Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЗВЕНЬЯ СЕВООБОРОТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ, КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ПЛОДОРОДИЕ ТЁМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ.

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ЗВЕНЬЯ СЕВООБОРОТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ, КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ПЛОДОРОДИЕ ТЁМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ."

•А-зт?

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИНФОРМАТИЗАЦИИ АГРОНОМИИ И ЭКОЛОГИИ

На правахруїопвсн

Поликарпова Лариса Александровна

ЗВЕНЬЯ СЕВООБОРОТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ, КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ПЛОДОРОДИЕ ТЁМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ.

Специальность 06.01.01. - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Немчиновка - 2005

Работа выполнена в Рязанской государственной сельскохозяйственно» академии имени профессора П. А. Костычева и ГУ Рязанском НИ11ТИ ЛПК.

Научный руководитель; Заслуженный деятель науки РФ, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор Ильина Людмила Васильевна

Официальные оппоненты: Доктор сельскохозяйственных наук

Дудинцев Евгений Валернанович

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Зотов Леонид Иванович

Ведущее предприятие: Российский государственный аграрный

заочный университет

Защита состоится « » июля 2005 года в ^^г 'часов на заседании диссертационного совета Д. 220. 016. 01 при Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации агрономии и экологии «ВНИИ Агроэкоинформ».

Адрес: 143026, Московская область. Одинцовский район пос. Немчиновка - 1, ул. Агрохимиков 6, ВНИИ «Агроэкоинформ».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «ВНИИ Агроэкоинформ». Автореферат разослан « 4 » июня 2005 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета /) л

кандидат сельскохозяйственных наук /¿У/^) /f Ю.А. Ушаков

Общая характеристика работы.

Актуальность проблемы. Основной задачей агропромышленного комплекса России является более полное обеспечение потребностей населения в продуктах питания, промышленности в сырье. Успешное решение этой задачи во многом зависит от уровня и темпов роста зернового хозяйства. Поэтому особую актуальность приобретает решение вопросов, связанных с обеспечением устойчивого и ускоренного наращивания производства высококачественного зерна озимой пшеницы.

В условиях социально-экономического и экологического кризисов возникла объективная необходимость разработки новых технологий возделывания зерновых культур, прежде всего, за счёт повышения использования почвенно-климзтических ресурсов.

Одним из направлений совершенствования технологий возделывания озимой пшеницы на современном этапе является переход к биологизированной системе земледелия, обеспечивающей охрану окружающей среды и выпуск экологически чистой продукции. Большую роль играют предшественники, так как их применение способствует не только повышению урожайности возделываемых культур, но и улучшению баланса питательных веществ в почве. Таким образом, исключительную важность приобретает эффективность применения такого агроприбма, как севооборота.

Для условий южной части Нечернозёмной зоны России многие вопросы, касающиеся совершенствования технологии возделывания озимой пшеницы изучены недостаточно хорошо. Поэтому очень важно дальнейшее расширение зональных исследований по изучению звеньев севооборотов при разработке ресурсосберегающих технологий возделывания озимой пшеницы, обеспечивающих производство высококачественной продукции при эффективном повышении почвенного плодородия.

Цель н задачи исследований. Основная цель наших исследований —

изучить влияние звеньев севооборота на вдамож^о^ь увеличения сбора

фонд ¿ау^^ой литературы

продукции с единицы площади и качество зерна озимой пшеницы, при эффективном использовании имеющихся ресурсов и повышении плодородия тёмно-серой лесной почвы в условиях южной части Нечернозёмной зоны России.

Конкретные задачи работы сводились к следующему:

I. Изучить влияние различных звеньев севооборота и удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы.

2. Определить влияние звеньев севооборотов на баланс органического вещества в почве.

3. Выявить влияние предшественников и удобрений на фитосанитарное состояние посевов.

4. Изучить закономерности изменения показателей почвенной биодинамики под влиянием предшественников, органических и минеральных удобрений.

5. Дать агротехническую и энергетическую оценку возделывания озимой пшеницы в различных звеньях севооборотов.

6. Определить и рекомендовать производству звенья севооборота, отвечающие требованиям земледелия при различных уровнях интенсификации сельскохозяйственного производства в условиях южной части Нечернозёмной зоны России.

Научная новизна. Научная работа, построена па основе системного подхода рассмотрения агрохимических, биологических, энер1-етичсских аспектов звеньев севооборотов и различных удобрений, их влияния на формирование урожая, качества зерна озимой пшеницы и плодородие тёмно-серых лесных почв.

Нами впервые в южной части Нечернозёмной зоны на тёмно-серых лесных почвах были исследованы различные звенья севооборотов для озимой пшеницы. Установлена роль предшественников, как в формировании урожайности озимой пшеницы, так и в их влиянии на технологические показатели качества зерна. Изучены и реализованы новые принципы

формирования систем удобрений под озимую пшеницу, основывающиеся на дифференцированном при мене ним различных видов удобрений в зависимости от предшественников.

Определено, что расширенное воспроизводство органического вещества тсмно-серых лесных почв может достигаться как внесением навоза, соломы и посевом промежуточных культур на сидерат, так и правильным подбором и чередованием сельскохозяйственных культур.

Практическая ценность работы. Разработаны и рекомендованы звенья севооборотов для озимой пшеницы, позволяющие более эффективно использовать почвен но-кл и матические ресурсы, повышать эффективное плодородие почвы, урожайность и качество зерна озимой пшеницы.

Предложен дифференцированный принцип применения различных видов удобрений в зависимости от предшественников озимой пшеницы.

Определена необходимость ограничения расширения чистых паров в условиях изучаемого региона.

Материалы исследований использованы при составлении программы развития агропромышленного комплекса Рязанской области на 2002-2010 годы.

На 1 я щиту выносятся следующие положения:

1. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от предшественников и удобрений.

2. Закономерности изменения количественных и качественных показателей плодородия тёмно-серых лесных почв под воздействием различных звеньев севооборотов и удобрений.

3. Экономико-энергетическая оценка эффективности различных звеньев севооборотов и удобрений.

Лнчное участие автора в получении результатов исследований. Разработка программ и методик полевых опытов, непосредственное участие в их проведении в качестве исполнителя, обработка результатов опытов, лабораторных анализов, написание отчётов.

Апробация работы. Основные положения и рекомендации производству доложены на заседаниях, учёного совета ГУ Рязанского НИПТИ АПК, научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Рязанской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.А. Костычева е 2001-2004 годах. По материалам диссертации опубликовано четыре статьи.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста с включением 6 рисунков и 26 таблиц; состоит из введения, трех глав, основных выводов и рекомендаций производству. Библиографический список использованной литературы включает 219 наименований, в том числе 17 на иностранном языке. В приложении содержится 11 таблиц.

Содержание работы.

Условия и методика проведепия исследований. Полевые исследования проводились в 2001-2003 гг. на опытном поле в отделе земледелия и химизации ГУ Рязанского НИПТИ АПК в стационарном, многолетнем двухфакторном опыте, заложенном осенью 1991 года кандидатом сельскохозяйственных наук, заведующим отделом A.M. Пестряковым, который продолжается в течение двенадцати лет. В данной диссертационной работе использована часть результатов этого опыта за вторую ротацию севооборотов, полученных при нашем непосредственном участии.

Погодные условия в период проведения полевых исследований достаточно полно отражали характерные особенности климата зоны, что позволило объективно оцеии гь полученные нами результаты.

Почва опытного участка тёмно-серая лесная, по гранулометрическому составу тяжелосуглинистая пылевато-иловатая. Содержание гумуса в слое 020 см 3,2%, подвижного фосфора - 15,9 мг/ 100 г почвы, обменного калия 15,2мг/100г почвы, сумма насыщенности основаниями - 84,7 мг/эквЛООг

почвы, рН^ЧЮ, плотность сложения — 1,25 г/см3 , наименьшая влагоем кость - 26,1%.

На базе опыта нами изучалось два фактора: севообороты - фактор А и система удобрений - фактор В (табл. I).

Фактор А - севообороты. В опыте нами изучается шесть шестипольных полевых севооборотов, которые проходят через три закладки начиная с 1998, 1999, 2000 гг. Наши исследования связаны с изучением четвертой культуры севооборотов - озимой пшеницей, которая входит в опыт последовательно одним полем, проходя через 1, 2, З закладку (в 2001, 2002, 2003 гг.) Для изучения поставленных нами задач, нас интересуют звенья севооборотов, так как мы проводили исследования за половину ротации экспериментальных севооборотов, заканчивающихся озимой пшеницей. Поэтому дальше в изложении результатов наших исследований мы будем употреблять выражение звенья севооборотов № 1, № 2, № 3, № 4, № 5, № б.

Фактор В - система удобрений: без внесения удобрений и внесение 0ЧРК)эд под зерновые (ячмень, овёс, озимую и яровую пшеницу) и кукурузу, под клевер(РК)(» , под злаковые травы 1М|го(дба срока) РзоК^под бобово-злаковыми травами К9о(два срока) Р90К90, в чёрном пару И^РК^ + навоза 30 т/га. В севообороте № 5 после уборки ячменя и озимой пшеницы пожнивно на сидерацию высевалась горчица белая и озимая рожь соответственно, для последующей заделки в почву.

Побочная продукция озимой пшеницы (солома) измельчалась и заделывалась в почву по удобренному фону во всех звеньях. В опыте вносились следующие вида минеральных удобрений: нитрофоска, аммиачная селитра, двойной суперфосфат, калийная соль.

Опыт проводился по методу расщеплённых делянок. Делянки первого порядка — система севооборотов, делянки второго порядка — система удобрений. Размещение делянок - реидомизированное.

В натуре осуществлены три закладки опыта, согласно схемы. Вхождение в опыт последовательное одним полем.

Схема опыта

(фактор - А шесть севооборотов, фактор - В без удобрений и система удобрений).

Севообороты (фактор А)

№ 1 № 2 | № 3 | № 4 | № 5 Xs 6

Культуры, дозы удобрений т и л. в/га (фактор В)

1. Ячмень, (МРКЬ Ячмень + клевер, (NPK.)» Ячмень + клевер, (NPK)*, Ячмень + злак, травы, ОФК)*) Ячмень <ЫР1С)*>+ пожнивно горчица на сидерат N45 Ячмень + боб-злак, травы, (№К)»

2. Овёс, (ЫРК)*) Клевер 1г.п., (РК)эд Клевер 1г.п., (PK)» Злаковые травы 1 гл., ^»ТРЮ» Ячмень + клевер, (ИРКМ Смесь боб-злак, трав 1 г. п., (ЫРК)*

3. Чёрный пар, (МРК)*» Ячмень, (NPKb Клевер 2г.п., (PKW Злаковые травы 2г.п., Клевер іг.п., Смесь боб-злак, трав 2 т.п., ШРКЬо

4. Озимая пшеница, И^РК)» навоз 30 Озимая пшеница, (NPK)*, Озимая пшеница, (NPJQgo Озимая пшеница, (ЫРК>„ Оз.шпеница +пожнивно оз.рожь на сидерат, (МРКЬ Озимая пшеница,

5.Кукуруза + солома (МРК}*> Кукуруза + солома (NPK)^ Кукуруза + солома (NPKW Кукуруза + солома Кукуруза + солома (НРК)<к> Кукуруза + солома ПЧРЮэд

б. Яровая пшеница <№К)ЭД Яровая пшеница (NPKW Яровая пшеница (NPK)gn Яровая пшеница Яровая пшеница (№К>90 Яровая пшеница

Повторность опыта четырёхкратная. Площадь, учетной делянки 170м2. В опыте использовались следующие сорта полевых культур; ячмень Зазерскин 85; озимая пшеница - Московская 39; яровая пшеница — Лада; овёс -Горизонт; кукуруза на силос - Екатерина; вика—Льговская 28; клевер луговой -Марино; тимофеевка луговая — Московская 1480; овсяница луговая -

Дединовская 8; кострец безостый - Моршанский 760; ежа сборная -Дедино вская 4.

Состав травосмеси и норма высева злаковых трав следующие: тимофеевка луговая (10 кг/га), овсяница луговая (15 кг/га), кострец безостый (12 кг/га), ежа сборная (15 кг/га).

Норма высева зерновых, культур составила: озимой пшеницы — 5,5 млн. штук всхожих зерен на 1 га, яровой пшеницы - 6 млн., ячменя и овса — 5 млн. При подсеве злаковой травосмеси и клевера лугового норма высева снижена на 15 %.

Основная, предпосевная и послепосевная обработка почвы отвечала требованиям зоны.

В опыте выполнили все запланированные наблюдения и исследования. Для этого использовали современные методики.

Определение баланса гумуса проводили согласно «Методическим рекомендациям по расч&гу баланса гумуса и потребности в органических удобрениях» (П.Д. Попов, А.М. Жуков, 1986).

Засорённость посевов учитывали количественно-весовым методом. В культурах сплошного способа посева определения велись на площадках размером — 0,25 м 2.

Биологическая активность почвы определялась: по разложению ткани в слое 0-20 см (метод льняных полотен); продуцирование углекислого газа из почвы (метод Штатнова); нитрификационной способности почвы (методом Кравкова в модификации почвенного института им. Докучаева).

Развитие болезней и анализ повреждённых ими растений изучали согласно методике ВИЗР (И.Я. Поляков, М.М. Левитин, В.И. Таинский, 1995).

Учёт урожая проводили сплошным методом. Элементы структуры урожая определяли методом разбора снопового материала по методике ВИР (1977).

Биоэнергетическая оценка севооборотов проводилась согласно «Методическим рекомендациям по энер!-етической оценке -технологий в земледелии» (ВАСХНИЛ, 1994).

Статистическая обработка экспериментальных данных выполнена методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1972).

Результаты исследовании.

Влияние звеньев севооборотов и удобрений на баланс органического вещества. Звенья севооборотов оказывали разное влияние на динамику накопления или снижения органического вещества.

Полученные нами данные на основе расчётов показывают, что возделывание озимой пшеницы в звеньях севооборотов с чёрным паром приводит к отрицательной наибольшей разнице между образованием и минерализацией гумуса - 2,42 т/га. На фоне применения 30 т/га подстилочного навоза под озимую пшеницу удалось снизить дефицит гумуса до - 1,73 т/га. Включение в звенья севооборотов многолетних бобовых, злаковых и бобов»-злаков ых трав на любых фонах обеспечивали бездефицитный баланс органического вещества. Отрицательный баланс гумуса наблюдается в звеньях севооборотов № 2 с ячменем - 0,31 т/га и № 1 с чёрным паром —1,7 т/га.

Образование гумуса в севообороте № 3 по прошествию четырёх культур, два поля, среди которых занимали многолетние бобовые травы, превосходило его минерализацию на + 1,57 т/га. В звене севооборота № 2 расход органического вещества двумя зерновыми культурами компенсируется при одногодичном возделывании клевера и заделкой 4,07 т/га соломы. В звене севооборота Лг 5, где дополнительно в почву заделывалось 4,33 т/га соломы и 25,5 т/га зеленной массы сидерата озимой ржи и горчицы белой накопление гумуса составило + 1,26 т/га.

Засорённость посевов озимой пшеницы в различных звеньях севооборотов. Наличие сорного компонента в посевах озимой пшеницы зависело от звеньев севооборотов и удобрений.

Лучшей сороочищающей способностью обладают звенья севооборотов X« 1 с чёрным паром, № 3 с клевером 2 г.п. и № 5 клевером I гл. Наиболее засорёнными посевы озимой пшеницы были в звене севооборота № 4 со злаковыми травами 2 г.п. и № 2 с ячменём. Общая численность сорняков в среднем за три года в звене севооборота № 4 и № 2 была выше в 1,6 раза в сравнении со звеном севооборота № 1, причём количество малолетников увеличивалось в 1,6 и 1,9 раза соответственно. В звене севооборота № 6 с бобово-злаковыми травами 2 г.п. общая численность сорняков превосходила звено севооборота с чёрным паром в 1.3 раза.

Применение удобрений в опыте повышало конкурентную способность культурных растений, что приводило к уменьшению числа сорных растений, но ие по всем вариантам. Наибольший сороочистительный эффект от применения удобрений в посевах озимой пшеницы пояучен в звеньях севооборотов № 1, № 3, № 5.

Важным показателем, характеризующим уровень развития сорного компонента и его вредоносность, является накопление сухой массы. В среднем за три года в посевах озимой пшеницы на неудобренном фоне меньше сухой массы сорняков в звене севооборота № 3 с клевером 2 г.п. 43,8 г/м2. Больше по злаковым травам 2 г.п. (звено севооборота №4) и клеверу 1 г.п, (звено севооборота Ка5) 82,9 и 76,6 г/м2 соответственно. Следует отметить, что масса сорных растений увеличивалась по всем вариантам опыта за счёт малолетников, на долю которых пришлось 77 % от общей массы сорняков.

В звеньях севооборотов Xs 1 с чёрным паром и № 5 с применением сидеральных культур отмечено сокращение видов сорняков, обладающих наиболее высоким уровнем конкурентноспособности по отношению к культурным растениям.

Биологическая активность почвы. От активности действия микроорганизмов зависит іг направленность биологических процессов, скорость транспирации различных соединений, разложение органического вещества, оструктуривание почвы, накопление элементов питания растений и в итоге плодородие почвы.

Для суждения о биологической активности почвы использовались следующие суммарные показатели почвенной биодинамики: количество Продуцированной почвой СОг, степень разложения клетчатки, нитрификациокная способность (табл. 2).

В среднем за годы исследований под озимо» пшеницей по фону без удобрений высокая интенсниность продуцирования СО; была установлена после бобовых трав двух (звено севооборота № 3) и одногодичного использования (звено севооборота № 5), злаковых и бобово-злаковых трав двух лет (звенья севооборотов № 4, № б). Что объясняется, прежде всего, влиянием корневых и поукосиых остатков, которые способствуют увеличению количества микробов и более высокой биологической активности по сравнению с этими показателями в других звеньях севооборотов. Наименьшее продуцирование углекислого газа, отмечено но чёрному пару (звено севооборота № 1) и ячменю (звено севооборота № 2).

Интенсивнее разложение клетчатки в почве протекало в звене севооборота № 3 с клевером 2 гл., іде за 30 дней опыта интенсивность распада ткани по неудобренному фону составило: 10,6 % к исходному весу, вероятно содержание азота в почве данного звена было достаточно как для питания озимой пшеницы, так и для жизнедеятельности целлюлозоразпагакмцих микроорганизмов. Медленнее шло разложение в звене севооборота X® 4 со злаковыми травами 2 г.п. и звене севооборота № 2 с ячменём.

Благоприятные почвенные условия для превращения азотистых соединений и накопления минерального азота в процессе двухнедельного компостирования, были созданы в пахотном слое почвы после многолетних (звено севооборота № 3) и однолетних трав (звено севооборота № 5).

Влияние звеньев севооборотов н удобрений на биологическую активность почвы.

Звено севооборота Выделение С02, мг на 1 м/час Разложение льняной ткани, %. Нигрнфикацнонная способность N-N03, мг/кг почвы

Озимая пшеница

В среднем за годы исследований

2001-2003 2002-2003 2001-2003

Без удобрен»»

1. 101,0 10,1 24,5

2. 104,6 8,0 25,0

3. 128,9 10,6 31,8

4. 118,1 8,1 24,0

5. 123,9 8,7 25,9

6. 111,0 8,6 25,3

По удобрениям

1. 138,0 15,8 34,3

2. 136,9 14,3 34,4

3. 200,1 16,7 36,9

4. 173,9 13,4 28,5

5. 169,1 14,3 32,4

6. 172,0 13,4 31,7

Наименьшая потенциальная способность почвы в образовании нитратного азота отмечена в звеньях севооборотов № 4 и № 1, со злаковыми травами 2 т.п. и по неудобренному чёрному пару.

При внесении органических и минеральных удобрений напряжённость микробиологических процессов в почве возрастала: тарификационная способность на 26 %, выделение СОг на 44 %, целлюлозолитнческая активность на 62 %.

Развитие болезней озимой пшеницы в звеньях экспериментальных севооборотов. Звенья севооборотов и удобрения оказали неодинаковое влияние на развитие болезней в посевах озимой пшеницы.

На общем невысоком фоне поражения растений бурой листовой ржавчиной при размещении озимой пшеницы в звене севооборота X» 1 по чёрному пару развитие болезни было меньше, чем в остальных звеньях севооборотов. Размещение по бобово-злаковым (звено севооборота № 6) и бобовым травам двухгодичного использования (звено севооборота № 3) обеспечивающее лучшее азотное питание, увеличивало поражён ность озимой пшеницы в 1,3 и 1,1 раза соответственно, по сравнению со звеном севооборота № I.

Внесение под озимую пшеницу минеральных удобрений и навоза снижало устойчивость растений к бурой ржавчине во всех звеньях, увеличивая поражённость в 1,4-1,8 раза,

Фотооштетическая деятельность посевов озимой пшеницы. Урожайность сельскохозяйственных культур, прежде всего, определяется размерами ассимиляционной поверхности, продолжительностью и интенсивностью её работы.

Лучшие условия для формирования листовой поверхности озимой пшеницы складывались в звеньях севооборотов Л« 5, № 3 и № 1 по клеверу одно- и двухгодичного использования и чёрному пару. В этих звеньях в фазу колошения была сформирована максимальная площадь листьев (33,9-54,5 тыс. м2/га) и дольше сохранялась в деятельном состоянии. Озимая пшеница, размешенная в звене севооборота № 2 по ячменю, сформировала наименьший листовой аппарат (20,3-36,6 тыс. м2/га), что в последствии отрицательно сказалось и на продуктивности растений.

Высокий показатель фотосинтетического потенциала (ФП) имели посевы озимой пшеницы в тех звеньях, которые во все изучаемые нами фазы развития обладали большей листовой поверхностью, а также более

продолжительным периодом их работы. Это звенья севооборотов с клевером одно- и двухгодичного использования и чёрным паром, где по неудобренному фону в среднем за толы исследований ФП составил 1759,0-2060,5 тыс. м3/га дней. К примеру, ФП озимой пшеницы при размещении по злаковым травам на 554,0, а по ячменю на 958,0 тыс. м2/га дней меньше но сравнению с этим показателем по клеверу одного года использования.

Применение удобрений в посевах озимой пшеницы способствовало увеличению показателя ФП во всех звеньях опыта.

Следует заметить, что в звеньях с хорошо развитой ассимиляционной поверхностью на каждую тысячу ФП формировалось несколько меньше зерна озимой пшеницы, чем в звеньях с менее развитой листовой поверхностью. Несмотря на то, что продуктивность работы листьев снижалась непропорционально росту фотосинтетической мощности, поэтому урожайность озимой пшеницы возрастала с увеличением площади листьев.

Урожайность, качество зерна озимой пшешшы при возделывании в различных звеньях севооборотов. Результаты исследований свидетельствуют о том, что звенья севооборотов оказывают неодинаковое влияние на урожайность озимой пшеницы (табл. 3).

Достоверно высокой урожайность зерна озимой пшеницы в 2001 году была отмечена в звене севооборота № 3 с клевером 2 г.п. и составила в среднем по фонам удобрений 39,3 ц/га. Достоверно ниже была урожайность в звеньях севооборотов № 1 с чёрным паром и № 5 с клевер

1 г.п., соответственно на 1,1 и 3,0 ц/га (при НСР«« - 0,69). Что говорит о довольно высокой эффективности многолетних бобовых трав как предшественников, особенно в благоприятные по увлажнению годы.

Худшим предшественником озимой пшеницы были злаковые травы

2 т.п., разница в урожайности со звеном севооборота 3 оказалась наибольшей 10,9 ц/га.

Урожайность озимой пшеницы в звеньях экспериментальных, севооборотов.

А В Озимая пшеница, ц/га зерна

Годы исследований

2001 2002 2003 За три года

1 о 36,5 40,4 22,1 33,0

УД 39,9 50,0 27,5 39,1

2 о 27,9 32,2 17,2 25,8

уд 34,2 42,3 22,9 33,1

3 о 38,4 40,2 19,6 32,7

уя 40,1 47,5 27,3 383

4 о 25,7 23,1 [6,2 21,7

уд 31,0 34,7 18,8 28,2

5 о 33,6 37,0 19,8 30,1

уд 38,9 45,3 26,8 37,0

6 о 32,9 28,5 17,0 26,1

уд 36,2 36,9 19,6 30,9

НСР« по ф. А 0,69 0,65 0,78

НСРю по ф. В 0,33 0,36 0,34

для частных различий НСРм по ф. А1 0,74 0,78 0,81

для частных различий НСРЮ по ф. В'| 0,80 0,89 0,84

Погодные условия с осени 2001 года были крайне неблагоприятными для посева озимой пшеницы. Недостаток влаги в почве в августе и сентябре, привел к тому, что всходы были изрежеккые, и растения ушли в зиму слабо

раскустившимися. Вегетационный период 2002 года оказался засушливым, недобор осадков в мае составил 25 % от среднемноголетних показателей, однако сильного влияния на урожайность озимой пшеницы в 2002 году это не оказало, так как после зимнего периода почва имела хороший влагозапас. При неблагоприятных метеорологических условиях сказалась способность чёрного пара накапливать влагу, но надо заметить, что клевер 2 г.п, ни в чйм не уступал пару в отличие от других предшественников. Урожайность озимой пшеницы по неудобренному фону в звене севооборота Jfs 1 с черным пером и звене севооборота № 3 с клевером 2 г.п. достоверно не различалась между ними и составила 40,4 ц/га и 40,2 ц/га соответственно (при НСР<» - 0,65).

Вегетационный период 2002-2003 гг. был крайне неблагоприятным. Всходы озимой пшеницы были изреженные, растения ушли в зиму не раскустившимися. В течение весеннего периода вегетации осадков выпало меньше нормы, что повлияло на урожайность в 2003 году. В отличие от предыдущих лет, урожайность в целом по всем вариантам была ниже, В условиях 2002-2003 гг. особенно четко проявилась способность чёрного пара в накоплении влаги. В среднем по фонам удобрений достоверно высокой урожайность зерна озимой пшеницы была по чёрному пару (звено севооборота Кг 1) в отличие от других предшественников, и составила 24,8 ц/га, что говорит о довольно высокой эффективности чёрного пара как предшественника, особенно в неблагоприятные по увлажнению годы.

В среднем за 2001-2003 гг. внесение удобрений повысило урожайность озимой пшеницы в среднем по вариантам на 22 %. Наибольшая эффективность от применения удобрений отмечена по злаковым предшественникам в звеньях севооборотов Ла 2 и № 4 на 28,3 и 29,9 % соответствен но.

Анализ качества зерна озимой пшеницы показал, что лучшие показатели отмечены в звеньях севооборотов Jfe 1, № 3 и № 5 в среднем по фонам: содержание клейковины 33,0 - 33,5 %, натура 727,0 - 732,7 г/л, масса тысячи семян 37,5-38,2 гр.

Биоэнергетическая и экономическая оценка звеньев севооборотов.

Севообороты составляют основу современных систем земледелия. Поэтому очень важна их энергетическая и экономическая оценка.

Проведённые нами расчёты энергетической эффективности производства продукции в звеньях севооборотов выявили, что многолетние бобовые травы способны запасать значительную энергию в своей биомассе, при сравнительно небольших затратах на их возделывание (табл. 4). Звено севооборота № 3 с клевером 2 гл., явилось наиболее знергоэ коном ным. Энергия растениеводческой продукции, накопленная по неудобренному фону в 9,9 раза превосходила затратную, а по удобренному в 4,6 раза. Довольно высокий коэффициент энергетической эффективности отмечен в звене севооборота Л* 6 с бобо во-злаковыми травами 2 г.п,, где составил 9,7 по неудобренному и 4,7 по удобренному.

Наименьшие коэффициенты использования энергии отмечены в звеньях севооборотов Ха 1 и Ха 5. Что объясняется отсутствием растениеводческой продукции в чёрном пару (звено севооборота № 1), а также энергозатратами на его обработку. В звене севооборота № 5 проводили дополнительные энергозатраты на возделывание сидеральных культур озимой ржи и горчицы белой.

Увеличение затрат антропогенной энергии на производство растениеводческой продукции при применении удобрений снижает энергетический коэффициент, однако окупаемость затраченной энергии остаётся на довольно высоком уровне.

Анализ экономической эффективности звеньев севооборотов выявил преимущество двух, звена с клевером 2 г.п. и бобово-злаковымн травами 2 г.п. По сравнению с контрольным звеном севооборота № 1, они имеют высокую урожайность в ц. к. ед, и большую стоимость продукции. Как результат этих составляющих зафиксирована более высокая величина условно-чистого дохода 66,8 и 60,9 тыс, руб. Применение удобрений увеличивало производственные

Таблица 4

Биоэнергетическая и экономическая оценка сбора продукции в звеньях экспериментальных севооборотов (среднее за половину ротации).

Показатели Удобрен ия Звенья экспериментальных севооборотов

№ I №2 №3 Лз4 №5 №6

1. Сбор продукции, ц/га к.ед. о 93,5 163,9 191,6 118,7 144,6 184,5

УД 127,4 182,5 231,6 216,4 173,0 220,7

2. Затраты совокупной энергии, ГДж на 1 га. о 41,6 44,7 36,4 34,9 47,7 36,7

уд 100,1 96,2 79,2 100,7 102,0 96,0

3. Выходе 1га валовой энергии ГДж на 1 га. о 118,3 263,5 359,0 246,2 284,2 357,7

уд 159,9 294,3 364,8 456,9 314,0 455,4

4. Коэффициент энергетической эффективности. о 2,8 5,9 9,9 7,1 5,9 9,7

уд 1,6 3,1 4,6 4,5 3,1 4,7

5. Затраты энергии на 1 кг к.е. МДж, о 4,45 2,73 1,90 2,94 3,30 1,99

уд 7,86 5,27 4,03 4,65 5,89 4,35

6. Стоимость продукции тыс. рублей. о 30,8 54,1 63,2 39,2 47,7 60,9

уд 42,0 60,2 76,4 71,4 57,1 72,8

7. Прибавка в сравнении с контролем тыс. рублей. 0 - + 23,3 + 32,4 + 8,4 + 16,9 + 30,1

уд - + 18,2 + 34,4 + 29,4 + 15,1 + 30,8

8. Прибавка в сравнении с контролем, %. О - 75 105 27 55 97

уд - 43 82 70 36 73

затраты во всех звеньях севооборотов, однако они существенно окупались прибавкой урожая. Это подтверждается расчётами условно чистого дохода, величина которого превышала контрольный вариант от 15,1 тыс. руб. до 34,4 тыс. руб.

Биоэнергетическая и экономическая оценка экспериментальных звеньев севооборотов позволила объективно определить их эффективность. Звенья севооборотов, включающие в себя многолетние бобовые травы, обеспечивают повышение продуктивности сельскохозяйственных культур, являются энергетически и экономически наиболее выгодными н могут использоваться в хозяйствах с различными производственными ресурсами.

Выводы

1. Важным фактором повышения урожайности озимой пшеницы и плодородия тёмно-серых, лесных почв в условиях южной части Нечернозёмной зоны Российской Федерации являются научно обоснованные звенья севооборотов, основу которых, составляют многолетние бобовые травы.

2. Расширенное воспроизводство органического вещества в почве обеспечивается звеньями севооборотов № 3 и № 5 с включением одного или двух полей клевера, а также посева сидеральных культур и внесения в почву соломы и минеральных удобрений.

3. Звено севооборота {№ I) с чёрным паром без внесения удобрений способствует потери гумуса в количестве -2,42 т/га. Внесение удобрений (органических и минеральных) несколько уменьшает потери гумуса, но отрицательный баланс его сохраняется.

4. Засорённость посевов озимой пшеницы значительно различалась в зависимости от видов звеньев севооборотов. Наиболее эффективным регулирующим воздействием на сорный компонент оказывали звенья с клевером двух лет пользования и с чёрным паром (14-15 штУм2). В звене с возделыванием злаковых трав засорённость посевов озимой пшеницы была в 1,6 раза больше, количество малолетних сорняков при этом повышалась в 1,61,9 раза.

Звено севооборота № I (с чёрным паром) и № 5 с применением сидеральных кулыур сократило количество видов сорняков, имеющих высокий уровень конкурентноспособности по отношению к культурным растениям. Внесение органических и минеральных удобрений, повышая конкурентоспособность культурных растений, уменьшило численность сорняков на 43 %.

5. Высокая биогеиность пахотного слоя почвы отмечена в звеньях севооборотов с использованием многолетних бобовых и злаковых трав. Уровень продуцирования углекислого газа с поверхности почвы под озимой пшеницей после клевера одно- и двухгодичного использования, злаковых и бобово-злаковых трав в 1,3 раза выше, чем после чёрного пара. Максимальный эффект интенсивности разложения целлюлозы, а также превращение азотистых соединений и накопление минерального азота почвы отмечено в звене севооборота с двухгодичным использованием клевера.

При внесении удобрений напряженность микробиологических процессов в почве возрастала: ннтрификационная на 26 %, выделение углекислого газа на 44 % и целлюлшолитическая активность на 62 %,

6. Звенья севооборотов и предшественники оказывают неодинаковое влияние на распространение и развитие болезней озимой пшеницы. На общем невысоком фоне пораженности озимой пшеницы бурой ржавчиной, выше поражаемость отмечена в звеньях севооборотов № 3 и № б по предшественникам, обеспечивающим лучшее азотное питание. Внесение минеральных удобрений и навоза снижало устойчивость растений к бурой ржавчине во всех звеньях севооборотов. Интенсивность поражения возрастала в 1,4-1,8 раза.

7. Установлено, что фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы регулируется подбором предшествующих культур.

Высокий уровень фотосинтетической деятельности посевов озимой пшеницы обеспечивался в звеньях севооборотов с клевером одно- (№ 5) и двухгодичного использования (№ 3) и чёрным: паром (№ 1). Урожайность

зерна озимой пшеницы более 40,0 ц/ra получена при листовой поверхности 135,3-153,5 тыс. м 2/га, сумме ФП за период весенне-летней вегетации 23952759 тыс. м 2 / га дней и формирования зерна 1,5-1,9 кг на каждую тысячу единиц ФП.

8. Наиболее высокие урожаи озимой пшеницы (четвертой культуры) 36,0 и 35,5 ц/га получены в звеньях севооборотов № 1 и № 3 при размещении по унавоженному чёрному пару и клеверу двухгодичного использования, самые низкие 25,0 ц/га при выращивании по злаковым травам (звено севооборота № 4) на всех изучаемых фонах. Однако по содержанию клейковины в зерне озимой пшеницы многолетние бобовые травы превосходили другие предшественники, в том числе и пар.

Прибавка урожайности от удобрений изменялась в зависимости от предшествующих культур в севооборотах. Они меньше при посеве озимой пшеницы по клеверу и больше при размещении их по злаковым травам и ячменю, то есть удобрения, частично компенсировали недостаток предшественника.

9. Биоэнергетическая и экономическая оценка экспериментальных звеньев севооборотов показала, что звенья (Na 3 и № 6) включающие многолетние бобовые травы (клевер или клевер + злаки) обеспечивают наибольший выход продукции (на 83,0-91,7 %) и наименьшие затраты энергии на единицу продукции (на 48,0-52,0 %) по сравнению со звеном севооборота №1 чистым паром.

Рекомендации производству

Результаты проведённых нами исследований позволяют предложить для хозяйств, расположенных на тёмно-серых лесных тяжелосуглинистых почвах в южной части Нечернозёмной зоны России следующие рекомендации: 20

1. Для получения высоких урожаев и хорошего качества продовольственного зерна, озимую пшеницу целесообразно размещать после многолетних бобовых трав — клевера или клевера с подсевом злаковых трав.

2. Удобрення иод озимую пшеницу необходимо применять дифференцированно предшественников: в звене с чёрным паром Ы^РК)^ + 30 т/га подстилочного навоза, в звене с зерновыми культурами в звене с клевером (РК)эд, в звене со злаковыми травами Ы12о(в два срока) Р^оКэд, в звене с бобово-злаковыми травами 1^<х,(в два срока) РэдКэд.

3. Для расширенного воспроизводства органического вещества тёмно-серых лесных почв следует включать в севооборот звенья с многолетними травами, внесение измельченной соломы, а также возделывание пожнивно сидеральных культур.

4. В условиях изучаемого региопа нецелесообразно увеличение площадей чистых паров в севооборотах, так как это ведёт к снижению продуктивности пашни и нерациональному её использованию.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1, Пестряков A.M., Красников Н.Г., Ремезова В .Д., Поликарпова J1.A. Совершенствовать научные основы и нормативную базу для разработки ресурсосберегающих технологий в адаптивно-лацдшафтпых системах земледелия основанных ирмродно-сельскохозяйственных зон России // Оптимизация атроландшафтов и адаптивно-ландшафтных систем земледелия: Научно-технический бюллетень.-Выпуск № 1 (70). — Курск, 2002. — с. 55-56.

2. Поликарпова J1.A. Влияние предшественников на урожайность озимой пшеницы и плодородие т&мно-серых лесных почв // Вопросы экономики, права и образования: Сборник научных статей. — Рязань, 2003. — с. 147-149.

3. Пестряков A.M., Красников Н.Г., Ремезова ВД., Поликарпова Л.А. Совершенствовать научные основы и нормативную базу для разработки ресурсосберегающих технологий в адаптивно-ландшафтных системах земледелия основанных природно-сел ьскохозянственн ых зон России // Оптимизация агроландшафтов и адаптивно-ландшафтных систем земледелия: Научно-технический бюллетень.— Выпуск Я® 2 (71). - Курск, 2003.— с. 79-80.

4. Поликарпова Л.А. Влияние предшественников на урожайность и качество зерна озимой пшеницы // Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых s развитие аграрной науки XXI века» (2-3 марта 2004, Рязань) К 55-ти летию Рязанской государственной сельскохозяйственной академии. - Рязань, 2004.-е. 29-31.

Изготовлено в ООО «Политех»

05-140 63