вегета-

обработка всходы цветение метелки - цион-

почвы метелки полная спелость ный период

вспашка без удобрения 14 50 45 95

Машук ^0Р8оК80 14 52 47 99

170 противо- без удобрения 14 50 45 95

эрозионная Ы80Р80К80 14 52 47 99

Краснодарский 194 вспашка без удобрения 14 51 46 97

^0Р8ОК80 14 53 48 101

противо- без удобрения 14 51 46 97

эрозионная ^оР8оК8о 14 53 48 101

вспашка без удобрения 14 57 52 109

Ньютон ^Т8оР8оК8о 14 59 54 113

противо- без удобрения 14 57 52 109

эрозионная Ы8оР8ОК-8О 14 59 54 113

вспашка без удобрения 14 56 50 106

ТОСС ^оРвоКво 14 58 52 110

246 противо- без удобрения 14 56 50 106

эрозионная ^оРвоКво 14 58 52 110

вспашка без удобрения 14 62 60 122

РИК 340 ЫвоРвоК-во 14 64 62 126

противо- без удобрения 14 62 60 122

зрозионная М80Р80К80 14 64 62 126

Краснодарский 382 вспашка без удобрения 14 64 60 124

МюРюК» 14 66 62 128

противо- без удобрения 14 64 60 124

эрозионная N8oP8oK8o 14 66 62 128

вспашка без удобрения 14 66 65 131

Камилла М8оР8оК8о 14 68 67 135

противо- без удобрения 14 66 65 131

эрозионная Н80Р80К80 14 68 67 135

Краснодарский 425 вспашка без удобрения 14 67 65 132

ЫвоРвоКво 14 69 67 136

противо- без удобрения 14 67 65 132

эрозионная 14 69 67 136

В итоге, продолжительность вегетационного периода кукурузы возросла на

четверо суток.

4.2 Высота растений гибридов кукурузы. В таблице 4 представлены данные по влиянию изучаемых приёмов на динамику высоты растений гибридов кукурузы.

Таблица 4 - Влияние основной обработки почвы и минеральных удобрений на высоту растений кукурузы, см, (2008 -2010 гг.)_

Гибрид Основная обработка почвы Удобрения Фаза вегетации

5-6 листьев 10- 11 листьев вымётывание

Машук 170 вспашка контроль 18 84 182

КвоРбоКао 23 97 221

противоэрози-онная контроль 21 84 183

К80Р80К80 23 101 227

Краснодарский 194 вспашка контроль 16 94 202

Ы8оР«оК80 21 105 227

противоэрози-онная контроль 18 92 207

КвоРвоКго 22 107 234

Ньютон вспашка контроль 18 95 207

МиРиКю 20 99 224

протавозрози-онная контроль 20 90 215

^оРзоКво 22 103 230

ТОСС 246 вспашка контроль 20 99 212

^оРзоКзо 21 101 229

противоэрози-онная контроль 19 103 220

^оРвоК-ВО 21 105 235

РИК 340 вспашка контроль 19 100 207

М80Р;50К80 23 115 238

противоэрози-онная контроль 20 106 218

К8сР8ОК80 25 120 240

Краснодарский 382 вспашка контроль 20 110 234

^8&Р8оК80 23 127 249

противоэрози-онная контроль 21 113 240

^сРвсКзд 24 129 251

Камилла вспашка контроль 22 115 216

^^воРврКво 27 141 234

противоэрози-онная контроль 22 119 227

N8,^80^0 28 149 250

Краснодарский 425 вспашка контроль 20 123 241

Н8;1РК1К80 26 170 257

противоэрози-онная контроль 22 126 244

^воРбо^во 28 172 265

НСР05, см 6,8

В начальный период роста и развития кукурузы (5-6 листьев в варианте без удобрений) высота растений изменялась незначительно от 18 до 22 см в зависимости от группы спелости гибрида. На фоне полного минерального питания (И8оР8оК8о) высота растений варьировала на более высоком уровне от 23 до 28 см.

В фазу 10-11 листьев высота растений кукурузы варьировала от 84 до 126 см и от 97 до 172 см соответственно на контроле и удобренном фоне. Прирост при этом составил, соответственно, 42 см (50%) и 75 см (77%).

Отмечена широкая реакция гибридов кукурузы на изменение высоты растений от применения полного минерального удобрений в фазу выметывания. У раннеспелых гибридов Машук 170 и Краснодарский 194 она изменялась соответственно на 39 - 44 см и 25 - 27 см. Наибольший прирост отмечен на варианте с противоэрозионной обработкой почвы.

Высота растений среднеранних гибридов Ньютон и ТОСС 246 изменялась незначительно на 15 - 17 см и не зависела от улучшения агрофона.

Высота растений среднеспелых гибридов РИК 340 и Краснодарский 382 достоверно увеличивалась при применении полного минерального удобрений при изучаемых способах основной обработки почвы.

Изменение высоты растений у среднепоздних гибридов Камилла и Краснодарский 425 также было достоверно при применении полной дозы минерального питания. Максимальная отзывчивость на увеличение уровня минерального питания отмечена у раннеспелых и среднеспелых гибридов кукурузы.

Диаметр стебля гибридов кукурузы варьировал незначительно, но отклонения на варианте ^оРвоКво было достаточно заметным и достигало у раннеспелых гибридов 0,4 - 0,5 см, у среднеранних гибридов 0,5 - 0,7 см, у среднеспелых 0,7 - 0,8 см, у среднепоздних - 0,7 см.

4.3 Динамика накопления гибридами кукурузы сухой биомассы. В фазу 5-6 листьев в вариантах без удобрений количество накопившейся сухой биомассы колебалось в пределах 0,57 - 1,00 ц/га, а на фоне внесения минеральных удобрений 0,79 - 1,32 ц/га (таблица 5).

В фазу 10-11 листьев накопление сухой биомассы без удобрений варьировало по мере увеличения группы спелости от 2,9 до 4,7 ц/га. Прирост составил 1,8 ц/га или 62%. Аналогичное накопление сухого вещества в пределах 3,9 - 6,2 ц/га наблюдалось на фоне минерального питания. Прирост составил 2,3 ц/га или 59%.

Отмечена положительная реакция гибридов кукурузы на внесение основного минерального удобрения и в фазу выметывания. Не зависимо от способа обработки почвы накопление сухого вещества составило 4,9 ц/га или 18,7%.

Максимальные показатели по накоплению сухого вещества получены в фазу полной спелости. У группы раннеспелых гибридов (Машук 170 и Краснодарский 194) на вариантах с внесением минеральных удобрений сформировано сухого вещества больше на 18,6 и 20,1 ц/га или 22,8 и 23,5% соответственно по вспашке и противоэрозионной основной обработке почвы. Замена вспашки противоэрозионной обработкой также способствовало росту данного показате-

Таблица 5 - Динамика накопления сухой биомассы гибридами кукурузы в зависимости от основной обработки почвы и минеральных удобрений, ц/га, (2008 -2010 гг.) ___

Гибрид Основная обработка почвы Удобрения Фаза вегетации

5-6 листьев 10-11 листьев выметывание полная спелость

Машук 170 вспашка контроль 0,62 2,9 20,0 54,9

^„РвоКво 0,83 3,9 26,3 75,0

противоэро-зионная контроль 0,57 2,7 18,7 51,5

^оРвоКда 0,79 3,7 27,0 71,5

Краснодарский 194 вспашка контроль 0,79 3,7 25,9 71,2

и8оР8оК8о 0,87 4,1 31,3 88,2

противоэро-зионная контроль 0,89 4,2 29,0 79,5

^оРвоКда 0,92 4,3 31,4 86,3

Ньютон вспашка контроль 0,77 3,6 25,0 68„7

Ь'воРвоКво 0,91 4,3 29,8 72,0

противоэро-зионная контроль 0,72 3,4 23,5 64,4

N80P8oK80 | 0,91 4,3 29,9 82,1

ТОСС 246 вспашка контроль 0,72 3,4 23,6 64,7

КюРюК» 0,89 4,2 29,7 81,8

противоэро-зионная контроль 0,79 3,7 26,4 72,4

К.оРюК.о 0,98 4,6 31,8 87,3

РИК 340 вспашка контроль 0,83 3,9 27,4 75,3

К8оР 80^80 1,02 4,8 33,1 81,0

противоэро-зионная контроль 0,77 3,6 25,0 68,7

Н»оРюКи 0,79 3,7 30,6 94,0

Краснодарский 382 вспашка контроль 0,77 3,6 26,2 65,8

0,91 4,3 30,1 82,8

противоэро-зионная контроль 0,72 3,4 23,9 72,0

Н80Р80К80 1,01 4,9 24,1 93,6

Камилла вспашка контроль 0,89 4,2 29,2 80,2

^оРвоКбо 1,0 4,7 32,7 89,8

противозро-зионная контроль 0,85 4,0 27,7 81,2

^'воРвоКбО 1,06 5,0 34,4 94,4

Краснодарский 425 вспашка контроль 0,98 4,6 32,4 89,1

^всРвоКбо 1,06 5,0 34,6 95,2

противоэро-зионная контроль 1,0 4,7 34,8 95,5

^оР8оК8о 1,32 6,2 42,9 117,8

ля, как на контроле, так и на удобренном фоне на 1,5 и 4,0 ц/га или 4,0 и 4,7% соответственно.

Аналогичная закономерность накопления сухого вещества наблюдалась и у гибридов других групп спелости.

Определенные нами доли влияния факторов на накопление сухого вещества составляли: в фазу 5-6 листьев фактора А (гибрид) - 22,05%, фактора В (основная обработка почвы) - 0,43%, фактора С (удобрения) - 23,41%.

В фазу 10 - 12 листьев фактора А - 21,01%, фактора В - 0,39%, фактора С - 21,95%. В фазу выметывания доля влияния фактора А - 30,06, фактора В -5,80, фактора С - 33,16%. В фазу полной спелости доли влияния фаеторов: А -30,39%, В - 6,00%, С - 32,79%.

4.4 Площадь листовой поверхности и фотосинтетический потенциал посева. Способ обработки почвы и внесение удобрений оказали значительное влияние на площадь листовой поверхности во все фазы роста кукурузы (таблица 6).Так, в фазу 5 — 6 листьев у раннеспелых гибридов площадь листовой поверхности на варианте без удобрений была одинаковой 2,7 тыс. м2/га. Внесение удобрений увеличивало площадь листовой поверхности по вспашке на 0,7 тыс.м2/га или на 26%, по противоэрозионной обработке на 0,9 тыс.м2/га или на 33%. Разница между удобренными вариантами составляла 0,2 тыс.тыс. м2/га или 6% в пользу противоэрозионной обработки.

У среднеспелых гибридов на варианте без удобрений большая площадь листовой поверхности сформировалась на противоэрозионной обработке. Превышение составило 0,1 тыс. м2/га или 4%. Внесение удобрений увеличивало площадь листовой поверхности на 0,6% тыс. м2/га или на 21% по изучаемым способам обработки почвы.

У среднеспелых гибридов на неудобренном варианте площадь листовой поверхности по вспашке была на 0,3 тыс. м"/га или на 10% больше, чем по противоэрозионной обработке. Внесение удобрений увеличивало площадь листовой поверхности по вспашке на 0,5 тыс. м2/га или на 16%, по противоэрозионной обработке на 0,9 тыс. м2/га или на 32%. Разница между удобренными вариантами составила 3% в пользу противоэрозионной обработки.

У среднепоздних гибридов на варианте без удобрений величина этого показателя была так же больше на противоэрозионной обработке. При внесении удобрений увеличение составило по вспашке 0,4 тыс. м2/га или на 11%, по противоэрозионной обработке 0,9 тыс. м2/га или на 25%. У этой группы гибридов на удобренном фоне по противоэрозионной обработке площадь листовой поверхности составила на 0,6 тыс. м2/га или 15% больше, чем по вспашке.

В фазе 10-11 листьев и цветения метелки наблюдалась аналогичная закономерность. Ассимиляционные процессы и формирование листьев у гибридов кукурузы всех групп спелости превалировали на удобренном фоне на вариантах с противоэрозионной обработкой почвы.

Определенные нами доли влияния изучаемых факторов на динамику площади листовой поверхности составляли: в фазу 5-6 листьев фактора А -29,03%, фактора В - 5,47%, фактора С - 34,02%.

Таблица б - Площадь листовой поверхности кукурузы в зависимости от основной обработки почвы и применения минеральных удобрений, тыс. м2/га, (2008 -

2010 гг.)

Гибрид Основная обработка почвы Удобрения Фаза вегетации

5-6 листьев 10-11 листьев вымётывание

Машук 170 вспашка без удобрения 2,3 10,9 25,1

Г^оРво^о 3,1 14,9 34,4

противоэрози-онная без удобрения 2,1 10,3 23,7

М80Р30К80 3,0 14,3 32,9

Краснодарский 194 вспашка без удобрения 3,0 14,2 32,7

^оРзоКво 3,7 17,6 40,6

противоэрози-онная без удобрения 3,3 15,9 36,6

^оРзоКво 4,2 20,3 46,0

Ньютон вспашка без удобрения 2,9 13,7 31,6

ИзоРзоКво 3,4 16,4 37,7

противоэрози-онная без удобрения 2,7 12,9 29,6

НоРЛо 3,4 16,4 37,8

ТОСС 246 вспашка без удобрения 2,7 13,0 29,8

НоР8оК8о 3,4 16,3 37,6

противозрози-онная без удобрения 3,1 14,5 33,3

3,6 17,5 40,2

РИК 340 вспашка без удобрения 3,1 15,0 34,6

М8оРВоК8о 3,8 18,2 41,8

противозрози-онная без удобрения 2,8 13,7 31,6

N80? 80^80 3,5 16,8 38,6

Краснодарский 382 вспашка без удобрения 3,0 14,4 33,1

^оР8оК-80 3,4 16,6 _| 38,1

противоэрози-онная без удобрения 2,7 13,1 30,2

1ЧвоР8ОК8О 3,9 ¡8,7 43,0

Камилла вспашка без у добрения 3,3 16,0 36,9

^оР«оКю 3,8 18,0 41,3

противоэрози-онная без удобрения 3,4 16,6 38,2

КзоРгоК-во 3,9 18,9 43,4

Краснодарский 425 вспашка без удобрения 3,6 17,4 40,1

Н8оР8оК8о 4,0 19,0 43,8

противозрози-онная без удобрения 3,8 18,0 43,9

^оР8оК8о 4,9 23,6 54,2

В фазу 10-11 листьев фактора А - 23,43%, фактора В - 6,22%, фактора С

- 34,08. В фазу выметывания доли влияния факторов: А - 30,20%, В - 6,52%, С

- 32,70%.

Таким образом, у изучаемых гибридов различных групп спелости во все фазы вегетации наибольшая площадь листовой поверхности отмечалась на про-тивоэрозионной обработке при внесении NgoPsoK-go- В среднем за 3 года у всех изучаемых гибридов более высокий уровень фотосинтетического потенциала формировался при посеве кукурузы по противоэрозионной обработке. Так, в зависимости от длины вегетационного периода фотосинтетическая активность листьев кукурузы изменялась от 904 до 1217 тыс.м2/га*сутки на вспашке и от 942 до 1884 тыс.м2/га«сутки на противоэрозионной обработке, что на 38 - 67 тыс.м2/га*сутки или на 4 - 6% больше. Внесение NgoPeoKso под основную обработку увеличивало фотосинтетический потенциал посева у раннеспелых гибридов на вспашке на 269 тыс.м2/га'сутки или на 30%, на противоэрозионной обработке на 291 тыс.м2/га*сутки или на 31%. На удобренном фоне на противоэрозионной обработке он был на 60 тыс.м2/'га • сутки или на 5% больше, чем на вспашке.

4.5 Количественный и видовой состав сорной растительности в посевах кукурузы. Трехлетние наблюдения за изменением степени засоренности почвы, через 3 недели после внесения гербицида Трофи в дозе 2 л/га показали, что засоренность на вспашке - 22 шт./м2, на противоэрозионной обработке 30 шт./м2, что на 8 шт./м2 или на 36% больше чем на вспашке. Перед уборкой засоренность уменьшилась и составляла на вспашке - 20 шт./м2, а на противоэрозионной - 26 шт./м2, что на 6 шт./м2 или на 30% больше, чем на вспашке.

Таким образом, как показали наши исследования, противоэрозионная обработка почвы приводила к увеличению засоренности посевов кукурузы на 30 -36% за счет увеличения количества однолетних и многолетних сорняков на этих вариантах опыта в сравнению с контролем.

5 Элементы структуры урожая гибридов кукурузы

Как показали наблюдения, длина початка у гибридов кукурузы различных групп спелости незначительно зависела от изучаемых приёмов основной обработки (таблица 7). Существенное влияние на этот показатель оказали применяемые дозы минеральных удобрений. Так, у раннеспелых гибридов она варьировала от 15,7 до 17,8 см, у среднеранних от 15,0 до 17,8 см, у среднеспелых от 16,0 до 17,7 см, а у среднепоздних от 16,6 до 19,0 см. Доля влияния фактора А -56,08%, фактора В - 3,29%, фактора С - 14,53%.

Число зёрен в початке у раннеспелых гибридов было в пределах 410 - 423 штук. На удобренном варианте число зерен увеличивалось на 30 - 36 шт. или на 7 - 9%, причём преимущество было за противоэрозионной обработкой. Сред-неранние гибриды большее число зерен в початке сформировали на вспашке -409 шт. Удобрения увеличивали число зерен на 23 - 30 шт. или на 6 - 8%. У среднеспелых гибридов на вспашке было 463 зерна в початке, а на противоэро-

Таблица 7 - Элементы структуры урожая гибридов кукурузы в зависимости от основной обработки почвы и применения минеральных удобрений (2008 - 2010 гг.)

Гибрид Основная Удобре- Густо- Число Длина Число Масса Масса

обработка ния та почат- почат- зёрен зерна 1000

почвы стоя- ков, ка, см в по- с по- зерен,

ния, тыс. чатке, чатка, г

тыс. шт./га шт. г

шт./га

Машук 170 вспашка контроль 62.1 56,9 17,0 386 55 142

Г^0Р80К80 61,4 58,1 17,7 416 74 178

противоэро-зионная контроль 63,0 55,9 15,7 373 53 142

МюРиКю 62,0 57,9 17,5 409 71 174

Краснодарский 194 вспашка контроль 60,4 55,2 16,5 435 74 170

МюРюК» 62,0 56,7 17,8 463 89 192

противоэро-зионная контроль 63,0 55,8 16,2 472 82 174

^аРюКвд 63,0 57,7 17,1 509 100 196

Ньютон вспашка контроль 56,5 51,1 15,0 432 77 178

N80? 8оК80 58,4 53,3 15,1 454 88 194

противоэро-зионная контроль 56,0 50,0 15.2 434 74 171

ЫйоРиКво 57,4 52,5 16,4 460 90 196

ТОСС 246 вспашка контроль 56,6 49,5 16,5 386 75 194

КбоРвоКво 57,4 50,8 17,8 410 93 227

противоэро-зионная контроль 55,1 47,9 16,0 359 87 242

^оРаоКво 57,0 50,6 17,1 394 99 251

РИК 340 вспашка контроль 50,0 45,5 17,0 441 95 215

50,3 46,4 17,5 472 113 239

противоэро-зионная контроль 49,1 44,8 16,1 439 88 200

^8оР 8оКзо 50,0 46,1 17,3 488 105 215

Краснодарский 382 вспашка кошроль 49,2 44,8 16,0 485 92 190

Ы^оРвоКво 50,9 46,1 17, 528 103 195

противоэро-зионная кошроль 49,2 44,3 16,6 432 85 197

^оРвоК-вО 50,6 47,3 17,7 523 114 218

Камилла вспашка кошроль 49,0 45,2 16,6 581 102 176

М?0Р?оК80 50,2 47,5 18,5 623 109 175

противозро-зионная контроль 49,1 44,3 18,2 590 100 169

50.0 46,4 19,0 609 117 192

Краснодарский 425 вспашка КОНТРОЛЬ 48,8 47,6 17,8 469 108 230

ЫвоР^оКво 50,7 49,8 18,2 501 110 220

противоэро-зионная контроль 49,1 46,6 17,0 435 118 271

НюРюКво 50,0 49,1 18,3 490 138 282

зионной на 27 шт. или на 6% меньше. Внесение удобрений увеличивало число зерен на 37 - 70 шт. или на 8 - 16%. Наибольшую отзывчивость на внесение удобрения проявляли среднепоздние гибриды.

В варианте без удобрения на вспашке в початке кукурузы было сформировано 525 зерен, а на противоэрозионной обработке 513.

Минеральные удобрения приводили к увеличению числа зерен в початке при изучаемых обработках на 37 нгг. или на 7%. Доля влияния фактора А -27,57%, фактора В- 1,47%, фактора С - 13,38%.

Масса зерна с початка и масса 1000 зёрен у всех гибридов зависели как от основной обработки почвы, так и. применяемых минеральных удобрений. Так у раннеспелых гибридов отмечена наиболее низкая масса зерна с початка, которая варьировала в пределах от 53 до 100 г. У среднеранних гибридов - от 74 до 99 г. У среднеспелых и среднепоздних гибридов она была выше и колебалась от 85 до 114 г и от 100 до 138 г соответственно.

Между массой зерна с одного початка кукурузы и изучаемыми факторами наблюдалась сильная множественная связь (г = 0,927). Уравнение регрессии имело вид: У = 6,56Xt + 4,00Х2 + 15,50Х3 + 53,79. Доля влияния фактора А - 52,14%, фактора В - 6,94%, фактора С - 26,92%.

6 Урожайность гибридов кукурузы различных групп спелости в зависимости от основной обработки почвы и минеральных удобрений.

При анализе полученных данных было выявлено в зоне неустойчивого увлажнения существенное действие основного минерального удобрения на урожайность зерна гибридов кукурузы, которое выразилось в её увеличении на 0,95 т/га или на 23,0 % (таблица 8). Влияние способа основной обработки почвы при этом зафиксировано не было.

Кроме того, было обнаружено взаимное положительное влияние в зоне неустойчивого увлажнения основного минерального удобрения и противоэро-зионной основной обработки почвы на урожайность зерна гибридов кукурузы. Так, на фоне проведения противоэрозионной основной обработки почвы по сравнению со вспашкой отмечено повышение эффективности применения основного минерального удобрения на 0,29 т/га или на 7,0 % (по вспашке прибавка от удобрений составила 0,79 т/га, а по противоэрозионной основной обработки почвы -10,8 т/га).

В свою очередь и минеральные удобрения способствовали росту результативности изучаемого вариантов основной обработки почвы. Так, если в варианте без применения удобрений способ основной обработки почвы не приводил к изменению уровня урожайности (разница ниже НСР05 и поэтому не существенна), то на удобренном фоне отмечено увеличение урожайности на 0,32 т/га или на 6,0 % при проведении противоэрозионной основной обработки почвы.

Результаты математического моделирования пошаговой множественной регрессии показа™, что между урожайностью гибридов кукурузы различных групп спелости и изучаемыми приемами существует тесная корреляционная зависимость. Множественный коэффициент корреляции равнялся 0,832. Уравнение регрессии имело вид: У = 0,19Xi + 0,18Х2+ 0,93Х3 + 3,20.

Таблица 8 - Урожайность гибридов кукурузы в зависимости от основной обра-

Гибрид (А) Основная обработка почвы (В) Удобрения (С) Средняя урожайность Среднее по:

фактору

А В С

Машук 170 вспашка без удобрений 3,14 3,63 4,53 4,13

Г^вРвоКда 4,31 5,08

противо-эрозионная без удобрений 2,96 4,67

^аРмКво 4,11

Краснодарский 194 вспашка без удобрений 4,09 4,87

Н80Р80К80 5,07

противо-эрозионная без удобрений 4,57

Ы80Р80К80 5,75

Ньютон вспашка без удобрений 3,95 4,27

^вэРбоКво 4,71

противо-эрозионная без удобрений 3,70

^воРвоКво 4,72

ТОСС 246 вспашка без удобрений 3,72 4,40 1

^8ОР8ОК8О 4,70

противо-эрозионная без удобрений 4,16

М8эР8оК.8о 5,02

РИК 340 вспашка без удобрений 4,33 4,58

1^8аР8оК8о 5,23

противо-эрозионная без удобрений 3,95

^8эР8оК8э 4,83

Краснодарский 382 вспашка без удобрений 4,14 4,51

^воРгоКво 4,76

противо-эрозионная без удобрений 3,78

М»РЮК„> 5,38

Камилла вспашка без удобрений 4,61 4,89

Н8аР8оК80 5,16

противо-эрозионная без удобрений 4,38

Н8оР8оК8о 5,43

Краснодарский 425 вспашка без удобрений; 5,12 5,66

Ы8оР8оК8о | 5,47

противо-зрозионная без удобрений 6,49

^8ОР8ОК8О 6,51

НСР05 АВС 0,62

А 0,30

В 0,11

С 0,11

7 Биоэнергетическая и экономическая оценка основной обработки почвы и применения минеральных удобрений при возделывании гибридов кукурузы различных групп спелости.

Анализ показал, что агрономический эффект полностью подтверждается биоэнергетической эффективностью изучаемых приёмов агротехники (таблица 9).

Таблица 9 - Биоэнергетическая оценка основной обработки почвы и примене' ния минеральных удобрений при возделывании кукурузы (2008 - 2010 гг.)

Основная обработка почвы

вспашка противоэрозионная

Гибрид фон минерального питания

без удобрений без удобрений ^оРЛо

Урожайность зерна, т/га 4,14 4,93 4,17 5,25

Выход энергии с 1 га, ГДж 67,5 80,3 68,0 85,6

Затраты совокупной энергии на 1 га, ГДж 39,2 47,4 36,1 44,3

Приращение энергии, ГДж 28,3 32,9 32,1 41,3

Коэффициент соотношения полученной и затраченной энергии 1,7 1,7 1,9 1,9

Коэффициент чистой эффективности 0,7 0,7 0,9 0,9

Выход основной продукции на 1 ГДж затраченной энергии 0,11 0,11 0,12 0,12

Выход энергии с 1 га у гибридов всех групп спелости был прямо пропорционален урожайности зерна кукурузы.

Затраты совокупной энергии на 1 га зависели от способа основной обработки почвы и фона минерального питания и имели тенденцию к снижению на фоне проведения противоэрозионной обработке на 3,1 ГДж/га (7,0 - 8,6%).

Применение удобрений с нормой Ы80Р80К80 увеличивало затраты совокупной энергии на 8,2 ГДж/га или на 21%. На вспашке они составляли 47,4 ГДж/га. а противоэрозионной обработке на 3,1 ГДж/га или на 7% меньше. В связи с этим все показатели биоэнергетической оценки изменялись в зависимости от выхода энергии с 1 га и затрат совокупной энергии на 1 га.

Приращение энергии в варианте со вспашкой было меньше по сравнению с противоэрозионной обработкой на 4,6 - 9,2 ГДж/га, на варианте без удобрений и удобренном фонах. При внесении удобрений этот показатель повышался на вспашке на 9,3 ГДж или на 47 %, на противоэрозионной обработке на 10,7 ГДж или на 42%.

Коэффициент чистой эффективности повышался на 22,2% при замене вспашки противоэрозионной основной обработкой почвы.

Таким образом, биоэнергетическая оценка основной обработки почвы и применения минеральных удобрений при возделывании гибридов кукурузы различных групп спелости показала, что у всех изучаемых гибридов наибольшие значения биоэнергетических показателей были на противоэрозионной обработке на вариантах с внесением удобрений максимальными они были у сред-

непоздних гибридов Камилла и Краснодарский 425. Так, выход энергии с 1 га, составил соответственно, 88,5 и 110,4 ГДж, приращение энергии - 44,2 и 66,1 ГДж, коэффициент соотношения полученной и затраченной энергии - 2,0 и 2,5, коэффициент чистой эффективности - 1,0 и 1,5, выход основной продукции на 1 ГДж затраченной энергии - 1,2 и 1,5.

Экономическая эффективность возделывания гибридов кукурузы различных групп спелости зависела как от основной обработки почвы, так и применяемых удобрений (таблица 10). Стоимость валовой продукции определялась величиной урожайности и ценой на зерно кукурузы.

Таблица 10 - Экономическая оценка основной обработки почвы и применения минеральных удобрений при возделывании гибридов кукурузы различных групп спелости, 2008 - 2010 гг.___

Гибрид Основная обработка почвы

вспашка 1 противоэрозионная

фок минерального питания

без удобрений ї^сР8оК8о без удобрений

Урожайность зерна, т/га 4,14 4,93 4,17 5,25

Стоимость валовой продукции с 1 га, руб. 24825 29558 25043 31508

Производственные затраты на 1 га, руб. 6499 11251 5942 10694

Себестоимость 1 ц, руб. 157 230 147 208

Чистый доход с 1 га, руб. 18326 18307 19101 20814

Уровень рентабельности,% 281 162 321 194

При отсутствии удобрений противоэрозионная основная обработка почвы на фоне стабильности урожайности и стоимости валовой продукции способствовала снижению производственных затрат на 9,4%, себестоимости продукции - на 9,0%, а затрат на ГСМ - на 28,3%. При этом чистый доход на единицу площади оставался неизменным, а рентабельность производства повышалась на 39,5%.

Проведение противоэрозионной оснозной обработки почвы на фоне внесения полного минерального удобрения обеспечило рост стоимости валовой продукции на 6,2%, чистого дохода с 1 га на 12,0% и уровня рентабельности на 31,75% при снижении производственных затрат на 5,2% и себестоимости продукции 10,6%.

При внесении минеральных удобрений, на варианте со вспашкой, повышалась урожайность и стоимость валовой продукции (на 16,%),однако увеличивались производственные затраты (на 42,2%) и себестоимость продукции (на 30,3%). Это привело к снижению уровня рентабельности на этом варианте опыта до 119,25%. На фоне противоэрозионной основной обработки почвы увеличение производственных затрат (рост которых по отношению к контролю отмечался на уровне 44,4%) обеспечили максимальные урожайность и стоимость валовой продукции с 1 га, рост которых составил 20,5%.

Таким образом, лучшие экономические показатели в нашем опыте у всех гибридов кукурузы были на противоэрозионной обработке почвы при внесении N,oP,oK„. Максимальной величины они достигали при возделывании средне-поздних гибридов Камилла и Краснодарский 425. В среднем за годы исследований эти показатели составили: стоимость валовой продукции с 1 га 36600 руб., чистый доход с 1 га 25906 руб., уровень рентабельности - 242%. Себестоимость 1 ц зерна кукурузы на этом варианте опыта была наименьшей - 17В руб.

Выводы

1. Проведенные исследования показывают возможность путём рационального сочетания основной обработки почвы и минеральных удобрений существенно изменить агрофизические свойства почвы и за счет этого повысить урожайность гибридов кукурузы различных групп спелости.

2. Плотность почвы в осенний период была одинаковой как по отвальной вспашке, так и по противоэрозионной обработке - 0,93 - 0,95 г/см3. Весной, после проведения предпосевных обработок, некоторое уплотнение почвы отмечено в слое 15 - 25 см на варианте с противоэрозионной обработкой. К уборке кукурузы плотность почвы на всех вариантах опыта повысилась до 1,26 - 1,28 г/см3.

Изучаемые способы основной обработки создают структурный состав почвы, который в зимне-весенний период обеспечивают ее сохранность от выдувания, то есть количество частиц менее 1 мм составляло 24,1 - 24,4% не превышало порога эродирования, равного 50%.

3. Запасы доступной влаги в слое 0 - 200 см в период посева на обеих обработках почвы были равными (199,2 - 206,0 мм). В фазы цветения и полной спелости на противоэрозионной обработке запасы влаги были на 26,0 - 38,6 мм больше, чем на вспашке.

4. Изучаемые агротехнические приёмы оказали слабое влияние на продолжительность прохождения межфазных периодов роста и развития растений у гибридов кукурузы. Как показали наблюдения, этот показатель в большей степени определялся погодными условиями в конкретном году.

5. Основная обработка почвы и минеральные удобрения не оказывали влияния на густоту стояния кукурузы. Гибель растений кукурузы за период вегетации в годы исследований варьировало от 2 до 9%.

Высота растений кукурузы зависела от основной обработки почвы и минеральных удобрений. Гибриды кукурузы проявляли неодинаковую отзывчивость на эти факторы, что объясняется различными биологическими особенностями гибридов кукурузы и сложившихся погодных условий.

6. В условиях зоны неустойчивого увлажнения основная обработка почвы и минеральные удобрения оказали различное влияние на накопление сухого вещества растениями гибридов кукурузы различных групп спелости. Большее накопление наблюдалось на противоэрозионной обработке при внесении удобрений в дозе NsoPgoKso. Максимальным же этот показатель был у среднепоздних гибридов (94,4 ц/га у гибрида Камилла и 117,8 ц/га Краснодарского 425).

7. У гибридов кукурузы различных групп спелости во все фазы вегетации наибольшая площадь листовой поверхности отмечалась на противоэрозионной обработке при внесении М8сРыК80. Максимальные показатели получены у группы среднепоздних гибридов в фазу выметывгния (у Камиллы - 43,4 тыс.м2/га. у Краснодарского 425 - 54,2 тыс.м2/га).

8. Максимальный фотосинтетический потенциал сформировался при посеве среднепоздних гибридов кукурузы на противоэрозионной обработке с внесением удобрений в дозе ^оРвоКво - 1548 - 2028 тыс.м2/га • сутки.

9. Противоэрозионный способ основной обработки почвы приводил к увеличению засоренности посевов кукурузы на 30 - 36%.

10. Основная обработка почвы и внесение минеральных удобрений оказывали значительное влияние на формирование початков кукурузы у всех изучаемых гибридов.

На вариантах без удобрений число початков по вспашке было на 0,2 - 1.4 тыс.шт./га больше, чем по противоэрозионной обработке. Внесение удобрений увеличивало число початков по вспашке на 1,1 - 2,3 тыс.шт./га, по противоэрозионной обработке на 2,0 - 3,! тыс.шт./га. Наибольшее число початков сформировали среднеранние гибриды.

Длина початка на вариантах без удобрений была больше на 0,1 - 0,8 см по вспашке. Внесение удобрений увеличивало длину по вспашке на 0,7 - 1,0 см. а на противоэрозионной обработке на 1,1 - 1,3 см.

Число зерен в початке на вариантах без удобрений была больше на вспашке на 12-27 шт., за исключением раннеспелых гибридов. Масса зерна с початка на неудобренном варианте была больше при противоэрозионной обработке на 3 - 5 г или на 5 - 7%, за исключением среднеспелых гибридов. Внесение удобрений увеличивало массу зерна с початка на вспашке на 5 - 17 г. а на противоэрозионной обработке на 14 - 23 г.

Масса 1000 зерен на варианте без удобрений была больше на противоэрозионной обработке на 2 - 17 г или на 1 - 8%. Удобрения увеличивали массу 1000 зерен (на вспашке на 5 -29 г, на противоэрозионной обработке на 17-27 г.)

11. В условиях зоны неустойчивого увлажнения выявлено положительное влияние полного минерального удобрения и противоэрозионной обработки почвы на продуктивность гибридов кукурузы различных групп спелости.

У раннеспелых гибридов кукурузы урожайность, по вариантам опыта, варьировала в пределах 2,96 - 5,75 т/га, у среднеранних 3,70 - 5,02 т/га, у среднеспелых 3,78 - 5,38 т/га и у среднепоздних 4,61 - 6,77 т/га. У гибридов всех групп спелости наибольшая урожайность получена на варианте с внесением удобрений и противоэрозионной обработкой почвы.

12. Биоэнергетическая оценка основной обработки почвы и применения минеральных удобрений при возделывании гибридов кукурузы различных групп спелости показала, что наибольшие значения биоэнергетических показателей отмечены на противоэрозионной обработке при внесении удобрений в дозе ^оРюК-во- Максимальными они были у среднепоздних гибридов Камилла и Краснодарский 425: выход энергии с 1 га - 88,5 - 110,4 ГДж, приращение энергии 44,2 - 66,1 ГДж, коэффициент соотношения полученной и затраченной

энергии 2,0 - 2,5, коэффициент чистой эффективности 1,0 - 1,5, выход основной продукции не 1 ГДж затраченной энергии 1,2 - 1,5.

13. Лучшие экономические показатели в опыте у всех гибридов кукурузы были на противоэрозионной обработке почвы при внесении NjoPsoKgo Максимальной величины они достигали при возделывании среднепоздних гибридов Камилла и Краснодарский 425. В среднем по этим гибридам стоимость валовой продукции с 1 га составила 36600 руб., чистый доход с 1 га 25906 руб., уровень рентабельности - 242%. Себестоимость 1 ц зерна кукурузы на этом варианте опыта была наименьшей - 178 руб.

Предложения производству

В условиях неустойчивого увлажнения, на черноземе обыкновенном Центрального Предкавказья, для получения высокой продуктивности гибридов кукурузы (различных групп спелости) с максимальным экономическим эффектом предлагается энергосберегающая технология возделывания этой культуры, основными элементами которой являются:

- противоэрозионная основная обработка почвы (КПЭ- 3,8) на 14- 16 см;

- внесение минеральных удобрений в дозе NgoPsoKgo.

разработанные элементы технологии позволяют получить урожайность:

- раннеспелых гибридов Машук 170, Краснодарский 194 на уровне 4,1 -5,75 т;

- среднеранних гибридов Ньютон, ТОСС 246 на уровне 4,72 - 5,02 т;

- среднеспелых гибридов РИК 340. Краснодарский 382 на уровне 4.83 -5,38 т;

- среднепоздних гибридов Камилла, Краснодарский 425 на уровне 5,43 -6,77 т.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

I. Статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных по перечню ВАК Министерства образования и науки РФ

1. Прохода В.И. Возделывание кукурузы при минимализации основной обработки почвь: / В.И. Прохода, Р.В. Кравченко // Вестник БГСХА, 2010. - № З.-С. 59-62.

2. Прохода В.И. Эффективность противоэрозионной основной обработки почвы при возделывании кукурузы в Ставропольском крае I Р.В. Кравченко, В.И. Прохода / Труды КубГАУ, 2011. - № 5 (32). - С. 114 - 117.

3. Прохода В.И. Обоснование применения основного минерального удобрения при возделывании кукурузы в условиях зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края / В.И. Прохода. // Кукуруза и сорго, 2011. 4. - С. 17 -19.

11. Статьи в аналитических сборниках и материалах конференций

1. Прохода В.И. Продуктивность гибридов кукурузы в условиях зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края / Р.В. Кравченко, О.В. Тронева, В.И. Прохода // Генетика, селекция и технология возделывания кукурузы: сб.

науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. «Золотое наследие академика ВАСХ-НИЛ М.И. Хаджинова». - Краснодар: «Эдви», 2009. - С. 205 - 210.

2. Прохода В.И. Влияние способов основной обработки на содержание водопрочных агрегатов почвы в условиях зоны неустойчивого увлажнения на чернозёме обыкновенном / В.И. Прохода, А.И. Тивиков, Р.В. Кравченко // Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса ЮФО : мат. 73-й науч. практ. конф. / СтГАУ - Ставрополь, 2009. - С. 225 - 227.

3. Прохода В.И. Влияние способов основной обработки почвы на агрегатный состав в условиях зоны неустойчивого увлажнения на чернозёме обыкновенном /В.И. Прохода, А.И. Тивиков, И.А. Вольтере, Р.В. Кравченко, О.В. Тро-нева // Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса ЮФО: мат. 73-й науч. практ. конф. / СтГАУ - Ставрополь, 2009. - С. 227 - 230.

4. Прохода В.И. Возделывание гибридов кукурузы в условиях зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края / О.В. Тронева, В.И. Прохода, Р.В. Кравченко // Рациональное использование природных ресурсов и экологическое состояние в современной Европе: сб. науч. тр. по мат. Междунар. на-учн.-практ. конф. - Ставрополь, 2009. - С. 155 - 157.

5. Прохода В.И. Реакция продуктивного потенциала гибридов кукурузы на внесение полного минерального удобрения / Н.Ю. Степанова, О.В. Тронева, Р.В. Кравченко, В.И. Прохода // Образование. Наука. Производство - 2009 : сб. науч. статей по мат. студ. науч.-практ. конф. - Ставрополь, 2009. - С. 112 - 114.

6. Прохода В.И. Разработка элементов безгербицидной технологии возделывания гибридов кукурузы / Н.Ю. Степанова, О.В. Тронева, В.И. Прохода, Р.В. Кравченко // Образование. Наука. Производство - 2009: сб. науч. статей по мат. студ. науч.-практ. конф. - Ставрополь, 2009. - С. 114-115.

7. Прохода В.И. Влияние основной обработки почвы на урожайность гибридов кукурузы в условиях Ставропольского края / О.В. Тронева., В.И. Прохода, Р.В. Кравченко // Проблемы экологии и защиты растений в сельском хозяйстве // сб. науч. статей по материалам 74-й научно-практической конференции -Ставрополь: Ставропольское издательство «Параграф», 2010. -С. 87 - 89.

11. Прохода В.И. Влияние минеральных удобрений на урожайность гибридов кукурузы в зависимости от основной обработки почвы / О.В. Тронева, В.И. Прохода, Р.В. Кравченко И Комплексное применение средств химизации в даптивно-ландшафтном земледелии: сб. науч. ст. по мат. 44-ой Междунар. на-учн. конф. молодых ученых и специалистов // ВНИИА. - М., 2010 - С.ЗОЗ -306.

12. Прохода В.И. Эффективность минеральных удобрений в безгербицидной технологии возделывания гибридов кукурузы / В.И. Прохода, О.В. Тронева, Р.В. Кравченко // Энтузиасты аграрной науки: труды / Куб.ГАУ. - Краснодар, 2010. - Вып. 12. - С. 287 - 289.

13. Прохода В.И. Эффективность минеральных удобрений при возделывании кукурузы в зависимости от основной обработки почвы / О.В. Тронева, В.И. Прохода, Р.В. Кравченко // Удобрения, мелиоранты и средства защиты растений в современном земледелии: сб. науч. тр. ДонГАУ. - Персиановка, 2010.-С. 100-105.

14. Прохода В.И. Продуктивность гибридов кукурузы в условиях различных агроклиматических зон Ставропольского края / О.В. Тронева, В.И. Прохода Р.В. Кравченко // Междунар. конф. молодых ученых и специалистов, по-свящ. 145-летию РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева: Сборник статей. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2010. - Т. 1. -С. 127 - 130.

15. Прохода В.И. Эффективность внесения основного минерального удобрений при возделывании кукурузы в условиях зоны неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья / Р.В. Кравченко, В.И. Прохода // "Образова-нието и науката на XXI век": материали за 7-а международна научна практична конференция. Том 15. Екология. География и геология. Селско стопанство. Ветеринарна наука (17-25 октомври, 2011). - София: "Бял ГРАД-БГ" ООД, 2011. -С. 83 -86.

Подписано в печать 20,03.2012 г. Бумага офсетная Печ. л. 1 Тираж 100 экз.

Формат 60x84 1/16 Офсетная печать Заказ №2-18

Отпечатано в типографии КубГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Прохода, Владимир Иванович, Краснодар

61 12-6/628

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

ПРОХОДА ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

ПРОДУКТИВНОСТЬ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП СПЕЛОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

06.01.01 - общее земледелие

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки Кубани и республики Адыгея, профессор Найдёнов A.C.

Краснодар - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7

1.1 Влияние основной обработки почвы на агрофизические свойства почвы и урожайность кукурузы 7

1.2 Отзывчивость гибридов кукурузы различной скороспелости на уровень минерального питания 28

1.3 Вредоносность сорных растений в посевах кукурузы 3 8

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 41

2.1 Почвенно-климатические условия 41

2.2 Схема опыта и методика проведения исследований 47

3 АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ 51

3.1 Динамика объемной массы почвы в зависимости от основной обработки почвы 51

3.2 Структурно-агрегатный состав почвы 58

3.3 Запасы продуктивной влаги в почве 61

4 РОСТ И РАЗВИТИЕ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ 64

4.1 Продолжительность вегетационного и межфазных периодов роста

и развития кукурузы 64

4.2 Густота стояния и высота растений гибридов кукурузы 68

4.3 Динамика накопления сухой биомассы гибридами кукурузы 74

4.4 Площадь листовой поверхности и фотосинтетический потенциал посева 78

4.5 Количественный и видовой состав сорной растительности в

посевах кукурузы 86

5 ЭЛЕМЕНТЫ СТРУКТУРЫ УРОЖАЯ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ

89

6 УРОЖАЙНОСТЬ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП СПЕЛОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ

ПОЧВЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ 99

7 БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ

ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП СПЕЛОСТИ 105

ВЫВОДЫ 115

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 118

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 119

ПРИЛОЖЕНИЯ 137

ВВЕДЕНИЕ

Основной путь развития сельского хозяйства нашей страны - увеличение урожайности зерновых культур, среди которых кукуруза по площади посева и валовому сбору зерна занимает одно из ведущих мест. В создавшихся сложных экономических условиях увеличение производства зерна кукурузы не может быть достигнуто за счет расширения площади посева. Важным условием выращивания конкурентоспособной продукции является использование новых, более толерантных и адаптированных к местным условиям гибридов кукурузы, а также современных технологий их возделывания. При этом основное внимание должно уделяться энерго-ресурсосбережению, особенно при проведении наиболее затратной обработки почвы. Переход от повсеместной вспашки к научно-обоснованному сочетанию ее с поверхностной (противоэрозионной) обработкой позволит существенно снизить затраты на выращиваемую продукцию.

Эффективность вносимых под кукурузу минеральных удобрений зависит от многих факторов, в том числе и от отзывчивости гибрида на повышенный уровень минерального питания. Создание и использование отзывчивых на удобрения гибридов позволяет значительно увеличить урожайность кукурузы.

В связи с этим изучение особенностей реакции гибридов кукурузы различных групп спелости на агротехнические условия является актуальным и имеет научное и практическое значение. Это позволит усовершенствовать технологию возделывания гибридов кукурузы и обеспечить получение высоких и стабильных урожаев этой культуры в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение влияния основной обработки почвы и применения полного минерального удобрения, как основного фактора интенсификации, на продуктивный потенциал гибридов кукурузы различных групп спелости на черноземе обыкновенном Центрального Предкавказья.

В задачу исследований входило:

- изучить влияние основной обработки почвы на агрофизические показатели;

- выявить влияние основной обработки почвы и минеральных удобрений на рост и развитие гибридов кукурузы различных групп спелости;

- установить влияние основной обработки почвы на засоренность посева кукурузы;

- определить влияние изучаемых агроприемов на элементы структуры урожая и продуктивность гибридов кукурузы;

- определить экономическую эффективность и дать биоэнергетическую оценку изучаемых элементов технологии.

Научная новизна исследований. На черноземе обыкновенном Центрального Предкавказья определена возможность получения стабильной урожайности 60 - 80 ц/га гибридами кукурузы различных групп спелости в зависимости от основной обработки почвы и уровней минерального питания.

Дана комплексная оценка влияния различных способов обработки почвы на агрофизические свойства почвы и засоренность посева. Разработаны приемы минимализации в технологии возделывания гибридов кукурузы, обеспечивающие стабильную урожайность при высоком уровне рентабельности.

Практическая ценность работы. Производству предложена усовершенствованная энергосберегающая технология возделывания гибридов кукурузы различных групп спелости. Разработаны принципы дифференцированного подхода к выбору технологии возделывания кукурузы на основе оптимизации способов обработки почвы и доз минеральных удобрений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- влияние сочетания способов обработки почвы с разным уровнем минерального питания на агрофизические показатели чернозема обыкновенного и

урожайность гибридов кукурузы различных групп спелости;

- элементы технологии получения урожайности кукурузы у раннеспелых гибридов на уровне 4,1 - 5,7 т/га, включающие противоэрозионную обработку

почвы и внесение удобрений в дозе ^оРвоКво;

5

- элементы технологии получения урожайности кукурузы у среднеранних гибридов на уровне 4,7 - 5,0 т/га, включающие противоэрозионную обработку почвы и внесение М8оР8оК8о;

- элементы технологии получения урожайности кукурузы у среднеспелых гибридов на уровне 4,8-5,4 т/га, включающие противоэрозионную обработку почвы и внесение ЫвоРвоКво;

- элементы технологии получения урожайности кукурузы у среднепозд-них гибридов на уровне 5,4 - 6,8 т/га, включающие противоэрозионную обработку почвы и внесение Ы80Р8оК80-

Апробация работы. Результаты исследований докладывались в 2009 -2010 годах на преподавательских и студенческих научных конференциях Ставропольского государственного аграрного университета, на международных научно-практических конференциях, проводимых РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (г. Москва, 2010 г.), ВНИИА (г. Москва, 2010 г.), КНИИСХ (г. Краснодар, 2009г.), КубГАУ (г. Краснодар, 2010 г.), СтГАУ (г. Ставрополь, 2009, 2010 гг.), БСХА (г. Улан - Удэ, 2010 г.), региональной научно-практической конференции ДонГАУ (п. Персиановка, 2010 г.).

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 15 работ, общим объемом 2,3 п.л., в том числе - 3 статьи в издании, рекомендуемом ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 159 страницах, 15 таблиц, 6 рисунков, 22 приложения, состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 171 наименование, в том числе 16 иностранных авторов.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Влияние основной обработки почвы на агрофизические свойства почвы и урожайность кукурузы

Костычев П.А. писал: «...цель обработки заключается в том, чтобы изменить строение почвы, придать ей такое строение, которое для произрастания

растений наиболее благоприятно».

Обработка почвы приводит к существенным изменениям её агрофизических, агрохимических свойств: снижается содержание гумуса, азота, фосфора, калия, микроэлементов и т.д. [103, 122, 124].

Поэтому совершенствование возделывания сельскохозяйственных культур применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям включает решение задачи улучшения свойств почвы, повышение её плодородия [10, 103, 146]. Существенная роль в этом отводится выявлению путей изменения плотности её сложения. Обобщая результаты многолетних исследование агрофизического научно-исследовательского института по вопросам физики почв. Каштанов А.Н., Ревут И.Б. сделали следующее заключение о значении плотности сложения почвы: «Плотность почвы является определяющим фактором всей физики почвы. С ней непосредственно связан водный, тепловой, воздушный

режимы в почве...» [61, 109].

Работы ряда исследователей указывают, что с увеличением плотности сложения почвы растет непродуктивный запас влаги [109, 124, 127]. Установлено, что в различных почвенно-климатических условиях существует определённая величина объёмной массы, влияющая на продуктивность сельскохозяйственных культур [14, 105].

Тарасенко Б.И. отмечал, что уплотнение выщелоченных черноземов до 1,26 г/см3 не влияло на рост и развитие кукурузы. Это получило подтверждение и в работах Васютина М.М., где на выщелоченных черноземах Кубани оптимальной плотностью для кукурузы является величина объемной массы

7

1,26 г/см3, при которой получен наибольший урожай кукурузы. Изменение объемной массы на 0,01 - 0,02 г/см3 (с 1,35 до 1,37 г/см3) приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, при этом уменьшается пористость и ухудшается аэрация [28, 124].

Другими исследователями выявлено, что оптимальное значение этого показателя для кукурузы на тяжелосуглинистых почвах Ростовской области находится в пределах 1,20 - 1,30 г/см3, а для дерново-подзолистых почв Нечернозёмной зоны от 1,10 до 1,20 г/см3 [80, 81, 100].

В работах Анохина А.А., Бардака Н.И., Терещенко В.В. приведены данные, свидетельствующие, что в среднеглинистом выщелоченном чернозёме, при объёмной массе 1,05 - 1,2 г/см3 хорошо выражены водно-воздушные режимы пахотного слоя. При достижении объёмной массы в 1,4 г/см резко ухудшается развитие корневой системы сельскохозяйственных культур [10, 20, 127].

Наиболее благоприятной величиной объёмной массы на глинистых почвах под сельскохозяйственные культуры 1,10-1,30 г/смЗ [21, 26].

По сообщению Ревута И.Б. на разных типах почв сельскохозяйственные культуры по разному реагируют на плотность сложения и оптимальную её величину. Поэтому плотность сложения имеет зональный характер и требует в

каждом случае ее уточнения [109].

По данным многих исследователей плотность сложения почвы 1,1 - 1,3 г/см3 в начальный период роста и развития сельскохозяйственных культур является оптимальной [38, 44, 49].

С увеличением эродированности почв увеличивается удельный вес и объемная масса, снижается структурность, сумма водопрочных агрегатов пороз-ность. Объёмная масса в пахотном слое выщелоченных чернозёмов и меняется до 0,9 г/см3 в несмытых, до 1,04 - 1,10 г/см3 в сильносмытых почва от 0,94 г/см3 до 1,15 г/см3 в горно-луговой и в дерново-подзолистом на моренном суглинке от 1,2 до 1,80 г/см3 [61]. Это подтверждается и исследованиями П.А. Садимен-ко, где объёмная масса в пахотном слое несмытых почв, развивающихся на мо-

ренных суглинках составляла 1,38 - 1,49 г/см3 в то время как на смытых достигала 1,60 - 1,68 г/см3 [122].

С увеличением плотности резко ухудшалось использование растениями воды из почвы. По данным Ревута И.Б., при увеличении плотности чернозема с 1,1 до 1,6 г/см3 мёртвый запас влаги возрастал с 11 до 19 % массы абсолютно сухой почвы, по существу вся вода оказалась недоступной растениям [109].

Требуемого уровня регулирования плотности сложения и других агрофизических свойств почвы можно достичь агротехническими приёмами. Глубокие обработки снижают плотность и твердость, как в пахотном, так и в подпахотном слое почвы [29, 31, 39, 40].

Глубокие безотвальные обработки в сравнении со вспашкой увеличивают содержание водопрочных агрегатов размером более 0,2 мм с 13 - 18 до 18 - 29 %, скорость фильтрации в 2 - 4 раза, уменьшают объёмную массу на 0,5 - 0,15 г/см3, сток воды в 1,5 - 1,9, смыв почвы в 1,7 - 1,9 раза [103, 109].

Водопроницаемость почв также в значительной степени определяется способами основной обработки. Ранняя зябь оседает, уплотняется, водопроницаемость уменьшается в 3 раза [79, 82].

Снижение водопроницаемости ведёт к уменьшению запасов продуктивной влаги. Так запасы продуктивной влаги в 100 см слое чернозёма обыкновенного несмытого составили 83,1 мм, тогда как сильносмытого 58,9 мм. Это связано с тем, что водопроницаемость на средних и сильносмытых почвах по сравнению с несмытыми уменьшается на 40 - 50 % [21, 84].

При вспашке слой почвы 5 - 20 см уплотняется на 10 - 20 %, количество водопрочных агрегатов уменьшается в 1,5-2 раза, скорость впитывания воды увеличивается в 2 - 3 раза, в сравнении с бесплужной обработкой. Амплитуда колебания плотности сложения после отвальной обработки больше (0,98 - 1,50 г/см3)

и составляет 0,52 г/см3, при бесплужной меньше (1,16-1,49 г/см3) и составляет 0,33 г/см3. По механическому составу склоновые земли становятся более тяжё-

лыми. Отвальная обработка почвы ухудшает водно-воздушный режим, уменьшает количество доступной влаги.

Улучшение структуры почвы можно достичь сокращением технологических операций и проведением нулевой обработки. Однако нулевая обработка ведёт к увеличению объёмной массы почвы и возрастанию поверхностного стока [36, 39].

Сокращение воздуха в порах менее 10 - 15 % от объёмной массы почвы снижает биологическую активность, сокращает рост корневой системы и урожай. Оптимальный водно-воздушный режим дерново-подзолистой почвы Московской области складывается при пористости 50 - 60 %. Хорошей считается пористость 55 - 65 % и удовлетворительной 50-60 %) [56]. Оптимальный объём общей пористости для неэродированных чернозёмов Кубани находится в пределах 50 - 53 % с соотношением оптимальной величины объёмной массы

1,2-1,3 г/см3 [46, 126].

Одной из важных характеристик физического состояния почвы является её твёрдость, дающая представление о плотности сложения почвы.

Плотность и твёрдость почвы, как правило, находятся в определённой функциональной зависимости от степени водопрочно-структурного мелкокомковатого состояния. Оптимальная твёрдость почвы для роста зерновых культур находится в пределах 11 - 20 кг/см2. Увеличение твердости, как и плотности до

30 - 40 кг/см2 приводит к сокращению роста растений. Оптимальной твердо-

2

стью для развития зерновых культур является 5-25 кг/см , а увеличение ее до 25 -30 кг/см2 считается нежелательной. Уменьшение твердости почвы достигается различными путями. Главные из них - внесение удобрений и механическая

обработка почвы [56, 126].

Таким образом, из краткого обзора литературы можно сделать вывод, что плотность сложения тесно связана с пористостью и твёрдостью, которые оказывают влияние на рост и развитие растений. Причём влияние плотности сложения различно и зависит от конкретных почвенно-климатических условий и степени смытости почв. Эти особенности физических свойств почвы должны

10

учитываться при разработке почвозащитных способов основной обработки склоновых земель под сельскохозяйственные культуры, особенно в условиях эродированных чернозёмов.

В связи с этим задача обработки заключается в улучшении строения обрабатываемого слоя, который находится в определённой связи со структурно-агрегатным составом почвы. Существует зависимость плодородия почв от их структурного состояния, где она существенно влияет на водный, воздушный, биологический режимы почвы. Процесс разрушения структуры в верхнем слое идёт с различной степенью. Быстрое разрушение идёт при ливневых дождях и при неправильной обработке почвы. В связи с этим одной из причин проявления эрозии является неправильная обработка почвы, которая приводит к разрушению её структуры и микроагрегатного состава. Почва теряет рыхлость, уплотняется, ухудшается водопроницаемость и, как следствие, увеличивается поверхностный сток [126, 127].

Одним из факторов, ограничивающим рост урожайности сельскохозяйственных культур, является избыточное уплотнение почв. Негативное следствие этого процесса - снижение эффективности использования растениями корне-обитаемого слоя. Уплотнение почвы обычно рассматривается как процесс более тесного расположения агрегатов под воздействием различных факторов как механических (трактора, сельскохозяйственные машины) так и природных [20, 21,22].

Вследствие разрушения части почвенных агрегатов ухудшается структура почвы, возрастает её глыбистость. К основным показателем, характеризующим уплотнение, обычно относят объемную массу, порозность и твёрдость почвы. Эти показатели взаимосвязаны и оказывают большое влияние на условия роста растений.

Так, по данным Всесоюзного института механизации сельского хозя