Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АГРОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ЭКОЛОГО-АДАПТИВНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ.

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "АГРОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ЭКОЛОГО-АДАПТИВНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ."



На правах рукописи

Гомонов Александр Александрович

Агрономическая оценка основных элементов систем земледелия эколого-адаптнвной направленности на дерново-подзолистых почвах Центрального района Нечерноземной зоны России.

Специальность 06,01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Орел - 2003

Работа выполнена на кафедре земледелия и земельных отношений Смоленского сельскохозяйственного института в 1997-2001 гг.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Вьюгин Сергей Михайлович

Научный консультант - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Вьюги на Галина Васильевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Исаев Александр Петрович; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Кружков Николай Кузьмич

Ведущее предприятие - Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева

Защита диссертации состоится НО<ч^ РО_200 3 г.

в «1&,3£2» час. на заседании диссертационного совета ДМ 220,052.01 при Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г.Орел, ул. Генерала Родина, 69, Агроуниверситет.

С диссертацией м ж^ : . пкомит: *' . , >ке университета.

Просим Вас пг п . шого совета или

прислать свой отзыв у ,1 .

Автореферат р.- т.- .} года.

Ученый секр- , цч :.,;. ■ совета, доктор и наук, профессор

совета, доктор ссльскохо:^- I. ' энова Л.П.

X. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Важнейшей задачей формирующегося многоукладного отечественного сельского хозяйства в Центральном районе Нечерноземной зоны России является устойчивое повышение продуктивности земледелия. В условиях обострившихся экологических и социально-экономических проблем, дефицита материально-денежных ресурсов в сельском хозяйстве необходим коренной пересмотр основных звеньев существующих систем земледелия с целью адаптации их к местным почвенно-климатическим условиям (Парахин, Лобков, 2000; Кирюшин, 2001; Лыков, 2001; Мальцев, Каюмов, 2002).

В этой связи представляется логичной разработка энергосберегающих и почвозащитных систем обработки, умеренных и сбалансированных доз агрохимикатов для достижения стабильного высокого уровня плодородия. Это позволит использовать удобрения и средства защиты растений от сорняков, болезней и вредителей в оптимальном режиме без глобальных отрицательных экологических последствий. Изложенным обусловлена актуальность исследований.

Цель н задачи исследований. Цель состояла в комплексной оценке систем обработки почвы, удобрения и защиты растений для достижения высокой агрономической и экономической эффективности, а также экологической целесообразности альтернативных систем земледелия для Нечерноземной зоны России.

Для достижения этих целей решались следующие задачи:

1. Провести комплексную оценку влияния различных способов почвоуглубления и энергосберегающих обработок, уровней использования минеральных удобрений и пестицидов, органических удобрений в севообороте на физические, агрохимические и биологические свойства почвы.

2. Выявить изменения фитосанитарной обстановки в севообороте при разных сочетаниях элементов систем земледелия.

3. Дать агроэкологическую и энергетическую оценку изучаемым системам обработки, удобрения и защиты растений.

4. Провести полигонный агроэкологический мониторинг в стационарном многолетнем полевом опыте.

Научная новизна. В многолетаем полевом многофакторном опыте впервые для условий Центрального района Нечерноземкой зоны России дана комплексная оценка разных уровней использования пестицидов, влияния почвоуг-лубляющих и энергосберегающих обработок почвы, разных доз минеральных удобрений и способов их внесения, а также систематического применения органических удобрений на плодородие почвы, урожайность н качество продукции сельскохозяйственных культур в севообороте.

Определены оптимальные дозы минеральных удобрений на фоне ранее не изученных в подобных исследованиях вспашки с одновременным щелеванием и чизелевания с дискованием, способствующих созданию мощного корнеоби-таемого слоя. Доказана г тфоэкол<^н.^ададлелесообтзность локального внесения низких доз минерал!........— .......

Многолетний многофакторный полевой опыт, на котором проводились исследования, успешно используется для агроэкологического мониторинга Смоленской области.

Для оценки эффективного расходования органического вещества почвы предложены уточнения и добавления к расчетам фактора минерализации.

Практическая значимость работы. Разработаны оптимальные системы применения агрохимикатов и почвоулучшающих обработок, которые позволяют не только поддерживать, но и повышать эффективное плодородие почвы, получать экологически безопасную и экономически выгодную продукцию.

Предложены оптимальные значения показателей отдельных физических свойств (плотность, твердость, водолрочность) дерново-подзолистой средне-суглинистой почвы для сельскохозяйственных культур опытного севооборота. В этом случае при возделывании ряда сельскохозяйственных культур можно использовать мелкорыхлящие обработки.

Апробация работы. Основные материалы, положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на межрегиональных, межвузовских и научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Смоленского сельскохозяйственного института в 1997-2001 гг. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 18S страницах машинописного текста, содержит 50 таблиц, 2 рисунка, 5 диаграмм, 2 графика и 17 приложений. Состоит из общей характеристики работы, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений. Список литературы включает 213 наименований, в том числе 22 иностранных авторов.

2, Содержание работы Условия и методика проведении исследований

Исследования проведены в многолетнем стационарном многофакторном опыте кафедры земледелия и земельных отношений Смоленского сельскохозяйственного института в 1997 - 2001 годах, заложенном в 1991 году.

Почва опытного участка дерново-подзолистая, среднесуглинистая на лессовидном суглинке. 8 пахотном слое содержится: гумуса (по Тюрину) - 1,96%, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 177, обменного калия (по Масловой) -220 мг/кг почвы. Сумма обменных оснований составляет 15,0 мг-экв/100 г почвы, рНка - 6,2, равновесная плотность сложения пахотного слоя - 1,34, подпахотного- 1,40 г/см3, мощность пахотного слоя 18-22 см.

Метеорологические условия в годы проведения опыта были различными. Вегетационные периоды характеризовались следующими величинами гидротермического коэффициента: 1997 - 2,00; 1998 - 3,11; 1999 - 1,34; 2000 - 2,07; 2001-1,43.

Агротехника возделывания полевых культур в опыте, кроме изучаемых приемов, соответствовала рекомендациям для Центрального района Нечерноземной зоны России,

Вспашка проводилась плугом ПЛН-4-35, щелевание - ножами-щелерезами, установленными на плуг ПЛН-4-35, дискование - БДТ-3, чизеле-ванне - чизельным плугом ПЧ-2,5. Минеральные удобрения вносили локально на глубину 6-8 см сеялкой СЭ-3,6 после основной обработки. В других вариантах органические и минеральные удобрения вносили вразброс до основной обработки.

Минеральные удобрения вносили в форме нитрофоски и аммиачной селитры. Обработка пестицидами на минимальном фоне проводилась наименьшими рекомендуемыми дозами, на умеренном - средними, на интенсивном - максимально возможными, На контрольном и органическом фонах химические средства не применялись. Схема применения средств химизации представлена в таблице 1.

Чередование культур в севообороте: 1997 г- пар занятый (овес+ люпин на зеленый корм); 1998 г - озимая рожь; 1999 г - ячмень с подсевом многолетних трав (клевер луговой + тимофеевка луговая); 2000 г - многолетние травы 1 г.п.; 2001 г - многолетние травы 2 т.п.. В опыте возделывали следующие сорта: овес - Скакун, люпин - БСХА 382, озимая рожь - Верасень, ячмень - Носовский 9, клевер луговой - Смоленский 29, тимофеевка луговая - Ленинградская 204.

Опыты сопровождались следующими учетами, наблюдениями и лабораторными исследованиями:

- гумус по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-84);

- определение реакции почвы - погенциометрически м методом в модификации ЦИНАО (ОСТ 4649-76);

- гидролитическую кислотность - по Каппену (ОСТ 4648*76);

- нитратный азот - с помощью ионселективного электрода (Радов, ПустовоЙ, Корольков, 1985);

- подвижный фосфор - по Кирсанову и обменный калий - по Масловой в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-84);

- окислительно-восстановительный потенциал определяли с помощью платинового электрода.

- сложение почвы методом насыщения водой в цилиндрах;

• влажность почвы термовесовым методом;

- коэффициент структурности рассчитывали по А.Ф. Вадюннной и З.А, Корчагиной (1986);

- водопрочность почвенных агрегатов определяли на приборе Бакшеева;

- твердость почвы - твердомером Алексеева в десяти точках на делянке на глубине 20 см и 40 см.

Агрохимический и агрофизический балл рассчитывали по Б.А. Доспехову (1976) и Т.Н. Кулаковской (1990).

Об активности иеллюлозоразрушающих микроорганизмов судили по степени разложения льняного полотна.

Таблица 1

Схема применения средств химизации в опыте, 1997 2001 годы

Уровни химизации 1997 год овес + люпин на зеленый корм 1998 год озимая рожь ¡999 год ячмень + мн. травы 2000 год мн. травы 1 г. п. 2001 год мн. травы 2 Т.П. В среднем за ротацию ЫРК, кг/га

Контроль - - - - - -

Минимапьн ый *«* МхЛоКи * Фундазол 50% с.п. 1,5 кг/т овса; прометрин 3 кг/га** КюРЛо + М* Фундазол 50% с.п. 2 кг/т семян и 0,3 кг/га; 2,4-ДА, 50% в.р. 1,2 л/га + Лонтрел 300, в.р. 0,16 д/га ИэЛоКзо Фундазол 50% с.п. 2 кг/т семян; 2М-4Х, 75% в.к. 1 л/га; деиис, 2,5% к.э. 0,2 л/га Мз2РзбК36

Умеренный Фундазол 50% с.п. 2 кг/т овса; прометрин 4 кг/га Ык.РбоКсо + N30 Фундаэол 50% с.п. 2,5 кг/т семян и 0,4 кг/га; 2,4-ДА, 50% в.р. 1,6 л/га + Лонтрел 300 в.р. 0,33 л/га; Фундазол 50% с.п. 2,5 кг/т семян; 2М-4Х, 75% в. к. и л/га; децнс, 2,5% к.э. ОД л/га ^оРмКзо ЫзоРзоКзо Ы^еР^Кц

Интенсивны й ^«оРтеКм Фундазол 50% с.п. 3 кг/т овса; прометрин 5 кг/га ЫдоРжКвд + N30 Фундазол 50% с.п. 3 кг/т семян и 0,бкг/га; 2,4-ДА, 50% в.р. 2,0 л/га + Лонтрел 300 в.р. 0,66 л/га; ЫадРсюКм Фундазол 50% с.п, 3 кг/т семян; 2М-4Х, 75% в.к. 1,5 д/га; деинс, 2,5% к.э. 0,25 л/га

Органическ ий 30 т/га навоза - 30 т/га навоза - 12 т/га навоза

*) Минеральные удобрения вносились в форме нитрофоски и аммиачной селитры (в подкормку). **) Дозы всех пестицидов приведены по препарату. ***) Нитрофоска внесена локально, на остальных вариантах вразброс.

Учет дождевых червей проводили методом почвенных расколок на глубине 0-20 и 20-40 см на площадках размером 40x40 см.

Содержание тяжелых металлов в почвенных образцах определяли спектральным методом на ДФС-Зб и ААС-3.

Токсичность почвы после использования пестицидов определяли с помощью тест-культуры редиса сорта Жара.

Количественно-весовой состав сорняков учитывали на фиксированных площадках 0,25 м2 (Доспехов, Васильев, Туликов, 1987).

Контроль за развитием и распространенностью болезней, видами и количеством вредителей осуществляли по методикам, изложенным в учебном пособии И.Я. Полякова, Н.П. Персова и В.А. Смирнова (1984),

Качество, химический состав культурных растений и сорной растительности (сырой протеин, сырая зола, сырая клетчатка, фосфор, калий, кальций, магний, цинк, кобальт, медь, марганец) определяли методом инфракрасной спектрофотометрии.

Учет урожая проводили сплошным методом. Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов по Б.А. Доспехову (1979).

Биоэнергетическую оценку изучаемых приемов проводили по Базарову и \Р др. (1983).

3, Результаты исследований

3.1. Оптимизация агрофизических свойств почвы при разноглубинной обработке и разных уровнях химизации

Применяемые в опыте щелевание и чизелевание оказали положительное влияние на перераспределение продуктивной влаги по профилю почвы. Запасы влаги в подпахотном слое по способам обработки в среднем за вегетацию оказались следующими: вспашка на 20-22 см - 52,2 м3/га; вспашка на 20-22 см с щелеванием на 35 см - 56,8 м3/га; чизелевание на 35 см с дискованием на 10-12 см - 54,6 м3/га.

Существенным резервом увеличения количества продуктивной влаги, а следовательно, и улучшения влагообеспеченностн растений, особенно в засушливые годы, является углубление пахотного слоя почвы ножами-щелерезами и чизельными плугами.

По вспашке на 20-22 см плотность почвы по сравнению с исходной снизилась соответственно в слое 0-20 см на 0,08 г/см3, в слое 20-40 см - на 0,03 г/см3, по вспашке с щелеванием - на 0,11 г/см3 и 0,16 г/см3, по чизелеванию с дискованию — на 0,17 г/см1 и 0,2 г/см3, то есть, применение приемов почвоуглубления, особенно на органическом фоне, проводимых как чизельными орудиями, так и ножами-шелерезами, особенно эффективно для снижения плотности почвы подпахотного слоя.

Твердость почвы пахотного слоя в среднем за пять лет измерений по вариантам опыта изменялась от 13,6 до 22,1 кг/см1. В слое 20-40 см значения показателей различны и зависят от способов обработки. По вспашке на 20-22 см твердость почвы в подпахотном слое составляла 38,8 - 43,3 кг/см2. Подпахотное рыхление, проводимое ножами-щелерезамн, снижает твердость до 22,6 -25,5 кг/см2 или на 41,4%, чизелевание до 19,7-21,2 кг/см2 или на 50,1%.

На органическом фоне по изучаемым способам обработки отмечается максимальное содержание водопрочных почвенных агрегатов диаметром от 7 до 0,25 мм, по сравнению с другими фонами. По вспашке водопрочность составила в слое 0-20 см 74,3%, а в слое 20-40 см 60,1%, на вспашке с щелеванием — 73,7 и 66,4%, при дисковании с чизелеванием — 77,9 и 67,4%. В целом по опыту водопрочность структуры хорошая и отличная, как в пахотном, так и в подпахотном слоях (59,6 - 77,9%).

Корреляционно-регрессионный анализ дает возможность выявить статистические зависимости между величиной урожая и обобщенным показателем агрофизического состояния почвы, выраженного в баллах. Агрофизический балл плодородия учитывает свойства почвы, тесно коррелирующие с урожаем сельскохозяйственных культур, такие как водопрочность, коэффициент структурности, твердость и плотность (табл. 2).

Таблица 2

Статистическая зависимость между агрофизическими свойствами почвы (балл) и урожайностью сельскохозяйственных культур севооборота (з.ед. т/га),

среднее за 1997-2001 гг.

Показатели, балл Слой почвы, см Коэффициент корреляции, г±5, Уравнение регрессии

Водопрочность 0-20 0,68+0,20" У=0,13х+27,6

20-40 0,74±0,19 У=0,13х+27,0

Коэффициент структурности 0-20 0,61±0,22 У=0,12х+28,9

20-40 0,74±0,19 У=0,14х+27,1

Твердость 0-20 0,54±0,23 У=0,08х+27,7

20-40 0,52±0,23 У=0,07х+28,2

Плотность 0:20 0,39±0,17 У=0,07х+29,7

20-40 0,39±0,17 У=0,06х+29,1

Обобщенный агрофизический балл 0-20 0,59±0,22 ¥=0,13х+26,9

20-40 0,52±0,23 У=0,10х+27,4

Примечание: * корреляция существенна на 95% уровне вероятное™.

Агрофизический балл находится в существенной корреляционной связи с урожайностью сельскохозяйственных культур: для слоя почвы О-20 см г =

0,59±0,22, для слоя 20-40 см г = 0,52±0,23. Статистическая взаимосвязь описы-

вается уравнениями регрессии: для слоя 0-20 см Y=0,13x+26,9; для слоя 20-40 см Y=0,10x+27,4.

Основой для разработки моделей плодородия почв, в частности ее агрофизических свойств, является потребность культурных растений в жизненно-важных факторах жизни, условиях и способах их удовлетворения.

В модель входят оптимальные и равновесные показатели агрофизических свойств почвы. По разности между равновесными и оптимальными параметрами можно определить их значимость и наметить конкретные способы их оптимизации для создания наилучших почвенных условий сельскохозяйственным культурам.

Нами установлено, что равновесная плотность среди ео культурен ной среднесуглинистой дерново-подзол истой почвы для пахотного слоя находится в пределах 1,20-1,34 г/см3, а для подпахотного слоя - 1,38-1,40 г/смэ. Оптимальная же плотность для сельскохозяйственных культур опытного севооборота, как показали исследования для слоя 0-20 см, составляет 1,14 - 1,29 г/см1 и находится в пределах равновесной плотности. Аналогичные соответствия равновесной и оптимальной плотности присущи и подпахотному слою.

Оптимальные параметры твердости и водопрочности равны или даже несколько больше равновесных, особенно в подпахотном слое. Это дает основание сделать вывод о том, что при оптимизации этих показателей для сельскохозяйственных культур севооборота, нет необходимости регулярно затрачивать большие энергетические средства на проведение глубоких и частых обработок. 7 В этом случае возможно периодически использовать мелкорыхлящие обработ- ¡^ ки для доведения почвы до мелкокомковатого состояния с оптимальными параметрами агрофизических свойств.

3.2. Изменение агрохимических свойств почвы при разных сочетаниях почвоуглубляющнх обработок и удобрений

В исследованиях по оптимизации механической обработки почвы на фоне различных видов и доз удобрений с позиций производительного расходова- ^ ния органического вещества использовали предложенный A.M. Лыковым и С.М. Вьюгиным (1980) условный показатель «фактор минерализации» с уточненными нами отдельными значениями показателей (табл. 3).

Чем меньше величина фактора минерализации (0,9-1,2), тем оптимальнее обработка почвы с точки зрения рационального расходования гумуса, и наоборот, чем выше фактор (>1,2), тем непроизводительней обработка почвы.

По вспашке на 20-22 см и сочетании ее с шелеванием на 35 см, по интенсивному фону почва содержала примерно одинаковое количество гумуса 1,66 и 1,65% и значения фактора минерализации были примерно одинаковыми (1,02 и 0,99). Сочетание глубокого чизелевания и мелкой малоннтенсивной дисковой обработки на минимальном и умеренном фонах способствовали снижению величины фактора минерализации до 1,06 и 1,12.

На органическом фоне величина фактора минерализации по изучаемым способам обработки оказалась самой высокой и составила 1,98, 2,05 и 1,86. Таким образом, суммарные размеры минерализации гумуса, а также величина фактора минерализации, возрастают по мере повышения плодородия и окуль-; туренности почвы. Следовательно, более гум у сиро ванная почва для поддержа-ння бездефицитного баланса гумуса нуждается не только в большем количестве вносимого органического вещества, но и в такой основной обработке, которая обеспечивает минимальную минерализацию гумуса.

Таблица 3

Оценка разноглубинной обработки и удобрений при оптимизации гумусового состояния почвы, среднее за 1997-2001 г.

Обработка Уровень химизации Ежегодная минерализация гумуса почвы Фактическая динамика гумуса {+!•) Новообразование гумусовых вешест» Суммарная минерализация Фактор минерализации

Углерод кг/га

Вспашка на Контроль 520 -431 312 743 1,43

20-22 см Минимальный 484 -302 301 603 1,25

Умеренный 515 -284 313 597 1,16

Интенсивный 572 -244 338 582 1,02

Органический 628 +213 1454 1241 1,98

Вспашка на Контроль 518 -402 329 731 1,41

20-22 см с Минимальный 550 -338 327 665 1,21

щелевани- Умеренный 498 -328 321 649 1,30

ем на 35 см Интенсивный 602 -246 350 596 0,99

Органический 624 +174 1453 1279 2,05

Чизелева- Контроль 557 -369 349 718 1,29

ние на 35 Минимальный 544 -252 325 577 1,06

см с диско- Умеренный 595 -321 348 669 1,12

ванием на Интенсивный 592 -302 346 648 1,09

10-12 см Органический 670 +220 1464 1244 1,86

Изучаемые в многолетнем опыте технологии с неодинаковой насыщенностью минеральными и органическими удобрениями на фоне разноглубинных обработок существенно изменили основные показатели агрохимических свойств пахотного и подпахотного слоев средиесуглинистой дерново-подзолистой почвы {табл. 4).

Величина рН почвы пахотного слоя на органическом фоне по изучаемым способам обработки увеличилась на 0,21-0,37 ед., в подпахотном слое четких изменений реакции почвы по вариантам не отмечено.

Систематическое применение минеральных удобрений повышало кислотность почвы пахотного слоя на 0,38-0,80 ед„ подпахотного слоя на 0,290,67 ед.

Внесение высоких доз минеральных удобрений увеличило содержание подвижного фосфора в пахотном слое по вариантам обработок на 37, 42 и 56 мг/кг, в подпахотном на 28,52 и 50 мг/кг почвы.

Особо следует отметить локальный способ внесения минимальной дозы минеральных удобрений по вспашке и чизелеванию с дискованием. По темпам накопления подвижного фосфора (7 и 26 мг/кг почвы) в пахотном слое данный вариант приближается к умеренному фону (10 и 28 мг/кг почвы) с разбросным внесением.

При локальном внесении невысоких доз минеральных удобрений мень-^ ших на 25-30% от рекомендуемых при разбросном внесении за счет оптимизации пищевого режима можно получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур,

Динамика изменений обменного калия по вариантам опыта была подобной изменениям подвижного фосфора.

Таблица 4

Количественные изменения агрохимических показателей среднесуглинистой дерново-подзолистой почвы (±2001 г. к 1991 г.)

Обработка Уровень химизации рНсол. Р205, мг/кг К20, мг/кг

Слой почвы, см

0-20 20-40 0-40 0-20 20-40 0-40 ( 0-20 20-40 0-40

Вспашка на 20-22 см Контроль -0.15 -03 -0,18 -14 -7 -10.5 -27 -14,0

Минимальный -0,45 -0,43 -0,44 +7 +1 +4,0 +14 + 10 + 12,0

Умеренный -0,57 -0,57 -0.57 +10 +9 +93 +13 + 11 + 12,0

Интенсивный -0,72 -0,67 -0,70 +37 +28 +32,5 +«8 +18 +43,0

Органический +0,21 -0,15 +0,03 +6 +8 +7,0 -3 +9 +3.0

Вспашка на 20-22 см с шелеванием на 35 см Контроль -0.13 -0,2й -0,20 -10 -6 -8,0 -28 -1 -143

Минимальный -0,48 •0,31 -0,40 + 12 +5 +8,5 +5 +31 + 18,0

Умеренный -0,70 -0,42 -0,56 +24 +35 +29.5 +8 +42 +25,0

Интенсивный -0,80 -0,44 -0,62 +42 +52 +47,0 +71 +57 +67,0

Органический +0,21 +0,09 +0,15 +2 +7 +4,5 + 10 +41 +253

Чизелевание на 35 см с дискованием на 10-12 см Контроль •0,15 -0,2] -0,18 -10 -8 -9,0 -26 -2 -14.0

Минимальный -0,38 -0,21 -0.30 +26 +6 + 16,0 + 15 +44 +29.5

Умеренный -0,53 -0,31 -0,42 +2Я +32 +30,0 +14 +56 +35,0

Интенсивный -0,57 -0,29 -0,43 +56 +50 +53.0 +83 +71 +77,0

Органический +037 +0,01 +0,19 +6 + 15 + 10,5 0 +48 +24,0

Использование корреляционного анализа дает возможность выявить статистические зависимости между величиной урожая сельскохозяйственных культур и комплексом агрохимических свойств, а также определить эффективные в практическом плане варианты окультуривания почв.

Статистический анализ экспериментальных данных однозначно свидетельствует о том, что сопряженность связи урожайности сельскохозяйственных культур и агрохимических свойств пахотного и подпахотного слоев почвы, представленных в форме обобщенного агрохимического балла, довольно высо-

кая и существенная (для слоя 0-20 см г = 0,82±0,16, а для слоя 20-40 см г = 0,63±0,22. Таким образом, урожайность сельскохозяйственных культур при данном уровне агротехники, согласно коэффициенту детерминации, на 67% определяется агрохимическим свойствами пахотного слоя и на 40% - агрохимическими свойствами подпахотного слоя. Остальная доля варьирования урожаев сельскохозяйственных культур сопряжена с другими факторами, действующими в опыте. Указанные взаимосвязи описываются уравнениями линейной регрессии: для пахотного слоя У = 0,26х + 22,5; для подпахотного слоя У = 0,25х + 22,9.

3.3. Возможности многолетних полифакторных стационарных

опытов в проведении полигонного агроэкологкческого мониторинга

Работы по полигонному агроэкологическому мониторингу на опытном поле Смоленского сельскохозяйственного института ведутся в полевом многофакторном опыте с 1991 г. На полигонных участках реализуется программа, обеспечивающая системный интегрированный подход к исследованию основных компонентов агроэкоснстем, слежения за их изменениями в результате воздействия систем земледелия эколого-адаптнвной направленности.

Экспериментальные данные позволяют изучить динамику основных свойств дерново-подзолистой почвы в зависимости от способов почвоуглубления, а также уровней использования удобрений и пестицидов, предусмотренных схемой опыта. Динамика свойств почв и фитосанитарная оценка посевов сельскохозяйственных культур за 1997-2001 годы полно представлена в соответствующих главах диссертационной работы.

Начиная с момента закладки опыта, нами изучается динамика содержания тяжелых металлов в дерново-подзсшистой почве при разной агрохимической нагрузке для агроэкологического мониторинга с целью наблюдения за их поведением в системе почва - растение.

Как видно из данных таблицы 5 вынос тяжелых металлов с зеленой массой люпино-овсяной смеси довольно четко согласуется с дозами и видами удобрений.

Наибольший приход тяжелых металлов наблюдается при внесении органических удобрений, в частности цинка - 286,2 г/га; меди - 99,8 г/га и марганца -955,5 г/га, соответственно против 91,8; 32,6 и 260,6 г/гана интенсивном фоне. Баланс цинка, меди и марганца по фонам, где вносились разные дозы минеральных удобрений получился отрицательным. Положительный баланс тяжелых металлов, не превышающий ПДК сложился на органическом фоне.

Однако, темпы накопления меди, марганца и цинка не столь велики, чтобы вызывать у специалистов агрономической службы серьезную тревогу. В данном случае следует уделять большее внимание сбалансированному внесению удобрений, с целью обеспечения сельскохозяйственных культур элементами питания в их оптимальном соотношении. Такое планирование системы удобрений и подбор культур для севооборотов позволит наладить произ-

Таблица 5

Баланс тяжелых металлов в посевах люпино-овсяной смеси при разных уровнях химизации, г/га, 1997 год

Уровень химизации Вынос Поступление в почву Баланс (±)

цинк медь марганец цинк медь марганец цинк медь марганец

Контроль (без агрохимнкатов) 181,7 67,3 615,2 79,8 25,0 229,4 -101,9 -t2,3 -385,8

Минимальный (ЮОРЗОКЗО) 190,3 75,9 677,4 84,6 29,3 238,9 -105,7 -46,6 -438,5

Умеренный (1М45Р45К45) 188,4 74.3 663,4 85,3 30,5 243,6 -103,1 -44,0 -419,8

Интенсивный (№0Р90К№) 196,1 78,2 684,9 91,8 32,6 260,6 -104,3 -45,6 -424.3

Органический (навоз, 30 т/га) 181,9 77,8 652,0 286,2 99,8 955,5 + 1043 +22,0 +303.0

водство высококачественной сельскохозяйственной продукции в достаточном количестве без негативных экологических последствий для агроцеиозов. Последнее возможно лишь в условиях arpo ландшафтного земледелия.

3.4. Влияние агротехнических приемов на количественные изменения биологических свойств дерново-подзолистой почвы

Одним из показателей биологической активности почвы является целлю-лозоразлагающая способность, на которую значительное влияние оказывают уровни минерального питания. Так, на интенсивном фоне в звене севооборота: овес+люпин - озимая рожь - ячмень (среднее за 3 года), разложение льняного полотна составило в слое 0-20 см - 47,5%, в слое 20-40 см - 32,5%, на умеренном - 57,4 и 42,8% соответственно, минимальном - 64,0 и 49,8%, на контрольном фоне, где средства химизации не применялись, полотна подверглись разложению в слое 0-20 см на 74,5% и в слое 20-40 см на 56,3%. Максимальное разложение льняного полотна отмечено на органическом фоне в пахотном слое 84,7% и в подпахотном - 64,6%.

J Таким образом, четко прослеживается взаимосвязь активности целлюло-

зоразлагающих микроорганизмов от дозы минеральных удобрений, чем выше доза удобрения, тем ниже процент разложения льняного полотна. Локальное внесение низких доз минеральных удобрений оказывает незначительное отрицательное влияние на интенсивность раложения льняного полотна по вариантам обработки.

Почвоуглубляюшие обработки способствуют более интенсивному окультуриванию подпахотного слоя по сравнению со вспашкой на 20-22 см. В 1997 году в среднем по уровням химизации по вспашке разложение льняного полотна в слое 20-40 см составило 55%, при использовании чизельного плуга-61%, а при использовании ножей-щелерезов - 69%.

В посевах однолетних трав, озимой ржи и ячменя прослеживается существенная прямая корреляционная связь между урожаем н количеством нитратов в пахотном слое (г = 0,46-0,73) и в подпахотном (г = 0,64-0,76). ^ Важным составным компонентом плодородия почвы и ее биологической активности являются дождевые черви. Исследования показали, что лучшим для размножения дождевых червей, и соответственно для окультуривания почвы | оказался органический фон по чизелеванию с дискованием 788 кг/га и по / вспашке на 20-22 см с щелеванием на 35 см - 748 кг/га, где созданы оптималь-' ные условия для биологических процессов, как в пахотном, так и подпахотном слоях почвы. Интенсивное применение минеральных удобрений снижает биомассу червей в пахотном слое до 159 кг/га и подпахотном слое до 20,7 кг/га.

4, Влияние различных способов почвоуглубления и внесения агрохи-микатов на фитосанитарное состояние сельскохозяйственных культур в

севообороте

Для успешной борьбы с сорняками необходима интегрированная система защиты растений, предусматривающая использование комплекса мер, который позволит снизить дозы гербицидов и значительно ограничить их использование (Баздырев, Смирнов, 1986; Захаренко А., 1997,1999,2000).

Исследованиями установлено, что чередование культур в севообороте оказывает регулирующее воздействие на численность и видовой состав сорного компонента агроценоза.

В таблице 6 приведены результаты учета сорной растительности в посевах ячменя и многолетних трав 2 т.п.

Количественный учет сорняков в посевах ячменя и многолетних трав 2 г.п. вели на контрольном и органическом фонах, где гербициды исключены из технологии возделывания культур, а борьба с сорными растениями проводилась лишь агротехническими приемами. Многолетние травы практически полностью вытеснили малолетнюю сорную растительность в агроценозе. Биологическая эффективность севооборота в уничтожении малолетних сорняков по отношению к ячменю была высокой и составила 97,7- 99,3%, а в отношении многолетних 68,2-88,9%. Подобное снижение засоренности малолетними и многолетними сорняками обусловлено биологическими особенностями клеверо-тимофеечной смеси в конкуренции с сорными растениями за факторы жизни.

Эффективность используемых в опыте гербицидов группы 2,4-Д и 2М-4Х в последние годы снизилась. Произошло изменение сорного компонента в сторону увеличения количества устойчивых и уменьшения числа сорняков чувствительных к применяемым гербицидам.

Биологическая эффективность действия минимальной дозы гербицида 2М-4Х (1,0 л/га) в посевах ячменя с подсевом клеверо-тимофеечной смеси против малолетних сорняков составила 58,3-68,0%. Увеличение дозы препарата до 1,2 л/га незначительно повысило эффективность, наконец, максимальная доза препарата - 1,5 л/га по своей эффективности оказалась практически на уровне

минимальной и умеренной доз гербицида. Многолетние сорняки оказались устойчивыми к 2М-4Х. Столь низкая эффективность разных доз 2,4-Д характерна и для озимой ржи. В этой связи, одним из главных путей повышения эффектов- [ ности химического метода является использование новых гербицидов, к которым сорняки еще не выработали достаточной устойчивости. '

Таблица б

Биологическая эффективность <Бэ) севооборота в снижении уровня засоренности посевов многолетних трав 2 г.п. в полевом опыте

Обработка Фон Малолетние Многолетние Всего

Шт/м' Бэ Шт/м/ Бэ Шт/м' Бэ

Вспашка на 20-22 см Контроль (без агрохи ми катов) 2 98,7 22 8 75,0 184 10 94,8

Органический 204 4 98,0 4& 8 83,3 252 12 95,2

Вспашка на 20-22 см с щелеванием на 35 см Контроль (без агрохи ми катов) Ш 1 99,3 44 14 68,2 180 15 91,7

Органический 216 6 97,7 68 16 76,5 284 22 92,3

Чизелевание на 35 см с дискованием на 10-12 см Контроль (без агрохи микатов) ш 2 98,8 88 14 84,1 252 16 93,7

Органический 292 2 99,3 11 8 88,9 364 10 97,3

ячмень, 1999 г.

Примечание:-------------------------

мн. травы 2 г.п. 2001 г.

Результаты мелкоделяночных опытов свидетельствуют о том, что применяемые в опыте агрнтокс, диапен-супер и кросс показали высокую эффективность в снижении уровеня засоренности посевов ячменя сорняками и повышении его урожайности. Биологическая эффективность агритокса составила 74,8%, диален-супера 88,9% и кросса 93,4%. Урожайность ячменя при использовании агритокса составила 2,7; диален-супера 2,9 и кросса 3,0 т/га против 2,1 т/га на контроле без применения гербицидов, при НСРщ равной 0,1 т/га. При* менение кросса обеспечило самый высокий уровень рентабельности - 26,1%, диален-супера - 22,9% и агритокса - 17,5%.

Проведенный корреляционный и регрессионный анализ данных стационарного опыта однозначно свидетельствует о тесной отрицательной взаимосвязи между фитосанитарным состоянием посевов озимой ржи и ячменя и их урожайностью (табл. 7).

Между обшей засоренностью посевов и урожайностью озимой ржи имеется отрицательная корреляционная зависимость (г = -0,48±0,П). Отмечена

тесная отрицательная статистическая связь между урожайностью и корневыми гнилями (г = -0,74±0,19), а также болезнями листьев озимой ржи (г= -0,89±0,23).

Установлена отрицательная корреляционная зависимость между общей численностью сорняков в посевах ячменя и его урожайностью (г=-0,83±0,22), малолетних (г=-0,87±0,24) и многолетних сорных растений (г=-0,79±0,19). Судя по коэффициенту детерминации доля влияния общей засоренности в изменении формирования урожая ячменя составила - 68,9%, малолетних - 75,7% и многолетних сорняков - 62,4%.

Несмотря на применяемые в опыте разные дозы фундазола доля влияния болезней в снижении урожайности озимой ржи в 1998 году достигла 79,2%, ячменя в 1999 году - 46,2%. В связи с указанным для ослабления или полного устранения болезней озимой ржи и ячменя необходима периодическая замена -применяемых фунгицидов на более эффективные и слаботоксичные препараты.

Таблица 7

Статистическая зависимость между фитосанитарным состоянием посевов озимой ржи, ячменя и их урожайностью

Показатели Культура Коэффициент корреляции, г±8г Коэффициент детерминации, % Уравнение регрессии

Всего сорняков, шт/м Озимая рожь -0,48±0,П 23,0 У = 47,83 -0,12х

Ячмень -0,83 ±0,22 68,9 У = 47,43 - 0,07х

в т.ч. малолетние, шт/м2 Озимая рожь -0,5 4±0,12 29,2 У = 46,71 -0,15х

Ячмень -0,87±0,24 75,7 у = 44,27 - 0,04х

в т.ч. многолетние, шт/м1 Озимая рожь -0,37±0,09 13,7 У = 39,73 —0,23х

Ячмень -0,79±0,19 62,4 У = 42,71 -0,29х

Сухая масса сорняков, г/га Озимая рожь -0,49±0,13 24,1 у = 47,46- 1,84х

Ячмень -0,81 ±0,17 65,6 У = 49,92 - 1,15х

Корневые гнили, К, % Озимая рожь -0,74±0,19 54,8 У = 45,31 -0,64х

Ячмень -0,79±0,21 62,4 У = 55,13 - 1,43х

Болезни листьев, I*, % Озимая рожь -0,89±0,23 79,2 У = 58,18 - 0,69х

Ячмень -0,68 ±0,14 46,2 У = 60,11- 1,03х

Приведенные в таблице 7 уравнения регрессии можно рекомендовать для прогнозирования урожайности озимой ржи и ячменя при оптимизации фитоса-нитарных параметров для конкретного агроландшафта.

5. Оценка продуктивности сельскохозяйственных культур при разных сочетаниях уровней агрохнмикатов и обработки почвы

Анализ урожайных данных культур севооборота свидетельствует о высокой эффективности углубления пахотного слоя на фоне разных уровней химизации (табл. 8). Максимальная прибавка урожая зеленой массы люпино-овсяной смеси по сравне нню с контролем была получена на интенсивном фоне: по вспашке с щелеванием - 11,8 т/га, по чизелеванию с дискованием - 10,8 т/га и по вспашке - 9,7 т/га при НСРю равной 1,34 т/га. На минимальном фоне с локальным внесением ЮОРЗОКЗО прибавка урожайности зеленой массы по способам обработки составила 3,1, 5,0 и 6,4 т/га и была примерно такой же, как на органическом фоне.

Наивысший сбор сырого протеина с люпино-овсяной смесью был получен на интенсивном - 49,7 ц/га и умеренном - 42,2 ц/га фонах по вспашке с щелеванием.

В опыте с озимой рожью наряду с интенсивным фоном (Ы90Р90К90 + подкормка N30) следует отметить органический фон, где урожайность зерна была максимальной 3,46 - 3,68 т/га. Такое явление можно объяснить тем, что за время проведения опыта на органическом фоне были созданы оптимальные условия для формирования высокого урожая озимой ржи. Озимая рожь оказалась достаточно чувствительной к углублению пахотного слоя. Прибавка зерна озимой ржи от почвоуглубления, проводимого ножами-щелерезами составила 0,180,45 т/га, чизельным плугом 0,07-0,22 т/га.

В условиях современного дефицита и дороговизны удобрений возможно снижение дозы минеральных удобрений на 30% и доведение ее до Ж0Р40К40 при локальном внесении и подкормке N30 вразброс. Разница в урожае озимой ржи между минимальным и умеренным фоном по изучаемым способам обработки составила 0,28; 0,31 и 0,28 т. Таким образом, прослеживается агроэконо-мическая и экологическая эффективность локального внесения пониженных доз минеральных удобрений на фоне углубления пахотного слоя ножами-щелерезами и чизельными орудиями.

Максимальной урожайность ячменя оказалась в варианте со вспашкой и щелеванием на фоне интенсивной системы применения агрохимикагов - 4,22 т/га. Подобная динамика урожайности характерна для вспашки - 3,16 т/га и чизелевания с дискованием - 3,8 т/га.

Применяемые в опыте способы разуплотнения почвы на минимальном фоне оказали положительное влияние на эффективность использования ячменем вносимых локально невысоких доз минеральных удобрений. Прибавка урожайности ячменя от локального внесения удобрений по вспашке с щелеванием составила 1,06 т/га, а по чизелеванию с дискованием - 0,89 т/га при НСР« равной 0,22 т/га.

Таблица 8

Урожайность сельскохозяйственных культур севооборота при разноглубинной обработке и дифференцированных

уровнях химизации

Обработка Уровни химизации Овеян о-люгшновая смесь, зел. масса, 1997 г. Озимая рожь, 1998 г. Ячмень, 1999 г. Многолетние травы, ссно, 2000-2001 гг. Окупаемо сть 1 кг МГК, 1 кг э. ед.. среднее за 19972001гг.

Урожай КОСТЬ, т/га Прибавка ,т/га Урожай ность. Т/га Прибавка ,т/га Урожай ность, т/га Прибавка ,1/га У ранга й ность. г/га Прибавка ,т/[-а

от улобрени й от углублен их от удобр ений от углуб лен и я от удобр ений от услуб ления от удобр от углубле ния

Вспашка на 20-22 см Контроль 15,6 - - 2,49 - - 1,63 - - 4,56 - - -

Минимальный 18,7 3,1 - 2,61 0,12 - 2,26 0,63 - 5,48 0,92 - 4,6

Умеренный 22,9 7,3 - 2,89 0,40 - 2,41 0,78 - 5,87 1,31 - 5,4

Интенсивный 25,3 9,7 - 3,47 0,98 - 3,16 1,53 - 6,72 2,16 - 5,5

Органический 20,5 4,9 - 3,46 0,97 - 2,86 1,23 - 6,51 1,95 - 6,2

Вспашка на 20*22 см с щелеванием на 35 см Контроль 17,4 - 1,8 2,70 - 0,21 2,07 - 0,44 5,10 - 0,54 -

Минимальный 22,4 5,0 3,7 3,03 0,33 0,42 3,13 1,06 0,87 6,13 1,03 0,65 6,8

Умеренный 25,4 8,0 2,5 3,34 0,64 0,45 3,74 1,67 1,33 6,59 1,49 0,72 7,5

Интенсивный 29,2 11,8 3,9 3,65 0,95 0,18 4,22 2,15 1,06 7,51 2,41 0,79 6,8

Органический 23,7 6,3 3,2 3,68 0,98 0,22 3,86 1,79 1,00 7,25 2,15 0,74 7,3

Чизелевание на 35 см с дискованием на 10-12 см Контроль 17,0 - 1,4 2,66 - 0,17 1,90 - 0,27 5,23 - 0,67 -

Минимальный 23,4 6,4 4,7 2,83 0,17 0,22 2,79 0,89 0,53 6,28 1,05 0,80 6,7

Умеренный 26,2 9,2 3,3 3,11 0,45 0,22 3,13 1,23 0,72 6,75 1,52 0,88 6,9

Интенсивный 27,8 10,8 2,5 3,54 0,88 0,07 3,81 1,91 0,65 7,72 2,49 1,00 6,4

Органический 24,0 7,0 3,5 3,61 0,95 0,15 3,52 1,62 0,66 7,49 2,26 0,98 7,4

НСР05 (обработка) 1,34 0,10 0,44 0,43

НСР05 (уровни химизации) 0,45 0,23 0,22 0,33

Таким образом, при минимально возможном уровне химизации за счет локализации внесения невысоких доз минеральных удобрений и применения наименьших рекомендуемых доз пестицидов достигается высокая продуктивность не только ячменя, но и других сельскохозяйственных культур севооборота при снижении экологической нагрузки на агроландшафт.

Наивысший урожай сена многолетних трав в среднем за 2000 - 2001 гг. был получен в варианте с применением чизелевания с дискованием и вспашки с шелеванием на интенсивном фоне - 7,72 и 7,51 т/га и на органическом фоне -7,49 и 7,25 т/га. Минимальный и умеренный фоны обеспечивали примерно равную продуктивность на уровне 81,4 - 87,8% от интенсивного фона и прибавки между фоками часто оказывались несущественными или находились на уровне наименьшей существенной разности.

Окупаемость 1 кг удобрений в среднем за 1997 - 2001 гг. по вспашке составляет 4,6 - 6,2 кг зерновых единиц. Максимальная окупаемость удобрений оказалась по вспашке с щелеванием на умеренном 7,5 кг, органическом 7,3 кг, минимальном и интенсивном фонах 6,8 кг зерновых единиц на 1 кг ОТК,

Для обобщающей характеристики действия систем удобрений и дальнейшей их оптимизации нами дана биоэнергетическая оценка возделываемых в опыте озимой ржи и ячменя (табл. 9).

Таблица 9

Биоэнергетическая оценка различных уровней использования агрохимикатов при возделывании озимой ржи и ячменя

Фон Затраты энергии на возделывание Получено энергии в урожае Чистый энергетический доход Энер гоем-кость 1 ц, ГДж/ц Коэффициент биоэнергетической эффективности

ГДж на 1 га

Озимая рожь (1998 г.)

Контрольный 13,2 61,3 48,1 0,53 4,64

Минимальный №ОР40К40 22.2 64,3 42,1 0,85 2,90

Умеренный К90Р60К60 23,9 66,5 42,6 0,83 2,78

Интенсивный Ж20Р90К90 27,0 72,1 45,1 0,78 2,67

Органический 30 т/га, навоз 32,4 71,9 39,5 0,94 2,21

Ячмень (1999 г.)

Контрольный 10,8 53,5 42,7 0,66 4,95

Минимальный ИЗОРЗОКЗО 18,8 57,1 38,3 0,83 3,04

Умеренный М5Р45К45 20,0 59,7 39,1 0,82 2,98

Интенсивный Ы90Р90К90 25,0 70,1 45,1 0,79 2,80

Органический 30 т/га, навоз 30,2 65,7 35,5 1,06 2,18

Максимальная энергия накопленная урожаями озимой ржи и ячменя отмечена на интенсивном и органическом фоках: для озимой ржи 72,1 и 71,9 ГДж/га, для ячменя на интенсивном фоне - 70,1 ГДж/га. Самый высокий биоэнергетический коэффициент зафиксирован на контрольном фоне по озимой ржи - 4,64 и ячменю - 4,95. Несколько ниже величины коэффициента характерны для минимального фона по озимой ржи - 2,90, ячменю - 3,04 и умеренному, соответственно 2,78 и 2,98. Более низкие значения биоэнергетического коэффициента отмечены на интенсивном фоне — 2,67 и 2,80. Это обусловлено самыми высокими затратами агрохимикатов, предусмотренными технологией возделывания озимой ржи и ячменя. И, наконец, более энергоемким оказался органический фон с систематическим внесением навоза в дозе 30 т/га и агротехническими приемами борьбы с сорняками.

Следует отметить, что биоэнергетическая оценка культур севооборота свидетельствует о довольно высокой эффективности не только локального внесения низких доз минеральных удобрений и минимально возможных доз пестицидов, умеренного фона, но и органического фона, как главного фактора систем земледелия биологической направленности.

Выводы

1, Экспериментальные данные многолетнего многофакторного стационарного опыта, проведенного в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России, свидетельствуют о положительном влиянии приемов почвоуглубления и органических удобрений на агрофизические показатели плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы.

2. Многолетнее почвоуглубление, проводимое ножами-щелерезами и чи-зельными плугами, позволяет поддерживать плотность пахотного и подпахотного слоев в течение вегетационного периода в пределах оптимальных значений.

Агрофизический балл, который учитывает основные свойства почвы, тесно коррелирующие с урожаем культур, позволяет судить о интенсивности процессов окультуривания дерново-подзолистых почв. Установлена существенная корреляционная зависимость между агрофизическим баллом и урожайностью сельскохозяйственных культур: для пахотного слоя г=0,59±0,23, подпахотного слоя г=0,52±0,23, которая описывается уравнениями регрессии У=0,13.4+26,3 (слой 0-20см) и У=0,10х+27,4 (слой 20-40 см).

V 3. Предложенные оптимальные параметры агрофизических свойств среднесуглинистой среднеокультуренной дерново-подзолистой почвы позволяют сделать вывод о том, что после интенсивного окультуривания нет необходимости затрачивать большие энергетические средства на проведение частых глубоких обработок- Для придания оптимального состояния почве, в данном случае достаточно проведение недорогостоящих мелкорыхлящих обработок. ч] 4. Для оптимизации гумусового баланса дерново-подзолистых почв проведен расчет величины фактора минерализации, позволяющий вычленить роль

обработки в превращении органического вещества почвы. Величина фактора минерализации тем выше, чем интенсивнее обработка почвы.

5. Отмечена высокая агроэкономичеекая и экологическая эффективность ^ локального внесения минеральных удобрений в севообороте на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве. При снижении дозы удобрений на 25-30% по сравнению с разбросным внесением И50Р40К40 этот способ дает такую же урожайность сельскохозяйственных культур.

Установлена существенная корреляционная связь между агрохимическим баллом и урожайностью сельскохозяйственных культур: для слоя 0-20 см г=0,82±0,16; для слоя 20-40 см г=0,63±0,22, описываемых соответствующими уравнениями регрессии У=0,2бх+22,5 и У=0,25х+22,9.

6. Показана целесообразность проведения полигонного агроэкологиче-ского мониторинга при введении звеньев альтернативных систем земледелия. Баланс тяжелых металлов посевов люпино-овсяной смеси, рассчитанный для разных уровней химизации не вызывает серьезной тревоги. Однако производство высококачественной сельскохозяйственной продукции в достаточном количестве без негативных экологических последствий для агроценозов возможен только при научно обоснованном подходе к планированию систем удобрений для культур севооборота.

7. Биологическая активность почвы зависела от изучаемых приемов разноглубинной обработки почвы. Почвоуглубляющие обработки способствуют интенсивному окультуриванию подпахотного слоя. В посевах люпино-овсяной смеси в среднем по уровням химизации по вспашке разложение льняного полотна в слое 20-40 см составило 55%, при чизелевании - 61%, а при использовании ножей-щелерезов - 69%. ^

Учет биомассы червей показал, что максимальная их масса в слое 0-40 см оказалась на органическом фоне по чизелеванию с дискованием - 788 кг/га и по вспашке с щелеванием - 748 кг/га. Интенсивное применение минеральных удобрений снижает биомассу червей до 179 кг/га.

8. Испытанная в условиях многолетнего полевого опыта система защиты растений от вредных организмов включает в себя следующие элементы: разно-интенсивная переменная по глубине обработка почвы, минимально возможные дозы пестицидов и соблюдение основ чередования культур в севообороте на фоне принятой технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Необходима периодическая замена применяемых пестицидов на более эффективные и малотоксичные препараты.

Фитосанитарное состояние посевов многолетних трав на органическом ^ фоне с агротехническими приемами ухода за растениями примерно такое же как и при умеренных дозах использования пестицидов. Поэтому при переходе земледелия на биологические основы необходимо максимально использовать агротехнические приемы уничтожения сорных растений.

9. Урожайность люпино-овсяной смеси была максимальной по вспашке с щелеванием: на умеренном - 25,4 т/га и интенсивном - 29,2 т/га фонах, озимой

ржи и ячменя на интенсивном - 3,65 и 4,22 т/га и органическом - 3,68 и 3,86 т/га фонах.

Окупаемость 1 кг NPK была максимальной на органическом фоне по изучаемым способам обработки: для озимой ржи 6,0; 6,0; 5,9 кг и ячменя 7,6; 11,0; 10,0 кг зерна,

10. Применение гербицидов - диален-супера и кросса в посевах ячменя позволило практически полностью избавиться от сорных растений, устойчивых к 2,4-Д и 2М-4Х и повысить его урожайность соответственно на 7,4 и 8,9 ц/га.

Анализ экономической эффективности показывает преимущество гербицида кросс. При его использовании была получена самая высокая рентабельность - 26,1%, диален-супера - 22,9,% и агритокса- 17,5%.

11. По энергетической оценке для озимой ржи и ячменя наиболее эффективны минимальный фон с локальным внесением невысоких доз минеральных удобрений и минимально возможных доз пестицидов (2,9 и 3,04), умеренный фон с рекомендуемыми дозами удобрений и пестицидов (2,78 и 2,98), и несколько меньше органический фон (2,21 и 2,18), как главный фактор систем земледелия биологической направленности..

Рекомендации производству

В условиях Центрального района Нечерноземной зоны России в системе земледелия для зернотравяного севооборота следует предусмотреть невысокие (N50P40K40) среднегодовые дозы минеральных удобрений, нижний предел доз пестицидов, рекомендованных для интенсивных технологий в сочетании с углублением пахотного слоя чизельными плугами или ножами-щелерезами конструкции Смоленского сельскохозяйственного института.

В условиях современного дефицита и дороговизны минеральных удобрений их целесообразно вносить локально в дозе на 25-30% меньше рекомендуемой. Урожайность культур севооборота при этом снижается незначительно.

Список опубликованных работ

1. Вьюгин С.М., Гордеев А.М., Гордеев Ю.А., Гомонов A.A. Результаты исследований основных направлений биологизации земледелия Нечерноземной зоны. Научные труды РАСХН, СмолНИИСХ, СХИ, т. 1, ч. 2, Смоленск, 1996. -С. 105-110.

2. Гомонов A.A. Использование программы «STATAN» в агрономических исследованиях. Доклады межвузовской научно практической конференции, Смоленск, 1997.-С. 166-167.

3. Вьюгин С.М., Гордеев А.М., Гордеев Ю.А., Гомонов A.A. Разработка элементов природоохранных технологий в системах земледелия Нечерноземной зоны России. Материалы докладов межрегиональной научно-практической

конференции «Ресурсосбережение и экологическая безопасность», Смоленск, 1998. - С. 70-76.

4. Гордеев A.M., Вьюгнн С.М., Гомонов A.A. Разработка элементов природоохранных технологий в полевом севообороте Нечерноземной зоны России. Тезисы докладов П-ой всероссийской научно-практической конференции «Ресурсосбережение и экологическая безопасность», Смоленск, 1999. - С. 74-76.

5. Гомонов A.A., Гордеев Ю.А. Изменение содержания нитратного азота в почве, в зависимости от некоторых приемов биологизации земледелия. Тезисы докладов Н-ой всероссийской научно-практической конференции «Ресурсосбережение и экологическая безопасность», Смоленск, 1999. - С. 98-100.

6. Гордеев Ю.А., Гомонов A.A. Влияние элементов систем земледелия ^ экологической направленности на pH и содержание усвояемых форм фосфора. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 25-летию Смоленского СХИ; часть И - агрономия, раздел И, 1999. - С. 337-339.

7. Вьюгин С.М., Гомонов A.A. Оптимизация гумусового состояния раз-ноокультуренных дерново-подзолистых почв при биологизации систем земледелия Центрального района Нечерноземной зоны России. Тезисы докладов Российской научно-практической конференции, Орел, 1999. - С, 24-25.

8. Вьюгин С.М., Прудникова А.Г., Гомонов A.A. Влияние способов обработки и уровней химизации на некоторые агрофизические, физико-механические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Сборник научных трудов Международной научно- * практической и учебно-методической конференции. Брянск, 2000. - С. 84-86

9. Гордеев A.M., Вьюгин С.М., Гордеев Ю.А., Гомонов A.A. Эффективность сочетания различных способов применения минеральных удобрений и обработки почвы. Тезисы XXXIV межвузовской научно-практической конференции, Великие Луки, 2001. - С. 68-72.

10. Вьюгин С.М., Гордеев A.M., Гордеев Ю.А., Гомонов A.A. Динамика содержания тяжелых металлов в дерново-подзолистой и подзолистой почве при разной агрохимической нагрузке. Материалы международной конференции. Смоленск. 2001.-81-83

11. Вьюгин С.М., Прудникова А.Г., Колодезных И.М., Гомонов A.A. Влияние факторов интенсификации земледелия на устойчивость плодородия дерново-подзолистой почвы. Материалы Международной научно-практической конференции. Часть III. Смоленск «Смядынь». 2002. - С. 109-112.

12. Вьюгин С.М., Гомонов A.A. Влияние условий возделывания, способов разноглубинной обработки и агрохимикатов на засоренность посевов полевых культур. Материалы Международной научно-практической конференции. Часть III. Смоленск «Смядынь». 2002. - С. 159-161.

13. Вьюгин С-М., Вьюгина Г.В., Гомонов A.A. Продуктивность полевого севооборота при дифференцированных уровнях интенсификации земледелия. // «Земледелие», 2003 (в печати).

Подписано к печати 2.10.2003. Формат 60 x 84 'л«. Бумага офсетная. Печать рюографическая. Усл. печ, л. 2. Тираж 100 экз. Заказ № 224.

Отпечатано в типографии ОАО «Смоленскоблгаз» Лицензия ПЛД№71-32от07.07.1998 г. г, Смоленск, ТрамвайныИ пр., 3 «Б». Тел.: (0В12) 55-60-68.