Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние полевых севооборотов на плодородие почв и продуктивность пашни в умеренно-засушливой колочной степи Алтайского края

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Дробышев, Алексей Петрович, Барнаул

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГР01МШШШННЫЙ КОМИТЕТ СССР АЛТАЙСКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ДРОБЫШВ АЛЕКСЕЙ ПЕТРОВИЧ

УДК 631.582:631.45

ВДИЯНИЕ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПАШНИ В УМЕРЕННО-ЗАСУШЛИВОЙ КОЛОЧНО$ СТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

(06.01.01 - общее земледелие)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

1ИВЯЕЛЕВ ВД - к.с.х. наук

Барнаул 1988

♦ Содержание

* Стр.

Введение ..........................................4

I. МЕСТО СЕВООБОРОТА И ЧИСТОГО ПАРА В ИНТЕНСИВНОМ

ЗЕМЛЕДЕЛИИ.................................... 8

^ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛВДОВАНИЙ............ 25

2.1. Краткая характеристика почвенно-кяиматических условий колочной степи Алтайского края........... 25

2.2. Схема опыта и методика исследований............................28

2.3. Метеорологические условия в годы проведения опыта 32

2.4. Почвы опытного участка......................................................35

2.5. Технология возделывания культур в опыте....................42

* 3. ВШНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВВДОВ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ

НА ОСНОВНЫЕ аЛЕМЕНТЫ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ.......... 44

* 3.1. Динамика содержания корневых и пожнивных остатков

в паровых полях различных севооборотов........... 44

3.2. Влияние севооборотов на содержание валового гумуса, азота и фосфора.............................. 54

3.3. Нитратный режим почвы в паровых полях различных

видов полевых севооборотов..............................................56

0 3.4. Структура почвы....................................................64

3.5. Режим влажности почвы в паровых звеньях различных севооборотов..................................................73

3.6. Засоренность посевов яровой пшеницы............................86

. 4. ЕЛИННИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВВДОВ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ И ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В НИХ НА ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ЕГО КАЧЕСТВО.......... 94

4,1. Структура биологического урожая.................. 94

♦

* 4.2. Урожайность яровой пшеницы в паровых звеньях различ-

ных севооборотов.................................... 112

4.3. Качество зерна яровой пшеницы....................... 116

5. АГРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ СЕВООБОРОТОВ.............................................. 130

* Выводы ....................................... 139

^ Предложения производству............................ 142

Список литературы................................... 143

Приложения.......................................... 166

* f

#

ВВЕДЕНИЕ Увеличение производства продукции растениеводства является одним из важнейших элементов аграрной политики в современных условиях. Продовольственной программой и решениями ХХУН съезда КПСС поставлена задача производить в двенадцатой пятилетке ежегодно 250-255 миллионов тонн зерна.

В решении поставленных задач большое значение имеют разработка и внедрение в производство научно обоснованных зональных систем земледелия, одной из основных частей которых является введение и освоение севооборотов, обеспечивающих рациональное использование каждого гектара пашни, повышение её плодородия для достижения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Севооборот оказывает влияние на все факторы жизни растений и процессы, происходящие в почве.

Результаты научных исследований, проведенные в нашей стране и за рубежом, а также опыт передовых хозяйств, где интенсификация достигла высокого уровня, показывают, что ни удобрения, ни орошение не могут заменить севооборот. В севообороте наиболее эффективно регулируются водный и пищевой режимы, применяются современные средства борьбы с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур.

В условиях специализации в степных районах Западной Сибири и Северного Казахстана с высоким удельным весом зерновых культур в структуре посевных площадей были введены и освоены зернопаровые севообороты о короткой ротацией, обеспечивающие наибольший выход зерна с высоким качеством.

В последние годы в Алтайском крае площадь чистых паров значительно увеличилась и составляет около 950 тысяч гектаров, или 13 процентов пашни, йяесте с тем, ряд ученых отмечает снижение содержания гумуса в почве, в том числе и за счет более интенсивного разломе-

ндя органического вещества в паровом поле» Неодинаковые удельный вес пара в севооборотах и набор культур по разному сказываются и на затратах труда и средств" производства растениеводческой продукции.

Таким образом, изучение влияния различных севооборотов на плодородие почвы я продуктивность пашни в конкретных почвенно-климатйческах условиях имеет актуальное значение.

Цель исследования: Определять влияние чередования полевых культур и чистого пара в различных видах полевых севооборотов на плодородие почвы и продуктивность пашня в условиях колочной степи Приобья Алтая.

В задачи исследований входило: I) выявить влияние различных видов полевых севооборотов и применения минеральных удобрений на накопление и разложение органических остатков в почве» содержание гумуса и элементов питания растений, водно-физические свойства почвы и засоренность яровой пшеницы;

2) изучить влияние чередования культур и минеральных удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в паровых звеньях различных севооборотов;

3) дать агроэкономяческую оценку изучаемых севооборотов.

Новизна исследова н я я. Изучались 5 схем полевых севооборотов: 7-польный зернопаротравяной, 7-польный зерно-паропропашной, 3-польный с занятым паром, 3-польный зернопаровой, 2-польныЙ зернопаровой и 7-польвдЙ зернопаропропашной на фоне минеральных удобрений, их шляние на элементы плодородия почвы,форшь рование урожая яровой пшеницы и его качество я продуктивность пашни

В условиях колочной степи Лряобья Алтая частое парование почвы приводят к значительному снижению содержания органического вещества ухуднеет структурное состояние почвы. Содержание гумуса в двух- я трехпольных севооборотах в слое почвы до 40 см снижается до 3,29 и

3,47$ при 3,80$ в семипольных севооборотах.

Наивысший выход зерна с гектара пашни получен в трех- и четырехпольных севооборотах с чистым паром -9,7 ц/га, кормовых единиц - в севооборотах с кукурузой на силос и горохо-овсяной смесью на сено, переваримого протеина - в севообороте с занятым паром и в зернопаротравяном севообороте.

На защиту выносятся следующие научные положения: I) Влияние различных видов полевых севооборотов на динамику запасов органических остатков, содержание гумуса, динамику запасов продуктивной влаги, структуру, засоренность посевов, формирование урожая яровой пшеницы в паровых звеньях.

2) Агроэкономическая оценка продуктивности разлияных полевых севооборотов в условиях колочной степи Алтайского края.

Пути реализации. Результаты исследований внедрены в производство в колхозе им. Громова Каменского района, в 1987 году на площади 7498 га экономический эффект составил 187,2 тыс, рублей.

Апробация диссертации: материалы дисерта-ции доложены на научной конференции преподавателей агрономического факультета Алтайского сельскохозяйственного института в 1978 1981, 1983, 1986, 1988 гг.; на научной конференции преподавателей Омского сельакохозяйственного института в 1981 г.; на научной кон ференции слушателей факультета повышения квалификации в Ленинград ском сельскохозяйственном институте в 1980 г.; на региональной научной конференции по вопросам химизации сельскохозяйственного производства Западной Сибири в г. Барнауле в 1981г.; на конференции молодых ученых Алтайского НИИЗиС в 1980 г.; на заседаниях ученого совета АНИИЗиС в 1878-1980 гг.; на заседании методического совета Алтайского сельскохозяйственного института в 1988 г.;

~а также опубликованы в трудах АСХИ (вып.33, 1979), тезисах докладов: "Вопросы химизация сельскохозяйственного производства Западной Сибири" (Барнаул, 1981), "Задачи молодых ученых и специалистов края по ускорению научно-технического прогресса в XI пятилетке в свете решений ХХУ1 съезда КПСС" (Барнаул,1981), сборниках: "Агротехнические приемы повышения урожайности сельскохозяйственных культур в условиях Алтайского края" (Барнаул, 1981), "Биология, агротехника и селекция полевых культур" (Омск,1982), "Земельно-оценочные проблемы и рациональное использование земли в Алтайском крае" (Барнаул,1986), "Приемы эффективного применения удобрений в Алтайском крае" (Новосибирск, 1981), "Урожай по программе" (Барнаул,1987).

По результатам диссертации защищено более 30 дипломных работ, 6 из которых рекомендованы Государственной экзаменационной комиссией к внедрению в производство.

Исследования выполненыв Алтайском сельскохозяйственном институте на опытном поле в учхозе "Пригородное" в I976-1985 гг. В I97I-I975 гг. урожайность культур учитывалась В.Я. Метелевым.

Соискатель принимал непосредственное участие во всех полевых исследованиях, выполнил многие лабораторные анализы, обработал данные материалов исследований. Автор искренне благодарен сотрудникам кафедры почвоведения и агрохимии Алтайского сельскохозяйственного института и лаборатории технологии и биохимии зерна Алтайского НЙИЗиС за оказанную помощь в проведении анализов почв и зерна и выражает признательность студентам АСХИ за оказанную помощь в проведении исследований.

I. МЕСТО СЕВООБОРОТА И ЧИСТОГО ПАРА В ИНТЕНСИВНОМ ЗЕМЛЕДЕЛИЙ

Основой рационального использования пашни являются научно обоснованные севообороты, определяющие характер всех главных элементов системы интенсивного земледелия.

Под севооборотом понимается " научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и паров во времени и на территории или только во времени" (ГОСТ 16250-80).

Севооборот является основой для всех агрономических мероприятий, так как он представляет перспективный план размещения посевов на территорий хозяйства (С.А.Воробьев, Д.И.Буров, A.M. Туликов, 1977).

0 значении севооборота А.Т.Болотов еще в 1771 году в своем руководстве по введению севооборота и организации сельскохозяйственной территории "0 разделении полей" писал: "Разделение полей может по справедливости почесться наиважнейшим пунктом в сельском домостроительстве..(1952, с.68).

0 положительном влиянии чередования культур на улучшение почвенного плодородия указывалось в работах классиков русской агрономической науки И.В.Якушкина (1928), Д.Н.Прянишникова (1945), B.C.Дмитриева (1947), А.В.Советова (1950), И.А.Стебута (1957), А.К.Тимирязева (1965). -

Теория о севообороте, или закон о плодосмене, основывается на учении о единстве и взаимосвязи растений в условиях внешней среды. Д.Н.Прянишников (1963) выделял четыре группы факторов, обуславливающих преимущество чередования культур на полях по сравнению с их бессменным возделыванием: химические, биологические, физические и организационно-экономические,

В более поздний период теоретические основы севооборотов получили дальнейшее развитие в трудах В.С. Косинского (1959, 1970), С.С.Сдобникова (1964, 1979), С.А.Воробьева (1965, 1968, 1969, 1972, 1979 а,б, 1982), Е.Ф.Степанова и В.И.Зенкевич (1966), Н.В.Скляднева (1967), Г.Т.Руденко (1969, 1972, 1979), В.А.Юфе-рова (1970), Б.А.Доспехова (1967 а,б, 1972, 1976 а,б), В.Е.Егорова (1972 а,б), П.Е.Прокопова (1973), М.Ф.Стихина (1974), К.Г. Шульмейстера (1975, 1978 а,б), А.И.Бараева (1975, 1977, 1978), А.Д.Бекетова (1978, 1979), П.И.Хлебова (1978), Н.З.Мялащенко (1980), А.Ф^Некщодова (1980) я др.

Исследования, проведенные на классических стационарах за рубежом и в нашей стране, подтверждают высокую эффективность севооборотов в повышении урожайности возделываемых культур.

Ротамстедская опытная станция в Англии продолжительное время изучала повторные посевы озимой пшеницы. Урожай ее при бессменном посеве без удобрений резко снизился - с 15,4 до 8,1 ц с I га, т.е. почти в два раза. Прямземнение удобрений несколько повысило урожайность, но вредное действие монокультуры не устранил^ (по П.Ф.Агапову, 1978).

На опытном поле в Галле (Германия) урожай ржи при бессменном посеве снизился без удобрений с 22,3 до 10,8 ц с I га. Полные минеральные удобрения повысили урожай, но тенденция к снижению осталась. Урожай уменьшился с 30,2 до 20,4 центнеров, или на 29,6$. .-;

В опытах, заложенных в 1906 году на тяжелосуглянистом черноземе в Гроссенцерхсдорфе (Австряя) в среднем за 1960-1975 годы урожайность бессменной ржи составила без удобрений-13,9 центнера^ на фоне М[х7^100%50 - 27,7 я навоза 20 тонн - 23,7 а в севообороте - 24,2; 31,7; 29,6 ц с Г га соответственно. Поло-

жительное влияние севооборота особенно четко проявилось на неудобренной почве - прибавка зерна составила 43$, применение Ж снизило эффект до 13, а по фону навоза до 22% (Б.АДоспехов, 1979).

По данным ТСХА, в опыте, заложенном Д.Н.Прянишниковым в 1,912 году, урожайность озимой ржи при бессменной культуре за 60 лет составила в среднем 9,1 ц с I га, а в севообороте - 19,9 (Б.А. Доспехов, 1976).

В исследованиях Белорусского ШШЗХ на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве при бессменном выращивании зерновых и пропашных культур получено 51,7 ц кормовых единиц с гектара, а в севообороте - 67,7 ц или на 31% больше (П.Е.Прокопов,1873).

В опытах Мордовского госуниверсятета (Г.Г.Данилов, Й.ф.Кар-гин, 1978) прибавка урожая яровой пшеницы от возделывания в севооборотах на восьмой год составила 3,8 ц (25,3$), а озимой ржи - 6,7 ц (Ъ2%).

Длительный опыт Северо-Западного НИЙСХ убедительно показал высокую эффективность возделывания растений в севооборотах по сравнению с их бессменными посевами. За 18-летний период (19601977 годы) среднегодовая продуктивность севооборота (клевер, озимая рожь, картофель, горох, кукуруза, яровая пшеница с подсевом клевера) составила 17,2 ц с I га зерновых единиц, а продуктивность тех же. культур при их бессменном возделывании равнялась 11,4 ц. Эффективность севооборота была выше на 50,9$. Наибольший эффект севооборота проявился на зерновых культурах (Н.П.Костин, 1979).

Результаты исследований Харьковской опытной станции показывают, что севооборот, по существу бесплатное мероприятие, дает больший эффект, чем дорогостоящие удобрения. Прибавка зерна ржи от севооборота составила 10,3, от удобрений ц с I га, а от

комплексного воздействия севооборота и удобрений прибавка урожая увеличилась до 20,9 центнеров (П.Ф.Агапов, 1978).

_Подобные исследования проведены в Мироновском НИИ, где урожай

озимой пшеницы в среднем за 12 лет при бессменном возделывании без удобрений был 14,3 ц с I га, а в комплексе севооборота с удобрениями получено 34,9 центнера (В.П,Нарциссов, 1982).

В работе "Факторы эффективности удобрений'', опубликованной в Известиях ТСХА, Б.А.Доспехов (1967 а) пишет, что в среднем дяя шестипольного плодосмена с зерновыми, картофелем, клевером и льном, севооборот и удобрения при прочих равных условиях дают равнсЙикие эффекты: 45,4$ повышения урожаев обеспечивает чередование и 45,1$ - ежегодное примненение удобрений.

По данным С.А.Воробьева (1978) 57$ общей прибавки урожая озимой пшеницы и овса приходится на долю севооборота, 32-36$ - на удобрения и 7-10$ - на их взаимодействие. Для картофеля эти показатели составили соответственно 22, 55 и 23$, а для кукурузы -6, 81 и 13$. На оснований многочисленных исследований С.А.Воробьев (1972 б) приходит к выводу, что если в условиях нерегулируемого водного и питательного режимов чередование культур подчинено главным образом смягчению отрицательных последствий этих режимов, то в интенсивном земледелии первостепенное значение приобретает санитарная роль севооборота,

В современных условиях при внесении оптимальных доз удобрений, применения химических средств, внедрении новых высокоурожайных сортов и новейшей техники урожай отдельных зерновых культур вне севооборота может быть близким к урожаю в севооборотах. В 1971 году в 23 хозяйствах Баварии в ФРГ урожайность пшеницы после кукурузы на зерно, рапса и картофеля составила 57 центнеров с гектара (100$), при выращивании в бессменных посевах на третий

и четвертый год 49,6 центнера (03$). Однако из-за гнилей в отдельные годы урожай в бессменных посевах может составлять половину урожаев в севооборотах (СА.Воробьев, В.И.Скоблина, А.МДетвер-ня, 1978).

Исследованиями В.С.Сухиыа, И.С.Кочетова, Т.М.Шшсеева (1977), Г.Г.Данилова и И.Ф.Каргина (1978) подчеркивается, что севооборот остается неотъемлемой и важной частью перспективного плана, основой рациональной системы земледелия. Они отмечают все возрастающую роль севооборотов в современных условиях интенсификации сельскохозяйственного производства и утверждают, что нередко по агротехнической эффективности они не уступают, а по экономической даже превышают такие мероприятия, как выведение новых сортов, изменение глубины вспашки.

М.И.Сидоров (1978) считает неправомерными высказывания о снижении или вообще устранении значения севооборота при расширении объемов применения удобрений, пестицидов и т.д. Более правильно не противопоставлять удобрения и севооборот, а обеспечивать их правильное сочетание, где оба мощных фактора урожая могут проявить максимальную эффективность.

Данные опытов ТСХА (А.М.Лыков, А.Ф.Сафонов, В.М.Лапочкин, 1982) подтверждают положительную роль севооборота в интенсивном земледелии. При внесений в почву под озимую пшеницу ^200^160^120 и применении гербицидов в бессменном посеве получено 18,7-цент-