Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологическая эффективность почвозащитных технологий на склоновых землях Ульяновской области

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологическая эффективность почвозащитных технологий на склоновых землях Ульяновской области"

хг министерство сельского хозяйства

со

^ и продовольствия российской федерации

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ САМАРСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Немцев Сергей Николаевич

Агроэкологическая эффективность почвозащитных технологий на склоновых землях Ульяновской области

Специальность 06.01.01. - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Кинель 1996

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ САМАРСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

НЕМЦЕВ Сергей Николаевич

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ ТЕХНОЛОГИЯ НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ УЛЬЯНОВСКОЙ* ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.01. - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации ва соискание ученой степени кандидата- сельскохозяйственных наук

Кинель 1996

Диссертационная работа выполнена в лаборатории обработки почвы Ульяновского научно-исследовательского института сельского хозяйства.

Научные руководители - доктор сельскохозяйственных наук, член-

корреспондент РАСХН, академик Академии • технологических наук Российской Федерации

A.И.Шабаев

доцент, кандидат сельскохозяйственных наук

B.А.Калужский

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

И.А.Чуданов .....

кандидат сельскохозяйственных наук . ...............И.Н.Шпагин ....

Ведущая-организация - Ульяновский сельскохозяйственный институт.

Защита состоится " " (-¡^бтс^А.*- 1996 года в // ч. на заседании'специализированного совета К 120.47.01 при Самарской сельскохозяйственной Академии.

Адрес: 446400, Самарская область, г.Кинель-4, п.Усть-Кинельский, Специализированный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии. Автореферат разослан " " ¿.¿/-¿йя/и^_1996

Ученый секретарь Специализированного Совета,' кандидат биологических наук

Г.К.Марковская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основной проблемой, стоящей перед сельским, созяйством страны, является удовлетворение постоянно растущих потребностей населения в продуктах питания высокого качества. Ее ре-шние затрудняется рядом объективных и субъективных факторов. Пада-¡т плодородие почв на склонах, особенно содержание в них гумуса. В >сновных земледельческих районах значительно распространена водная I ветровая эрозия почв, ухудшается экологическая обстановка.

В засушливых условиях Ульяновской области пахотные земли в зна-[ительной степени подвержены действию водной и ветровой эрозии, из глощади пашни 1,8 млн.га эрозия проявляется на I млн.147 тыс.га, зна-[ит более 60% земель-нуждаются в защите-.- Расчлененность территории 5алками, оврагами, ложбинами -и промоинами приводит к иссушению тер-

жтории и большим-потерям влаги. ........ . . ..........-.............

.........В-настоящее, время наиболее распространенной системой.-основной

(бработки. почвы в. хозяйствах. Ульяновской области является обычная.

1спашка;-в том числе-и на склоновых землях, что приводит к формиро-1анию стока, меньшему накоплению влаги-и не-дает возможности полугать высокие урожаи с.-х.культур. Большие возможности-в этом отно-1ении имеются при внедрении почвозащитных технологий обработки, на. ¡к ло новых землях с учетом зональных почвенных и климатических усло-

1ИЙ. .......................... ....................

Повышение урожайности-при почвозащитной обработке почвы обус-ювлено главным образом улучшением ее водного и пищевого режимов,

¡нижением засоренности и эрозионных процессов. Кроме того, они требуют меньше тяговых усилий, орудия для них более производительны,

то значительно экономит материальво-технические средства и снижает ебестоимость производимой продукции.

Поэтому работа по изучению агроэкологической эффективности поч-озащитных технологий на склоновых землях Ульяновской области вызва-

на производственной необходимостью и является актуальной.

Цель и задачи исследований. Цель - разработать и усовершенс вовать почвозащитные технологии основной и предпосевной обработки черноземных почв на склоновых землях Ульяновской области, позволя щие снижать до допустимых пределов сток талых и ливневых вод и см почвы, успешно защищать почву от эрозии, стабилизировать экологическую обстановку и создать условия для получения высоких и устой вых урожаев сельскохозяйственных культур.

В задачи исследований входило:

- изучить сток, эрозию почв и определить почвозащитную и при доохранную.роль различных систем основной обработки почвы на скло вых землях; . . ......

■ . - исследовать влияние систем обработки склоновых земель на с гонакопление, водный, пищевой режимы почвы и биологическую активность; ........

. - изучить вопросы основной и предпосевной обработки почвы в приводораздельной части водосбора на относительно равнинном релье . -.определить.засоренность посевов и почвы в зависимости от. . технологий основной обработки и. определить урожайность сельскохозяйственных, культур, его структуру на склоновых землях и на равни ном рельефе;

- определить агроэкологическую эффективность почвозащитных т нологий на склоновых землях и на равнинном рельефе, разработать предложения для производства по использованию эродированных склон вых земель.

Научная-новизна. Б результате исследований на склоновых земл Ульяновской области впервые изучено агроэкологическое влияние раз ' личных технологий основной обработки почвы на снегонакопление, ст

талых вод, вынос со стоком питательных элементов и наличие в сток

вой воде солей тяжелых металлов, также на агрофизические свойства, водный и пищевой режимы почвы, засоренность посевов и урожайность с.-х.культур в паровом звене севооборота.

Впервые для Ульяновской области испытаны почвозащитные технологии обработки почвы новыми орудиями: плуг со стойками СибИМЭ, гребнекулисная вспашка, гребнекулисная безотвальная обработка, выполняемые плугом со стернеукладчиком. ..................

. Обоснована возможность замены дискового лущения и вспашки на комбинированную технологию, сочетающую в. себе безотвальную, поверх-^ ностную обработки и вспашку, и.на гребнекулисную вспашку, позволяющие усилить почвозащитную и экологическую направленность технологий ; обработки .почвы. ...................... ..... ......

Практическая ценность. Результаты, проведенных, исследований позволяют рекомендовать, для хозяйств Ульяновской области оптимальные способы основной обработки почвы, применение которых на склоновых землях позволяет снижать сток.талых.и ливневых вод и.смыв почвы, успешно защищать почву.от эрозии, стабилизировать экологическую об- ! становку и создать условия для получения высоких иустойчивых урожаев с.-х.культур...............

Защищаемые положения.

1. Применение почвозащитных технологий основной обработки почвы на склоновых землях положительно влияет на снегонакопление, не ведет к накоплению солей тяжелых металлов, уменьшает сток талых вод и смыв почвы и вынос со стоком питательных элементов.

2. Почвозащитные технологии обработки.почв положительно влияют на агрофизические свойства, водный и.пищевой режимы почвы, снижение засоренности посевов по сравнению с обычной технологией.

3. Обработка почвы почвозащитными орудиями увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур в паровом звене севооборота по

сравнению с обычной вспашкой.

4. Применение на склоновых землях почвозащитных технологий обработки почвы способствует стабилизации почвенного покрова и ул; шает экологическое состояние.поля.

5. Почвозащитные технологии как на склоновых землях, так и в условиях равнинного рельефа являются более энергоресурсосберегающ ми по сравнению.с.обычной вспашкой.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на заседаниях отдела земледелия Ульяновского НИИСХ (1991,1992,1993,1994 гг.), на заседаниях ученого совета НИИСХ Юг о-Востока (1992,1993,1994,1995 гг.), на научной конференции професс! ско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (Ульяновский СХИ, 1993 г.), на научно-практической конференции (С; марская СХАг,1995.г.).. . . . .

. . Реализация работы. Результаты исследований по обработке почв! апробйрованы в опытно-производственных хозяйствах "Тимирязевское" I "Новоникулинское" Ульяновского НИИСХ и использованы при разработкЕ системы интенсивного земледелия и технологии производства продукте растениеводства и рекомендованы для практического использования в хозяйствах.Ульяновской области.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в шл печатных, работах. ...

Объем и структура работы. Диссертация изложена на '¿ОД. странс цах машинописного текста, включает 24 таблицыв тексте и 34 в щ локении и Ю рисунков, состоит из введения, восьми глав, заключен и предложений производству. Список использованной литературы включ ет 238 наименований, в том числе 9 иностранных авторов.

1991 год умеренно влажным и жарким, с осадками в 561,0 мм при ср> ней норме 379,1 мм. 1991-1992 год был умеренно-засушливым. Осадк! за год выпало 369,2мм, что на 9,9 мм меньше нормы. По метеоролог] ческим условиям 1992-1993 год был влажным и прохладным. Осадков': сельскохозяйственный год выпало 503,0 мм, что выше нормы на 123,! 1993-1994 год был, как и предыдущий, очень влажным и прохладным. Осадков за год выпало 565,0 мм, что на 185,9 мм выше среднемного; ней нормы.

. . Агроэкологическая эффективность различных технологий основш обработки почвы исследовалась на полях колхоза им.Я.М.Свердлова Ульяновского района в паровом звене севооборота со следующим чер* ванием культур: 1991 год - вико-овес, 1992 год - озимая рожь, 195 год г- яровая.пшеница, 1994 год - ячмень. Изучалось 5 технологий с новной обработки почвы: I) отвальная (контроль), 2). комбинировав 3) минимальная,.4).гребнекулисная отвальная, 5) грабнекулисная бе отвальная (табл.1).

Исследования, основной и предпосевной обработки почвы на отнс тельно равнинном рельефе проводились на полях Ульяновского НИИСХ паровом звене севооборота с чередованием.культур по годам: 1991 г горох, 1992 год - озимая рожь, 1993 год - яровая пшеница, 1994 го ячмень. Изучалось 4 технологии основной обработки почвы: I) отвал ная (контроль), 2) комбинированная, 3) минимальная, 4). гребнекули ная отвальная. Кроме этого.методом наложения на каждом фоне основ обработки изучалось 4 способа предпосевной обработки: I - боронов ние + культивация; 2 - двухкратная культивация; 3 - двухкратное б нование; 4 - однократное боронование (табл.2).

В опыте на склоне площадь стоковой площадки 1200 м2 (60 х 20 Повторность опыта трехкратная. Учетная площадь делянки 240 м2 (60

Схема опыта на склоне

Технологии _Склон 2,5°_

2о§пи0ТКИ вико-овес оз.рожь яр.пшеница ячмень

почвы (1991г.) (19Э2г.) (1993 г.) (1994 г.)

I.Отвадь- ЛДГ-Ю + Вспашка на

ная вспашка на 20 см

25-27 см

2.Комбини- (КПШ-5+БИГ- ВД-Ю+(КПШ-5 рованная ЗА)+СибИМЭ +ШГ-ЗА) +

на 25-27 см каток

3.Минималь- (КШ1-5+ЕИГ- Щ-Ю+( КПШ-5 ная ЗА) + +ШГ-ЗА) +

. щелевание щелевание

4.Гребнеку- Ш-5-35. со " ВД-10+(КПШ-5 лисная от-стернеуклад- +ШГ-ЗА) + вальная чиком на каток

. 25-27 см.

5.Гребнеку-.ЛН-5-35 со %-10+(КПШ-5 лисная стернеуклад- +ШГ-ЗА) + безотваль-чиком на каток

ная 25-27 см

ЛДГ-10+вспаш-ка на 25-27см

ЛДГ-10+ вспашка на 25-27 см

(КПШ-5+БИГ-ЗА) ЛДГ-Ю + +СибШЭ на вспашка на 25-27 см

( КПШ-5+БИГ-ЗА) +СибШЭ на 15 см

Ш-5-35 со

25-27 см

(КПШ-5+БИГ-ЗА) чСибШЭ на 15 см. .

Ш-5-35 со '

стернеукладчи- стернеуклад-

ком на 25-27 см чиком на

■ • 25-г27 см .

Ш-5-35 со ' Ш-5-35 со

стернеукладчи- стернеуклад-

ком на чиком на

25-27 см 25-27 см

Ширина защитных полос мевду вариантами .обработки 8 м, .между .делянками 4 м. Опытная делянка (стоковая площадка) делится, вдоль по склону., на две части (два фона) - удобренный и.неудобренный. В опыте на равнинном рельефе площадь делянки при основной обработке 1725 м2 .(50 х 34,5), при весенней обработке - 350 м2 (50 х 7). Учетная площадь делянки 150 м2 (25 х 6). Повторность опыта четырехкратная. Ширина защитных полос мёзду вариантами 6 м, между делянками - 1,5 м. .....

Опыты сопровождались следующими исследованиями и наблюдениями. В опыте на склоне методом стоковых площадок на всех вариантах изу- . чался сток, эрозия почв и вынос питательных веществ со стоком. Высоту и плотность снегового покрова при снегомерных съемках определяли накануне снеготаяния весовым плотномером. Величину стока определяли с помощью трехугольных водосливов Томпсона с углом выреза в 45°.

Схема опыта на равнине

Технологии

обработки

почвы

Равнина

горох (1991 г.

оз.рожь (1992 г.)

яр.пшеница (1993 г.)

ячмень (1994 г.)

I.Отвальная ЛДГ-Ю + Вспашка на

вспашка на 20 см 25-27 см

2.Комбиниро- (КПШ-5+БИГ- Жгчй*?1-5 ванная ЗА)+ СибИМЭ ™ ™ + ..... на 25-27 см каток

3.Минималь- (ЫШ1-5.+БИГ- ДДГ-Ю+(КПШ-5 ная ЗА) + +БИГ-ЗА) +

. ......... щелевание щелевание

4.Грабнеку-лисная отвальная

дцг-ю +

вспашка на 25-27 см

№-10.+ вспашка на 25-27 см

ЛДГ-Ю. + вспашка на

(КПШ-5+БИГ- „,.„„,„ ЗА) + СибИМЭ _м на 25-27 см см

(КПШ-5+БИГ- (КШ1-5+БИГ

ЗА) + СибИМЭ ЗА) чСибИМ:

на 15 см на .15 см

ПН-5-35 со Шг-5^35 со

стернеуклад- стернеукла;

чиком на 25-27 см

чиком на 25-27 см

Смыв почвы определялся путем отбора проб на мутность с каждой сток! вой площадки..Наличие солей тяжелых.металлов.(медь, цинк,.свинец, кадмий) в стоковой воде определялось палерографическим методом. В опытах изучались.физические свойства почвы, .ее водный и пищевой ре жимы, биологическая активность, засоренность почвы и посевов, урож* ность и структура.урожая, качество продукции, давалась экономическ; оценка изучаемых технологий обработки, почвы. При закладке опытов и проведении исследований и наблюдений руководствовались общеприняты! методическими указаниями Б.А.Доспеховаи Г.П.Сурмача. Урожай учитывали сплошным комбайнированием поделяночно с приведением зерна к 14$ влажности.и.. 100$ чистоте. Математическая.обработка эксперимент? ных данных проводилась методом дисперсионного анализа (Б.А.Доспехо! 1985) на персональном компьютере и.бьу£с . Расчет экономической Э( фективности проведен по принятым нормативам и расценкам. Агротехни* принятая для условий Ульяновской области. В опытах высевались райм рованные сорта.

Все работы выполнялись механизированно. Основное удобрение вно

)

[лось осенью под основную обработку НРУ-0,5 в дозе %óPg0%0' •Вес~ 1Й в рядки применяли фосфорные удобрения по 15 кг д.в. Подкормку . ¡идах проводили весной в фазу кущения азотом нитратной формы в до! 30 кг д.в. На удобренном фоне по мере необходимости применяли ■рбицид диален 2 кг/га и средства защиты растений метафос 7 кг/га тилт 0,5 кг/га. Уборку урожая проводили прямым комбайнированием >мбайном СК-5 "Нива".

РЕЗУЛЬТАТЫ ЖСЛЕДОВАНИЙ

Снегонакопление и сток талых вод. Одним из наиболее эрозионно .. гасных регионов страны является Поволжье, где эрозии подвержено бо-»е 15 млн.га с.-х. угодий. Только в Ульяновской области, по данным 1лиала института."Волгогипрозем" за 1990 год, из общей площади пат- ■ i в 1,8 млн.га водной эрозии подвержено 570 тыс.га, а дефляции - j 77 тыс.га, т.е. всего. I млн.147 тыс.га или 63,7$ от площади пашни. ¡ площадь склоновых земель крутизной более Io, где наиболее вероят-

I

).проявление эрозии почв, в области насчитывается 800 тыс.га. В 1 сой связи при проведении почвозащитных мероприятий важно знать ус-)вия и закономерности формирования стока талых вод и возможности жращения непродуктивных потерь снеговой воды на склонах.

Проведенные нами исследования на склоне в среднем за 4 года. 1ЯВИЛИ положительное влияние почвозащитных технологий основной об-эботки на снегонакопление. На вариантах с обработкой почвы (КПШ-5+ ÍF-3A) + СибИМЭ и с гребнекулисной безотвальной обработкой высота jera была на 4,5-3,0 см выше, чем на контроле. При достаточно высо-IX запасах воды в снеге сток с зяби наблюдался только в 1992 году, другие - отсутствовал. На комбинированной и гребнекулисной техно-)гиях обработки отмечался наименьший сток - 11,3 и 11,6 мм при коэфн щиенте стока 0,21. Это указывает на лучшее усвоение почвой талых )д.(табл.3).

ехнологии бработки очвы

Влияние технологий обработки почвы на склоне на снегонакопление и сток талых вод (1991 - 1994 гг.)

Высота Плот- Запас Сток, Коэфф. р0 гтоком кг/т.я3£Х Соли тяжелых металлов304

снега, ност§, воды ^ стока* стоком,кг/га д стоковой воде, мг/л

см г/см в сне— ———————————

ге, мм ю3 Р2°5 *2° медь цинк свинец кадмий

18,2 0,27 47,4 12,3 0,26 16,1 12,3 2,5 0,01 0,004 0,007 0

20,4 0,26 53,4 11,3 0,21 14,5 10,4 2,6 0,01 0,004 0,0096 0

22,7 0,26 60,1 18,7 0,31 10,2 10,0 2,4 0,005 0,016 0,0106 0

20,5 0,26 54,3 11,6 0,21 15,6 9,7 2,4 0,004 0 0,0076 0

21,2 0,25 54,0 17,2 0,31 23,5 24,0 4,4 0,023 0 0,0192 0

и травы на водо-5оре (22,6 га)

низ склона

верх склона

)еднеекхх

;к

Примечание:

36

XX

59£Х

38,2 0,31 118,8 21,6 0,25 58,3

29,9 0,28 87,2 36,7 0,42 15,2 14,9 23,5

- средние показатели за 1991-1992 гг.

- за 1992 г.

- за 1991-1994 гг.

0,026 0,037 0,008 0,0004 1,0 1,0 0,03 0,0005

Ежегодный сток талых вод наблюдался на водосборе площадью 22,6 га с многолетними травами. За годы исследований величина стока составила 36,7 мм при коэффициенте стока 0,42 или почти половина снеговой воды из-за значительного уплотнения почвы бесполезно теряется весной на.сток. Вынос со стоком питательных веществ здесь составил: нитратного азота 15,2, подвижного фосфора 14,9, обменного калия 23,5 кг/га. По всем изучаемым технологиям обработки почвы встоковой воде отмечено наличие солей тяжелых металлов, которые не превышали допустимых концентраций.

. Состояние поверхности поля существенно влияет на мутность, сте-. каемой воды, по.которой можно судить.о наличии эрозионных процессов. Так, в 1992 году, когда.на всех стоковых площадках наблкщался сток талых вод, .на обычной вспашке, максимальная мутность воды.достигла 20,4 г/см3, т.е. смыв наиболее ценных почвенных частиц составил 0,50 . т/га (табл.4)...................................

. Применение комбинированной и гребнекулисной технологий .на скло-г ! не почти в два раза уменьшило.смыв почвы 0,26-0,28 т/га), что уменьшает деградацию почвенного плодородия. ...........

Объемная масса и структура почвы. Способы основной обработки по-разному влияют на изменение объемной массы. Проведенные исследования по изучению объемной массы почвы по вариантам основной обработки на. склоне показали, что большой разницы в изменении объёмной массы весной в верхнем слое (0-10 см) не обнаружено. В нижних слоях (10-20 и 20-30 см) отмечалось небольшое ее увеличение. В среднем за 4 года, в результате уплотнения почвы за вегетационный период, отмечалось некоторое увеличение объемной массы после уборки урожая (0,88 г/см3). В целом применение почвозащитных технологий основной обработки почвы на склоне не привело к уплотнению пахотного слоя.-Не высокая объемная масса на склоне объясняется большим содержанием в почве корневых

Водная эрозия на склоне при различных технологиях обработки почвы

Технологии обработки почвы 1991 г. 1992 г. 1993 г. 1994 г.

сток, мм смыв, мутн.' т/га воды, г/см3 сток мм смыв, т/га мутн. воды, г/см3 сток, ■ мм смыв, т/га мутн.' воды, г/см3 сток мм , смыв, т/га мутн, воды г/см;

I О 0 0 24,5 0,50 20,4 0 0 0 0 0 0

2 О 0 0 22,5 0,26 11,5 0 0 0 0 0 0

3 4,5 0,23 5,1 33,0 0,35 10,6 0 0 0 0 0 0

4 5 Мн.травы на О следы 0 0 0 0 23,2 34,4 0,28 0,3 7 12,0 10,7 0 о 0 0 0 0 0 0 0 о 0 0

50,4 0,25 2,0 47,6 0,20 4,2 14,2 0,15 1,0 34,7 0,18 0,5

1 растительных остатков после многолетних трав и наличием скелета 13 крупного щебня опоки (70$). Полученные данные на равнинном рельефе свидетельствуют о том, что изменение объемной массы почвы весной з верхнем слое (0-10 см) наблюдалось только на контроле. В нижних ;лоях (10-20 и 20-30 см) отмечалось небольшое увеличение объемной лассы почти на всех изучаемых вариантах. Из-за уплотнения почвы за 1ериод от посева до уборки наблвдалось небольшое увеличение объемной лассы по всем вариантам обработки почвы (1,10-1,18 г/см3).(табл.5). 3 целом же проведение комбинированной и гребнекулисной технологий )бработки почвы не привело к уплотнению пахотного горизонта, а сле-швательно, не препятствовало росту и развитию с.-х.растений.

Важная роль в создании водного, воздушного и пищевого режимов, 5лагоприятных для возделывания с.-х.культур, принадлежит структуре ючвы (А.Л.Шенявский,1970; Д.Илков,1971).. Структурная почва легче (брабатывается, лучше впитывает талые воды и атмосферные осадки, ¡пособствует лучшему развитию культурных растений. Анализ результатов шределения агрегатного состава пахотного слоя показал, что в сред-[ем за 4 года данные по структуре почвы как на склоне, так и на рав-1инном рельефе не имели больших расхождений по вариантам обработки.

[ все^же, на всех почвозащитных вариантах содержание водопрочных аг-»егатов было выше, чем по вспашке. Наиболее благоприятное влияние на ¡труктуру почвы оказали гребнекулисная отвальная и гребнекулисная

¡езотвальная обработки, а также применение комбинированной технологии, применение этих технологий позволяет увеличить содержание водопрочных грегатов на 3,1-6,6$, а следовательно, улучшить экологические пока-атели почв (табл.5).

Водным режим почвы. Ведущим фактором, оказывающим решающее влия-ие на продуктивность полевых культур в условиях засушливого климата льяновской области.является степень обеспеченности растений влагой

Влияние технологий обработки на объемную массу и водопрочную структуру почвы в слое 0-30 см (1991-1994 гг.)

Технологии обработки почвы ^ъемна^ масса3 Структура

Склон

1. Отвальная 0,85 64,9

2. Комбинированная 0,80 66,3

3. Минимальная 0,84 67,5 4: Гребнекулисная отвальная 0,78 67,6 5. Гребнекулисная безотвальная 0,88 68,0

Равнинный рельеф

1. Отвальная' 1,12 71,0

2. Комбинированная 1,14 73,3 3; Минимальная 1,18 72,4

4. Гребнекулисная отвальная 1,10 77,6

в разные фазы развития (Д.И.Буров., 1970; Н.М.Бокаев, 1971; Г.Г.Д нилов, 1972). Одной из главных задач обработки почвы является со ние условий для максимального накопления и сохранения влаги.

.В наших исследованиях на.склоне в среднем по звену севообор наибольшие запасы влаги.в метровом слое весной наблвдались при к бинированной (203 мм) и гребнекулисной отвальной (220 мм) технол ях обработки почвы, что на 20-37 мм больше, чем при вспашке. Так и в период уборки на этих технологиях сохранилось влаги больше, на контроле.

Меньший расход почвенной влаги за вегетацию отмечался на. ми мальной (75 мм) и гребнекулисной безотвальной технологиях (.72 мм Сравнивая использование влаги на единицу продукции установлено, на удобренном фоне применение (КПШ-5+БИГ-ЗА) + СибИМЭ на 25-27 с и плуга со стернеукладчиком позволяет более экономно расходовать

влагу на создание I ц зерна - 7,8 и 8,2 мм/ц зерн.ед. На. фоне без удобрений на всех вариантах расход влаги на единицу продукции возрастает (табл.6).

Таблица 6

Накопление и расход влаги в зависимости от ' технологий обработки почвы в звене севооборота. .. . (1991 - 1994 гг.)

Технологии Запасы влаги в обработки 0-100 см слое, мм почвы ' ___

в начале перед вегетации уборкой

Расход Общий. Коэффициент во-

лочвенной расход допотребления,

влаги, влаги, ш/п зерн.ед. '

ш ш удобрен- неудоб-

ный фон

ренный фон

Склон

I 183 105 78 276 8,4 9,8

2 203 125 78 276 7,8 9,6

3 203 • 128 75- 274 8,5 10,1

4 220 131 90 288 8,2 Ю;1

5 196 124 72 270 ' 10,3

Равнинный рельеф

I 162 98 64 257 8,3 10,1

2 162 98 64 257 8,4 10,4

3 156 88 68 261 . 9,8 12,5

4* 172 138 33 242 6,9 8,8

Примечание:

среднее количество осадков за вегетацию 269 мм ж - средние показатели за 1993-1994 гг.

Исследования на равнинном рельефе показали, что в среднем по звену севооборота наибольшую весеннюю влагу удалось накопить на комбинированной (162 мм) и гребнекулисной отвальной-(172 мм) технологиях обработки, что на 10 мм больше, чем на вспашке. В период уборки здесь также больше сохранилось влаги. Наименьший общий расход влаги был отмечен на гребнекулисной вспашке - 242 мм, здесь же на удобренном фоне и коэффициент водопотребления оказался наименьшим - 6,9 мм/ц зерн.ед.

Таким образом, в звене севооборота как на склоне, так и на равнинном рельефе наиболее эффективными технологиями обработки по накоплению и рациональному использованию влаги в почве являются комбинированная, включающая безотвальную обработку стойками СибЖ на 25-27 см, поверхностное рыхление под озимые и вспашку, а также гребнекулисная вспашка плугом со стернеукладчиком на 25-27 см. За счет большей влагообеспеченности к началу весенне-полевых работ т кие технологии .обработки почвы в севообороте обеспечивают повышен урожая высеваемых культур и способствуют более экономному расходо ванию влаги на.его формирование.

Биологическая активность и пищевой режим почвы. Изучение.инт сивности.протекающих в почве биологических процессов в наших опы® проводилось методом льняных полотен.. Исследованиями установлено,ч при механическом воздействии на почву происходят некоторые измене! в интенсивности.разложения льняной ткани. Так, в среднем за 4 год на склоне интенсивнее биологические процессы протекали на всех по1 возащитных вариантах, где разложение льняной ткани было на I,9-4,( выше, чем на вспашке. На неудобренном фоне биологическая активное почвы выражена меньше.

На равнинном рельефе варианты основной и предпосевной обрабо1 ки почвы оказали значительное влияниа на биологическую активность, За годы исследований на удобренном фоне интенсивнее разложение лы ной ткани проходило на гребнекулисной вспашке - 41,5$, что на 8,3$ больше чем на контроле, а нафоне без удобрений лучшим был вариант с минимальной обработкой - 38,2$ (табл.7).

Для нормального роста и развития растений необходимо наличие в почве, помимо воды и воздуха, усвояемых форм питательных вещест! образование которых зависит от жизнедеятельности микроорганизмов (А.Есипов, 1970; Л.П.Заев, А.Н.Короткова,1971). Анализируя получек

Биологическая активность и пищевой режим почвы в зависимости от технологии обработки (1991 - 1994 гг.)

ехнологии Разложение льняной бработки ткани в слое 0-30 очвы см, %

удобрен- неудобный ренный фон фон

Содержание питательных элементов в слое 0-30 см. мг/100 г почвы

*>3 Р2°5 «2° '

вес- в вес- в вес- в ной убор- ной убор- ной уборку ку ку

Склон

I 42,6 45,5 9,6 5,6 25,8 25,2 27,0 35,2

2 44,8 46,0 П,4 6,5 30,2 27,4 24,0 36,0

3 44,5 34,0 12,6 5,7 28,2 23,6 24,2 29,8

4 46,6 42,5 9,5 5,7 22,5 20,5 23,6 26,5

5 45,0 44,2 12,9 8,2 23,8 21,0 20,8 27,5

Равнинный рельеф

I 33,2 36,1 4,3 2,5 21,2 21,4 8,8 10,1

2 37,6 33,4 4,1 2,6 23,4 23,0 9,5 10,8

3 37,1 38,2 5,7 2,2 24,1 22,5 9,3 10,3

4 41,5 36,4 3,8 2,3 24,8 23,6 7,2 10,6

ые данные, можно отметить, что на склоне почвозащитные технологии бработки почвы оказывают положительное влияние на накопление и ра-иональное использование нитратного азота в пахотном горизонте.

Наибольшее накопление азота весной наблюдалось на вариантах с омбинированной, минимальной и гребнекулисной безотвальной обработ-ах (11,4; 12,6; 12,9 мг/100 г почвы соответственно), что на 1,8-3,3 с/100 г почвы больше, чем на вспашке (табл.7). К уборке урожая со-ержание нитратного азота заметно понизилось на всех вариантах. Со-ержание подвижного фосфора и обменного калия меньше зависело от эздействия различных технологий обработки почвы. Но почвозащитные эхнологии обработки имели некоторое преимущество в содержании этих лементов, чем при отвальной технологии.

На равнинном рельефе наибольшей мобилизационной способность в повышении содержания нитратного азота весной выделялась минима ная обработка - 5,7 мг/100 г почвы. В уборку.урожая содержание.а та по всем вариантам было ниже. На количество подвижного фосфора все почвозащитные технологии положительно повлияли, где его весн было на 2,2-3,6 мг/100 г почвы больше, чем на отвальной технолог Такая же зависимость сохранилась и в уборку урожая. На содержани обменного калия применяемые технологии основной обработки почвы большого влияния не оказали.

Засоренность почвы и посевов. Одним из факторов, снижающих жай с.-х.культур, является степень засоренности полей. В системе мер борьбы с сорняками существенное значение имеет основная обра ка почвы, эффективность которой зависит от условий залегания и с собности прорастания семян сорняков (Т.С.Мальцев, 1954; П.К.Иван 1961). Проведенный учет семян сорняков на склоне позволяет отмет что при вспашке основная масса семян сорняков располагалась в ве нем слое почвы, где имеются.благоприятные условия для их накопле и прорастания. При комбинированной технологии обработки почвы, н оборот,семена сорных растений перемещаются в нижние слои почвы, их жизнеспособность заметно уменьшается. Применение гребнекулисн отвальной и безотвальной обработок почвы наилучшим образом повли на уменьшение числа семян сорняков по всему пахотному горизонту (7,72 и 5,40 тыс.шт/м2), что позволяет более успешно вести борьб с сорняками (табл.8).

Засоренность почвы семенами сорняков на равнинном рельефе б несколько ниже, чем на склоне как по слоям, так и по вариантам, и здесь просматривается такая же закономерность, что и на склоно участке.

Засоренность почвы и посевов в зависимости от технологий основной обработки

Технологии

эбработки

ючвы

Семена сорняков в слое 0-30 см, тыс.шт/м2 среднее за 2 года

Засоренность посевов, шт/м2 среднее за 4 года_

Удобренный Фон

Неудобренный Фон

мало- много- всего летние летние

мало- многолетние летние

всего

Склон

I 7,15 22,3 3,1 25,4 26,0 4,0 30,0

2 8,43 22,5 1,8 24,3 23,3 3,5 26,8

3 12,92 22,3 2,7 25,0 23,5 4,8 28,3

4 7,72 19,6 2,6 22,2 22,7 3,2 25,9

5 5,40 27,5 4'1 31,6 24,3 3,9 28,2

Равнинный рельеф

I 3,33 22,6 0,9 23,5 23,1 1,5 24,6

2 3,17 17,9 1,5 19,4 20,4 2,0 22,4

3 3,34 22,5 2,7 25,2 20,7 3,3 24,0

4 5,01 26,4 1,4 27,8 30,0 1,5 31,5

Изучение засоренности посевов на склоне показало, что на удоб->енном фоне наименьшее количество как малолетних, так.и многолетних юрняков отмечалось на комбинированной и гребнекулисной отвальной :ехнологиях обработки (24,3 и 22,2 шт/м2). На неудобренном фоне наи->олыпая засоренность была на отвальной технологии. На равнинном рель-, фе как на.удобренном, так и на неудобренном фоне наиболее эффектив- ' ым способом, обеспечивающим уменьшение засоренности, является комбинированная обработка, где общее количество сорняков было на 4,1-:,2 шт/м2 меньше чем на вспашке (см.табл.8). .

Урожайность сельскохозяйственных культур. Для сравнения эффек-ивности различных систем обработки почвы основным показателем явля-тся фактический урожай. Из приведенных исследований видно, что уело-ия для вегетации с.-х.культур лучше складывались при почвозащитных

Урожайность с.-х.культур на склоне

эхнологии Изучаемые Урожайность, ц/га

Зработки эчвы фоны вико-овес, 1991 г. оз.рожь, 1992 г. яр.пшеница, 1993 г. • ячмень, 1994 г.

. Отвальная удобрен. 126,1 36,9 37,1 42,4

неудобрен. 124,5 29,9 31,3 32,5

. Комбиниро- удобрен. 146,5 39,7 36,4 44,2

ванная неудобрен. 123,8 37,1 26,9 33,6

. Минимальная удобрен. 126,2 40,0 30,8 46,8

неудобрен. 118,7 35,5 26,1 30,8

. Гребнекулис-ная отвальная удобрен, неудобрен. 139.8 121.9 39.4 33.5 34,2 27,4 46,7 33,1

. Гребнекулисная безотвальная удобрен. 122,4 40,0 31,1 45,0

неудобрен. 116,5 34,1 24,9 30,1

Н^0,05^ ц/га по обработке почвы 9,5 2,0 2,7 4,6

по фонам 6,0 3,3 1,7 2,9

тементам структуры урожая почвозащитные технологии имеют лучшие

жазатели и согласуются.с уровнем фактической урожайности.

В исследованиях, проведенных на равнинном рельефе, урожай с.-х. 'льтур в значительной степени зависел от преимуществ того или иного юсоба обработки почвы. Проведение в пожнивный период поверхностно-I лущения КПШ-5+БИГ-ЗА с последующей основной обработкой плугами I стойками СибИМЭ на 25-27 см способствовало увеличению урожайности |роха в 1991 году на удобренном фоне до 18,6-20,1 ц/га, на фоне без [обрений урожайность гороха была ниже. Наилучшим вариантом предпо-'вной обработки почвы можно считать как 2-х кратную культивацию, 1К и 2-х кратное боронование.

Как на склоне, так и на равнинном рельефе поверхностная об]: ботка почвы под озимые комбинированным агрегатом ЛДГ-10+(КПШ-5+ БИГ-ЗА) + каток оказалась более эффективной, чем вспашка на 20 с Так, наибольший урожай оз.ржи в 1992 году был получен на вариант с комбинированной обработкой 56,1-57,8 ц/га, на фоне без удобрен выделялся этот же вариант с урожайностью 42,5-44,2 ц/га.

Невысокая урожайность яровой пшеницы в 199В году была долуч на вариантах комбинированной и минимальной обработками 21,3-24, ц/га и 15,6-18,9 ц/га. А проведение вспашки и гребнекулисной тел логии при 2-х кратном весеннем бороновании позволило добиться пс шения урожайности до 31,9 и 32,8 ц/га. На неудобренном фоне уро: ность оказалась ниже на 25-35$, но зависимость по технологиям сс нилась (табл.10). .

.. Наибольшая урожайность ячменя в 1994 году на удобренном фон сформировалась, на варианте со вспашкой и гребнекулисной обработв при 2-х кратном весеннем.бороновании 42,3 и 41,5 ц/га. На неудос ном.фоне.урожай был ниже. Анализ структуры урожая по основным эл ментам согласуется с фактической урожайностью.

Экономическая эффективность систем обработки почвы. Важнейш критерием оценки различных технологий обработки почвы является и экономическая эффективность. При возделывании вико-овса на склон на комбинированном и гребнекулисном вариантах себестоимость сниэ лась на 12-16$, а чистый доход увеличился на.30$ по сравнению со вспашкой. На вариантах с поверхностной обработкой ВД-Ю+(КШ11-5+] ЗА) + каток под озимую рожь себестоимость понизилась на 12-13$, чистый доход увеличился на 21-25$ по сравнению со вспашкой на 20

Экономические показатели по яровой пшенице несколько измени ввиду снижения урожайности на почвозащитных вариантах, поэтому с стоимость увеличилась на 4-14$, а доход понизился на 8-30$.. При

Урожайность с.-х. культур на равнинном рельефе

нологии обработки

Урожайность, ц/га

овнэй

пред- Горох,1991 Оз.рожь,1992 Яр.пшен,1993 Ячмень,1994

посев—------—--

ной удобр.не-^ ^добр.не-. удоб.не-

фОН

удобр.фон

фон

удобр.фон удобр. ®он фон

удобр.не-фон удобр.

ФОН

твальная

Комбинированная

Минимальная

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

Гребнекулис- I ная отваль- 2 ная 3

аср0,05± ц/га

но основной эбработке

ю предпосевной

ю фонам '

1римечание:

19.1 19,6

19.0 18,6

19.2

20.1

19.4 18,6

17,0

17.5

19.0

18.1

16,9

16.5 16,1

15.6

16,2 16,8 17,1 1770

15,0 15,9 15,8 15,5

4.1 0,7

2.2

46,9 51,9

54.0 53,8

57,8 53,5

56.1

55.7

55,1 55,5 55,3

55.8

41,5 38,8 39,2 40,8

44,2

43.4

42.5

43.1

40,7

37.2 35,2 38,1

5.6 5,9

2.7

28,7 30,9

31.2 29,0

22.7

23.8 24,7

21.3

18.9

16.4

15.6 17,4

32,4

31.7

32.8 32,0

5,0 1,7 1,0

20,1

20.3 23,5

22.5

16,7 16,9

14.6

15.0

15,2

14.4 П,4

11.1

24.4

22.5 24,4 23,4

34.1 35,7

42.3

37.4

36,7 38,6 37,9

37.5

33,9 37,5 31,9 31,0

32.2 37 2 41,5 38,0

31,0

31.7

34.0

33.1

32.8 34,8 33,5 32,7

29,5

25.2 24,2 27,0

29.7

30.4

32.5

30.8

1,9 2,8 1,3

1 - боронование + культивация

2 - 2-х кратная культивация

3 - 2-х кратное боронование

4 - однократное боронование

делывании ячменя в 1994 году лучшим в экономическом отношении был эариант с гребнекулисной обработкой, где себестоимость снизилась на 5-17$, а чистый доход повысился на 10-37$ по сравнению со вспашкой.

На равнинном рельефе при возделывании гороха в 1991 году на ком-5инированном варианте себестоимость понизилась на 3-4$, а доход уве-[ичился на .4-5$. Поверхностная обработка под озимую рожь ДДГ-15 + КШИ-5+БИГ-ЗА) + каток позволила снизить себестоимость на 28$, а

чистый доход увеличить на 53% по сравнению со вспашкой на 20 см. Лучшим в экономическом отношении на яровой пшенице в 1993 году ок зался вариант с гребнекулисной обработкой и 2-х кратным весенним ронованием, где себестоимость понизилась на 20$, а доход увеличил на 38$. Так же и при возделывании ячменя в 1994 году на этом вари, те технологии себестоимость понизилась на 24$, а чистый доход уве чился на 56$ (табл.11).

Таблица II

Продуктивность парового звена севооборота в зависимости от технологий обработки почвы (ц/корм.ед.)

Технологии

обработки

почвы

Выход продукции (ц/корм.ед.)

На склоне (вико-овес, оз.рожь, яр.пшеница, ячмень)_

На равнине (горох, оз.роз яр.пшеница, ячмень)

всего

среднее по звену

всего

среднее по звет

Отвальная

Комбинированная

Минимальная

Гребнекулисная

178,4 44,6

187,1(48,7) 46,7(+2,1)

180,1(+1,7) 45,0(+0,4)

отвальная 186,1(+7,7) 46,5(+1,9)

5. Гребнекулисная

безотвальная 177,5(-0,9) 44,3(-0,3)

175,6 43,9

185,6(+Ю,0) 46,4(+2,Е 169,9(-5,7) 42,4(-1,/ 177,6(+2,0) 44,4(+0,£

При расчете продуктивности звеньев севооборота в кормовых еде цах как на склоновых землях, так и в равнинных условиях наилучшими технологиями обработки почвы являются комбинированная и гребнекули ная отвальная. Здесь в среднем по звену были самые высокие показат ли: на склоновых землях - 46,7 и 46,5; в равнинных условиях - 46,4 44,4 ц/корм.единиц (см.табл.11).

25 ВЫВОДЫ

1. Агрзэкологические особенности Ульяновской области (засушли-ость климата, наличие склоноеых земель и их еысокэя расчлененность, кегодное проявление стока талых вод и смыеэ почвы) вызывают необхо-имость применения почвозащитной, энерго-и ресурсосберегающей техно-огии обработки почвы.

2. В годы с малоснежными зимами и слабым промерзанием почвы 1991-1994 гг.) по зяблевой обработке сток талых вод формируется не эждый год, а на уплотненной пашне (мн.травы) - ежегодно. При этом реднегодовой сток на зяби составил 11,3-17,2 мм, на мн.травах-36,7мм.

3. На склоновых землях лучшие почвозащитные и ресурсосберегаю-1е показатели имеют технологии с комбинированной (КШП-5+ЕИГ-ЗА) + с.СибШЭ и гребнекулисной вспашкой(ПН-5-35 со стернеукладчиком на губину 25-27 см). При этом по сравнению с обычной вспашкой запасы )ды в снеге увеличиваются на 6,0-12,7 мм, дополнительно накапливает-I 11-31 мм почвенной влаги, смыв сокращается в 2 раза.

4. При комбинированной и гребнекулисной технологиях обработки' )чвы за счет улучшения качества рыхления повышается биологическая стивность почвы на 4,4-8,3$, что способствует большему накоплению юта и фосфора. При этом семена сорных растений перемещаются в ниж-[е слои, где их жизнеспособность к прорастанию заметно уменьшается, •о снижает засоренность посевов на 5-25$ по сравнению со вспашкой.

5. Применение комбинированной технологии обработки и гребнеку-;сной вспашки на глубину 25-27 см не приводит к увеличению объемной ссы почвы, при этом улучшается структурно-агрегатный состав пахот-го горизонта и увеличивается количество водопрочных агрегатов на 1-6,6$ по сравнению с контролем.

6. Применение на склоновых землях комбинированной и гребнекулис-Й технологий обработки почвы обеспечивает прибавку урожая вико-овса

на 20,4-13,7, озимой ржи на 2,5-2,8, ячменя на 1,8-4,3 ц/га. Пре этом себестоимость I ц продукции снижается на 12-16$, а условно тый доход увеличивается на 21-30$.

7. На равнинном типе рельефа в звене севооборота с занятым ром лучщими технологиями являются также комбинированная и гребне лисная. При поверхностной обработке занятого пара под озимую рог ВД-10+(КПШ-5+ЕИГ-ЗА)+ каток урожайность повышается на 9,2 ц/га, гребнекулисная вспашка с 2-х кратным весенним боронованием увели ет урожайность яровой пшеницы на 4,1 и ячменя на 7,4 ц/га по сра нию со вспащкой и боронованием + культивация. При этом себестоим I ц продукции снижается на 14-25$, а условно чистый доход увелич ется на 29-46$.

8. Применение комбинированной и гребнекулисной технологий, счет.снижения стока и смыва почвы, улучшило экологическое состоя поля, не отразилось.на загрязнении почвы тяжелыми металлами и ос ками пестицидов,, способствовало стабилизации почвенного покрова вышению почвозащитной направленности земледелия.

. 9. Прлученная продукция как на склоне, так и на равнинном р фе.соответствует стандартам качества.и не содержит остаточного к чества тяжелых металлов и пестицидов.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На склоновых землях Ульяновской области, в.звене севооборота занятым паром целесообразно применять комбинированную или гребне лисную технологии обработки почвы, а на равнинном типе рельефа ц мущество- имеет комбинированная технология с двухкратным весенним 'ронованием.

Комбинированная технология обработки почвы состоит из пожни: поверхностного рыхления многооперационными агрегатами К1Ш1-5+БИГ-! с последующим доуглублением под первую и третью культуры безотва

ми плугами со стойками СибИМЭ на 25-27 см, под озимые - поверхностная обработка, а под четвертую - вспашка на 25-27 см.

Гребнекулисная технология обработки почвы состоит из вспашки плугом со стернеукладчиком на 25-27 см под первую, третью и четвертую культуры, а под озимые в занятых парах поверхностная обработка ВД-10 +(КШ1-БИГ-ЗА) + каток.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Эффективность почвозащитных технологий на склоновых землях. //Аграрная наука - производству.- Безенчук, 1993, -с.38-39.

2. Агроэкологическая эффективность почвозащитных технологий.на склоновых землях. Информационный листок 186-94, УДК 631.51.- Ульяновск, 1994.

3. Минимализация основной и предпосевной обработки почвы в пропашном звене севооборота. Информационный листок й 189-94, УДК 631.51. -- Ульяновск, 1994.

1. Агроэкологическая эффективность почвозащитных технологий на склоновых землях. //Оптимизация применения удобрений и обработки почвы в условиях лесостепи Поволжья.- Ульяновск,- 1995, - с.9-13.

5. Особенности противоэрозионной обработки черноземных почв на склоновых землях Ульяновской области. //Итоги и перспективы исследований в области селекции, семеноводства и ландшафтно-экологического земледелия. - Саратов, 1995, с.103-105.

Отпечатано иа ксероксе отдели ТСО Ульяновского института переподготовки кадров и агробизнеса. Тираж 100 экз.

1996 г.