Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние приёмов основной обработки почвы и гербицидов на урожайность и качество сои в условиях лесостепи Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние приёмов основной обработки почвы и гербицидов на урожайность и качество сои в условиях лесостепи Поволжья"

На правах рукописи

Рахимова Юлия Мансуровна

ВЛИЯНИЕ ПРИЁМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ГЕРБИЦИДОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СОИ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Пенза - 2014

1 Ц !-"ЛЦ -)П1» I э I ..ч/П Щ ¡4

005550019

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедры «Земледелие и растениеводство» ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина» Дозоров Александр Владимирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедры «Ресурсосберегающие технологии производства сельскохозяйственной продукции и лесного комплекса» ФГБОУ ДПО «Татарский институт переподготовки кадров агробизнеса» Фомин Владимир Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Биотехнология и техносферная безопасность» ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный технологический университет» Блинохватов Антон Александрович

Ведущая организация: ГНУ Ульяновский НИИСХ Россельхозакадемии

Защита состоится «27» июня 2014 года в _ часов на заседании

диссертационного совета Д 220.053.01 при ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246. http://pgsha.penza.net

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Автореферат разослан « » апреля 2014 года и размещён на сайте: http://pgsha.penza.net

Учёный секретарь диссертационного совета

Вера Александровна Гущина

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Являясь продовольственным, техническим и кормовым растением соя не имеет равных по универсальности применения в аграрном производстве. В этой связи в последние годы ареал возделывания сои резко возрос. Эту культуру начали выращивать не только в традиционных районах возделывания, но и Центральном Нечерноземье, Поволжье, Западной Сибири, Центрально-Чернозёмной зоне. В Ульяновской области активное внедрение сои началось с начала 80-х годов 20 столетия, с появлением сортов местной селекции (автор Я.Ф. Дырда). Однако площадь занятых соей посевов нестабильна, меняется по годам от 3 до 16 тыс. га и урожайность невелика. Основная причина -недостаточная разработанность технологии её возделывания. В технологии возделывания сои применение гербицидов является наиболее эффективным средством борьбы с сорняками.

Гербициды нового поколения обладают высокой селективностью, однако растения сои испытывают на себе их негативное воздействие. Проблема эффективной защиты посевов сои от сорной растительности является актуальной и связана с высокой их чувствительностью к химическим средствам.

Основная обработка почвы является важнейшим агротехническим приёмом, который определяет условия роста и развития растений. В современных условиях наблюдается необходимость пересмотра традиционно сложившейся системы обработки и поиск путей её совершенствования. Одно из таких направлений -минимализация обработки почвы. В связи с этим, совершенствование традиционной обработки с учётом принципа минимализации имеет важное значение.

Исследования проводились в соответствии с тематическими планами и программами Министерства сельского хозяйства РФ (номер государственной регистрации № 120.0600.149.), являются составной частью плана научной работы Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.

Цель исследований - разработать и научно обосновать приёмы основной обработки чернозёма выщелоченного с применением гербицидов, для повышения урожая и качества семян сои в лесостепной зоне Среднего Поволжья.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

- изучить особенности роста и развития растений сои;

- установить влияние приёмов основной обработки почвы на агрофизические свойства почвы;

- определить засорённость посевов сои при различных способах основной обработки почвы и применении гербицидов;

- выявить влияние приёмов обработки почвы и внесения гербицидов на азотфиксирующую деятельность сои в разные фазы её развития;

- изучить фотосинтетическую деятельность посевов сои;

- определить урожайность и качество семян сои;

- дать экономическую и энергетическую эффективность возделывания сои.

Научная новизна. Впервые, с учётом агроклиматических ресурсов Ульяновской области, научно обоснована возможность замены традиционной отвальной вспашки плоскорезной и нулевой обработкой при применении гербицидов, установлены особенности их влияния на агрофизические свойства почвы, засорённость, фото синтетическую и азотфиксирующую способность сои, экономические и энергетические показатели.

Практическая значимость. Уменьшение производственных затрат на обработку почвы и сокращение технологических операций при возделывании сои позволяют на 14,4...27,8% снизить затраты на единицу площади. Однако в условиях Ульяновской области, особенно при недостатке влаги, отказ от вспашки и переход к возделыванию сои без основной обработки или с использованием плоскорезной обработки почвы приводит к снижению урожайности на 5,0...8,4 ц/га, что при существующих ценах на семена сои (17...20 руб./кг) экономически нецелесообразно.

Установлено, что на всех вариантах опыта, показатели агрофизических свойств почвы находились в пределах оптимальных значений для сои: плотность почвы - 1,13-1,30 г/см3, общая пористость - 54,0...58,9%, при коэффициенте пористости 1,17...1,43; водопрочность почвенных агрегатов - 56,4...68,9%; количество агрономически ценных агрегатов - 63,8...64,4%.

Результаты исследований прошли производственную проверку в ООО Агрофирме «Приволжье» и были использованы при разработке "Практических рекомендаций по возделыванию сои в Ульяновской области".

Основные положения, выносимые на защиту:

- водно-физические свойства почвы при разной основной обработке почвы;

- формирование плотности агроценозов;

- роль основной обработки почвы и гербицидов в фитосанитарном состоянии посевов сои;

- особешюсти формирования фотосинтетической и симбиотической активности агроценоза сои в зависимости от приёма возделывания;

- формирование продуктивности сои и качество семян;

- экономическая и энергетическая оценка эффективности приёмов основной обработки почвы и применения гербицидов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава УГСХА (2011...2013 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 работах, в том числе 4 в изданиях по перечню ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 151 странице компьютерного текста, состоит из введения и 8 глав, выводов и предложений производству, включает 30 таблиц, 10 рисунков и 17 таблиц в приложении. Список литературы включает 304 наименований, в том числе 13 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методы проведения исследований. Экспериментальная работа по изучению влияния различных приёмов основной обработки почвы и гербицидов на урожай и качество сои проведена в 2011...2013 гг. в полевых условиях опытного участка Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина и в 2012...2013 гг. на производственных площадях ООО Агрофирмы «Приволжье».

Климатические условия в годы исследований характеризовались следующим образом: среднегодовое количество осадков за 2011...2013 гг., составило 585,8 мм. Наибольшая годовая сумма осадков отмечена в 2011 году - 681,7 мм, наименьшая

- в 2012 году - 493,6 мм. 2013 г. по показаниям был промежуточным, сумма осадков составляла 582,2 мм. Размах варьирования составил при этом 188,1 мм, коэффициент вариации соответственно 28%. В среднем за 2011.„2013 гг. температурный режим был близок к среднегодовым среднемесячным значениям. К наиболее благоприятным, для возделывания сои следует отнести 2011 год, когда за период май-август выпало 260,0 мм осадков (ГТК - 2,9), а среднесуточная температура составила 18,5 С. Он характеризовался обильным выпадением осадков в первую и третью декаду мая (ГТК - 2,2), при средней температуре 14,2°С. Этот фактор стал определяющим в появлении дружных всходов и формировании симбиотического аппарата. К менее благоприятным следует отнести 2012 год, когда за вегетационный период май - август выпало 225,1 мм осадков, причем 97,7 мм из них приходится на август, что совпадает с периодом созревания и уборки сои. Май и июнь характеризовались недостаточным количеством осадков - 31,7 и 36,0 мм (ГТК - 0,6), что составило 59 и 57% от среднемноголетней нормы. Среднесуточная температура составила 19,0°С. Сумма эффективных температур выше 10°С за вегетационный период оказалась на уровне 2435 °С, ГТК - 1,0. 2013 г. характеризуется относительно засушливыми условиями за вегетационный период. В период май - август выпало 204,5 мм осадков, 44% осадков приходится на август

- период созревания и уборки. Среднесуточная температура воздуха за этот же период составляла 18,8 °С.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, среднемощный среднесуглинистый. Характеризуется следующими агрохимическими показателями: реакция среды в пахотном слое почвы рНка - 6,5, содержание гумуса - 4,3%, подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову соответственно 105 и 200 мг/кг почвы. Степень насыщенности почвы основаниями составляет 96,4.. .97,9%, сумма поглощенных оснований - 25,5...27,8 мг - экв/100 г почвы. Обеспеченность почвы молибденом и марганцем низкая - 0,1.„О,2 и 25...40 мг/кг почвы соответственно.

Объект исследований — соя сорт УСХИ 6.

Для достижения поставленной цели, был заложен двухфакторный полевой опыт по следующей схеме:

Фактор

А В

Отвальная обработка (вспашка) Контроль

Пивот

Хармони Классик

Без обработки (нулевая обработка) Контроль

Пивот

Хармони Классик

Плоскорезная обработка Контроль

Пивот

Хармони Классик

Полевой опыт проводился в четырехкратной повторности, размещение делянок систематическое со смещением, размер делянки 50 м2.

Подготовка почвы состояла из трёх систем обработки почвы: отвальная обработка (вспашка), без обработки (нулевая обработка), плоскорезная обработка.

Опьггы закладывали в соответствии с методическими указаниями Б.А. Доспехова (1985).

Фенологические наблюдения и биометрические измерения проводили в основные фазы развития сои, определение структуры и учет урожая - по методике Государственного сортоиспытания (ГОСТ 10842-64).

Густоту стояния растений подсчитывали в фазу полных всходов и перед уборкой методом учетных площадок.

Определение засорённости проводили количественно-массовым методом (основное сплошное обследование) в фазу тройчатого листа и перед уборкой. На каждой делянке накладывали рамку площадью 0,25 м2 в четырёхкратной повторности, срезали все сорняки, делили по биогруппам, определяли массу и количество.

Запасы влаги определяли на глубину 100 см в трёхкратной повторности на делянке (ГОСТ 28268-89).

Анализ структуры урожая выполняли по снопам, отобранным по 10 растений с каждой делянки.

По данным биометрического анализа рассчитывали динамику накопления сухого вещества по Пилыциковой (1980); динамику площади листьев определяли методом высечек по H.H. Третьякову, A.C. Лосевой (1990) и методом промеров.

Фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза - по формуле Кидда, Веста и Бриггса (А.А.Ничипорович, 1970).

Симбиотический потенциал и продолжительность бобоворизобиального симбиоза рассчитывали по формуле и методике Г.С. Посыпанова (1991).

Оценка энергетической эффективности проводилась по совокупным затратам энергоресурсов на возделывание культур и накоплению потенциальной энергии в урожае основной и побочной продукции (С.И. Базаров, Е.В. Глинка, A.A. Мамонтова, 1983).

Определение количества тяжёлых металлов проводили атомно-абсорбционным методом с электротермической атомизацией на спектрометре «КВАНТ Z.3TA».

Данные результатов исследований подвергались математической обработке с вычислением средней величины и ее ошибки по Г.Н. Зайцеву (1973), а также методами дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов (Б.А. Доспехов, 1985) на ПК с использованием Excel 2007, Statistica 6.1.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние приёмов основной обработки на водно-физические свойства почвы. Обработка почвы является важнейшим средством регулирования её агрофизических свойств. Качественным показателем агрофизических свойств почвы является плотность. Исследованиями, проведёнными в наших опытах, установлено, что плотность почвы изменялась в зависимости от способов основной обработки почвы (табл. 1). Наибольшая рыхлость во всём пахотном слое сохраняется на вариантах со вспашкой, где плотность в слое 0...20 см составляет 1,14...1,15 г/см3 при общей пористости 58,8...58,9%. Отмечено незначительное увеличение плотности сложения на варианте плоскорезной обработки до 1,17... 1,18 г/см3 с общей скважистостью 57,0...58,2%. На вариантах без обработки отмечено

увеличение объёмной массы почвы до .1,19___1,20 г/см3 в слое почвы 0...20 см и до

1,24...1,25 г/см3 в слое почвы 20...40 см. НСР05 для первого и второго фактора перед посевом изменяются по годам и слоям почвы от 0,01 до 0,03.

При возделывании сои плотность почвы в течение вегетационного периода увеличивается на всех вариантах. К уборке на вспашке плотность достигает значений 1,21... 1,22 г/см3 в слое 0...20 см и 1,23...1,24 г/см3 в слое 20...40 см, на вариантах с плоскорезной обработкой в слое 0...20 см она составляет 1,24...1,25 г/см , для слоя 20-40 см отмечены значения плотности в пределах 1,26... 1,28 г/см3. Максимальные значения объёмной массы отмечены на вариантах без обработки почвы, предусматривающих прямой посев, в слое 0...20 см 1,25... 1,26 г/см3, в слое 20...40 см - 1,29...1,30 г/см3. НСР05 перед уборкой изменялся в пределах 0,02...0,03.

Таким образом, к концу вегетационного периода культуры за все годы исследований повышение плотности сложения происходит во всех слоях почвы и во всех вариантах опыта. Однако плотность сложения почвы в большинстве случаев не превышала оптимальных для сои значений и только при нулевой обработке в слое 0...40 см отмечена плотность, несколько её превышающая.

Пористость почвы, как и плотность, определяет характер строения пахотного слоя. Наибольшие значения пористости были в вариантах со вспашкой, где в среднем в слое 0...40 см общая пористость составила 57,4...57,8%. При безотвальном рыхлении отмечено незначительное снижение общей пористости 57,0...57,7% (табл. 2).

Отсутствие обработки способствовало формированию в том же слое пористости в пределах от 55,1% до 55,5%. Независимо от обработки, показатель уменьшается с увеличением глубины залегания слоя почвы. Наибольшее снижение

7

значений характерно для вариантов отвальной вспашки - общая пористость почвы в слое 20-40 см ниже по сравнению с верхним слоем на 2,3...2,7%. При плоскорезной обработке общая скважность с увеличением глубины уменьшилась в 1,3...1,6%, на вариантах без обработки -1,5...2,2%.

Таблица 1

Плотность сложения почвы под посевами сои в зависимости _от приёмов основной обработки почвы, г/см3_

Фактор Посев Уборка

А | В 0...10 20...40 | 0...40 0...10 | 20...40 | 0...40

в среднем за 2011...2013 гг.

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 1,13 1,17 1,15 1,16 1,22 1,19

Пивот 1,14 1,18 1,16 1,16 1,21 1,19

Хармони Классик 1,14 1,18 1,16 1,17 1,21 1,19

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 1,19 1,24 1,22 1,25 1,29 1,27

Пивот 1,19 1,25 1,22 1,25 1,29 1,27

Хармони Классик 1,20 1,24 1,22 1,26 1,30 1,28

Плоскорезная обработка Контроль 1Д7 1,21 1,19 1,24 1,26 1,25

Пивот 1,18 1,21 1,20 1,24 1,27 1,26

Хармони Классик 1,18 1,22 1,20 1,25 1,28 1,27

Одним из важных показателей, характеризующих возможность почвы формировать продуктивный запас воды, является её капиллярная пористость. Изучаемые варианты обработки почвы способствовали снижению значений капиллярной пористости: на вариантах без обработки отмечено её увеличение по сравнению со вспашкой на 1,4...1,9%, по сравнению с плоскорезной обработкой -на 0,9... 1,2%. Некапиллярные поры или пористость аэрации обычно заняты воздухом, обеспечивая почвенную аэрацию. Изучаемые варианты имели сходную тенденцию - в слое 0...20 см некапиллярная пористость выше, с увеличением глубины до 20...40 см её значения снижаются: на вариантах вспашки на 3,6...4,3%, на вариантах плоскорезной обработки на 2,9...3,3% на вариантах без обработки на 1,8...2,7%. Наибольшие значения некапиллярной пористости отмечены на вариантах вспашки и плоскорезной обработки в слое 0...40 см, они составили 20,2...20,3% и 18,8...20,0% соответственно. Отсутствие основной обработки почвы способствовало формированию в слое 0...40 см некапиллярной пористости в пределах от 16,0% до 16,6%. В годы исследований чётко прослеживается влияние обработки почвы на общую пористость как в слое 0...20 см, так и в подпахотном слое 20...40 см. Коэффициент пористости на вариантах со вспашкой был в пределах 1,27...1,43, тогда как на вариантах с нулевой обработкой - 1Д7...1,29.

В целом же проведённый анализ позволяет сформулировать заключение, что рыхление почвы, вспашка и плоскорезная обработка повышают коэффициент пористости и улучшают, таким образом, строение пахотного слоя и условия произрастания растений.

Таблица 2

Пористость пахотного слоя чернозёма выщелоченного перед уборкой сои _в зависимости от вида основной обработки_

Фактор Слей Пористость, %

А В почвы, см общая капиллярная (КП) 1 некапиллярная 1 (НП) КП/НП

в среднем за 2011.. .2013 гг.

0...20 58,9 36,9 22,0 1,43

Контроль 20...40 56,6 38,2 18,4 1,30

0...40 57,8 37,6 20,2 1,37

Отвальная 0...20 58,8 36,4 22,4 1,43

обработка Пивот 20...40 56,1 38,0 18,1 1,27

(вспашка) 0...40 57,4 37,2 20,2 1,35

Хармони Классик 0...20 58,8 36,6 22,2 1,43

20...40 56,5 38,1 18,4 1,29

0...40 57,6 37,3 20,3 1,36

0...20 56,0 38,7 17,3 1,27

Контроль 20...40 54,2 39,4 14,6 1,18

0...40 55,1 39,0 16,0 1,22

Без обработки 0...20 56,2 39,0 17Д 1,28

(нулевая Пивот 20...40 54,0 39,3 14,7 1,17

обработка) 0...40 55,1 39,1 16,0 1,23

Хармони Классик 0...20 56,3 38,8 17,5 1,29

20...40 54,8 39,1 15,7 1,21

0...40 55,5 38,9 16,6 • 1,25

0...20 58,2 37,1 21,1 1,39

Контроль 20...40 56,9 38,7 18,2 1,32

0...40 57,5 37,9 19,6 1,35

Плоскорезная обработка 0...20 57,8 37,3 20,5 1,37

Пивот 20...40 56,2 39,0 17,2 1,28

0...40 57,0 38,2 18,8 1,33

Хармони 0...20 58,4 36,8 21,6 1,40

20...40 57,0 38,6 18,4 1,33

0...40 57,7 37,7 20,0 1,36

Изучение водопрочности структурных агрегатов перед посевом показало, что по вариантам опыта в слое 0...40 см их количество находилось на уровне 59,6...61,8% (табл. 3), распределение по профилю слоя 0...40 см было неравномерным. В верхнем 0...20 см слое почвы содержание агрономически ценных агрегатов было на 5,0...7,7% меньше, чем в слое 20...40 см. К уборке количество водопрочных агрегатов повысилось на всех вариантах, но преимущество сохранилось за отвальной обработкой почвы - 66,7...67,4%.

Таблица 3

Содержание водопрочных агрегатов чернозёма выщелоченного _в зависимости от вида основной обработки почвы__

Фактор Количество, %

7...0,25 мм <0,25 мм

А | В 0..20 20...40 0...40 0..20 20...40 0...40

в среднем за2011...2013гг.

перед посевом

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 57,9 64,1 61,0 42,1 35,9 39,0

Пивот 58,9 64,5 61,7 41,1 35,5 38,3

Хармони Классик 58,6 65,0 61,8 41,4 35,0 38,2

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 56,4 63,4 59,9 43,6 36,6 40,1

Пивот 56,7 62,8 59,8 43,3 37,2 40,2

Хармони Классик 56,8 62,5 59,6 43,2 37,5 40,4

Плоскорезная обработка Контроль 57,2 64,9 61,0 42,8 35,1 39,0

Пивот 57,5 64,0 60,8 42,8 36,0 39,2

Хармони Классик 58,3 63,3 60,8 41,7 36,7 39,2

перед уборкой

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 65,9 68,9 67,2 34,1 31,1 32,6

Пивот 64,9 68,5 66,7 35,1 31,5 33,3

Хармони Классик 66,8 67,9 67,4 33,2 32,1 32,6

Без обработки (нулевая обработка) Кошроль 62,6 66,8 64,7 37,4 33,2 36,3

Пивот 63,5 67,5 65,5 36,5 32,5 34,5

Хармони Классик 63,8 66,4 65,1 36,2 33,6 34,9

Плоскорезная обработка Кошроль 66,1 66,7 66,4 33,9 33,3 33,7

Пивот 64,4 68,2 66,3 35,6 31,8 32,7

Хармони Классик 64,9 66,8 65,9 35,1 33,2 34,1

Исследования агрофизических свойств почвы и данные, полученные в наших опытах, имеют большое значение для теоретического обоснования накопления и расхода влаги посевами сои. Запасы продуктивной влаги в слое 0...100 см в период определения плотности сложения (перед посевом) составили на вариантах вспашки 161,5...164,7 мм, на вариантах с плоскорезной обработкой 157,5...159,9 мм, что на 5...7 мм выше, чем при нулевой обработке (табл. 4).

К уборке урожая влажность метрового слоя по вариантам обработки почвы различалась незначительно, не выявлено явных закономерностей. К уборке урожая при выпадении осадков во второй половине вегетации содержание влаги по вариантам опыта выравнивалось и составляло 121,7...136,6 мм. Показатели НСР05 перед посевом изменялись в пределах 9,54...14,78, после уборки - 12,18...13,07.

Общий расход влаги на вариантах с отвальной обработкой составлял 374,8...381,9 мм. При прямом посеве водопотребление составило 358,5—366,5 мм, на вариантах с плоскорезной обработкой - 370,1 ...376,3 мм.

Параметры агрофизических свойств почвы в пахотном слое, в зависимости от приёмов основной обработки почвы существенно не отличались, находясь в пределах оптимальных значений для сои: плотность почвы 1,13...1,30 г/см3, водопрбчностъ почвенных агрегатов составляла 56,4...68,9%; количество агрономически ценных агрегатов 63,8...64,4%.

Таблица 4

Расход влаги под посевами сои, мм_

Фактор Запас продуктивной влаги в слое 0... 100 см, мм Убыло - прибыло + Осадки, мм Общий расход, мм

А В перед посевом после уборкой

в среднем за 2011...2013 гг.

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 161,5 126,6 -34,9 341,3 376,2

Пивот 164,7 131,2 -33,5 341,3 374,8

Хармони Классик 162,3 121,7 -40,6 341,3 381,9

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 153,8 136,6 -17,2 341,3 358,5

Пивог 156,4 131,2 -25,2 341,3 366,5

Хармони Классик 154,3 129,8 -24,5 341,3 365,8

Плоскорезная обработка Контроль 157,5 127,4 -30,1 341,3 371,4

Пивот 159,9 124,9 -35,0 341,3 376,3

Хармони Классик 158,1 119,3 -38,8 341,3 380,1

При нулевой обработке отмечается некоторое ухудшение физико-механических показателей пахотного слоя. Однако эти изменения не могут служить ограничением её использования. Внесение гербицидов на агрофизические показатели плодородия влияния практически не оказывало.

Фитосанитарное состояние посевов сои в зависимости от изучаемых факторов. В течение всего времени проведения исследований в полевом опыте (2011...2013 гг.) проводились наблюдения за видовым и количественным составом сорняков и их биомассой. На посевах сои было изучено действие системы обработки почвы и разных фонов гербицидов на сорный компонент агрофитоценоза. В посевах сои присутствовали как малолетние, так и многолетние сорняки, доминирующими были: марь белая (Chenopodium album L.), просо куриное (Echinochîoa crusgalli L.), просо сорное {Panicum miliaceum subsp.ruderale), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.), вьюнок полевой (Convolvulus arvensisL.), мышиный горошек (Vicia craccaL.), в 2011 г. наблюдались бодяк полевой (Cirsium arvenseL.) и паслён чёрный (Solanum nigrum L.).

Состав сорного компонента агрофитоценоза насчитывал 8 видов сорных растений, относящихся к трём эколого-биологическим группам. При этом по годам 86...93 % приходилось на долю яровых поздних сорняков, 3...8 % - яровых ранних и 4...8 % - многолетних от общего количества. Таким образом, в посевах сложился малолетне-корнеотпрысковый тип засорённости.

il

Влияние обработки почвы и гербицидов Пивот и Хармони засорённость приведены в табл. 5.

Классик на Таблица 5

Фактор 2011 г. 2012 г. 2013 г. В среднем

А 1 В

в фазу тройчатого листа

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 67,9 15,7 20,7 34,8

Пивот 66,4 13,7 22,9 34,3

Хармони Классик 74,8 14,4 19,3 36,2

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 133,6 35,9 81,0 83,6

Пивот 145,7 37,9 91,3 91,6

Хармони Классик 133,5 36,2 83,2 84,4

Плоскорезная обработка Контроль 110,5 32,0 61,0 68,0

Пивот 113,7 35,5 60,7 70,1

Хармони Классик 108,2 33,6 60,0 67,2

перед уборкой

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 103,4 41,9 63,9 69,7

Пивот 30,2 5,4 25,3 20,3

Хармони Классик 31,1 6,1 25,9 21,0

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 162,7 68,7 126,8 119,4

Пивот 67,7 19,1 54,2 47,0

Хармони Классик 58,8 20,8 53,4 44,3

Плоскорезная обработка Контроль 122,0 58,2 104,2 94,8

Пивот 54,4 18,6 36,9 36,6

Хармони Классик 46,4 18,9 36,8 34,0

За годы проведения опыта количество сорняков по фону отвальной вспашки в посевах сои в фазу тройчатого листа составляло 34,3...36,2 пгг./м2, в том числе 1,1...10,9 шт. /м2 - многолетних; перед уборкой их общее количество было 20,3...69,7 шт. /м2. На варианте с нулевой обработкой количество сорняков насчитывалось 83,6... 91,6 шт./м2, многолетних 6,6...16,9 шт./м2, перед уборкой 44,3—119,4 шт./м2. Фон плоскорезной обработки был промежуточным - в фазу тройчатого листа и перед уборкой 67,2...70,1 и 34,0...94,8 шт./м2 соответственно, многолетних - 3,8...17,5 шт./м2. При отвальной обработке (вспашке) количество сорняков снижалось по сравнению с вариантами без обработки (нулевая обработка) и плоскорезной обработке, в среднем за 3 года на 51,4 и 33,3 шт./м2 соответственно.

Для изучения эффективности борьбы с сорняками были взяты гербициды Пивот (0,7 л/га) и Хармони Классик (50 г/га). Так, в варианте отвальная обработка (вспашка) гербициды снижали засорённость по сравнению с контролем в 3,3...3,4 раза, без обработки (нулевая обработка) - 2,5...2,7, плоскорезная обработка - в 2,6...2,7 раза.

Как известно, одним из объективных показателей засорённости посевов является их биомасса (табл. 6). Средняя масса сорняков в фазу тройчатого листа была в пределах 64,0... 113,1 г/м2, что соответствует 0,6 и 1,1 т/га.

Таблица 6

Фактор 2011 г. 2012 г. 2013 г. В среднем

А | В

в фазу тройчатого листа

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 110,6 17,3 73,5 67,1

Пивот 112,6 15,9 64,2 64,2

Хармони Классик 114,0 16,4 61,6 64,0

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 174,0 29,2 112,4 105,2

Пивот 187,2 32,0 120,2 113,1

Хармони Классик 170,4 36,4 116,2 107,7

Плоскорезная обработка Контроль 158,3 27,8 101,2 95,8

Пивот 164,2 26,7 103,8 98,2

Хармони Классик 152,1 29,6 98,9 93,5

перед уборкой

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 509,7 211,4 296,4 339,2

Пивот 166,8 36,3 117,6 106,9

Хармони Классик 152,6 24,8 109,3 95,6

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 708,2 300,6 408,7 472,5

Пивот 289,4 84,2 254,2 209,3

Хармони Классик 246,8 106,9 309,1 220,9

Плоскорезная обработка Контроль 523,6 308,7 453,7 428,7

Пивот 236,7 79,2 183,2 166,4

Хармони Классик 208,6 83,7 146,3 146,2

В среднем по годам и при внесении гербицидов на фоне отвальной вспашки, масса сорных растений в фазу тройчатого листа составила 65,1 г/м2 , на фоне плоскорезной обработки в 1,47 раза больше, без обработки - в 1,67 раза. Аналогичный показатель перед уборкой составил: на фоне отвальной вспашки -180,6 г/м , на фоне плоскорезной обработки в 1,37 раза больше, без обработки - в 1,66 раза.

Влияние способов основной обработки почвы и гербицидов на развитие растений сои. Влияние обработки почвы на полевую всхожесть имело разнонаправленный характер, а на сохранность растений оказывало заметное положительное действие. Так, отвальная вспашка в 2011 г. повышала сохранность на 5...6% по сравнению с другими вариантами, в 2012...2013 гг. - на 3...5%. Применение гербицидов Хармони Классик и Пивот на показатели сохранности растений и убора влияния практически не оказывали.

Фотосинтез - основной процесс, приводящий к образованию органических соединений. Рост растения и его биологическая продуктивность - результат,

прежде всего, фотосинтетической деятельности, в ходе которой образуется до 90 -95 % сухого вещества. Изучаемые приёмы обработки почвы и гербициды оказывали существенное влияние на динамику роста листовой поверхности, заметное уже на ранних этапах развития растений. В наших опытах площадь листьев, независимо от метеорологических условий года и вариантов опыта, достигает максимальной величины к фазе налива семян, к полному наливу семян площадь листьев уменьшается, в среднем за годы исследований в 1,22... 1,57 раза (табл. 7). Максимальных значений площадь листовой поверхности сои достигает в вариантах с отвальной обработкой почвы, в среднем по вариантам опыта - 39,5... 53,9 тыс.м2/га, что по литературным данным соответствует оптимальным значениям. Плоскорезная обработка почвы и посев без обработки приводят к снижению площади листовой поверхности в фазу налива семян соответственно в 1,13 и 1,23 раза. Применение гербицидов Пивот и Хармони Классик способствует незначительному повышению площади листьев, особенно это заметно в поздние фазы развития сои.

Таблица 7

Динамика площади листовой поверхности сои, тыс.м2/га_

Фактор Фаза развития

А В третий тройчатый лист цветение напив семян полный налив семян

в среднем за 2011...2013 гг.

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 17,4 27,1 44,1 31,8

Пивот 16,6 28,1 46,1 32,5

Хармони Классик 16,3 28,2 45,8 33,3

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 14,6 21,2 35,8 26,2

Пивот 13,9 22,2 37,9 27,6

Хармони Классик 14,2 22,8 37,0 27,2

Плоскорезная обработка Контроль 16,1 24,7 39,3 29,3

Пивот 17,0 25,7 40,2 29,4

Хармони Классик 15,9 26,0 40,9 30,2

Анализ данных по нарастанию сухой массы сои показал, что в растениях до фазы полного налива семян происходил непрерывный процесс её накопления (табл. 8). Отвальная обработка почвы во все годы исследований способствовала максимальному накоплению сухого вещества, в фазу полного налива семян, в среднем за 2011...2013гг. данный показатель достигал значения 7990 кг/га. При проведении плоскорезной обработки почвы количество сухого вещества в момент максимального формирования был меньше на 904 кг/га, а при нулевой обработке -на 2245 кг/га по сравнению с вариантом, на котором проводилась вспашка.

При использовании для борьбы с сорняками гербицидов на всех видах основной обработки почвы наблюдалось повышение накопления сухого вещества. Так, в фазу полной спелости, в среднем за годы исследования, превышение над контролем составило: на отвальной обработке - 237 кг/га, на нулевой обработке -

325 кг/га, на плоскорезной обработке - 225 кг/га. Заметных различий между гербицидами Пивот и Хармони Классик не наблюдалось.

Таблица 8

Накопление сухого вещества посевами сои, кг/га_

Фактор Фаза развития

А В третий тройчатый лист цветение налив семян полный напив семян полная спелость

в среднем за 2011.. .2013 гг.

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 978 1994 4078 7791 5808

Пивот 971 1977 4248 8096 6038

Хармони Классик 874 2106 4271 8082 6052

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 720 1573 3160 5628 3799

Пивот 669 1643 3238 5795 4094

Хармони Классик 661 1720 3204 5812 4155

Плоскорезная обработка Кошраль 899 1805 3757 7017 4888

Пивот 841 1867 3777 7134 5123

Хармони Классик 857 1839 3791 7107 5104

Величина фотосинтетического потенциала, как и площадь листьев во многом зависит от метеорологических условий, влагообеспеченности в течение вегетации и активности симбиотического аппарата (табл. 9). Максимальные показатели ФСП были в 2012 г. при отвальной вспашке и обработке гербицидом Пивот (4066,0 тыс.м дн/га). В 2013 г. ФСП сои достигал наименьших значений на контрольном варианте с нулевой обработкой - 2499,4 тыс.м^н/га.

Таблица 9

Показатели фотосинтетической деятельности посевов сои _(ФСП - тыс. м2 дн./га, ЧПФ - г/м2сутки)_

Фактор Годы исследований

А В 2011 2012 2013

ФСП ЧПФ ФСП ЧПФ ФСП ЧПФ

Отвальная обработка почвы (вспашка) Контроль 3573,6 2,26 3946,4 1,92 3118,6 2,47

Пивот 3615,9 2,35 4066,0 1,88 3166,1 2,57

Хармони классик 3687,0 2,32 4049,8 1,90 3192,7 2,50

Без обработки (нулевая обработка) Кошраль 3022,6 1,89 3150,4 1,93 2499,4 2,03

Пивот 3071,5 1,94 3313,6 1,90 2634,6 1,95

Хармони классик 3079,9 1,97 3222,8 1,94 2669,4 1,92

Плосюэрезная обработка Контроль 2754,5 2,49 3602,0 1,97 2852,2 2,50

Пивот 3242,3 2,16 3599,6 1,99 3076,8 2,35

Хармони классик 3344,7 2,15 3651,2 1,93 3002,5 2,37

Показатель ЧПФ, который характеризует интенсивность образования и накопления органической массы урожая, за годы исследований значительно колебался (табл. 9). В среднем на варианте с отвальной вспашкой накапливается максимальное количество сухого вещества в сутки - 1,88...2,57 г/м2сутки. Значительной разницы по сравнению с плоскорезной обработкой не наблюдалось, а с нулевой обработкой разница была более значительной. Наибольшие средние значения ЧПФ были отмечены в 2013 г. на варианте с отвальной вспашкой и обработкой гербицидом Пивот - 2,57 г/м2сутки.

Симбиотическая деятельность сои в зависимости от приёмов возделывания. Величину симбиотического аппарата достаточно полно характеризует количество и масса клубеньков. Формирование их во многом зависит от обработки почвы и внесения гербицидов, что обуславливает формирование неодинаковой массы клубеньков (табл. 10).

Таблица 10

Динамика сырой массы активных клубеньков на растениях сои

по фазам развития, кг/га

фактор 2011 г. 2012 г. 2013 г. Среднее

А | В

фаза трёх тройчатых листьев

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 68,05 146,46 129,63 114,71

Пивот 63,04 134,77 127,63 108,48

Хармони Классик 64,08 136,68 126,88 109,22

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 55,69 121,69 97,09 91,49

Пивот 44,36 118,25 91,32 84,65

Хармони Классик 46,42 119,58 91,32 86,67

Плоскорезная обработка Контроль 58,05 131,02 115,86 101,65

Пивот 53,34 124,74 111,64 96,58

Хармони Классик 50,7Й 124,24 116,06 97,03

фаза цветения

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 367,00 317,82 234,26 306,36

Пивот 355,03 330,84 221М 304,60

Хармони Классик 339,25 307,69 236,51 294,41

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 236,54 196,43 161,19 198[05

Пивот 239,51 205,15 177,58 207,42

Хармони Классик 228,22 215,71 173,03 205,65

Плоскорезная обработка Контроль 295,35 248,27 209,52 251,05

Пивот 293,58 270,48 217,64 260,57

Хармони Классик 270,79 258,01 213,28 247,36

фаза налива

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 264,04 248,81 235,85 249,57

Пивот 272,02 264,99 247,69 261,57

Хармони Классик 280,34 261,44 269,01 270,27

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 175,05 168,56 138,47 160,70

Пивот 175,57 174,07 156,85 168,83

Хармони Классик 170,48 174,62 157,25 167,45

Плоскорезная обработка Контроль 206,55 203,33 217,25 209,05

Пивот 204,06 207,08 234,58 215,24

Хармони Классик 228,72 213,90 229,47 22403

Полученные результаты показывают, что, независимо от разных погодных условий в годы проведения полевых опытов, общее количество клубеньков в вариантах с отвальной вспашкой достигало максимальных значений во все фазы развития растений сои: в фазу третьего тройчатого листа - 10,7... 10,9 млн. шт./га, в фазу цветения и фазу налива -15,6...15,7 и 30,5...32,1млн.шт./га соответственно. В вариантах с нулевой обработкой почвы количество клубеньков заметно снижалось: в начале вегетации в 1,4... 1,5 раза, в фазу цветении в 1,3... 1,4 раза, в фазу налива в 1,3... 1,5 раза. Средние значения по количеству общего числа клубеньков наблюдались на варианте с плоскорезной обработкой почвы.

Аналогичная динамика отмечается и при проведении учёта массы активных клубеньков. Так, в фазу трёх тройчатых листьев она составляла 108,48... 114,71 кг/га, в фазу цветения - 294,41...306,36 кг/га, в фазу налива - 249,57...270,27 кг/га. В вариантах с прямым посевом наблюдалось значительное снижение массы активных клубеньков: в начале вегетации в 1,26 раза, в фазу цветения в 1,48, в фазу налива в 1,57 раза. Вариант с плоскорезной обработкой по этому показателю занимает промежуточное положение.

Таблица 11

Динамика АСП посевов сои (кг дн/га) по фазам развития_

Фактор Фазы развития Сумма за вегетацию

А В третий тройчатый лист цветение полный налив

в среднем за 2011.. .2013 гг.

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 2130 6283 4421 12835

Пив от 2005 6244 5212 12457

Хармони Классик 2021 6047 4316 12903

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 1712 4069 2453 8233

Пивот 1590 4267 2387 8244

Хармони Классик 1612 4228 2516 8370

Плоскорезная обработка Контроль 1888 5161 3307 10286

Пивот 1793 5356 3387 10536

Хармони Классик 1796 5089 2847 9733

Симбиотический потенциал наиболее полно отражает величину симбиотического аппарата. Количество симбиотически фиксированного азота зависит не только от массы клубеньков с леггемоглобином, но и от продолжительности их функционирования. Наибольший АСП сформировался на варианте с отвальной обработкой почвы 12457...12903 кг.дн/га, наименьший на варианте с нулевой обработкой почвы - 8233...8370 кг.дн/га. Промежуточное значение занимал вариант с плоскорезной обработкой почвы - 9733... 10536 кг дн/га (табл.11).

Установлено, что изучаемые гербициды оказывали ингибирующее влияние на симбиотическую активность только в начальный период вегетации сои. К фазе

цветения масса активных клубеньков в вариантах с применением гербицидов Пивот и Хармони Классик выравнивалась с контрольным вариантом, а в отдельных случаях превышала его. По всей видимости, это объясняется освобождением посевов от сорняков и улучшением корневого и воздушного питания растений.

Влияние приёмов основной обработки почвы и применения гербицидов на урожай, его структуру и качество. Урожайность является одним из важнейших показателей при сравнении различных способов основной обработки почвы. Урожайность семян сои колебалась по годам вследствие неодинаковых погодных условий, сложившихся в период вегетации сои. Из-за относительно засушливых условий минимальная урожайность была получена в 2013 г.: при вспашке - 23,3...27,1 ц/га, нулевой обработке -15,1...17,8, плоскорезной обработке -20,8...22,4 ц/га (табл. 12).

Таблица 12

Урожайность сои в зависимости от способа обработки почвы и применения

гербицидов, ц/га

Фактор 2011 г. 2012 г. 2013 г. В среднем

А В

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 24,0 26,9 23,3 24,7

Пивот 26,1 30,7 26,7 27,8

Хармони Классик 28,2 30,9 27,1 28,7

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 16,3 17,4 15,1 16,3

Пивот 19,4 21,9 17,8 19,7

Хармони Классик 20,7 23,0 16,7 20,1

Плоскорезная обработка Контроль 19,4 22,5 20,8 20,9

Пивот 21,6 24,0 22,4 22,7

Хармони Классик 23,0 23,7 21,5 22,7

НСР 05 Для частных средних 1,00 0,98 1,09 -

В среднем за 2011...2013 гг. в варианте с отвальной обработкой урожайность составила 24,7...28,7 ц/га, что на 3,8...6,0 ц/га больше по сравнению с плоскорезной обработкой и на 8,1...8,6 ц/га - с вариантами без обработки почвы.

В 2012 г. при проведении отвальной вспашки и внесении гербицида Хармони Классик урожайность сои составила 30,9 ц/га, прибавка к контролю при отвальной вспашке составила 4 ц/га (14,9 %). На варианте с нулевой обработкой средняя урожайность составляла 20,8 ц/га, плоскорезной - 23,4 ц/га.

В 2011 году средняя урожайность при отвальной обработке почвы (вспашке) была 26,1 ц/га, при нулевой - 18,8 ц/га, при плоскорезной обработке - 21,3 ц/га. Максимальная урожайность получена при отвальной обработке почвы (вспашке) -28,2 ц/га, минимальная - на варианте с нулевой обработкой почвы - 16,3...20,7 ц/га.

Заметных различий по влиянию изучаемых гербицидов па урожайность сои не наблюдалось. Применение гербицидов на вспашке обеспечило прибавку -3,1.„4,0 ц/га, на нулевой обработке - 3,4...3,8, на плоскорезной обработке -1,8 ц/га.

Таблица 13

Содержание белка в семенах сои, %_

Фактор 2011 г. 2012 г. 2013 г. В среднем

А В

Отвальная обработка (вспашка) Контроль 40,60 43,63 44,44 42,89

Пивот 41,54 43,56 44,94 43,35

Хармони Классик 40,41 43,63 44,75 42,93

Без обработки (нулевая обработка) Контроль 37,02 40,88 39,81 39,24

Пивот 37,36 40,63 41,06 39,68

Хармони Классик 37,59 40,81 41,00 39,80

Плоскорезная обработка Контроль 39,98 41,88 43,75 41,87

Пивот 39,17 42,25 44,25 41,89

Хармони Классик 40,05 42,12 44,19 42,12

Наряду с повышением урожайности, отвальная вспашка способствует повышению содержания белка в семенах сои по сравнению с другими способами обработки почвы. Так, в среднем за годы исследований, в варианте со вспашкой содержание белка составило 43,06 %, что на 3,49% выше, чем в варианте с нулевой обработкой и на 1,1% - по сравнению с плоскорезной (табл. 13).

Содержание тяжёлых металлов в семенах сои, мг/кг

Таблица 14

Фактор

Отвальная обработка (вспашка)

Без обработки

(нулевая

обработка)

Плоскорезная обработка

В

2011г.

Контроль

Кадмий (Cd)

2012 г.

2013 г.

В

среднем

Пивот

Хармони Классик

Контроль

Пивот

Хармони Классик

Контроль

Пивот

Хармони Классик

0,06495

0,07823

0,07998

0,08350

0,09451

0,09857

0,07943

0,08281

0,09142

Свинец(РЬ)

0,08063

0,08984

0,09455

0,10037

0,10772

0,10578

0,10059

0,10504

0,10112

0,07585

0,09006

0,09688

0,08535

0,11140

0,12714

0,08854

0,09916

0,09282

0,07381

0,08604

0,09047

0,08974

0,10454

0,11050

0,08952

0,09567

0,09512

Отвальная обработка (вспашка)

Без обработки

(нулевая

обработка)

Плоскорезная обработка

Контроль

Пивот

Хармони Классик

Контроль

Пивот

Хармони Классик

Контроль

Пивот

Хармони Классик

ПДУ токсичных элементов в зерне (сое), поставляемом на пищевые цели (мг/кг): РЬ-1,0, 01-0,1

0,38431

0,40523

0,41225

0,44283

0,51824

0,52235

0,40465

0,48362

0,48942

0,37991

0,40063

0,43057

0,50049

0,56528

0,58072

0,45314

0,49013

0,50001

0,46703

0,51524

0,55466

0,51897

0,70016

0,71424

0,49877

0,68595

0,68515

0,41042

0,44037

0,46583

0,48743

0,59456

0,60577

0,45219

0,55323

0,55819

ПДУ токсичных элементов в зерне (сое), поставляемом на кормовые цели (мг/кг): РЬ —5,0, СМ-0,5

При способах обработки почвы и применении гербицидов проявляется тенденция увеличения в семенах сои содержания тяжёлых металлов, (табл. 14). Так, превышение содержания кадмия вариантов с применением гербицидов по сравнению с контролем составило с отвальной вспашкой 16,6...22,6%, с нулевой обработкой - 16,5...23,1%, с плоскорезной - 6,3...6,9%. Содержание свинца по отношению к контрольному варианту превысило вариант с отвальной вспашкой на 7,3... 13,5%, с нулевой обработкой - 22,0.. .24,3%, с плоскорезной - 22,3.. .23,4%.

Возделывание сои при отвальной вспашке, даже при использовании гербицидов Хармони Классик и Пивот, дают возможность улучшить качество семян сои возделываемых в зоне лесостепи Поволжья, что позволит решить проблему получения экологически чистого белка.

Экономическая и энергетическая эффективность приёмов основной обработки почвы и применения гербицидов. Расчёты экономической эффективности возделывания сои показывают, что экономически эффективной является отвальная вспашка при применении гербицидов: рентабельность -314,7...327,2%, себестоимость - 4213,44...4339,96 руб./т, условно чистый доход -37974,90.. .39567,42 руб./га.

Энергетически выгодным является возделывание сои во всех вариантах; коэффициент энергетической эффективности составляет 2,47...2,92 ед.

Применение отвальной вспашки с гербицидами увеличивает количество энергии накопленной в урожае в 1,2... 1,4 раза, повышает уровень рентабельности сои на 13,8...32,7%.

ВЫВОДЫ

1. Параметры агрофизических свойств почвы в пахотном слое, в зависимости от приёмов основной обработки почвы и применения гербицидов существенно не отличались, находясь в пределах оптимальных значений для сои: плотность почвы 1,13...1,30 г/см3, водопрочность почвенных агрегатов - 56,4...68,9%; количество агрономически ценных агрегатов - 63,8...64,4%.

При нулевой обработке отмечается некоторое ухудшение физико-механических показателей пахотного слоя. Однако эти изменения не могут служить ограничением её использования.

2. Влагозарядка метрового слоя почвы к посеву была наиболее высокой на отвальной вспашке - 161,5... 164,7 мм. Суммарное водопотребление составило 374,8...381,9 мм, при лучшей влагообеспеченности агроценоза по сравнению с другими вариантами.

3. Подтверждено регулирующее воздействие основной обработки почвы на количество сорных растений на посевах сои. При отвальной обработке (вспашке) количество сорняков по сравнению с вариантами без обработки (нулевая обработка) и плоскорезной обработке в среднем за 3 года снижалось на 51,4 и 33,3 шт./м2 соответственно.

4. В варианте с отвальной обработкой (вспашка) и применением гербицидов засорённость посевов сои снижалась по сравнению с контролем в 3,3...3,4 раза, без

обработки (нулевая обработка) - 2,5...2,7, плоскорезной обработкой - в 2,6...2,7 раза.

5. Фотосинтетическая деятельность агроценоза сои зависит от влагообеспеченности в период вегетации, активности симбиотической деятельности и элементов технологии. Максимальная листовая поверхность агроценоза сои сформировалась в вариантах с отвальной обработкой почвы -39,5...53,9 тыс.м /га. При плоскорезной и нулевой обработке почвы площадь листовой поверхности в фазу налива семян снижается в 1,13 и 1,23 раза соответственно. Применение гербицидов Пивот и Хармони Классик способствует незначительному повышению ассимиляционной поверхности, особенно это заметно в поздние фазы развития сои.

Максимальное накопление сухого вещества отмечено при отвальной обработке почвы. В среднем за 2011...2013 гг. в фазу полного налива семян составило - 7990 кг/га; при плоскорезной обработке меньше на 904 кг/га, нулевой обработке - на 2245 кг/га.

6. Отвальная обработка почвы способствует созданию благоприятных условий для активного симбиоза. Масса активных клубеньков в фазу трёх тройчатых листьев составляла 108,48...114,71 кг/га, в фазу цветения -294,41...306,36, в фазу налива - 249,57...270,27 кг/га. При нулевой и плоскорезной обработках наблюдалось снижение массы активных клубеньков: в начале вегетации в 1,26 и 1,13 раза, в фазу цветения в 1,48 и 1,19, в фазу налива в 1,57 и 1,20 раза соответственно.

7. Наибольшая урожайность сои в среднем за 2011...2013 гг., получена при отвальной обработке - 24,7...28,7 ц/га, что на 3,8...6,0 ц/га больше по сравнению с плоскорезной обработкой, и на 8,1...8,6 ц/га - с нулевой обработкой почвы,.

8. Максимальное содержание белка в семенах сои получено на вариантах с отвальной вспашкой (43,06 %), что на 3,49% выше, чем в варианте с нулевой обработкой, и на 1,1% - по сравнению с плоскорезной.

9. Возделывание сои сорта УСХИ 6 при отвальной вспашке и использовании гербицидов Хармони Классик и Пивот, позволяет получать семена сои с низким содержанием тяжелых металлов.

10. Наиболее экономически эффективно возделывать сою по отвальной вспашке с использованием гербицидов, рентабельность 314,7...327,2%. Энергетически выгодно возделывать сои при всех способах обработки почвы, коэффициент энергетической эффективности 2,47.. .2,92.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

В целях повышения урожайности и белковой продуктивности сои, в технологии возделывания рекомендуется проводить раннюю отвальную вспашку на глубину 25...21 см. Для борьбы с сорной растительностью следует применять гербициды Хармони Классик (50 г/га) или Пивот (0,5 л/га) в фазу первого тройчатого листа сои.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Дозоров A.B. / Влияние различных приемов основной обработки почвы и применения гербицидов на засоренность посевов сои / Дозоров А., Подсевалов М., Наумов А., Рахимова Ю. // Международный сельскохозяйственный журнал.-2013.-№ 5-6,- С. 77-79.

2. Дозоров A.B. / Влияние различных приёмов основной обработки и применения гербицидов в посевах сои на агрофизические показатели плодородия почвы. / Дозоров А., Подсевалов М., Наумов А., Рахимова Ю. // Научно-теоретический журнал «Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии».-2013.-№ 4 (24).- С. 6-13.

3. Дозоров A.B. / Фотосинтетическая деятельность и урожайность сои при применении различных гербицидов и приёмов основной обработки почвы / Дозоров В.А., Наумов А.Ю., Рахимова Ю.М. // Научно-теоретический журнал «Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии».-2014.-№ 1 (25).- С.37-42.

4. Дозоров A.B. / Симбиотическая деятельность посевов сои в зависимости от приёмов основной обработки почвы и применения гербицидов / Дозоров А., Рахимова Ю. // Международный сельскохозяйственный журнал.-2013.-№ 12.- С. 37-39.

5. Дозоров A.B. Возделывание сои в Ульяновской области: практические рекомендации / A.B. Дозоров, А.Ю. Наумов, Ю.В. Ермошкин, М.Н. Гаранин, A.B. Воронин, Ю.М. Рахимова,- УГСХА им. П.А. Столыпина.-Ульяновск, 2014.-59 с.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Рахимова, Юлия Мансуровна, Пенза

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙС ГВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРС I ВЕННОЕ БЮДЖГ 1 НОГ ОБРАЗОВАН ЛЬНО! УЧР1 ЖД1 ПИ! ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия

имени П.А Столыпина»

ВЛИЯНИЕ ПРИЁМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ГЕРБИЦИДОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СОИ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ

На правах рукописи

Рахимова Юлия Мансуровна

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, рас1ениеводс1во

Диссершция на соискание ученой сюпени

кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Дозоров А.В.

Пенза - 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................. 4

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ................................................................ 7

1.1 Влияние обработки почвы и применения гербицидов на засорённость посевов сои...................................................... 7

1.2 Воздействие основной обработки на агрофизические свойства

почвы............................................................................... 14

1.3 Урожайнос ть сои при разных способах основной обработки почвы и применении гербицидов........................................................... 23

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.................. 28

2.1 Метеорологические условия за годы исследования........................ 28

2.2 Агрохимические показатели почвы опытного участка.................... 31

2.3 Методика проведения исследований и схема полевого опыта.......... 33

3 ВЛИЯНИЕ ПРИЁМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВБ1................................................ 39

3.1 Плотность сложения и структурно-агрегатный состав почвы........... 39

3.2 Динамика накопления ресурсов влаги в почве, их использование при формировании урожая............................................................ 49

4 ФИ ГОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИЗУЧАЕМЫХ ФАКТОРОВ............................... 54

4.1 Влияние приёмов основной обработки почвы на засорённость посевов............................................................................... 55

4.2 Влияние гербицидов на засорённость посевов.............................. 58

5 ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ЕЕРБИЦИДОВ НА РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ СОИ.............................. 62

5.1 Плотность агроценоза, продолжительность межфазных и вегетационного периодов....................................................... 62

5.2 Динамика формирования параметров фотосинтеза агроценоза

сои................................................................................... 67

6 СИМБИОТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ О Г ПРИЁМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ................................................................................................................76

6.1 Особенности формирования симбиотического аппарата сои........................76

6.2 Активность симбиотического аппарата сои..................................................................81

7 ВЛИЯНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ГЕРБИЦИДОВ НА УРОЖАЙ, ЕГО СТРУКТУРУ И КАЧЕСТВО СЕМЯН СОИ....................................85

7.1 Урожайность сои....................................................................................................................................85

7.2 Качество урожая семян сои............................................................................................................91

8 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЁМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ........................................................................................................................................................97

8.1 Экономическая эффективность элементов технологии возделывания сои..........................................................................................................................................................................98

8.2 Энергетическая эффективность элементов технологии возделывания

сои........................................................................................................................................................................100

ВЫВОДЫ....................................................................................................................................................................105

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ................................................................................................107

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................108

ПРИЛОЖЕНИЯ......................................................................................................................................................136

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Являясь продовольсIвенным, техническим и кормовым растением соя не имеет равных по универсальности применения в аграрном производстве. В этой связи в последние годы ареал возделывания сои резко возрос. Эту культуру начали выращивать не только в традиционных районах возделывания, но и Центральном Нечерноземье, Поволжье, Западной Сибири, Центрально-Чернозёмной зоне. В Ульяновской обласш активное внедрение сои началось с начала 80-х юдов 20 сюлежя, с появлением сорюв месжой селекции (автор Я.Ф. Дырда). Однако площадь занятых соей посевов нес обильна, меняйся но годам 01 3 до 16 1ыс. га и урожайное 1ь невелика. Основная причина -недостаточная разработанность 1ехнологии её возделывания В 1ехноло1Ин возделывания сои применение гербицидов являе1ся наиболее эффективным средс1вом борьбы с сорняками.

Гербициды нового поколения обладают высокой селективностью, однако растения сои испыгываю1 на себе их неииивное воздействие Проблема эффективной защиты посевов сои от сорной растительности является актуальной и связана с высокой их чувствительностью к химическим средствам.

Основная обработка почвы является важнейшим агротехническим приёмом, который определяет условия роста и развития растений В современных условиях наблюдается необходимость пересмофа фадиционно сложившейся сис1емы обрабо1ки и поиск путей её совершенс1 вования Одно из 1аких направлений -минимализация обрабо1Ки почвы. В связи с эжм, совершенс1вование традиционной обработки с учёюм принципа минимализации имеет важное значение.

Иссле/ювания проводились в соопзекгвии с 1сматичсскими планами и программами Мипис 1ерс I ва сельского хозяйства РФ (номер I осударс1 венной регисфации № 120.0600.149.), являются составной частью плана научной рабо1ы Ульяновской государс I венной сел ьскохозяйс I венной академии

Цель исследований - разработать и научно обосновать приёмы основной обработки чернозёма выщелоченного с применением гербицидов, для повышения урожая и качества семян сои в лесостепной зоне Среднего Поволжья.

В соответствии с поставленной целыо определены следующие задачи:

- изучить особенности роста и развит ия растений сои;

- установить влияние приёмов основной обработки почвы на агрофизические свойства почвы;

- определить засорённость посевов сои при различных способах основной обработки почвы и применении гербицидов;

- выявить влияние приёмов обработки почвы и внесения гербицидов на азотфиксирующую деятельность сои в разные фазы её разви тия;

- изучить фотосинтетическую деятельность посевов сои;

- определить урожайность и качество семян сои;

- дать экономическую и энергетическую эффективность возделывания сои.

Научная новизна. Впервые, с учётом агроклиматических ресурсов Ульяновской области, научно обоснована возможность замены традиционной отвальной вспашки плоскорезной и нулевой обработкой при применении гербицидов, установлены особенности их влияния на агрофизические свойс1ва почвы, засорённость, фотосинтетическую и азотфиксирующую способность сои, экономические и энергетические показатели.

Практическая значимость. Уменьшение производственных затрат на обработку почвы и сокращение технологических операций при возделывании сои позволяют на 14,4...27,8% снизить затраты на единицу площади. Однако в условиях Ульяновской области, особенно при недостатке влаги, отказ от вспашки и переход к возделыванию сои без основной обработки или с использованием плоскорезной обработки почвы приводит к снижению урожайности на 5,0...8.4 ц/га, что при существующих ценах на семена сои (17...20 руб./кг) экономически нецелесообразно.

Установлено, что на всех вариантах опыта, показатели агрофизических свойств почвы находились в пределах оптимальных значений для сои: плотность почвы - 1,13 ..1,30 г/см', общая пористость - 54,0...58,9%, при коэффициенте пористости 1,17...1,43; водопрочность почвенных агрегатов - 56,4 ..68,9%; количес1во агрономически ценных агрегатов - 63,8...64,4%.

Результаты исследований прошли произволеI венную проверку в ООО Агрофирме «Приволжье» и были использованы при разработке "Практических рекомендаций по возделыванию сои в Ульяновской обласш"

Апробация рабо1ы. Основные положения диссер1ации докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского сосшва УГСХА (201 1...2013 гг.).

Публикации. Основные положения диссертции опубликованы в 5 рабо1а\, в том числе 4 в изданиях по перечню ВАК РФ

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 151 странице компьютерного текста, состоит из введения и 8 глав, выводов и предложений производству, включает 30 таблиц, 10 рисунков и 17 таблиц в приложении Список литературы включает 304 наименования, в том числе 13 иносфанных авторов.

Работа выполнялась на кафедре земледелия и растениеводеIва ФГБОУ ВПО "Ульяновская государственная сельскохозяйс I венная академия им ПА Столыпина". Искреннюю признательное I ь выражаю научному руководи 1елю доктору сельскохозяйственных наук, профессору А.В Дозорову за помощь и поддержку в разработке и проведении программы исследований, методические консультации в процессе её выполнения и в написании рабопл Авюр бла1 одарен за консультации и ценные замечания кандида 1ам с.-х. наук, доцентам кафедры земледелия и растениеводства М.И Подсевалову и А Ю Наумову

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Влияние обработки почвы и применения гербицидов на засорённость посевов сои

В решении проблемы растительного белка важная роль отводится расширению площадей и увеличению урожайности высокобелковых культур, в том числе и сои.

Соя - культура универсального использования. В последние годы ареал её

возделывания значительно увеличился. Сою начали выращивать не только в

*

традиционных районах, но и в Поволжье, Центральном Черноземье и в других регионах страны (Дозоров A.B., 2002; Козлов В.Б., 2005; Мордвинцев М.П., 2005).

Более активные темпы увеличения площадей, занятых соей, требуют внедрения в производство более совершенной технологии возделывания, изменяющейся в зависимости от зональных почвенно-климатических условий (Дырда Я.Ф., 1990; Дозоров A.B., 2003; Мордвинцев М.П., 2005).

Возделывание сои на сильно засорённых полях ухудшает условия жизни растений. Сорняки, перехватывая от растений сои влагу и элементы минерального питания, способствуют массовому развитию болезней и вредителей, поражающих посевы, что является причиной снижения урожайности, снижения качества получаемой продукции, вплоть до полной непригодности. Обилие сорняков на полях сильно варьирует и определяется природными условиями конкретного местообитания, флористическим богатством окружающих природных территорий и сельскохозяйственных территорий, принятой технологией возделывания культур (Карипов Р.Х., 1998, 2000; Иванников A.B., Шрамко П.В., Мукажанов K.M., 2004; Турусов В.П., 201 1 ).

Важнейшими элементами её являются не только использование районированных сортов, удобрений и регуляторов роста, но и применение различных способов обработки почвы и борьбы с сорняками. (Казначеев М.Н., 2002.; Шурупов В.Г., 201 1; Тойгильдин А.Л., Подсевалов М.И., Васин A.B., 2013).

Сорные растения со специфическим флористическим составом, численностью отдельных видов, а также потенциальным запасом семян в почве

повсеместно присутствуют в структуре агрофитоценозов. Существенное влияние на запас семян сорных растений оказывает технология возделывания, приемы обработки почвы, применяемые гербициды и другие факторы. Однако популяции сорных растений приобрели свойства, позволяющие им противостоять ан1ропо1енному воздействию (высокая семенная иродук! ивнос i ь, биоло1 ические особенности семян, способность к интенсивному вегетивному размножению и т.д.) (Баздырев Г.И., Дорджиев C.J1., 1991; Пупонин А.И., Захаренко A.B., 1998; Баздырев Г.И., Куваева О.М., 2007; Турусов В.И.,и др., 201 1; Денисов Е.П. и др , 2013).

Недостаточная изученность вопросов по влиянию приёмов основной обработки почвы на засорённость посевов сои, а также своевременного применения современных 1ербицидов для борьбы с сорняками обуславливаем актуальность темы.

Соя - растение влаго- и светолюбивое со сравнительно неглубокой корневой системой, слабо конкурирует с сорными растениями на протяжении всего периода вегетации. Слабая конкурентная способность её к сорнякам объясняется медленным ростом культуры в начале вегетации (Беликов И.Ф., 1968; Соколова H.A., 2005; Бозиев Х.Х., Хачетлов P.M., 2012).

Сорняки, бысфее развиваясь, за1еняю1 сою, ослабляю1 её фоюситез, конкурируют за воду и элемент птания, удлиняюi вегетацию сои, служа! резерваторами болезней и вреди i елей, снижаю i деятельное ib почвенных микроорганизмов (Карпенко A.A. 1994; Кадыров С.В , 1997, 1998; Корнанов Р В., 2008). Именно поэтому с первых дней развижя соя нуждаскя в защшс oi сорных растений.

Агро1ехнические методы являются основными в современном земледелии Они счшаюгся более дешевыми и экологичными по сравнению с дру1 ими способами. Агротехнические способы определяются системой обработки почвы и системой севооборотов.

Обработка почвы - эффективный приём борьбы с сорняками, снижения запасов семян и органов вегетативного размножения в почве. Среди

многочисленных агротехнических приёмов обработка почвы всегда играла основную роль в создании урожая, так как этот приём является универсальным средством воздействия на многие физические, химические и биологические свойства почвы и, в конечном счёте, на её сорную растительность. Также при своевременной и правильной обработке почвы уровень засорённости снижается на 50 - 60 % (Колмаков П.П., Нестеренко A.M., 1981; Казаков, Г.И., 2006).

Проведение приёмов механической обработки почвы в определённой последовательности обеспечивает наилучший эффект уничтожения вредных организмов (Алабушев В.А., и др., 1982; Лыков A.M. и др., 2000; Шеуджен А.Х. и др., 2001; Яковлев В.В. и др., 2003; Волков О.В., 2005; Мальцев H.H., 2008).

Целью обработки почвы является изменение сложения обрабатываемого слоя почвы, создание благоприятных условий для борьбы с сорной растительностью (Листопадов H.H., Шапашникова И.М., 1984; Черепанов Г.Г., 1988; Заикин В.П., Ивенин В.В., Климов A.B. и др., 1996; Макаров И.П., Захаренко A.B., Рассадин А.Я., 2002; Гуреев И.П., 2002; Турусов В.П., 201 1 ).

И.И. Исайкин (1998), изучающий засорённость посевов сои, установил, что видовой состав сорных растений существенно изменился под действием способов основной обработки почвы. По данным С.П. Танчика (1985), семена сорняков распределяются в пахотном слое следующим образом: при отвальной вспашке на 28...30 см в слое 0 - 10 см их сосредоточено 16 %, 10.. .20 см - 33, в слое 20.. .30 см -51 % от общего количества. При плоскорезной обработке на такую же глубину семена по слоям распределяются соответственно: 70, 18, 12%.

Мухортов С.Я. (1986) отмечает, что проведение отвальной обработки не способствовало полному уничтожению многолетних сорняков, однако уменьшение глубины её проведения повышало их численность на единице площади. Поэтому одним из показателей, определяющих эффективность приёмов основной обработки почвы, является степень засорённости посевов (Черечукин М.И., 1986, Бородин A.A., 2003).

Глубокая вспашка играет важную роль в борьбе с сорной растительностью. Глубоко заделанные в землю остатки корней не могут пробиться через толстый

слой почвы и погибают. Но пахать на одну и ту же глубину каждый год небезопасно, так как в этом случае на дне борозды образуется уплотненный слой земли (плужная подошва), осложняющий проникновение воздуха и воды в глубокие слои. В особенности появление плужной подошвы опасно для глинистой почвы.

Однако в исследованиях Д.П. Рыжикова, В.А. Семякина (1978) показано, что оборачивание пахотного слоя при ежегодной вспашке приводило к тому, что семена сорняков, глубоко заделанные в почву, на следующий год вновь оказались на поверхности, не успев потерять всхожесть. Таким образом, при ежегодной отвальной вспашке большая часть сорняков сохраняла жизнеспособное i ь, и заметного уменьшения засорённости не происходило (Козлов В.Б., 2005).

Ещё одним из недостатков традиционной вспашки, наряду с большими энергетическими затратами, является образование разъёмных борозд и свальных гребней. Они ухудшают условия работы машинно-тракторных агрегатов, усложняют уборку урожая, особенно уборку зерновых раздельным способом (Байметов Р., Тубукаев А., 1984; Кашаев Б.А., Сизов O.A., Бурченко П.Н., 1988; Ерзамаев М.П., 2012).

Обработка почвы - самый фудоёмкий и энерюзатрашый процесс в агротехнике выращивания урожая, затраты на её проведение могут составляв от 30 - 40 % и более всех затрат на получение урожая, поэюму поиск энергосберегающих ¡ехнологий в этой области всегда буде1 актуальным вопросом (Вражнов A.B., 2000; Фёдоров В.А., Воронцов В.А., Морозов И.А , 2001; Мелихов В В.. Шишлянников И.Д., 2003; Шевченко С.Н , Корчагин В.А , 2008; Епифанов B.C., 2006).

В последние годы существенно изменилась система обрабо!ки почвы в сторону усиления почвозащитной, 6hojioi ической и экологической направленности, сохраняющих стерню на поверхности, и минимализация их, преду