Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние приемов основной обработки почвы и расчетных доз удобрений на продуктивность озимой ржи в условиях Республики Татарстан

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние приемов основной обработки почвы и расчетных доз удобрений на продуктивность озимой ржи в условиях Республики Татарстан"

На правах рукописи

ХУСАИНОВ Руслан Рустемович

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И РАСЧЕТНЫХ ДОЗ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

з о пай гт

Саранск-2013

005060757

005060757

Работа выполнена на кафедре растениеводства и плодоовощеводства ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет»

Научный руководитель - доктор с.-х. наук профессор

Таланов Иван Павлович

Официальные оппоненты - доктор с.-х. наук профессор

заслуженный работник науки РФ и РМ Каргнн Иван Федорович,

профессор кафедры технологии производства и переработки растениеводческой продукции ФГБУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва»;

кандидат с.-х. наук

Ветчинников Александр Александрович, доцент кафедры агрохимии и агроэкологии ФГБУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»

Ведущая организация Государственное научное учреждение

«Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Защита состоится «14» июня 2013 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.117.11 при ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» по адресу: 430904, г. Саранск, р.п. Ялга, ул. Российская, 31, ауд. 223.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. М. Бахтина ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва».

Объявление о защите диссертации и автореферат диссертации размещены на официальном сайте http://dsov.mrsu.ru

Автореферат разослан «6» мая 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

В. И. Каргин

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Решение продовольственной проблемы в условиях Всемирной торговой организации (ВТО) определяется, прежде всего, уровнем материально-технического развития сельскохозяйственного производства. По данным А. И. Алтухова и А. С. Васютина (2002) от научного сопровождения и материально-технического развития зернового хозяйства зависит не только эффективность функционирования всего агропромышленного комплекса, но и уровень жизни населения Российской Федерации. Оптимизацией минерального питания с внесением различных доз удобрений и приемов основной обработки почвы с целью повышения продуктивности зерновых культур в Республике Татарстан занимались многие ученые (Зиганшин А. А., Лавинский Г. Н. 1960; Лотфуллин У. А. 1966; Минушев Ф. X., Матюшин М. С. 1976; Салихов А. С., 1997; Таланов И. П. 2003; Шайхутдинов Ф. Ш. 2004; Шарипов С. А., Таланов И. П., Фомин В. Н 2010; Хадеев Т. Г., Таланов И. П. 2011 и др.).

Основные положения этих исследований прошли широкую производственную проверку и рекомендованы производству. Однако, вопросы снижения энергозатрат на обработку почвы, степень адаптивности различных систем удобрений, вопросы накопления и сохранения продуктивной влаги, снижения засоренности и оптимизации фитосанитарного состояния посевов к конкретным почвенно-климатическим условиям продолжают волновать ученых и практиков.

Вместе с тем, комплексные исследования по снижению энергозатрат на проведение основной обработки серой лесной почвы с внесением расчетных доз минеральных удобрений на плановую урожайность озимой ржи в условиях Предкамья Республики Татарстан изучены не в полном объеме. Это послужило основанием для проведения исследований по оценке влияния приемов основной обработки почвы с внесением расчетных доз удобрений на продуктивность озимой ржи, что и определило актуальность исследований.

Цель и задачи исследований. Целью исследований предусматривалось определение эффективных способов основной обработки почвы и уровней минерального питания на продуктивность озимой ржи в условиях Среднего Поволжья.

В задачи исследований входили:

• определить оптимальные параметры агрофизических свойств, водно-и пищевой режимы и биологическую активность почвы в зависимости от приемов основной обработки и фонов питания;

• изучить влияние приемов основной обработки почвы и фонов питания на засоренность посевов и поражение растений листостебельными микозами;

• определить влияние изучаемых приемов на рост и развитие растений, урожайность и показатели качества зерна;

• рассчитать экономическую и энергетическую эффективность изучаемых приемов.

Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Поволжья определены экономически и энергетически эффективные способы основной обработки серой лесной почвы с применением расчетных доз удобрений на посевах озимой ржи.

Основные положения, выносимые на защиту:

- внесения расчетных доз удобрений по безотвальной обработке почвы обеспечивает получение запланированной урожайности зерна озимой ржи на уровне 4,54 т с 1 га;

- влияние приемов основной обработки почвы и расчетных доз удобрений на питательный и водный режим почвы, пораженность растений болезнями, засоренность посевов;

- применение безотвальной основной обработки почвы на фоне применения расчетных доз минеральных удобрений улучшает агрофизические показатели, микробиологическую активность почвы, повышает урожайность, и качество зерна озимой ржи;

- внесение расчетных доз минеральных удобрений на 5,0 т/га по безотвальной обработке повышает экономическую и энергетическую эффективность производства озимой ржи.

Практическая значимость работы заключается в разработке научно обоснованной технологии получения стабильно высоких урожаев озимой ржи с хорошими качественными характеристиками зерна на основе применения ресурсосберегающей основной обработки почвы и внесения расчетных доз минеральных удобрений, что повысит конкурентоспособность зернового хозяйства Российской Федерации в условиях жесткого рынка в связи с вступлением во Всемирную торговую организацию (ВТО).

Реализация результатов исследований. Разработанные приемы адаптивной технологии возделывания озимой ржи широко используется в хозяйствах Республики Татарстан. Основные результаты исследований опубликованы в тематических сборниках научных работ, в центральных журналах, используются специалистами при возделывании озимой ржи и в учебном процессе.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей, три из них в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Апробация работы. Результаты экспериментальных исследований соискателя неоднократно докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Казанского ГАУ (2008-2012); Всероссийских научно-практических конференциях (Казань, 2010, 2012), где получили положительную оценку.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 105 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций производству, включает 27 таблиц, 6 рисунков, 27 приложений. Список литературы состоит из 251 наименований, в том числе 15 работ иностранных авторов.

s

II. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились на опытном участке Казанского ГАУ «Ак Барс - Пестрецы» Пестречинского муниципального района в Предкамской зоне Республики Татарстан.

Почва опытного участка серая лесная, по гранулометрическому составу среднесуглинистая. Содержание гумуса в пахотном слое (по Тюрину) - 3,7 %, подвижного фосфора - 154 мг/кг почвы (по Кирсанову), обменного калия -132 мг/ кг почвы, гидролитическая кислотность 5,06 ммоль/100 г. почвы, сумма поглощенных оснований 20,7 ммоль/100 г. почвы, степень насыщенности основаниями 86,4 %, рН (солевой вытяжки) - 5,9. Мощность пахотного слоя составляет 22-24 см. Рельеф опытных участков ровный.

Объектом исследований являлась озимая рожь Эстафета Татарстана с нормой высева 4,0 млн штУга. Предшественник - однолетние травы на зеленую массу. Протравливание семян проводили протравителем Премис 200 (2д/т семян) на лабораторной установке барабанного типа, расход рабочей жидкости -10 л/т семян. В период вегетации против болезней растения обрабатывали препаратом Тилт (0,4 кг/га и фундазолом 0,5 кг/га). Схема опыта:

Фактор А (способы основной обработка почвы): 1. Отвальная обработка; 2. Безотвальная обработка; 3. Плоскорезная обработка.

Фактор В (удобрения): 1. Без удобрений (контроль); 2. NPK на планируемый урожай 4,0 т/га зерна; 3. NPK на планируемый урожай 5,0 т/га зерна.

Повторность - трехкратная, размещение делянок - систематическое. Общая площадь делянки 198 м2 (3,8x52), учетная - 190 м2 (3,6x50). После уборки однолетних трав вспашку проводили плугом ПН-4-35. предпосевную культивацию (КПС-4), посев (С3-3,6) и прикатывание почвы ЗККШ-6А. На вариантах безотвальной обработки почву обрабатывали КТС -3,8. Плоскорезное рыхление - культиватором глубокорыхлителем КПГ-250. На всех вариантах основную обработку почвы проводили на глубину 22-24 см. Весной проводили подкормку азотными удобрениями и боронование посевов.

Удобрения рассчитывали балансовым методом согласно результатам анализа почвы и коэффициентам выноса и использования питательных веществ из почвы и удобрений. Фосфорные и калийные удобрения вносили под основную обработку, азотные - под предпосевную культивацию и в подкормку.

Для получения планируемого урожая озимой ржи на уровне 4,0 т/га фактически было внесено азота 54 кг/га д.в, подвижного фосфора - 36 и обменного калия - 64 кг/га действующего вещества. Для получения 5,0 т зерна озимой ржи было внесено азотных - 106 кг д.в., фосфорных - 105 кг и калия - 107 кг д.в. удобрений.

В период исследований на опытах проводили следующие наблюдения, учеты и анализы: фотосинтетические показатели растений определяли по общепринятым методикам (Ничипорович и др. 1961; Гавриленко и др., 1975). Содержание гумуса - по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-84), нитратный азот - экспресс методом на ионометре универсальном ЭВ-74, подвижные формы фосфора - колориметрическим методом, обменного калия - на пла-

менном фотометре (ГОСТ 26207-84); кислотность почвы рН - потенциомет-рическим методом (ГОСТ 26483-85); гидролитическую кислотность - по Кап-пену (ГОСТ 26212-84); сумму обменных оснований - по Каппену-Гильковицу (ГОСТ 27821-88). Учет засоренности посевов проводили путем подсчета сорняков на площадках по 0,33 м2 в трех местах делянки в фазу кущения и перед уборкой урожая по Б. А. Доспехову (1977). Влажность почвы - термостатно-весовым методом. Фитосанитарный мониторинг состояния посевов проводили по методикам ВИЗР и ВНИИФ. Качественные характеристики зерна озимой ржи определяли по ГОСТам: 13586.3, 13586.5, 30483, 10840, 27676. Статистическую обработку данных проводили по Б. А. Доспехову (1985) с использованием программ Microsoft Excel 97, энергетическую оценку - по "Методике энергетической оценки технологии производства продукции растениеводства" (Базаров Е. И., Глинка Е. В., 1983).

III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Плотность сложения почвы. В период вегетации озимой ржи низкая плотность сложения по всем определяемым слоям почвы отмечалось на всех фонах питания по вспашке. Так, в среднем за 3 года на фоне без удобрений в слое 0-10 см по вспашке плотность сложения почвы составила 1,12 г/см3, в фазе цветения - 1,19 и фазе созревания зерна - 1,21 г/см3, в слое 10-20 см -до1,16,1,25 и 1,29 г/см3, а в слое 20-30 см почва уплотнялась соответственно до 1,19, 1,28 и 1,35 г/см3. По безотвальной обработке по фазам определения плотность сложения по слоям почвы в интервале по 10 см составила 1,14,1,18 и 1,21 г/см3, в фазе цветения - 1,22, 1,27 и 1,31 г/см3, перед уборкой соответственно 1,23,1,32 и 1,38 г/см3.

Наибольшая уплотненность почвы на посевах озимой ржи отмечалось по плоскорезной обработке. Превышение показателей плотности сложения почвы по плоскорезной обработке, по сравнению с вариантами вспашки в фазе выхода в трубку в слое 0-10 см составила: 0,04 г/см3; в слоях 10-20 см и 20-30 см - на 0,03 г/см3; в фазе цветения - на 0,04,0,03 и 0,05 г/см3 и в фазе созревания зерна - на 0,03,0,05 и 0,05 г/см3 соответственно.

По фонам питания в фазы выхода в трубку и цветения озимой ржи существенной разницы в показателях плотности сложения почвы не отмечалось до фазы созревания зерна. Перед уборкой на удобренных фонах рассчитанных на 5,0 т зерна с 1 га отмечалось некоторое снижение уплотнения почвы по всем вариантам обработки почвы в слое 0-10 см на 0,02 г/см3, в слое 10-20 см - на 0,01, в слое 20-30 см - на 0,02-0,03 г/см3. Снижение уплотнения почвы перед уборкой происходило за счет хорошо развитой корневой системы и лучшей водопроницаемости почвы.

3.2. Структурно-агрегатный состав почвы. Содержание агрегатов размерами от 0,25 до 10 мм изменялась в зависимости от приемов основной обработки почвы, меньше от фонов питания. На всех вариантах опыта в слое 10-20 см содержание агрономических ценных агрегатов было больше, чем в верхнем (0-10 см) слое почвы.

В слое 0-20 см перед посевом озимой ржи содержание структурных частиц на вариантах плоскорезной обработки составило: на фоне без удобрений -47,3 %; на фоне внесения ЫРК на 4,0 т/га - 48,4 %; на фоне ЫРК на 5,0 т/га -49,1 %, или больше чем по вспашке на 4,6, 3,9 и 3,6 %.

Коэффициент структурности на фоне без удобрений по плоскорезной обработке составил 0,87, на удобренных фонах - 0,91 и 0,96, против 0,74, 0,78 и 0,84 по вспашке. Варианты с применением безотвальной обработки занимали среднее положение. Варианты с внесением расчетных норм минеральных удобрений способствовали увеличению структурно-агрегатный состав почвы на 0,91,8 и 1,7-2,8 %, коэффициент структурности - на 0,04-0,05 и 0,09-0,10 соответственно.

3.3. Микробиологическая активность почвы. Наименьшая численность микроорганизмов, усваивающих органические формы азота, отмечалась на вариантах со вспашкой, а наибольшая - по безотвальному рыхлению на всех фонах питания. Микроорганизмов, усваивающих органические формы азота (МПА) без удобрений по вспашке насчитывалось 13,4 10е КОЕ/г сухой почвы, на фоне внесения ЫРК на 4,0 т/га - 15,8 и на фоне внесения ЫРК на 5,0 т/га -14,6 106 КОЕ/г сухой почвы.

Почвенные бактерии, активно участвующие в процессах минерализации (КАА) преобладали на вариантах вспашки: на фоне без удобрений их насчитывалось 17,2 106 КОЕ/г сухой почвы; на фоне ЫРК на 4,0 т/га - 18,1; на фоне ЫРК на 5,0 т/га - 19,5 106 КОЕ/г, против 13,3, 14,6 и 15,3 10б КОЕ/г сухой почвы, соответственно, по плоскорезной обработке. По вариантам основной обработки почвы наибольшее количество нитрифицирующих бактерий в почве насчитывалось на вариантах с проведением безотвального рыхления, 6,8, 8,3 и 8,9 тыс. шт./1 г абсолютно сухой почвы. Большая численность плесневых грибов выявлена на вариантах плоскорезной обработки. Так, без удобрений на вариантах плоскорезной обработки насчитывалось 44,5 тыс. плесневых грибов на 1 г почвы, на фоне внесения ЫРК на 4,0 т/га - 46,1 и на фоне ЫРК на 5,0 т/га - 45,7, против 26,3,28,8 и 28,7 тыс. плесневых грибов на 1 г почвы по вспашке.

В наших исследованиях уменьшение интенсивности механической обработки почвы (плоскорезной и безотвальной обработках) и внесение минеральных удобрений способствовало усилению активности целлюлоза разлагающей микрофлоры в слое почвы 0-10 см, а в слое 10-20 см - при усиленной механической (по вспашке) обработке. При экспозиции льняной ткани в течение 30 дней в слое почвы 0-10 см максимальное разложение происходило по плоскорезной обработке: на фоне без удобрений она составила 20,2 %; на фоне ЫРК на 4,0 т/га - 24,1 и на фоне ЫРК на 5,0 т/га - 26,4 %, по безотвальному рыхлению процент разложения полотна снижался и составил соответственно 17,8, 22,9 и 23,1%, против 13,5,16,5 и 15,8% по вспашке.

В слое почвы 10-20 см по отвальной и безотвальной обработке разложение льняного полотна происходило интенсивнее, а по плоскорезной обработке -снижалось на всех фонах питания. С увеличением экспозиции полотна до 45 дней разложение льняной ткани на всех вариантах увеличилось: на фоне без удобрений в слое почвы 0-10 см по вспашке до 23,2 %; по безотвальному рых-

в

лению - до 28,7 % и по плоскорезной обработке-до 31,2 процента. В слое почвы 10-20 см преимущество в разложении льняного полотна отмечалось по вспашке: на фоне без удобрений - 34,7 %, на удобренных фонах - 41,3 и 42,2 %, со плоскорезной обработке напротив, происходило снижение и составило по фонам питания 23,7,29,2 и 28,8 процента.

Максимальное накопление аминокислот на льняной ткани в слое (0-10 см) почвы, происходило по безотвальной и плоскорезной обработках на всех фонах питания, а в слое 10-20 см — по вспашке. При экспозиции льняной ткани 30 дней накопление аминокислот в слое 0-20 см на фоне без удобрений по вспашке составило 122, по безотвальному рыхлению -130 и по плоскорезной обработке 121 мг аланина на 1 г ткани. На фонах с внесением NPK на 4,0 и 5,0 т/га по вспашке количество аминокислот повышалось на 6-9 г, по безотвальной обработке—на 4-12 г и по плоскорезной - на 11-14 мг/г.

3.4. Засоренность посевов. Максимальная засорённость посевов отмечалось по вариантам плоскорезной и безотвальной обработки почвы на всех фонах питания. В среднем за 3 года в фазе весеннего отрастания по вариантам обработки почвы происходило достоверное изменение в численности сорняков по всем фонам питания. Так, количество сорняков на фоне без удобрений по плоскорезной обработке насчитывалось 66 штУм2 (больше чем по вспашке на 17 штУм2), на фоне внесения NPK на 4,0 т/га - 66 шт. (больше на 18 штУм2) и на фоне NPK на 5,0 т/га - 64 штУм2 (больше на 19 штУм2). По безотвальной обработке численность сорняков по фонам питания составила 57, 58 и 55 шт./м2. К уборке по плоскорезной обработке составила на фоне без удобрений 38 иггУм2, по безотвальной обработке - 31 шт./м2 и по вспашке — 23 штУм2, воздушно-сухая масса сорняков составила соответственно вариантам обработки почвы 39,4, 28,8 и 22,1 г/м2. На фонах с внесением расчетных доз минеральных удобрений на 4,0 и 5,0 т/га общая засоренность по вариантам обработки почвы, по сравнению с фоном без удобрений существенно не изменялась и составила 40, 27,20 и 41,30,23 штУм2.

Однако, удобрения, улучшая рост и развитие культурных растений, увеличивали и воздушно-сухую массу сорняков. От внесения расчетных доз удобрений на 4,0 т/га воздушно-сухая масса сорняков по вспашке составила 41,5 г/м2 или больше чем на фоне без внесения удобрений на 19,4 г/м2, по безотвальной обработке - 54,9 г/м2 (больше на 26,1 г/м2) и по плоскорезной обработке - 66,8 г/м2 (больше на 27,4 г/м2). На фоне внесения NPK на 5,0 т/га воздушно-сухая масса сорняков увеличивалась: превышение по сравнению с фоном без удобрений по вспашке составила 20,8 г/м2, по безотвальной обработке -на 27,9 г/м2 и по плоскорезной обработке - на 29,7 г/м2.

3.5. Поражение растений болезнями. Наименьшая распространенность и развитие корневых гнилей на посевах озимой ржи отмечалось на вариантах со вспашкой, где распространение болезни в фазе весеннего отрастания на фоне без удобрений составило 12 %, развитие 2,1 процента. В фазе цветения — 34 и 8,9 % и в фазе восковой спелости - 52 и 21,6 процентов (табл. 1). Несколько выше пораженность растений отмечалось по безотвальной обработке - 16 и 3,9, 38 и 12,7 и 63 и 27,9 процентов соответственно фазам развития растений. Мак-

симальное поражение растений отмечалось на вариантах плоскорезной обработки, где распространение болезни по фазам развития составило 19,43 и 69 %, развитие болезни — 4,3,13,8 и 30,1 процента.

Внесение расчетных доз удобрений ЫРК на 4,0 т/га снизила распространение корневых гнилей в фазе весеннего отрастания по вспашке на 2%, развитие на 0,3 %, по безотвальной обработке - на 3 и 1,3% и по плоскорезной обработке - на 3 и 1,4% по сравнению с фоном без удобрений. На фоне внесения ЫРК на 5,0 т/га снижение пораженности растений корневыми гнилями по вспашке составила 3 и 0,7 %, по безотвальной обработке - на б и 1,8 % и по плоскорезной обработке соответственно на 6 и 1,8 процента.

К фазе цветения максимальное поражение растений отмечалось на фоне без удобрений по плоскорезной обработке и составило 43 и 13,8 %, минимальное - на фоне внесения расчетных доз минеральных удобрений на 5,0 т/га по вспашке и составила 24 и 7,1 процента.

На фоне без удобрений в фазе колошения по вспашке мучнистой росой было поражено 5,3 % растений, по безотвальной обработке — 6,1 %, по плоскорезной обработке - 6,9 %, бурой ржавчиной - 14,6,16,1 и 17,8 % и септориозом - соответственно 4,7, 6,6 и 8,2 процента. От внесение расчетных доз минеральных удобрений на 4,0 т/га произошло достоверное снижение пораженности растений мучнистой росой по вспашке, по сравнению с фоном без удобрений на 2,0 %, от внесения ЫРК на 5,0 т/га на 2,4 %, бурой ржавчиной — на 3,6 и 4,5 % и септориозом — на 1,6 и 2,5 процента соответственно.

Таблица 1 - Пораженность растений озимой ржи корневыми гнилями, % (2007-2009 гг.)____

Основная обработка Весеннее Цветение Восковая

почвы отрастание спелость

Р К Р я Р я

Без удобрений

Отвальная 12 2,1 34 8,9 52 21,6

Безотвальная 16 3,9 38 12,7 63 27,9

Плоскорезная 19 4,3 43 13,8 69 30,1

1МРК на 4,0 т/га

Отвальная 10 1,8 28 7,6 46 15,8

Безотвальная 13 2,6 34 11,2 54 17,3

Плоскорезная 16 2,9 38 13,4 58 19,8

ЫРК на 5,0 т/га

Отвальная 9 1,4 24 7,1 43 13,7

Безотвальная 10 2,1 31 10,8 51 15,4

Плоскорезная 13 2,5 34 12,7 54 17,1

НСРо5(ч.р.) А 1,68 0,29 2,26 0,25 3,80 0,40

В 0,83 0,32 2,08 0,27 3,39 0,50

АВ 1,54 1,56 1,37 0,57 2,84 2,82

3.6. Питательный режим почвы. В среднем за три года внесение расчетных доз минеральных удобрений на получение 4,0 и 5,0 т/га зерна привело к достоверному повышению содержания элементов питания в слое почвы 0-30 см, а по вариантам основной обработки почвы существенной разницы в содержании ИРК в почве не отмечалось. Максимальная концентрация нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия в слое почвы 0-15 см отмечалось на вариантах плоскорезной и безотвальной обработках почвы на всех фонах питания.

На фоне без удобрений, содержание нитратного азота перед посевом по плоскорезной обработке в слое 0-15 см составила 57 мг/кг абсолютно - сухой почвы, в слое 15-30 см - 46 мг, по безотвальной обработке 57 и 49 мг/кг. По вспашке эти показатели по слоям пахотного слоя составили соответственно 49 и 53 мг/кг почвы. На удобренном фоне 4,0 т/га эти показатели составили соответственно 71 и 58, 68 и 61 и 62 и 64 мг/кг, на фоне ЫРК на 5,0 т/га - 77 и 69, 75 и 71 и 70 и 73 мг/кг почвы.

3.7. Водный режим почвы. В среднем за 3 года варианты с плоскорезной и безотвальной обработкой почвы имели преимущество в накоплении продуктивной влаги по сравнению со вспашкой: на фоне без удобрений на 6-11 мм, на фоне №К на 4,0 т/га - на 9-13 мм и на фоне №К на 5,0 т/га - на 6-10 мм. К фазе цветения снижение запасов продуктивной влаги на фоне без удобрений по вспашке составила 55 мм, на фоне внесения расчетных доз минеральных удобрений 4,0 и 5,0 т/га - на 59-63 мм. По безотвальной обработке снижение продуктивной влаги соответственно фонам питания произошло на 52,61 и 63 мм и по плоскорезной обработке на 53, 61 и 70 мм. К уборке происходило дальнейшее уменьшение продуктивной влаги и соответственно фонам питания по вспашке в метровом слое почвы содержалось 81, 78 и 75 мм, по безотвальной обработке - 86, 82 и 80 мм и по плоскорезной обработке - 91, 86 и 81 мм.

Наибольшее потребление продуктивной влаги на формирование урожая зерна озимой ржи происходило на вариантах плоскорезной обработки: фон без удобрений составил 381 мм, фон ЫРК 4,0 т/га - 382 мм и фон внесения удобрений 5,0 т/га - 388 мм или больше чем по вспашке соответственно на 11,13 и 14 мм. С внесением расчетных норм №К 4,0 т/га снизило потребление воды по вспашке 96,0, по безотвальной обработке - 74,4 и по плоскорезной обработке -100,8 мм/т. От внесения ЫРК 5,0 т/га происходило более существенное снижение продуктивной влаги. По сравнению с фоном без удобрений соответственно вариантам обработки почвы снижение произошло на 113,5,90,1 и 118,3 мм/т.

Наименьший расход продуктивной влаги на формирование 1 т зерна озимой ржи происходило на фоне внесения расчетных норм минеральных удобрений 5,0 т/га по безотвальной обработке, коэффициент водопотребления составил 84,8 мм/г зерна.

3.8. Рост и развитие растений. Наибольшая полевая всхожесть семян в годы наших исследований отмечалась в увлажненном 2008 г. под урожай 2009 г. (табл. 2).

На фоне без удобрений в зависимости от приемов основной обработки почвы составила 349-361 штУм2, на фоне ЫРК на 4,0 т/га - 364-372 штУм2 и на

фоне ЫРК на 5,0 т/га - 367-374, наименьшая в 2006г. (под урожай 2007г.) - соответственно 333-344,347-354 и 349-362 штУм2.

Таблица 2 — Число всходов озимой ржи по приемам основной обработки почвы и фонам питания, шт./м2_ __

Основная обработка Годы Среднее Полевая

почвы 2006 2007 2008 за 3 года, штУм2 всхожесть, %

Без удобрений

Отвальная 333 338 349 340 85

Безотвальная 341 348 355 348 87

Плоскорезная 344 351 361 352 88

ЫРК на 4,0 т/га

Отвальная 347 345 364 352 88

Безотвальная 349 350 369 356 89

Плоскорезная 354 354 372 360 90

ЫРК на 5,0 т/га

Отвальная 349 352 367 356 89

Безотвальная 352 359 369 360 90

Плоскорезная 362 368 374 368 92

НСР 05 (ч.р.) А 4,57 4,69 4,75 4,67 В 9,46 9,55 9,94 9,65 АВ 4,08 3,72 3,11 2,95

Внесение расчетных" доз удобрений 4,0 т/га увеличило число всходов по вспашке на 12 штУм2, по безотвальному рыхлению и плоскорезной обработке — на 8 штУм2, полевая всхожесть семян повысилась на 2-3 процента. Фон внесения минеральных удобрений на 5,0 т/га число всходов по вспашке составила 356 штУм, по безотвальному рыхлению — 360 штУм2 (больше на 4 штУм2 чем по вспашке) и по плоскорезной обработке - 368 штУм (больше на 12 штУм2). От внесения №К на 5,0 т/га повысилась полевая всхожесть семян по сравнению с фоном без удобрений по вспашке на 4%, безотвальной обработке - на 3% и по плоскорезной обработке на 4 процента.

Внесение расчетных доз минеральных удобрений на 4,0 и 5,0 т/га существенно повысили площадь листовой поверхности и составили в фазе выхода в трубку по вспашке 27 и 29 тыс. м2/га, в фазе колошения - 41 и 46 и в фазе молочной спелости — 33 и 35 тыс. м^га, по безотвальному рыхлению показатели нарастания листовой поверхности составили - 30 и 33, 48 и 52 и 36 и 38 тыс. м2/га, по плоскорезной обработке соответственно - 25 и 27,43 и 44,31 и 33 тыс. м2/га.

От внесения минеральных удобрений на 4,0 и 5,0 т/га получены достоверные приросты нарастания листовой поверхности в течение всей вегетации озимой ржи по сравнению с фоном без удобрений. В фазу выхода в трубку на фоне №К на 4,0 т/га прирост листовой поверхности по вспашке составил

3 тыс. м2/га, по безотвальному рыхлению — 5 тыс. м2/га и по плоскорезной обработке - 2 тыс. м2/га. В фазе колошения повышение листовой поверхности по вариантам основной обработки почвы составило 5, 9 и 8 тыс. м2/га и в фазе молочной спелости - соответственно 5, 4 и 5 тыс. м2/га. Более высокий прирост листовой поверхности, по сравнению с фоном без удобрений по всем вариантам основной обработки почвы получен от внесения ЫРК на 5,0 т/га, в фазе выхода в трубку превышение по вспашке составила 5 тыс. м2/га, по безотвальной обработке - 8 тыс. и по плоскорезной обработке - 4 тыс. м2/га, в фазе колошения — 10, 13 и 9 тыс. м2/га и в фазе молочной спелости - 7, 6 и 7 тыс. м2/га. Максимальное (52 тыс.м.2/га) нарастание листовой поверхности отмечалось в фазе колошения по безотвальной основной обработке почвы на фоне внесения расчетных норм удобрений на 5,0 т/га, или больше, чем на фоне без удобрений на 13 тыс. м.2/га.

Максимальное накопление сухой биомассы в течение вегетации озимой ржи происходило на фонах внесения расчетных доз удобрений (рис. 1).

Динамика накопления сухой биомассы растений озимой ржи по фонам а питания и приемам основной обработки почвы, т/га (2007-2009 гг.)

Ш Выход в трубку * Колошение □ Молочная спелость

/7//////////

/^У*// <//?'»"Ус/'

Рис. 1. Накопление сухой биомассы растений озимой ржи

Прирост сухой биомассы растений на фоне от внесения №К на 4,0 т/га по сравнению с фоном без удобрений по вспашке в фазе выхода в трубку составил 0,45 т/га, в фазе колошения — 1,66 т/га и в фазе молочной спелости - 2,45 т/га, по безотвальной обработке - 0,52,1,65 и 2,49 т/га и по плоскорезной обработке, соответственно - 0,43, 0,81 и 0,66 т/га. Более существенное увеличение прироста сухой биомассы происходило на фоне внесения ЫРК на 5,0 т/га: в фазе выхода в трубку по вариантам основной обработки почвы составила: 1,83, 2,14 и 1,77 т/га или больше, чем на фоне без удобрений на 0,66, 0,91 и 0,63 т/га; в фазе колошения - 6,22, 6,52 и 6,19 т/га (больше на 2,44, 2,49 и 2,55 т/га); в фазе молочной спелости - 8,37,9,89 и 8,333 (больше на 2,51, 3,61 и 2,61 т/га).

3.9. Урожайность. Структура урожая. В среднем за 3 года максимальная урожайность сформировалась по безотвальной обработке на всех фонах питания: на фоне без удобрений составила 2,15 т/га, на фоне №К на 4,0 т/га -3,76 т и на фоне ЫРК на 5,0 т/га - 4,54 т/га (табл. 3).

Таблица 3 - Урожайность озимой ржи в зависимости от приемов обра-

ботки почвы и фона питания, т/га

Основная об- Годы Средняя Прибавка Внесено Оплата кг

работка 2007 2008 2009 от удобре- д.в. ЫРК

почвы (А) нии, кг д. в. зерном,

т/га кг

Без удобрений (В)

Отвальная 1,72 2,02 1,79 1,84 - - -

Безотвальная 2,08 2,25 2,13 2,15 - - -

Плоскорезная 1,69 1,97 1,76 1,81 - - -

ОТК 4,0 т/га

Отвальная 3,39 3,72 3,41 3,51 1,67 226 7,4

Безотвальная 3,67 3,94 3,68 3,76 1,61 226 7,1

Плоскорезная 3,41 3,66 337 3,48 1,67 226 7,4

ОТК 5,0 т/га

Отвальная 3,97 4,62 4,21 4,27 2,43 391 6,2

Безотвальная 4,23 4,89 4,49 4,54 2,39 391 6,1

Плоскорезная 3,86 4,59 4,18 4,21 2,40 391 6,1

НСРм (ч-Р-Уг/га А 0,05 0,06 0,06 0,06 В 0,09 1,10 1,10 1,00 АВ 0,18 0,12 0,14 0,13

По вспашке соответственно фонам питания урожайность составила 1,84, 3,51 и 4,27 т/га, по плоскорезной обработке -1,81,3,48 и 4,21 т с 1 га.

Прибавка урожая от внесения №К на 5,0 т/га по сравнению с фоном без удобрений по вспашке составила 2,43 т/га, по безотвальной обработке - 2,39 т и по плоскорезной обработке - 2,40 т/га. Оплата удобрений зерном от внесения расчетных доз ЫРК на 4,0 т/га в зависимости от приемов основной обработки почвы составила 10,5-10,8 кг, от внесения ЫРК на 5,0 т/га 7,5-7,6 кг соответственно.

Результаты определения структуры урожая показали, что сравнительно большее количество растений озимой ржи к уборке было по безотвальной обработке почвы: на фоне без удобрений составило 296 штУм2, при внесении ЫРК на 4,0 т/га - 303 шт. и на фоне внесения 1МРК на 5,0 т/га - 313 шт./м2, по отвальной вспашке - 286,299 и 306 шт./м2 и по плоскорезной обработке - соответственно 292,302 и 309 штУм2.

Удобрения рассчитанные на 4,0 т/га существенно повысили массу зерна с 1 колоса и массу 1000 зерен по сравнению с фоном без удобрений по вспашке на 0,23 и 6,2 г, по безотвальной обработке - на 0,22 и 6,7 г и по плоскорезной обработке- на 0,26 и 7,5 г соответственно. От внесения ИРК на 5,0 т/га масса зерна с 1 колоса и масса 1000 семян повысились по сравнению с контролем на 0,26 и 6,2 г, 0,25 и 6,6 г и на 0,27 и 6,7 г соответственно вариантам обработки почвы. Лучшие показатели сохранности растений к уборке отмечались при внесении минеральных удобрений на 5,0 т/га, по вспашке составила 86%, по безот-

вальной обработке - 87% и по плоскорезной обработке - 84%, против 84, 85 и 83 процентов на фоне без удобрений. Кроме того, на этом фоне повышалась продуктивная кустистость (1,72, 1,73 и 1,70) и число зерен в колосе (26), против 1,17, 1,23, 1,17 и 22 и 23 шт. на фоне без удобрений.

3.10. Показатели качества зерна. Более высокие показатели качества зерна озимой ржи были на варианте внесения расчетных доз ИРК 5,0 т/га по безотвальной обработке почвы. Натура зерна на этом варианте составила 680 г/л, содержания белка - 12,2 %, зольность - 2,6 %. или больше, чем на фоне без удобрений по вспашке на 15 г/л, 1,7 % и 0,4 % соответственно. Основная обработка почвы не оказывала существенного влияния на число падения, внесенные удобрения на планируемую урожайность повышали ее на фоне №К на 4,0 т/га на 35-36 сек. и на фоне №К на 5,0 т/га — на 40-41 секунду.

Согласно ГОСТ 16990-88 полученное зерно озимой ржи на фонах внесения ОТК на 4,0 и 5,0 т/га относится к 2 классу, а на фоне без внесения минеральных удобрений - к 3 классу.

3.11. Химический состав и хозяйственный вынос элементов питания. Содержание азота в среднем за 3 года на фонах без внесения удобрений по вспашке составил 1,85 %, по безотвальной обработке - 1,87 и по плоскорезной обработке - 1,86 %, фосфора - 0,80, 0,83 и 0,81 % и калия 0,57, 0,58 и 0,56 % соответственно вариантам обработки почвы. Минеральные удобрения, внесенные на получение зерна 4,0 т/га увеличили содержание ЫРК в зерне в зависимости от приемов обработки почвы азота на 0,09-0,1 %, фосфора - на 0,03-0,04 % и калия — на 0,03-0,05 % по сравнению с фоном без удобрений. От внесения минеральных удобрений на 5,0 т/га происходило дальнейшее увеличение в зерне соответственно вариантам обработки почвы азота на 0,27 %, фосфора - на 0,04-0,05 % и калия - на 0,05-0,06 процента. Аналогичная закономерность по содержанию №К в соломе прослеживалась как по фонам питания, так и по вариантам основной обработки почвы.

Вынос азота с урожаем на фоне без удобрений по вспашке составил 43,5 кг/га, на расчетных фонах с внесением №К 4,0 и 5,0 т/га - 89,1-117,8 кг/га, фосфора - 15,2 и 30,7-37,8 кг и калия 31,4 и 67,9-86,4 кг/га соответственно. Максимальный вынос элементов питания отмечался на вариантах безотвальной обработки почвы, на всех фонах питания. По плоскорезной обработке вынос элементов питания с урожаем существенно не отличался от вариантов со вспашкой.

3.12. Экономическая и энергетическая эффективность. Наибольшее снижение производственных затрат при возделывании озимой ржи происходило по плоскорезной и безотвальной обработках почвы. На фоне без удобрений они составили 620,1 - 302,9 рУга, на фоне внесения №К на 4,0 т/га - 1961,91262,9 р./га и на фоне N1^ на 5,0 т/га — 2111,8-1573,7 р./га, по сравнению со вспашкой.

Минимальный чистый доход (351,6 р./га) и самая высокая себестоимость зерна (3308,9 р./т) была на фоне без удобрений по вспашке. В связи с получением высокой урожайности и более низкими затратами на производство по сравнению со вспашкой, наибольший условно чистый доход (5562,4 руб./га) и

наименьшая себестоимость 1 т зерна озимой ржи (2274,8 р.) получены при внесении расчетных доз удобрений 5,0 т/га по безотвальной обработки.

Уровень рентабельности на фоне внесения №К на 5,0 т/га составил 53,9 %, против 5,7 процентов на фоне без удобрений по вспашке. В наших опытах высокий (1,41) коэффициент превращения энергии был на фоне внесения ЫРК на 5,0 т/га по безотвальной обработке, минимальный (0,97) на фоне без удобрений по вспашке.

ВЫВОДЫ

На основании проведенных экспериментальных исследований и математической обработки полученных результатов сформулированы следующие выводы:

1. Применение плоскорезной и безотвальной обработок почвы повышали плотность сложения, содержание структурных агрегатов почвы на всех фонах питания, по сравнению со вспашкой.

2. Максимальная численность почвенных микроорганизмов, участвующих в усвоении органических форм азота и плесневых грибов, отмечалось на вариантах плоскорезной и безотвальной обработках почвы в 0-10 см слое почвы, а процесс минерализации органического вещества лучше проходило на вариантах со вспашкой.

3. Максимальная засоренность и накопление воздушно-сухой массы сорняков на всех фонах питания происходило на вариантах поверхностной обработки почвы. Внесение расчетных доз удобрений в сочетании со вспашкой снизило поражение растений корневыми гнилями и листостебельными микозами.

4. Внесение расчетных доз удобрений на 4,0 и 5,0 т/га привело к повышению содержания элементов питания в почве. На варианте с плоскорезной и безотвальной обработками большая концентрация ЫРК в почве отмечались в верхнем (0-15 см) слое почвы, по вспашке - в нижнем (15-30 см) слое почвы.

5. Лучшая влагообеспеяенность посевов озимой ржи отмечалась на варианте с плоскорезной и безотвальной обработали почвы на всех фонах питания. Наименьший расход продуктивной влаги (84,8 мм/т) на формирование 1 т зерна озимой ржи отмечен на фоне внесения расчетных доз минеральных удобрений на 5,0 т/га по безотвальной обработке.

6. Безотвальная и плоскорезная основная обработка почвы и варианты с внесением минеральных удобрений 4,0 и 5,0 т/га повышали полевую всхожесть семян, нарастание листовой поверхности и накопление сухой биомассы растений.

7. Максимальная урожайность озимой ржи (4,54 т/га) получена на вариантах с безотвальной обработкой почвы фоне с внесением К]06РП8К|07 (на 5,0 т/га). Прибавка от внесенных удобрений равнялась 2,39 т/га, оплата 1 кг д. в. ЫРК зерном 6,1 кг. На этом же фоне питания по безотвальной обработке повысился химический состав и хозяйственный вынос ИРК с урожаем, натура зерна, масса 1000 зерен, содержания белка и клейковины в зерне.

8. Наибольший (5562,4 р/га) условный чистый доход и наименьшая (2274,8 руб.) себестоимость 1 т зерна озимой ржи получена по безотвальной обработке с внесением расчетных доз удобрений на 5,0 т/га. Уровень рентабельности составил 53,9 % коэффициент энергетической эффективности 1,41, против 5,7 % и 0,97 на фоне без удобрений по вспашке.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Для получения высокой урожайности озимой ржи с хорошими показателями качества зерна на серой лесной почве Республики Татарстан рекомендуем:

- для основной обработки почвы использовать безотвальную обработку почвы на глубину 22-24 см, обеспечивающая оптимальный водный и питательный режим для роста и развития растений озимой ржи;

- вносить минеральные удобрения на планируемую урожайность 5,0 т/га в дозе азота 106, фосфора 105, калия 107 кг действующего вещества на 1 га, обеспечивающая получение 4,54 т зерна с 1 га.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки:

1. Хусаинов Р. Р. Формирование урожая и качества зерна озимой ржи в зависимости от приемов основной обработки и фонов питания в условиях серой лесной почвы Республики Татарстан / И. П. Таланов, Р. Р. Хусаинов // Вестник Казанского ГАУ.-2013.-№ 1 (27).-С. 131-134.

2. Хусаинов Р. Р. Влияние приемов основной обработки почвы и фонов питания на водный и питательный режимы посевов озимой ржи / Р. Р. Хусаинов//Вестник Казанского ГАУ.-2013.-№ 1 (27). — С. 141-144.

3. Хусаинов Р. Р. Влияние основной обработка почвы и фонов питания на микробиологическую активность почвы и питательный режим посевов озимой ржи / И. П. Таланов, Р. Р. Хусаинов // Зерновое хозяйство России. - 2013.-№ 1(25).-С. 65-70.

Статьи в других изданиях:

4. Хусаинов Р. Р. Влияние приемов основной обработки на агрофизические показатели серой лесной почвы / Р. Р. Хусаинов // Актуальные проблемы и пути решения инновационного развития агропромышленного комплекса. Вып.7. -Казань. - 2012. - С. 491^193.

5. Хусаинов Р. Р. Отзывчивость озимой ржи на приемы основной обработки и внесение расчетных норм удобрений в условиях Среднего Поволжья / Р. Р. Хусаинов, И. П. Таланов // Актуальные проблемы и пути решения инновационного развития агропромышленного комплекса. Вып. 7. -Казань. — 2012. — С. 494—496. ФогмтПаМКГям* Ю0- Пшкиимш ¡А.СИ .»1Эг.

Лт*»офсга*а Уо.пв. 1.1X1. Эаш 141.

Имико» КГАУМНЫ* Г (тп, АМ

.>»»<« ииилсииуп «тмм 1» ИДЖВ342 «. ».11.»Л

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Хусаинов, Руслан Рустемович, Казань

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И РАСЧЕТНЫХ ДОЗ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

04201357644

Хусаинов Руслан Рустемович

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.П.Таланов

Казань- 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕНОСТИ ВОПРОСА 7

1.1. Способы основной обработки почвы 7

1.2. Удобрения 23 Глава II. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 34

2.1. Агрометеорологические условия в зоне проведения исследований 34

2.2. Почвы Республики Татарстан и опытного участка 41

2.3. Схема и методика проведения полевых опытов 47

2.4. Методика проведения наблюдений учетов и анализов 49 Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 51

3.1. Плотность сложения почвы 51

3.2. Структурно-агрегатный состав почвы 53

3.3. Микробиологическая активность почвы 56

3.4. Засоренность посевов 62

3.5. Поражение растений болезнями 65

3.6. Питательный режим почвы 70

3.7. Водный режим почвы 80

3.8. Рост и развитие растений озимой ржи 85

3.9. Урожайность. Структура урожая 92

3.10. Показатели качества зерна 97

3.11. Химический состав и хозяйственный вынос элементов питания 98 Глава IV. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ

ЭФФЕКТВНОСТЬ 101

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 104

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 106

ПРИЛОЖЕНИЯ 130

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Решение продовольственной проблемы в условиях Всемирной торговой организации (ВТО) определяется, прежде всего, уровнем материально-технического развития сельскохозяйственногопроизводства. По данным А.И. Алтухова и A.C. Васютина (2002) от научного сопровождения и материально-технического развития зернового хозяйства зависит не только эффективность функционирования всего агропромышленного комплекса, но и уровень жизни населения Российской Федерации. Оптимизацией минерального питания с внесением различных доз удобрений и приемов основной обработки почвы с целью повышения продуктивности зерновых культур в Республике Татарстан занимались многие ученые (А.А.Зиганшин, Г.Н. Лавинский, 1960; У.А. Лотфуллин, 1966; Ф.Х. Минушев, М.С. Матюшин, 1976; A.C. Салихов, 1997; И.П. Таланов, 2003; Ф.Ш. Шайхутдинов, 2004; С.А. Шарипов, И.П. Таланов, В.Н. Фомин, 2010; Т.Г. Хадеев, И.П. Таланов, 2011 и др.).

Основные положения этих исследований научно и практически обоснованы, прошли широкую производственную проверку и рекомендованы производству. Однако, вопросы снижения энергозатрат на обработку почвы, степень адаптивности различных систем удобрений, вопросы накопления и сохранения продуктивной влаги, снижения засоренности и оптимизации фитосанитарного состояния посевов к конкретным почвенно-климатическим условиям продолжают волновать ученых и практиков.

Вместе с тем, комплексные исследования по снижению энергозатрат на проведение основной обработки серой лесной почвы с внесением расчетных доз минеральных удобрений на плановую урожайность озимой ржи в условиях Предкамья Республики Татарстан проводились в недостаточной степени. Это послужило основанием для проведения исследований по оценке влияния приемов основной обработки почвы с внесением расчетных доз удобрений на продуктивность озимой ржи, что и определило актуальность исследований.

Цель и задачи исследований. Целью исследований предусматривалось определение эффективных способов основной обработки почвы и уровней минерального питания на продуктивность озимой ржи в условиях Среднего Поволжья.

В задачи исследований входили:

• определить оптимальные параметры агрофизических свойств, водно- и пищевой режимы и биологическую активность почвы в зависимости от приемов основной обработки и фонов питания;

® изучить влияние приемов основной обработки почвы и фонов питания на засоренность посевов и поражение растений листостебельными микозами;

• определить влияние изучаемых приемов на рост и развитие растений, урожайность и показатели качества зерна;

• рассчитать экономическую и энергетическую эффективность изучаемых приемов.

Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Поволжья определены экономически и энергетически эффективные способы основной обработки серой лесной почвы с применением расчетных доз удобрений на посевах озимой ржи.

Основные положения, выносимые на защиту:

- внесения расчетных норм удобрений по безотвальной обработке почвы обеспечивает получение запланированной урожайности зерна озимой ржи на уровне 4,5 т с 1 га;

- влияние приемов основной обработки почвы и расчетных доз удобрений на питательный и водный режим почвы, пораженность растений болезнями, засоренность посевов;

- применение безотвальной основной обработки почвы на фоне применения расчетных доз минеральных удобрений улучшает агрофизические показа-

тел и, микробиологическую активность почвы, повышает урожайность и качество зерна озимой ржи;

- внесение расчетных доз минеральных удобрений на 5,0 т/га по безотвальной обработке повышает экономическую и энергетическую эффективность производства озимой ржи.

Практическая значимость работы заключается в разработке научно обоснованной технологии получения стабильно высоких урожаев озимой ржи с хорошими качественными характеристиками зерна на основе применения ресурсосберегающей основной обработки почвы и внесения расчетных доз минеральных удобрений, что повысит конкурентоспособность зернового хозяйства Российской Федерации в условиях жесткого рынка в связи с вступлением во Всемирную торговую организацию (ВТО).

Реализация результатов исследований. Разработанные приемы адаптивной технологии возделывания озимой ржи широко используется в хозяйствах Республики Татарстан. Основные результаты исследований опубликованы тематических сборниках научных работ, в центральных журналах, используются специалистами при возделывании озимой ржи и в учебном процессе.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей, три из них в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Апробация работы. Результаты экспериментальных исследований соискателя неоднократно докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Казанского ГАУ (2008-2012); Всероссийских научно-практических конференциях (Казань, 2010, 2012), где получили положительную оценку.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 105 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций производству, включает 27 таблиц, 6 рисунков, 27 приложений. Список литературы состоит из 251 наименований, в том числе 15 работ иностранных авторов.

Автор благодарен сотрудникам кафедры растениеводства и плодоовще-водства Казанского ГАУ, сотрудникам аналитической и микробиологической лаборатории Татарского НИИСХ за оказанную помощь при выполнении экспериментальных исследований и приведения анализов.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕНОСТИ ВОПРОСА 1.1. Способы основной обработки почвы

В системах земледелия большинства регионов средней полосы Российской Федерации, в том числе и в Республике Татарстан до 90-х годов прошлого столетия в качестве основной обработки почвы была рекомендована отвальная обработка. Однако уже в те годы Координационный совет Россельхозакадемии по обработке почвы разработал перспективную программу научно-исследовательских работ (в выполнении которой принимали участие 22 научных учреждения и 16 сельскохозяйственных вузов РФ), где приоритетными направлениями являлось изучение оптимизации агрофизических свойств почв, ее биологических процессов, режимов в системе почва-растение, поддержание фитосанитарного состояния почвы и посевов, предупреждение эрозионных процессов, ресурсосбережение и др. при различных способах обработки почвы.

Основы возделывания сельскохозяйственных культур в течение многих столетий передавались из поколения в поколение, на основе наблюдений за природой с использованием примитивных систем земледелия, в том числе воздействия на почву различными способами обработки. Однако исторически сложилось так, что в условиях тяжелосуглинистых по гранулометрическим составам почвах основным приемом обработки почвы длительное время оставалась отвальная вспашка. И.М. Комов (1788).

В Европейской части России в начале 20 века широко применялась трехпольная система земледелия, разработанная В.Р. Вильямсом (1939). Им было рекомендовано под все культуры в качестве основной обработки почвы проводить отвальную обработку. После уборки предшественника до вспашки предусматривалось обязательное лущение стерни на 4-5 см. При этом глубина вспашки рекомендовалось не менее 20 см, глубокая - до 30см. Предпосевную обработку под озимые и яровые культуры рекомендовано было применять отвальные лущильники, волокуши. В качестве механизированного ухода за рас-

тениями рекомендовано проводить боронование зерновых культур до и по всходам.

В обосновании и применении систем обработки почвы в различных зонах нашей страны не прекращается спор в течение многих десятилетий, Какой способ основной обработки лучше? - отвальная, безотвальная или поверхностная. И.Н. Листопадов (2007) что с учетом сложившихся почвенно-климатических условий и поставленных задач выбор систем обработки почвы должен базироваться на долгосрочном научно обоснованном конкретном материале и поставленных задач.

В своей статье «О развитии сберегающего земледелия в России» Л. Орлова (2007) отмечает: «... что ресурсосберегающие технологии в земледелии -это не только отказ от вспашки, но и обязательное сохранение растительных остатков на поверхности почвы. Применение минимальной и нулевой обработок в течении 4-6 лет снижает прямые затраты на 9-15%, увеличивает содержание наиболее подвижной, лабильной части гумуса на 18-20%, повышает содержание подвижного фосфора и обменного калия и создает оптимальное структурно-агрегатное состояние почвы» (стр. 9-12, «Главный агроном», 2007, №3). И.Е. Овсинский (2008) - первый ученый агроном еще в XIX веке предложил и на практике осуществил биологическую, ресурсосберегающую технологию. Основополагающим принципом «Новой системы земледелия» являлась замена плужной обработки поверхностной - рыхлением почвы на глубину двух дюймов (5-7 см). Вред применения глубокой вспашки И.Е. Овсинский видел в нарушении естественного расположения слоев почвы, ухудшения условий для деятельности почвенных микроорганизмов. Он создал орудия для поверхностной обработки почвы: культиваторы «Урожай» и «Крестьянин», которые впоследствии стали прообразами современных почвозащитных орудий обработки почвы.

В настоящее время накопилось достаточно научных доказательств, свидетельствующих о том, что почвозащитное земледелие оказывает положитель-

ное влияние на химические, физические и биологические свойства почвы по сравнению с традиционной вспашкой. В последние годы в мире более 400 миллионов гектаров обрабатывается по усовершенствованным технологиям (ранее предложенные Овсинским И.Е.) сберегающего земледелия, в России около 10 млн га, или около 8 процентов пашни.

В те же годы аналогичные экспериментальные исследования по изучению систем обработки почвы проводил П.А. Костычев (1885). По результатам своих исследований он полностью подтвердил выводы, сделанные И.Е. Овсинским о том, что аэробные микроорганизмы, заделанные плугом в нижние слои почвы из-за нехватки кислорода угнетаются анаэробными условиями, а анаэробные микроорганизмы напротив, попадая в условия избытка кислорода в почве угнетаются аэробными условиями.

В середине 50-х годах 20 столетия в условиях Юго - Востока Н.М. Тулай-ков (1963) отмечал, что поверхностная обработка была эффективной только впервые 2-3 года, затем без применения эффективных средств борьбы с сорняками привела к резкой засоренности полей и снижению урожайности.

Повое направление по замене вспашки глубокой безотвальной (Мальцев-ской) и поверхностной обработкой дисковыми лущильниками проведены исследования в различных почвенно-климатических зонах страны под руководством академика Т.С. Мальцева (1955).

Почвозащитная система земледелия разработанная под руководством академика А.И. Бараева (1975) во ВНИИЗХ была направлена для предотвращения эрозии в зонах с ветровой эрозией почвы, что доказала свою эффективность.

Анализ экспериментальных исследований о влиянии способов основной и предпосевной обработки почвы на рост урожайности и качество сельскохозяйственных культур многие исследователи (И.В. Тюрин, 1965; А.И. Бараев, 1966; С.А. Воробьев, 1968; A.A. Зиганшии, 1974; И.С. Рабочее, 1980; Г.Г. Данилов, 1982; И.А. Чуданов, 1984; Х.Х. Хабибрахмаиов, И.И. Долотин, 1984; А.Н. Ка-

щсев, 1990; Н.Ф. Коптев, 1990; В.В. Ивенин, 1995; И.А. Ступаков, JI.A. Герасименко, Т.Н. Меркулова, 2001; И.П. Таланов, 2002; IO.II. Плескачев, 2006; A.M. Пестряков, 2007; К.З. Халиуллин и др., 2007; Г.Н. Черкасов, АЛО. Беленков и др., 2008 и др.) связывают с водным и питательным режимом почвы и происходящими изменениями химических, физических свойств почвы, структуры и количества почвенной биоты, фитосанитарного состояния и экономической обоснованностью возделывания сельскохозяйственных культур.

В условиях выщелоченного чернозема Воронежской области урожайность озимой пшеницы без удобрений по вспашке на глубину 20-22 см составила 2,98 т/га, по плоскорезной обработке - 2,54 т/га, на удобренном фоне соответственно 4,15 и 3,85 т/га (И.М. Сидоров, 1989). Проведя анализ экспериментальных исследований различных приемов основной обработки почвы он отмечает: «... если почву только рыхлить без оборота пласта, то в нижних слоях почвы замедляется микробиологическая деятельность, а в результате падает плодородие».

Данный эффект в изменении плодородия по горизонтам пахотного слоя в своих исследованиях проведенных в Рязанской области отмечают Л. В. Ильина и Е. Н. Иваницкая, (1991), в Республике Татарстан Г.Х. Хуснутдинов, У.Х. Ва-лиуллин, И.П. Таланов (1991) и многие другие.

Возможность повышения производительности труда, снижение энергозатрат и при этом, не снижая плодородие почвы при возделывании сельскохозяйственных культур за счет применения наиболее эффективных разноглубинных, комбинированных систем обработки почвы с элементами минимализации отмечается в работах И.С. Рабочева, П.У. Бахтина, В.Д. Аксененко, и др. (1980), В.А. Корчагина, Н.М. Баранова, В.Г. Новикова и др. (1988), H.A. Чуданова, В.П. Васильева (1990), М.А. Глухих, В.Б. Собянина (2000), В.Х. Яковлева (2001), И.П. Макарова, A.B. Захарченко, А.Я. Рассадина (2002), А. Калинина, JI Орловой (2004), М.С. Григорова, АЛО. Москвичева, A.M. Чудина (2004), А. Ефимова, В. Коротеева (2009), И.Ф. Храмцова (2009), Т.Г. Хадеева, И.П. Тала-

нова, В.H. Фомина (2010) и многих других. Однако, высокоэффективное использование бесплужной системы земледелия немыслимо без широкого использования интегрированной системы защиты растений против болезней, вредителей и сорняков.

Важнейшей задачей основной обработки почвы по данным Б.А. Доспехо-ва (1977) является способность обеспечить оптимальное соотношение водно-воздушного, теплового и питательного режимов, накопления и сохранении продуктивной влаги в течение вегетации растений или удаления ее избытка.

По данным экспериментальных исследований в зависимости от строения почвы каждому виду растений соответствует своя оптимальная плотность сложения, при которой создаются наилучшие условия для роста и формирования урожая. Например, для яровых и озимых культур оптимальная плотность сложения почвы находится в пределах 1,1-1,3 г/см3, для картофеля и подсолнечни-

л

ка - 0,9-1,1, а для кукурузы и сахарной свеклы - от 1,1 до 1,4 г/см (П.У. Бахтин, 1969; И.Б. Ревут, 1972; А.Д. Грицай, 1982; Н.Г. Гизбулин и др. 1990).

По данным C.B. Богомазова, Т.П. Стружкина (2005) оптимальные показатели плотности сложения пахотного слоя при возделывании озимой пшеницы в условиях Пензенской области обеспечивала отвальная вспашка. Минимальная и безотвальная зяблевая обработки оказывали уплотняющее действие на пахотный слой, но показатели плотности не выходили за пределы оптимальных значений для выращивания зерновых культур.

Изучая различные разноглубинные приемы основной обработки (отвальные, безотвальные и минимальные) на опытном поле Оренбургского ГАУ Ф.Г. Бакиров (2007) пришел к такому выводу, что к концу второй ротации зернопа-рового севооборота плотность нижних слоев почвы была на 0,05 и 0,02 г/см ниже, чем зернопаропропашного севооборота. Однако, отмечает он, что при длительном систематическом применении ресурсосберегающих обработок происходит тенденция к снижению плотности почвы, как в зернопаропропаш-ном, так и зернопаровом севообо�