Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агротехническое обоснование и разработка приспособления для рыхления подпахотного слоя дерново-подзолистых почв

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Агротехническое обоснование и разработка приспособления для рыхления подпахотного слоя дерново-подзолистых почв"

гг: од

^ 3 ФЬВМ^сковеКЛЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

БЕЛОКОПЫТОВ Вячеслав Николаевич

АГРОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ РЫХЛЕНИЯ ПОДПАХОТНОГО СЛОЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

Специальность 06.01.01 — общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 1995

Работа выполнена в Смоленском сельскохозяйственном институте.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор И. С. Кочетов.

доктор сельскохозяйственных паук, профессор В. С. Ник-ляев;

кандидат технических наук, доцент В. Н. Четверня.

Ведущее предприятие — Смоленское областное управление сельского хозяйства.

Защита диссертации состоится « 6 » 1995 г.

в «/54 часов на заседании специализированного совета К-120.35. 07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская ул., 49. Сектор защиты диссертаций.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « ^ »___ 1995 г.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Ученый секретарь специализированного совета кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

В. И. СКОБЛИНА

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Алхуалыдсть-теыы. В числе важнейших задач земледелия входи? создание ыощдаго охультурекнэго пахотного слоя. В последнее время да явился целый ряд новых машин,пригодных для глубокой отвальной и беэотвальдай обработки и разуплотнения годпахотдаго слоя шчвы,однако их применение не всегда приводит к повышению урояайнэсти воздели-ваеюгх культур,« снижению энергозатрат.

Задача обостряется массовым переходом сельских производителей к мелкотоварному производству, при котором практически невозможно применение чизельных и двух-трехъярусных плугов.агрегатируемых с тракторами типа T-I5Q и К-700,

В это а связи особую важность приобретает разработка таких орудий,рабочих оргелэа и тзхтлогиЯ рыхления подпахотного слоя,которые обеспечат повышение плодородия почв при акшшальных энергетических затратах.

US-Ji _1! _ 3 ^¿ач'и _и с с л е ¿jo аяни 8. Б настоящей работе сделана попытка провести сравнительное изучение различных приемов разуплотнения подпахотного слоя,их влияния на свойства почвы а на этоа основе разработать рабочие органы .которые позволили бы с мишЕлалъньми энергозатратами получить хороши я агрономический э^фокт. Была поставлена цель разработать рабочие органы а виде приспособления к плугу,позволяли© заменить сплоаое рыхление поддахотюго слоя на голосюе (г;злеБ&киа} при одговремешю» проведении осшвдаЯ отвальной обработки пахотного слоя и внедрить их в производство.

В связи с этим резали следующие задачи:

1. Устаязвить направленность и масштабы изменения агрофизических показателей плодородия пахоиюго и годлахотоого слоев s ,?аэиси;.!ост,ч от применяемых градационны» способов рыхления.

2. Разработать приспособление к плугу,предназначенное для ры. подпахотного слоя с мигешальшагл вшрго затратами и хэроаим вгр'^:омическим эффектом.

- 2 -

3. Дать агрономическую и энергетическую оценку сконструированному нами агрегату по рыхлению подпахотного слоя и обо сдавать целесообразность его применяя наряду с имещимися в производстве агрегатами (орудиями).

4. Разработать рекомендации производству Центрадьнэго района Нечерюземной зоны России.

Н^щад_гоаиэна_данш2 работы состой? в том, что в результате изучения оффектквюсти раэгччных приемов разуплотнения годпахоткэго с ж) я гочеы выявланз:

- различные глубокие обработки го-разюму влияют на снидение плот-дасти сложения разрыхленязго слоя гочвы,изменение его физкко-механических показателей. Значительный разрыхляющий эффект подпахотного

елоя.достигаемый разработанными наш рабочими органами в виде приспособления к плугу, незначительна уступает эффекту обработки гочвы чизелькьми плутами;

- сочетание отвальшй обработки почвы с целер ¿шел дадпахотюго слоя обеспечило существенное сниаение аасореюйсти гвсевов пэ сравнение с чиэелеванием;

- применение глубоких обработок (чизолевание,вспашка с целеваняем) оказывает существенное влияние на по вше ни а урожайности сельог.хо- ' зяйственных культур;

- применение вспаши с цедеванием не только говшало продуктив-тсть культур, т и оказываюсь наиболее оправданный с энергетической точки зрения.

БЕ&£1ИЗа££0£_2В&ч§Ц18_Е&&Щ> Н® осюваюга результатов исследований рекомендованы и используются в практике хозяйств Смоленской области оптимальные приемы разуплотнения гюдпахотизго елок, гоэ-воляшЕие с шхшалыйаги онеугозатратами подучить хороши агрономический эффект. Разработанше нами присгособление к плугу, предназначенное для рыхления шдпахотюго слоя, га своему назначения в

- 3 -

аффективно сти во многих случаях го жег заменить чизельдае орудие; для агрегатирования которого требуется энергонасиненный трактор типа T-I50 или К-700. Такая замена позволит значительно сократить материальные затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией соответствующей техники, что особенда важно для небольших фермерских хозяйств.

Результаты исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях Смоленского сельскохозяйственного института <1986,19Ш, 1990,1994), ТСХА (1990). Ib материалам исследований опубликовано II научных статей.

0бъои_£яботы. Диссертация изложена на 135 страницах капкда-писного текста, содержит 24 таблицы, II рисунков, состоит из введения, шести глав, выводов. Список исюльэованной литературы, включает 201 наименование, из isa 14 на иностранных яэкнвх.

2. условия и мзтодал провздаш исследований

Основные исследования проводились в течение 7 лат с 1956 года по 1992 год в два этапа:

на первом этапе ( 1УЬ6-1988гг) исследования проводились в полевом стационарам опыте, заложенном з учебяэ-опытном хозяйства "Кз~ робзво" Сю ленской области з 1985 году на дергово-подзоякстэй срзл-не-суглицистой почве го схеыв:

¿актор А. Обработка: I- вспапка на 20-22 см (контроль); 2 - вслаша на 20-22 см с щелеваниеы на 35-37 см; 3 - дискование на 10-12 см + чизелеваниа ка 35-40 см; 4 - вспаяка на 25-27 та.

Зажтор Б. Удобрения: I - минеральные удобрения ка планируемая урожай; 2 - минеральные удобрения сопкзсгю с органическими на плакируемый урожай (доза органических удобрений рассчитана на бездефицитный баланс гумуса); 3 - голо винная доза минеральных удзб-

рений от второго варианта, внесенная хэк&лью совмести? с органи- < ческими удобрениями.

На опытнэм участке развернут двумя культурами севооборот: I) занятый пар; 2) озимая рожь; 3) картофель; 4) ячмень + мн.травы; 5) мн. травы; 6) лен; 7) кукуруза на силос.

Б одной захледке чередование культур начато с картофеля, в другой с озиной ржи. Опыт был заложен методом расщепленных делянок с рендомиоированнш размещением вариантов. Размер делядак первого порядка, где размещены варианты фактора А, составляют 1152 ы^, второго лэрядкг (варианта фактора В) - 348 Площадь учетюй делянки -1-го порядка - 720 2-го порядка - 240 м2.

Перед закладкой опита почва пахотного слоя характеризовалась следующими агрохимическими свойствами: рН 6,03, гидролитическая кис-яоттсть - 2,34 кг.экв., суша гогдащеншх осдоа'ний - 14 кг.экв. на 100 г почвы, содержание гумуса - 2,2*?%, дадгеиого фэсфзра -9,6 кг и обменю го калия - 12,7 ыг на 100 г, гг «бы.

Агротехника возделывания голевых культу»/ общах{ринягая для Централь го го района Нэчзрнйзешюй зоны России. В среднем за ротации севооборота было внесено торфонавоэюго компоста го 20 т/га; 0 лн&я норма минеральных удобрений составила 104$91Р129К, полавинная -52?46Р208. Удобрения применяли в виде нитрофоски, аммиачной, селитры, двойюго суперфосфата и хлористого калия. Органические удобрения вносили в пару, под картофель и кукурузу. В пару произведено известкование из расчёта 6,7 т известняковой мука на I га.

На втором этапе (198У-1992 г.г.) исследования проводились в АО "Заря" Починковсного района Смоленской области. ГЬчва опытного участка дерго ю -го дзо листая легко суглинистая на шрене. Сдай гочвы 0-20 см характеризовался следующими показателями: плотнэсть 1,32 г/см3, обская гарозшсть - 49,содерашше гумусе - 2,52%. рНсол - 5,36, содержание годвиншго фэсфзра и обменного калия 14,7 и 9,3 кг/100 г

гочвы.

Опыт был заложен в. мае 19Ш года путем Сесгокровнэго посева многолетних трав, в котором изучали:

А. Способы оснэвнэй обработки почвы: I. Вспашка на 20 см (контроль); 2. Дискование на Ю-12 см; 3. Чиэелевание на 32-35 см; 4, Вспаягка на 20 сы с одновременным щелеваниеы на 31> см. Б. Траэосмэся:

1. Клевер луговой Стодрлиценсхий + тимофеевка луговая Ленинградский 204 (контроль).

2. Тимофеевка луговая (частый посев).

3. Кострец безостый Свердловская 38 (чистый дасев).

4. Тимофеевка луговая -с оесяница луговая Шэгкнская нлегер луговой + люцерна Северная гибридная Ш.

5. Тимофеевка луговая t ежа сборная £ИК~61+ялевер дуговой.

Опыт задаген методом реццзмязированных блоков. Пдададь учетной делянки 30 гаацктше полоса мгяду способеш обработки 2 ы, травосмесями - 0,5 а. Швторкость 4-йратная. В огл-те вносили удобрения: Рзо%о весной, з вариантах со здэкошгм травостоем дополнительно .^-(46+45) веской и под второй укос.

Полевке наблкдегош за рзотом а развитием годопытньж культур а лабораторные анализы проводили в соответствия с методикой, принятой в научно-исследовательских $чреядениях. Урожай учитывали аоделягоч-до со всея шюцада учетной делянки, данные урожаев-обработаны методом дисперсионного анализа, оа существенные приняты те разности» которые превышали наименьшую существенную разность (НСР^) на дам уровне значимости, что соответствует У ой- даму уровню вероятности.

Динамоиетрирование плуга ЮШ-4-35 и чизеля 114-2,5 осудествля,-лось с помощь» тендометрических тяг конструкции ВКСХОМ. В качестве регистрирующей аппаратуры применялись тендэметрическая лаборатория НАТИ и осциллограф Н-700. Да я усиления электрических сигналов датчиков применялись усилители QAH4-7 ы. Полученные осциллограммы обрабатывались на полуавтоматическом приборе для обработки бумажных осциллограмм ПОДД-12 в поляршы планиметре Ш-М.

Метеорологические условия 1966-1992 г.г. в осговюм складывались благоприятш для вэздолывания основных сельскохозяйственных культур. Вегетационные периоды 1986-1988 г.г. характеризовались в целом говшеннш количеством осадков. За период активюй вегетации они составляли 117-139% среднего многолетнего количества. Сухая и сравнительно теплая гезгода дергалась в течение всего вегетационного периода 1992 года. Осадков выпало чуть больше шло вины юрмы, а среднемесячная температура на 0 ,iPc превышал* срзднедаз го лэтною ееличину за этот ые период. Засушшвые усдамия замедлили рост и развитие шаголетшх трав. Известно, ■что. г ¿штрафные районы Нечер-гоземкэй зоны России относятся к зоне увлажнения с преобладанием влалных (3255) и избыточно влааншс (3055) лет. Вароят кость шг горения лет с засушивши условиями составляет 5%, а голузасуаливыми-(Шашка, 1967), Исходя ез этого, вероятность говторсгкл погодных условий вегетационных порюдэв IS86-I992 г.г. составила что гозволилз достаточно объектива оценить степзнъ влияния различных способов ркаеняя на агрофизические свойства почвы.

3. РЕЗШЯАШ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. Обосшганке основных параметров рабочих оргагав к плугу, предназначенных для рыхления дадпахотюго слоя.

Обработка гочвы - самая энергоемкая н дорогостоящая операция в земледелии.. Н&её дрд»- приходятся около 40% энергетических и тру-

вых затрат > растениеводстве, поэтому сове^пенствовалие способов ( Ьочвообработки как у нас в стране, так и за рубеяюм, является первостепенной проблемой*

Анализ литературных данных шназывает, что количество энергии, потребляемое на выполнение гочвообрабатываицей операции, в значительной степени зависит от глубины и площади сечения обрабатываемого пласта и особен»} от формы его нижнего периметра, рас полоненного в более плотном пэчвенюм горизонте» Причем, если уменьшить площадь обрабатывавши поверхности почви, т.е. не проводить сплош-гого рыхления подзолистого слоя, то появляется возможность минима-лизаши обработки ссчвы ори создании глубокого пахотного слоя. Расчёты показывают, что заменяя сшюшгой <припахиваниа} или полос-дай (стрельчатый почг» углубитель ной лапой) его со б рыхления подаа-хотюго слоя на щелевание, шкю за счет »того снизить энергозатраты в 2-2,5 раза. Этот вывод и бш го ложен в о егозу рабочей гит-тезы при разработке и обоснования основных параметров ршиоттвлей-щелерезов, предстааляхщях собойпочвоуглубитальную лапу чизелью-го типа, которая с пошщыо пластины крепится к стойко корпуса плуга (рисЛ). Конструкция приспособления к плугу гвзволяет осуществлять целевание подпахотного слоя на глубину до 15 см с одно временным оборотом пласта верхнего пахотного слоя.

Для энергетической оценки работы чнзеяьгого плуга, отвбогьного плуга и эхепериментальюго, предназначенного для рыхления подпало т-го слоя, определялись такие показателя, как тяговое сопротивление, потребляемая тяговая мощность, производительшеть и удельная энергоемкость в зависимости от глубины обработки.

о -

Рис; 3 . Присгоеобаенив к плугу» предназначенае для

рьклегаш подпахптвэго сюя (рыхлитель-щелерез). I - стойка; 2 - рыхлящая лапа; 3 « нрввшш пластина

' Расчёт тягового сопротивления экспериментального плуга осуществлялся по следующему выражении:

~Р9 +'<о& + -дг}{(о'Ву -

где, ^ - коэффициент сопротивления перадвкленга орудия в борозде; О - масса орудия;¿^^-коэффициенты, характеризующие способность пласта сопротивляться деформации; о - глубина вспапши; о' - глубина рыхления щелерезов; - скорость двияения; 2, - коэффициенты, зависящие от форм рабочих органов, свойств гочвы и размеряв почвенного пласта; £ - сирина захвата рьшштеля-щелзреза;/^* - конструктивная сирина захвата щелерезов; и - число рыхлителеа-челереэов; М' - ширина неадуследил рыхлителей-целерезов.

Для подтверждения расчётшго сгасоба определения тягового сопротивления экспериментального плуга быта проведены тягоеыз испытания. Как вкдн> из табл.1 результата экспериментальных даяш хоропэ сог-леоовываптся с расчётнши, что подтверждает справедливость предложенной формулы, значение коэффициентов которой опраделдлись сгаообом наиыеньвкх квадрантов.

Таблица I

Тяговое и удельное сопротивление экспериментального

плуга а зависимости от площадя сечекия взры&шгккЗ части пласта

(./, А) | _Р 1. -»-у ы-ф, Г ] " "'1 X (, с—.»

0,20 - 0,2Ь - 1М5 18,00 65,89 64,2Б

0,25 - 0,35 - 22,18 £2,54 63,37 64,40

0,20 0,05 0,28 0,013 19,04 19,00 '64,Кз 64,В4

0,20 0,10 0,042 20,38 20,62 63,29 64,03

0,15 0,28 0,085 22,37 22,10 61,28 60,54

0,20 0,20 0,28 0,091 26,12 26,4а 70,40 71,37

Эффективность применения различных с по со йэ в рыхления подпахотного слоя с энергетической точки зрения наиболее шлю характеризует такой

показатель, как удельная энергоемкость орудий. Экспериментальные данные к расчёта показали, что удельная энергоёмхость экспериментального плуга, предназначенного для рыхления подпахотного слоя на глубину 0,35 м незначительно отличается (разница не превышает 1%) от удельной энергоемкости чизельного плуга, устаювленнзго на глубину обработки 0,36 м.

2. Влияние рыхления тодпахоггюго слоя на агрофизические свойства гочвы

Результатами шшмх исследований установлено, что плотности па-хоткэго сю я определяются главный образок бшлогическиыи особенностями произрастшцих культур в связанюй с ними агротехникой, а ш-ze ыетеоро логическими уело виями, еегетационшго периода.

Изучение пяотиэсти лодпахотдаго слоя гок&зало, что она снизилась практически ю- асе» разуплотняющим обработан. Так, в семи Польши севообороте в опыте с картофелем проведена вспаши с щелевашем уменьшаю пютюсть в сюе 20-40 си на 0 .¿5-0,08 г/сна, дискование с чиэелевание* - т. 0 >10-4,15 ¿/см3, s лшша^ на 25-27 см - на 0,05-0,06 г/сыг го сравнению со вспашкой на 20-22 см. В опытах е ячменем на втором году исследований эта тенденция значительна /силилась и различия в шотнасти подпахотного стоя m сравнению с контролем достигли соответствен»} 0,17-0,18 г/см* (вспашка с щелеваниеы), 0,21-0,24 г/си8 (дискование с чизелеванием), 0,09-0,14 r/iw8 (вспадка на 25-27 сы). Б более рыхлой состоянии яэчва в этом слое находилась и к концу вегетация следующей культуры - многолетних трав.

Наряду с обработкой гочва важная роль в изменении плотности и других агрофизических свойств принадлежит органическим удобрениям. Так при внесении полной дозы органических удобрений год картофелем пдотюсть снизилась в пахотнэы сж>е во всех вариантах опыта на 0,040,09 г/см3 да сравнению о контролем. И в средней за три года эти различия четко проявляется.

Изучая последействие различных еда собой осдавдай обработка в

опытах на мшголетних травах (1969-1У92 г.г.) было установлен), что

плотюсть подпахотюго слоя в вариантах обработки чнзелевание и вспашка с ¡делеванием была ниже ш сравнению с контролем, разница в среднем составляла соответствен«) 0,06 г/сыэ и 0,05 г/см3. Особенно четкие различия были отмечены в I9Ü9 году. На третий год жизни трав плотгость гочвы между реаимами обработки гочвы практически не отличалась.

Изменение плотности гочвы оказало заметное влияние на злаятсть почвы. Например, в годпахотюы слое на вариантах с глубоким рыхлением она была на 1,5-2,5% больше чем на вариантах без глубокого рыхления. Можно отметить следующие тенденции в засушливые периоды быстрее иссушались верхние слои в почвах с рыхлением подпахотюго горизонта почвы. В период избыточного выпадания осадкой вкгяе ллуяюЯ гзодоавы часто наблюдается временный избыток агата и связанное с »там ухудшение аэрации почвы. При глубоких обработках гочш (чиэелевамие,целе-вание) такое переувлажнено не отмечено. Динамика вспалжи гочвы в течение вегетации определялась э осгавгом сыпадекксм осадков. Влияние других факторов (удобрения, состав травосмесей) на сказалось на изменение влажности гочеы»

Заяным показателем, характеризующий физические свойства почвы,

являются твердость гочвы. .Установлено, что твердзсть пахотного слоя

*

(0-20 см) оа период исследований практически не зависала от сгосэ-бов основной обработки гочвы. Твёрдость подпахотного слоя <29-40си> а опыте (1986-1УШ г.г.) значительно снизилась на Таких вариантах обработки почвы, как дискование + чиэелевакие и вспашка с щзлевани-

ем, в среднем разница за три года исследований го сравнедаа с контр ,

ролом соответственно составила 13,6 и 7,1 кг/см , т.е. на 29 и Причем наибольшую твердость (4Ь,2-4о,3 кг/сг/") имела почва в слое 20-40 си з конце вегетации культур в вариантах вспаааса на 20-22 гк

я вспашка на 25-27 см, наименьшую (31,3-39,7 кг/си*") - в начале вегетации при шзделывании культур ш вспашке с целеванием и дискование с чизелевание«.

В опыте, заложенном в АО "Заря" на многолетних травах твердость гочвы сильно эависила от способов осювной обработки почвы в первый год их пользования,т.е. в 19Ь9 году. Так, в слое почвы 20-40 сы твердость от вспашке составила 50-56 кг/см^, а по фону, где проводилось чизелевание и вспашка с щелеванием соответственно 21-29кг/см^ и 26-40 кг/см , т.е. за счет "таких приешв рыхления тодпахотюго сю я твердость снижается почти вдвое.

В среднем за три года исследований на многолетних травах гоко-аатели твердости оздпахотгого слоя то фону глубоких обработок были значительна ниже, чем на контрольной вспашке и соответственно составляли 37,3 кг/си^ (чизелевание), 42,7 кг/см^ квсшшка с щелева-2

кием) к 51,2 кг/с и (вспаша на 20-22 см).

Такш образом, прнывнедаэ таких приедаг рыхления подпахотного слоя как чизелевание, вспашка с щбяеваниеа дазво4яет значительно улучшить arpoфизическиз свойства годпахотного слоя. Причем вспашка с щедеваниен прагсткчески на уступает чизелевашя го своему д-.йствк» isa агрофизические показатели почвы (табл.2). Длительное раз /плотнящее дейс?к:э целевашя и чизелевания шею объяснить тьи, что эти глубокие обработки проводятся орудиями, ко то раз разрушают плотную структуру только ка части ши^ади шдиахотшго горизонта, что позволяет точке в меньшей степени подвергаться уплотнению сельскохозяйственна техникой.

Влияние годпахотюго рыхленил на изменение агрофизических свойств гочвы (в среднем за 1986-19В8гг. }

Вариант

Вспашка на 20-22 см

Вспашка с щелев&нием Дискование + чизелевание

Вспашка на 25-27 см

! Слой гочвы,ПЪгатиэсть, ( Твердрсть, |Влаяшсть, ) см , г/смз , кг/см2 , %

0-20 20-40

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

0-20 20-40

1,42 1,62 1,3В 1,51 1,38 1,45

1,41 1,54

19,9 47,2

19,8 40,0 21,6 33,4

20, а 47,4

22,1

17.3 20,9

19.4 20,7 20,3

21,7 1Ъ,0

3. Влияние обработок и удобрений на агрохимические свойства гочвы

Различные приемы рьклеиия подпахотного сдоя оказали влияние на агрохимические свойства корнеобиг&еыого стоя гочвы. Так, а опыт® 1986-1908 г.г. оказалось самое низкое содержание гумуса (2,022,10 %) и азота (0,71-1,39 иг/100 г гочвы) з варианте вспшек?. 2« 25-27 см. Это связана о лрмемваниемтлопдадз^одгаго подзолистого горизонта к пахотному слоо.

Самое высокое содеряанкэ дадаижадх форм Р20^(2Э,5-21 ет/100г почвы) и К^Э (15-17,5 мг/100 г гочвы) отмечается в варианта "дискование + чизелевание". Это обусловяею слабым перемени ваня ей почва в пределах пахотного слоя и аккумуляцией элементов питания, внесенных с удобрениями, в осювюм в слое 0-14 си.

Оценка кислотно-поглотительных свойств почвы показывает, что они благоприятны для возделывания сельскохозяйственных культур: имеют бяизхуо к нейтральная реакции среды (рНсол 5,93-6,40) .довольна низкую гидролитическую кисжшюсгь (0,6-1,4 кг.зиа/100 г га чин;

и высокую степень насьщенюсти основаниями (Ь0-90£). Рыхление под-п&хотюго едок путем щелевания и чизелевания в сочетании с минеральными и органическими удобрениями приводит к заметному улучшению пищевого режима и кислотно-погдотительшх сьойств почвы.

4. Изменение биологических свойств почвы и условий питания растений

Биологическая активш ;ть, определяемая по интенсивнэсти распада клетчатки в почве и окислитеяьш-еосстаювительному потенциалу, достаточю точно отражает комплекс почвенных условий, оказнваицих наиболее существенна»' влияние на рост и развитие растений и шкет сяугить иктегрирущиы юказателш эффективного плодородия дерг© вода дволистых почв (Дзспехюв,196?).

Полученные нами данные (табл.3) свидетельствуют о том, что глубокое тдпаоготше рыхление, проводимое чизеяькь? й плугами и рьослите-лями-целерозаш увеличивает актившеть цэллшр-,орйглагшцей микрофлоры, Доцент разложения льняного гю лотка (средние данные по двум культурам) на делянках, удобренных данералышя брениями, составляет соответственно 39,6 и 37,3, а. ка контроаывй вспалцее - 33,7. Анализ микробиологической активюсти го слоям гочьи шказызае' ,что в пахотвзм слое <0-20 см) ока мало отличалась по изучаемым-о .»рабо т-кам. Внесение органических удобрений способствовало активигеции биологических процессов го способам обработки кок б вгзэтюм.так и в подпахотная горизонтах. Наибольшая скорость разлоЕения льняной ткани в пахотном сете наблюдалась при проведении дискования с чизеле-ванием. Это связано с тем, что значительная часть органических удобрений размещается в верхней части пахотного слоя к слуаэт надежным

источником энергетического материала.

£Ъ катш данным (табл.3) величина ОЕП, измеренная в посевах

кукуруза и многолетних, трав первого года пользования указывает на

Влияние обработок и удобрений на биологические свойства почвы . Средние данные за 1У68 г.

Вспашка 33,8 257 21,6

на 20-22см М%-компост 38,1 267 23,8

1/2 .'¿РК+когиюег 36,8 254 3015

Вспашка Ш 37,3 238 20,0

с щелеванием "РК+комшст 42,7 262 30,1

1/2 №РК+кокгост 40,0 271 30,4

Дискование эти 39,6 257- 21,2

+чязеяева~ ■ -РРК+комгост 43,0 260 34,7

ние 1/2 /,'"РК+компост 41,8 259 ч 24,3

Вспашка ^РК 40,7 269 ' 28,4

на 25-27 см ГРК+коыпо ст 40,7 272 34,7

1/2 №К+коыгост 42,8 260 24,9

воссташвитедьные процессы, протекающие в почве. Подобтое явление ьюнш объяснить тем, что почва характеризуется повышенной твердостью и плотностью. Однако, при разрыхлении подпахотного слоя активизируется окислительные процесса. Так, ОШ слоя 20-30 см при вспашке с целеванием в посевах кукурузы возрастает до 266 мВ, при чизелев&нии - до 266 мВ ш сравнения 224 нВ при вспашке на 20-22 си.

Разные способы обработки в сочетании с минеральными удобрениями изменяют потенцнальнуи способность почвы в накоплении нитратгого азота за счет минерализации азотсодержащих органических веществ. Накопление нитратов зависит от глубины обработки и вносимых удобрений. Применение чизельюго плуга и рыхлителейгзфлереэов при проведе-гап: вспашки способствовало накоплению нитратов в слое 20-30 см. Это связано с активизацией нитрифицирующих микроорганизмов в результате

усиления минерализации органического вецества в нияелеяая5юс горизонтах.

5. Влияние обработок и удобрений на засоренность культур

Исследованиями установлено,что применяемые в опыте различные способы обработки, оказывают неодинаковое влияние на засоренность посевов. Средние данные засоренности посевов мн.трав и кукурузы (табл.4) показывают, что безотвальная обработка повышает засоренность за счёт увеличения многолетних сорняков. Наибольшее распространение получили пырей голзучий и осот полевой. Результаты исследований, проведенных в АО "Заря" на нш го лет них травах также подтверждают эту закоюмерюсть.

Таблица 4

Влияние обработок и удобрений на засоренность посею в мн.трав и кукурузы, шт/кг, Средние данные за 1968 г.

Вариант обработки '¿он удобрений ' ! ! Всего Т в т.ч. 1мдаголетние■ 'Вес возд. ¡сухой массы, г/и"

Вспашка на 20-22 см Ш #РК+кс5млост 1/2 Й'К+комгост 77 ЮЗ 120 20 25 га 10,9 15,4 13,4

Вспаи'-а с щелеван; ем РРК Й?К+компост 1/2 Я-'К+комгост не 62 92 28 17 21 13,6 10,3 9,о

Диско вание +чизелеваниэ Й?К КРК+компост 1/2 {рРК+комгост 145 160 157 53 42 51 22,6 26,6 29,3

Вспашка на 25-27см ¡.ТК+компосг 1/2 1?РК+комгост 86 76 БЗ 25 17 21 15,5 10,0 И,1

Так, в год шсева при проведении обработки с оборотом пласта (вспашка с щелеваниеы) общая засореншсть была почти в 2 раза ниже по сравнению с дискованием и чизелевакием, причем количество мшго-летних сорняков было меньше в 1,2 раза.

Следовательно, применение отвальных обработок, в частности, вспашки с щелеванием, является мощным средством борьбы с сорной растительностью.

6. Влияние рыхления подпахотного слоя на корневую систему растений

Рыхление подпахотного слоя создает условия для развития более мощгой корневой системы, способствует лучшему проникновению её в более глубокие слои почвы. Результаты учета запасов корневой массы показывают, что по всем вариантам подпахотного рыхления она возрастала как а пахотной слое, так и в подпахотных слоях гочвы го сравнению со вспашкой на 20-22 см. Так в опыте 1986-1988 г.г. запасы корневой массы ячменя в слое 20-40 см го вспашке с щелеванием составляли пз фону №РК - 3,8 ц/га, 1?РК+комгост - 3,9 ц/га и 1/2 !Я'К+ компост - 3,9 ц/га, в вариантах обычной вспашки соответственно 1,25; 1,95 и 1,90 ц/га, то есть в 2 раза меньше. Такая закономерность наблюдается и го дискованию с чизелеванием. Учет запасов корневой массы клеверо-тимофеечюй смеси в 1988 г. в целом годтверкдает отмеченные ранее закономерности. Таким образом, рыхление годпахотюоо слоя влечет за собой более равномерное распределение корней го всей глубине обрабатываешь сю я гочвы. Наблюдается равгомерноа развитие корней в нижней части годпахотюго слоя, свойства которого в результате окультуривания стали более благоприятными, чем в подпахотном слое при обычной вспашке.

7. Агротехническая и биоэнергетическая эффективность обработок и рыхления годпахотюго слоя гочвы

Анализ трехлетних урок&йяш данных (1986-1988 г.г.) стационарного опыта показал довольго высокую эффективгасть углубления пахот-гого слоя дернэю-подзолистых почв (табл.5). В средней за три года сияй высокий урожай с I гд (61,8 ц.продукции в пересчете на зерно) был голучен в Заряанте сочетания дискования с чизелеванием на фоне

Влияние обработок удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур севооборота, ц/га

Вариант

!

мнд

обработки ^ удобрений !

! Озимая ] рожь

I

! Картофоль!Ячмень+!Лен ¡Много-'Кукуруза ! В среднем

! 1УШг. 1 мн.тра-! Т987г! летние на силос > ц.зер.ед,/га

вы, 'трави ¡1968г.

! ! 1987г. ! !^Ь6гм

!

Вспашка I 16 Д Ь6 24,4 38,1 Ь5,6 621 36,8

на 20-22 см 2 25,0 136 30,2 37,0 122,7 758 51,5

3 19,9 99 25,6 29,8 92,1 734 44,2

Вспаика с I 16,3 112 23,2 34,1 90,4 640 39,7

щелеванием 2 25,3 179 29,4 38,5 127,6 845 56,4

3 21,7 122 27,3 31,9 98,1 793 48,2

Дискование +) I ■ 20,0 97 25,7 35,2 95,2 . 675 40,5

чизелевание 2 30,3 190 32,1 за,з 14а ,0 921 61,8

3 25,3 101 28,3 35,1 102,0 662 51,1

Вспашка I 17,3 Ш 22,7 29,5 64,0 607 35,3

на 25-27 см 2 23,9 216 30,3 31,0 123,0 7Ь5 54,6

3 16,8 164 28,X 27,в 97,2 752 47,7

СО

Ю-

05

НиРоэ обработки удобрений

6,1 3,0 3,3

43,0

23,4 23,г

4.1

2,1 2,0

4.1

2.2 2,0

12,2 6,0 0,1

69,0 31,0 39,0

Примечание: I - ЙРК; 2 - ¿'РК+компэст; 3 - 1/2 йРК+комггаст

внесения полных юри минеральных и органических удобрений. Прибавки урожая с 1 га да сравнении с обычной вспашкой на этом же фоне удобрения составила 10,3 ц.зерн.ед.,или 20&. Вспашка на 2022 си с одно временным щялеванием ш эффективности оказалась на втором месте, урожай составил 110% к хонтролв.

Влияние испытываемых приёмов обработки почвы на различные культуры севооборота было неодинаковым. Следует отметить, что дискование с чизелеванием значительна уступало вспашке на 25-27 сы на картофеле, а также вспашке на 20-22 с» со щелеваниеы на льне при полной норма минеральных удобрений. Это объясняется в основном более сильдай засореншстью посевов в варианте без вспаши. В то же время вспашка на 25-27 см привела в снижению урожайности озимой ржи и льна и, практически, не повысила урожай ячменя, кукурузы и мда-голетних трав. Действие вспаши со щэлеванием на фэне внесения полюй нормы удобрений лучше всего проявилось на картофеле, кукурузе и льне (прибавка соответственна 32,11 и 1%), на фоне половинной нэрда - на картофеле (23$), озимой ржи (9%), льна (7%), идаголетних трав (7SS).

Однако, .как -видно на все культуры одинаково реагируют на подпахотной рыхление, юэтому при проведении пэчвоуглебления необходимо учитывать различия в размерах и строении хорневой системы растений, их биологические особенности.

Исследования! проведенные на стационарном опыте в АО "Заря" показали (табл.б), что при проведении чизельнэй обработки прибавка урожая многолетних трав составила .4-12 ц/га, вспашки со щелеваниеы 4-17 ц/га. При поверхностной обработке го лучены самые низкие урожаи трав. Осювяая причина недобора урояая - худшее развитие сеяных трав, более высокая засоренность посевов.

Влияние обработок на урожайность сухого вещества травостоев различных тигов, ц/га

Вариант Т Состав траво- ! |1990г^1991г!1992г!В средне*)*^ конт-2Йаботки_^_£5?£И__________|_____]___|_____|_________¿ролю____

Вспашка I. Кл+Т 93 105 46 61,3

2. Т 98 102 23 74,3 _

а. К.Б. 98 93 26 72,3

4. О+Т+Кл+Я 74 119 49 80,7 -

5. Е+Т+Кл 66 112 42 74,0 -

I. Кл+Т 80 82 39 67,0 14,3

Дискова- 2. Т 94 103 24 73,7 _ 0,6

ние 3. К.Б. 71 91 25 62,4 - 10,0

4. О+Т+Кл+Л 79 92 41 60,7 - 20,0

5. Е+Т+Кл 63 98 40 73,7 - 0,3 .

Чизеле- I. Кл + Т 104 51 63,7 + 2,4

вание 2. Т 106 101 . 28 76,3 + 4,0

3. К.Б. ПО 102 36 66,? + 14,4

4. О+Т+Кл+л 84 ' 121 53 66,0 + 5,3

5. Е+Т+Кл 102 120 'о1 91,0 + 17,1

Бег. ияка I. Кл + I Юа 126 оз 96,3 + 15,0

с целева- 2. Т .. 109 109 г У"? 61,7 + 7,4

шем 3. К.Б. 103 101 38 62,3 + 10,0

4. О+Т+Кл+Я 101 III 56 69,3 + 6,6

5. Ё+Т+Кл 105 128 53 95,3 + 21,3

НСР05 12,6 6,7 4,7 6Д

НСР05 обработок 6,7 3,7 2,4 4,1

НСР05 травосмесей 6,4 О 3,1 4,4

Примечание: Кл - клевер луговой, Т- тимофеевка луговая, К.Б. кострей безостый, 0 - овсяница луговая, Л - люцерна, £ - ежа сборная

Таким образом, анализ трехлетних урожайных данных (19861988 гг) стационарного опыта совхоза "Коробово" и четырехлетних стационарного опыта АО "Заря" (1989-1992 гг) убеждает в том,что применение таких приёмов рыхления подпахотного слоя как вспашка с щелеванием и чизелеванием положительно влияет на величину урожаев большинства культур. Однако., как известно, применение этих приемов связаю со значительным повышением энергозатрат. !Ьэтому, при анализе эффективгости различных приемов рыхления годпахотдаго слоя необходима оценка с позиции энергетической эффективности.

Результаты исследований показали, что изучаемые нами приемы рыхления годпахотйэго слоя заметго различались ш энергоемкости. ГЬ полученнкм нами расчетам гакио приемы обработки дачвы, как

вспашка с щелеванием и диско ваше с чизелеванием значительно повы-

»

шают энергетическую эффективность возделываемых культур в семипольном севообороте. Энергетический коэффициент при вспашке с щелеванием в зависятсти от фона удобрений повышается на 4-95?, а при дисковании с чизелеванием - на 5-16$ ш сравнению с вспашкой на 20-22 см. При этом следует отметить, что сбмые высокие энергозатраты были на варианте дискование с чизелеванием. Это объясняется тем, что такой способ обработки состоит из двух самостоятельных операций, что, естественно, сказалось на увеличении прямых и косвенных затрат энергии. Здесь проявилось преимущество комбинированных агрегатов, к числу Которых дакно отнести экспериментальный гищр с рыхлителями-челерезами. Вспашка на 25-27 см дала незначительное повышение энергетического коэффициента, го сравнению с контролем, а на фона без внасакия органических удобрений даде ски-аение на 6%. "

Определение энергетических затрат в опыте 1989-1992гг. на из го летних травах показало, что при чиэелевании на единицу

дополнительна затраченной энергии далучено 1,7-6 единиц энергии > корма. Наиболее эффективным приемом основной обработки почвы является вспашка со целеванием. В этом случае продуктивность многолетних трав увеличивается на I0-22S&, на I иД& дополнительно затраченной энергии получаем 2,2-7,6 ЦДк энергии корма.

Таким образом, расчёты энергетической эффективности позволяет наиболее правильно оценить различные приемы рыхления годпахотнэго слоя.

общие вывода

1. В условиях Центрального района Нечерноземной зоны России применяемые приемы рыхления подпахотного слоя, направленны?на улучшение агрофизических свойств дерю во-подзолистых почв, связаны со значительным повышением энергозатрат. Поэтому при углублении и окультуривании пахотюго слоя необходиш изыскивать и разрабатывать такие способы рыхления подпахотного слоя, которые позволили

бы с наименьшими затратами энергии получить положительный arpo го-мический эффект.

2. Р азработанное вами приспособление к плугу типа 1ШН, предназначенное для рыхления подпахотного слоя с параметрами глубины обработки 0,15 ы и ширина долота не менее 0,03 м позволяет работать да "критической" глубины резания с минимальным тяговым в

. удельным сопротивлением.

3. Удельная энергоёмкость экспериментального плуга, при рыхлении подпахотного слоя на глубину 0,35 и, незначительно (разница не превышает 1%) отличается от удельной энергоемкости чизельдаго плуга.

4. Разработанный способ рыхления подпахотного слов - вспашка с челеванием, наряду с применяемыми глубокими обработками - чизеле валяем, создаёт &лее оптимальное строение почвы 20-40 см слоя

и хотя процесс уплотнения пэчвы в течение вегетации культур дроис-

ходит довольго быстро, однако по фону глубоких обработок плотность этого слоя значительно меньше, чем го обычной вспашке.

5. На вариантах с рыхлением подпахотного слоя несколько возрастают общие запасы влаги в почве и в течение всей вегетации растений влага здесь лучше сохраняется. При этой происходит улучшение обменно-поглотительных свойств почвы, особенно в нижней части пахотного слоя (20-40 см), тогда как из вспашке на 20-22 см свойства этого слоя практически не изменяются.

6. В результате рыхления улучшаются физико-химические свойства почвы, что заметю стимулирует биологическую активность и нитрифицирующую способность обрабатываемого слоя. Особенно ярко выражена эта тенденция на фоне внесения полных доз органических и минеральных удобрений шд вспашу с щелеваниеы. Внесение органических удоб-

I

рений существенна увеличивает активность целяюлозоразлагающих микроорганизмов как в пахотшы 0-20 см, так и в подпахотшм 20-40 см croe почвы.

7.' Сочетание отвальной обработки с щелеванием годпахотдаго слоя обеспечивало значительное снижение засоренности посевов в сравнении с чизелеванием и дискованием почвы. Дои возделывании ячменя, кукурузы и многолетних трав на вариантах с дкскозанием и чизелеванием засоренность посевов возрастала в два раза и в основной за счет многолетних сорняков.

8. Глубокое рыхление'(чизелевание, вспашна с щелевакием) способствует более мэщноцу развитию и равномерному распределению корневой системы растений го всей глубине (0-40см) обрабатываемого сдоя почвы. Более отчётливо различие в развитии корневой системы ячменя наблюдались в слое 20-40 см. Так, ш вспашке с целеванием касса корней составила по фону ííPK-3,8; J'PK+комдас? - 3,9; 1/'2йРК+ комгост - 3,9 ц/га, а в вариантах обычной вспашки соответственно

1,25, 1,95 и 1,90 ц/га, то есть в два раза меньше. Аналогичная закономерность наблюдалась и ш дисковании с чизелеванием.

6. Более высокий урожай культур семиполью го севооборота (61,8 ц продукции в пересчете на зерю) получен в варианте дискования с чизелеванием на фоне полных норм минеральных и органических удобрений, меньшее влияние на урожай оказала вспашка с щелеванием. На фоне внесения полной нормы удобрений более заметное действие вспашки с щелеванием проявилось на картофеле, кукурузе и льне (прибавка составила соответственно 32, II и 7«),на фоне половинной нормы - на картофеле - 2с$, озимой ржи - 9%, на льне и многолетних травах - 7%.

10. Глубокие обработки почвы оказали заметное влияние и на продуктивна сть мюголетних травостоев. Самый высокий уроиай получен при про ведении вспашки с щелеванием (Ю1-ДО9 ц/га сухой кассы сена), несколько нияе была их продуктивность при вспааасе - 68-98 ц/га, затем дисковании- 71-94 ц/га. Наибольшая урокаЯнзсть (ПО г/га) при углублении корнеобитаеюго слоя отмечена у костреца безостого

11. В среднем за три года на варианте вспашки с щелеванием самые высокие урожаи давали травосмеси, состоящие из клевера и тимофеевки и 3-х компонентная смесь из еяи сборной, тимофеевки я клевера, Одновидовые посевы тимофеевки и костреца уступали го величине урожая сена (соответственно на 14,6 и 14,0 ц/га) клеверо-ти-' мофеечной смеси.

12. Биоэнергетическая оценка изучаемых приемов рыхления год-пахэтшго слоя показала, что в еемипояьшм .севообороте наибольшей эффективнэстью отличались: дискование с чизелеванием и вспашка с щелеванием, а на многолетних травах - вспашка с щелеванием. Энергетический коэффициент в зависимости от фона удобрений по сравне-

ни go с вспашкой на 20-22 см сю выкался: при вспашке с целеваниеы на , 4-955; при дисковании с чизелеванием на 5-1 of». При возделывании многолетних трав знрргетические затраты составили при дисковании 4с?» от вспашки на 20-22 см, а при чизелевании они возросли на 14,7$, вспшлки с щелеванием - нй 15,2$. Однако, наиболее аффективным приемом основной обработки даввы является вспашка с щелеванием. В этом случае продуктивность многолетних трав увеличивается на 10-22«, на I МД? дополнительно затраченгой энергии получаем 2,2-7,6 МДХ энергии корма.

ПРВДШЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ В уеловиях Центрального Нечерноземья на дерново-подзолистых почвах для снижения плотюсти сложения и окультуривания подпахотного слоя для улучшения агрофизических свойств корнеобитаемого. слоя необходима проводить чизелевание на глубину 35-40 см или вспашку плугам с ¡целерезом конструкции Смоленского СШ. Такая вспашка позволит значительно сократить материальные затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией тракторов типа T-I50 или К-700 и чизельньк плуго,что особенш валш для мелкотоварных производителей.

. Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Тииин Б.М. ,Белокопытов В.Н..Герасимов В.Н. Приспособление для совмещенного рыхления годпахотдаго слоя дерюво-годзолистых поча.1!ути

повыаения эффективности использования производственного потенциала сельского хозяйства Смоленской области в свете решений ХХУП съезда КПСС (тезисы докладов научш-лрактичвекой конференции).Сюленск, 1966,С.132-135.

2. Белокопытов В.Н., Гордеев A.M. и др. Приспособление к плугу для рыхления подпахотного слэя дерново-годэолистых почв. Смоленский ЦЩИ,» 97-86, I9S3,Смоленск.

3. Белокопытов В.Н..Гордеев A.M., Ватов В.И. Эффективность чизеле-вания в сочетании с дискованием как приемы минимализации основной обработки почвы. Смоленский ЩТИ № 96-89, 1989, г.Смоленск.

4. Гордеев A.M..Выогин С.М..Прудникова А.Г., Тишин Б.М..Белокопытов В.Н. Энергосберегающие приемы углубления пахотного слоя дернэ-бо-подзолистых почв. Известия,ТСХН,1969, ДО 4, С.8-13.

5. Попунин А.И. и др. Рекомендации го углублению и разуплотнению пахотдаго слоя дерново-подзолистых почв. Смоленск, 1987 , 35 с.

6. Гордеев A.M..Вьюгин С.М., Прудникова А.Г.,Белокопытов В.Н. Разуплотнение корнеобитаекого слоя почвы. "Земледелие", 19899, С.49-51.

5% Гордеев A.M..Вьюгин С.М. .Белокопытов В.Н. Эффективность разуплотнения гочвы. "Земледелие", 1930, Е» 2. С.34-35. о, Белокопытов В.Н., Тияшн Б.М. .Гордеев A.M. Эффективность приемов углубления пахотного слоя дервэ во-подзолистых почв. Разработка и совершенствование рабочих органов сельскохозяйственных калин. /Межвузовский сборник науч.тр.) М, 1990, С.I0I-I05. 9. Eej-JKonsiTOB В.Н. Энергетическая оценка различных способов основной обработки почв.Интенсификация сельскохозяйственного производства. /Тезисы докл.науч.практ.конф./ Смоленск,1990,С.137-140. Ю. Прудников А.Д, .Белокопытов В.Н. .Прудникова А.Г. Влияние различных приемов углубления пахотюго слоя на продуктивность многолетних травостоев. Проблемы развития швых форм хозяйствования на селе. /Материалы науч.практ.конф/. Смоленск, 1Р°4, С.88-90. II. Белокопытов В.Н. Влияние технологических и конструкционных параметров рыхлителей-целерезов на тяговое и удельюе сопротивление плуга. Проблемы развития новых форм хозяйстЕОваяия на селе/. Материалы науи.практ.конф./. Смоленск,1594, С.82-85.