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"

'1160

МОСКОВСКАЯ 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

| I ' . /

институте.

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

доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. С. Ник-

кандидат технических наук, доцент В. Н. Четверня.

Ведущее предприятие — Смоленское областное управление сельского хозяйства.

в «/5* » 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 ТСХЛ.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

ляев;

Защита диссертации состоится

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

В. И. СКОБЛИНА

I . ОБЩЯ ХАРШЕРИС1МКА. РАБОТЫ ' '

Асхуадьшсгь-хеыы. 3 числе важнейших ьадач земледелия входи?

со здание мощного окультуренного пахотного слоя. В последнее время появился целый ряд новых машин,пригодных для глубокой отвальной х безотвальной обработки и разуплотнения годпахотшго слоя почвы,однако их применение не всегда приводят к повышенно урожайности возделываемых культур,« снижение энергозатрат.

Задача обостряется массовым переходом сельских производителей к мелкотоварному производству, при котором практически невозможна применение чизельных к двух-трехъярусных плуго в,агрегатмруемых с тракторами типа Т-150 х К-700,

В этой связи особую важность приобретает разработка таких орудий,рабочих органов и технологий рыхления подпахотного слоя,которые обеспечат повышение плодородия почв при минимальных энергетических затратах.

¡1§ДЬ_й_Э&ааУй_8££35В&5&Ш!8« ^ настоящей работа сделана попытка провести сравнительное изучение различных приемов разуплотнения подпахотного слоя,их влияния на свойства почвы а на этой основе разработать рабочие органы,которые позволили бы с минимальны.« энергозатратами получить хороший агрономический эффект. Была гоставлена цель разработать рабочие органы в виде приспособления к плугу,позволяясь заменить сллоаное рыхление подпахотного слол на голо сше {яелеванио} при одновременном проведении основной отвальной обработки пахотного слоя и внедрить юс в производство,

• »

В связи с этим резали следующие задачи:

1. Устшювить направленность к масштабы изменения агрофизических показателей плодородия пахотного и пэдпахэлкого сдоев в зависимости от применяемых традиционнее способов рыхления.

2. Разработать приспособление к плугу,предназначенное для рькзиъ'г подпахотного слоя с у""11"''^н-угоззтоатгш^ и хэрэаим агрономическим эффектом.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ •НАУЧНАЯ БИЗЛИОТСКА Моск. со/.ь;,;охоз ачадг^ии им. Н. ^

3. дать агронэиическув и энергетическую оценку сконструированному нами агрегату го рыхлешш подпахотного сдоя и обосновать целесообразность его применяя наряду с имеющимися в производстве агрегатами (орудиями).

4. Разработать рекомендации произвэдстеу центральдаго района Нечериэземтой зоны России.

Ьаушад_швизна_данщ.5$ работы состой/ в том, что в результате изучения оффектквкэсти разг*чных приеизв разуплотнения подпахотнэгэ сдзя пэчбы выявлвю:

- различные глубокие обработки по-разнэму влияют на снижение плот-нзсти сложения разрыхленного слоя почвы,изменение его физшсо-механических показателей. Значительный разрыхдящий эффект дадпахэтюго слоя.достигаемыа разработанными нами рабочими органами в виде приспособления к плугу, незначительно уступает эффекту обработки почвы чязельнгдга плугами;

- сочетание отвадьнзй обработки почвы с щелер хниси шдпахотнэго слоя обеспечило существенное снижение засореюйсти посевов го сравнение с чиэелеванием;

- применение глубоких обработок (чизелевание,вспашка с иелеванием) оказывает существенное влияние на давышение урокайшсти сельсх хозяйственных культур;

- применение вспашки с яелеваняем но только повышало про;ауктив-нэсть культур, да я оказывалась наиболее оправданным с энергетическое точки зрения.

0Е§5£ИЗ§Я£°£_2В&ч2Ш28_Е§£аХЫ« На оствании результатов исследований рекомендованы а используются в практике хозяйств Смоленской области оптимальные приемы разугкотнения подпахотного слоя, гоз-воякодие с милимальными энергозатратами получить хороша агронэми-чеекий эффект. Разреботакже наш приспособление б плугу, предназначен« о для рыхления годпаддтнэго саза, да сооегду назначении я

аффективно сти во многих случаях может зеленить пи зелью е орудие> для агрегатирования которого требуется энергонасьвценный трактор типа Т-150 или К-700. Такая1 замена швводит значительно сократить материальные затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией соответствующей техники, что особенно важно для небольших фермерских хозяйств.

Ап20бация_раб0ты. Результаты исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях Смоленского сельскохозяйственного института {1986,1980, 1990,1994), ТСХА.(1990). Ш материалам исследований опубликовало II научных статей.

- Диссертация изложена ка 135 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы, II рисунков, состоит из введения, шести глав, выводов. Список использованной литературы, включает 201 наименование, из них 14 на иизстранных языках.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОдаА провндания ИССЛЕДОВАНИЙ

Основные исследования проводились в течение 7 лет с 1936 года ш 1992 год в два этапа:

на первом этапе (1УЬ6-19В8гг) исследования проводились в полевом стационарном опыте, заложенном в учебда-опытюм хозяйстве "Короба во" Смоленской области в 1985 году на дерда во-подзолисто 8 средне-суглинистой почве го схеме:

Фактор А.. Обработка: I- вспашка на 20-22 см {контроль); 2 - вспашка на 20-22 см с целованием на 35-37 см; 3 - дискование на Ю-12 см чизелевание на 35-40 см; 4 - вспашка на 25-27 си.

" ¿актор Б. Удобрения: I - минеральные удобрения ка планируемый урожай; 2 - минеральные удобрения совместно с органическими на планируемый урожай {доза органических удобрений рассчитана на бездефицитный 'баланс гумуса); 3 - половинная доза минеральных удаб-

рений от второго варианта, внесенная локально совнестда с органи- • ческими удобрениями.

На опытюм участке развернут двумя культурами севооборот: 1) занятый пар; 2) озимая рокь; 3) картофель; 4) ячмень мн.тра-вы; 5) мн. травы; ь) лен; 7) кук>руза на сидас.

Ь одюй закладке чередование культур начато с картофеля» в другой с озимой ржи. Опыт был заложен методом расщепленных делянок с ревдомиэированным размещением вариантов. Размер делядак первого го-

рядка, где размещены варианты фактора А, составляют 1152 м^, второ-

2

га горядкг. (варианта фактора В) - 348 м . Площадь учетной делянки -1-го порядка - 720 2-го трядка - 240

Перед закладкой опыта почва пахотшго слоя характеризовалась следуадшх агрохимическими свойствами: рН 6,03, гидролитическая кис-яотшсть - 2,34 иг.экв., сумма гоглэшенных осязаний - 14 мг.экв. н1 100 г пзчвы, содержание гумуса - 2,2756, год» <хюго фэсфэра -9,6 кг и обмен» го калил - 12,7 кг на 100 г гг лбу.

Агротехника возделывания голевых культу; общепринятая для Централью го района Начерн4зешюй зоны России. В среднем за ротацию севооборота бит внесеш торфонавэзшго кошюста го 20 т/га; и лкая юрма минеральных удобрений составила Ю4.ВД1Р129К, половинная -52#46Р70К. Удобрения применяли в виде нитрофоски, аммиачной селитры, двойного суперфосфата и хлористого калия. Органические удобрена? вчэсили в тару» ДОД картофель и кукурузу. В пару произведен» известкование из расчёта 6,7 т известняковой муки на I га.

На втором этапе (19ДО-1992 г.г.) исследования проводились в АО "Заря" ГЬчинковского района Сю ленской области. Почва опытна го участка дерда во-подзолистая легкосуглинистая на мэренв. Слой гочвы О-20см характеризовался следувдими показателями: плотность 1,32 г7см3, общая пороз теть - 49,45?, содержание гумуса - 2,52%. рНсол - 5,36, содержание подвижного фэсфэра и обменного калия 14,7 и 9,3 иг/100 г

почвы.

Опыт был эалэжен а мае Х909 года путем беспокровнэго посева мнэголвтних трав, в котором изучат:

А. Способы основной обработки почвы: I. Вспашка на 20 см (контроль); 2. Дискование на 10-12 см;' 3. Чиэелевание на 32-36 см; 4; Вспашка на 20 см с одювременным щелеванием на 33 см. Б. Травосмеси:

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

2. Тимофеевка луговая (чистый посев).

3. Кострец безостый Свердловский 38 (чистый госев).

4. Тимофеевка луговая -к овсяница луговая Ногинская.* клевер луговой + люцерна Северная гибридная ДО.

5. Тимофеевка луговая + ежа сборная ВИК-б1*ялевер луговой.

Опыт заложен методам рандомизированных блоков. Плокадь учетюЯ делянки 30 м^« защитные полосы между способами обработки 2 м, травосмесями - 0,5 м. Повторность 4-кратная. В опыте вносили удобрения: РэоКбо веснзй, в вариантах со зла ковш травостоем додагнитэ-льно &,с(4£н45) весшй я под второй укос.

Полевые наблюдения за ростом в развитием иэдэпытных культур и лабораторные анализы проводили в соответствия с методикой, принятой в научно-исследовательски* учреждениях. Урожай учитывали аоделягоч-да со всея площади учетной делянки. Мнные урожаев■ обработаны методе» дисперснондаго анализа, оа существенные приняты те раэдасти, которые превышали наименьшую существен!суп раэнэсть (НСР^) на нэм уровне значимости, что соответствует Уо<- шму уровни вероятности.

Динамоивтрировакив плуга ПЯН-4-35 и чизеля 114-2,5 осуществлялась с помэцыз тенэшетрическтос ткг конструкции ВКСХОМ. В качестве регистрирующей аппаратуры применялись тендометрическая лаборатории НАТИ и осциллограф Н-700. Для усиления электрических сигналов датчиков применялись усилители 8АНЧ-7 и. Полученные осциллограммы обрабатывались на полуавтоматическом приборе для обработки бумажных осциллограмм 1ЮВД-12 и полярном планиметре Ш-М.

Метеорологические условия 1986-1992 г.г. в основном складывались благоприятно для возделывания основных сельскохозяйственных культур. Вегетационные периода 1986-1988 г.г. характеризовались в целом повышенным количеством осадков. 2а период активной вегетации они составляли 117-139% среднего многолетнего количества. Сухая и сравнительно теплая погода держалась в течение всего вегетационного периода 1992 года. Осадков выпало чуть бЬлкд> Головины нормы, а среднемесячная температура на O.tfc превышала срэднемвоголятнюю величину за этот же период. Засушливые уело дея замедлили рост и развитие многолетних трав. Известно, что вантрафные районы Нечерноземной зоны России относятся к зоне увлажнения с преобладанием влажных (32%) л избыточно влажных (30%) лет. Вероятность таг горения лет с засушливыми условиями составляет 5%, а голузасуш-.ивыми-12% (Шаюто ,1967). Исходя из этого, вероятность повторения погодных условий вегетационных периодов 1986-1992 г.г. составила что позволило достаточно объективно оценить степень влияния различных егособов рыхления на агрофизические свойства почвы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛ2Д0ВАНШ

I. Обоснование основных параметров рабочих органов к плугу, предназначенных для рыхления подпахотного слоя.

Обработка гочаы - самая энергоемкая и дорогостоящая операция в земледелии. Hs.ee дол» приходится около 40% энергетических и тру-

вше затрат > растениеводстве, поэтому совершенствование способов • бочвообработки как у нас в стране, так и за рубежом, является первостепенной проблемой.

Анализ литературных данных показывает, что количество энергии, потребляемое на выполнение оочвообрабатываащей операции, в значительной степени зависит от глубины и площади сечения обрабатываемого пласта и особенно от формы его нижнего периметра, расголэвен- . даго в более плотном почвенном горизонте. Причем, если уменьшить площадь обрабатываемой поверхности почвы, т.е. не проводить сплошного рыхления подзолистого слоя, то появляется возможность миниыа-лизапии обработки гочвы при создании глубокого пахотного слоя. Расчёты показывают, что заменяя сплошной (припахиваниеЗ или полосной (стрельчатый дачвоуглубительнэй лапой> способ рыхления подпахотного слоя на щелевание, можно за счет этого снизить энергозатраты в 2-2,5 раза. Этот вывод и был положен в основу рабочей гипотезы при разработке и обоснование основных параметров рыхлителей- ' щелерезов, предстазлянцих собой почэоуглубитехьную лапу чизалью-го типа, которая с помзжьв пластины крепится к стойке корпуса ялу-га (рис.1). Конструкция приспособления к плугу позволяет осуществлять щелевание подпахотного слоя на глубину дэ 15 см с одновременным оборотом пласта верхнего оахзтжго слоя.

Для энергетической оценки работы чизельюго плуга, отвкльного плуга х экспериментального, предназначенного для рьолекия подпахот-го слоя, определялись такие показатели, как тяговое сопротивление, потребляемая тяговая мощность, производительность * удельная энергоемкость в зависимости от глубины обработки.

Рус; . Приспо собнение к плугу, преднаэначенюе ддя

рыхления подпахотного слэя (рыхлитель-¡целерез). I - стойка; 2 - рыхлящая лапа; Э крепежная пластина

• Расчёт тягового сопротивления эксперимонтальнэго плуга осуществи лялся по следующему выражению: _

~Р9 = f & *Ко 5 V £ (К,^ * гтд^а'&х ~

где, ^ - коэффициент сопротивления передвижению орудия в борозде; G - масса орудия;^^-коэффициенты, характеризующие способность пласта сопротивляться деформации;о - глубина вспашки; о' - глубина рыхления щелереэов; - скорость движения; £,- коэффициенты, зависящие от формы рабочих органов, свойств почвы й размеров почвенного пласта; - ширина захвата рыхлителя-аделереза;/^« - конструктивная ширина захвата щелереэов; И - число рыхлителей-щелереэов; А/'- ширина междуследия рыхлнтелейнцелерезов.

Для подтверждения расчётизго способа определения тягового сопротивления экспериментального плуга были проведеш тяговые испытания. Как видда из табл.1 результаты экспериментальных данных хорош оог-лаоовываются с расчётными, что подтверждает справедливость предло-" женюй формулы, значение коэффициентов которой определялись его со бои наименьших квадрантов.

Таблица I •

Тяговое и удельное сопротивление экспериментального

плуга в . зависимости от олэщади сечения взрыХлашя! части пласта

0,20 - 0,2b - Ib.45 18,00 65,89 64,28

0,25 - 0,35 - 22,18 22,54 63,37 64,40

0,20 0,05 0,28 0,013 19,04 19,00 '64.96 64.Ü4

0,20 0,10 0,28 0,042 20,38 . ! 20,62 63,29 64,03

:,20 . 0,15 0,28 0,065 22,3? 22,10 ' 61,28 60,54

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

Эффективность применения различных способов рыхления подпахотного слоя с энергетической точки зрения наиболее шлю характеризует такой

показатель, как удельная энергоемкость орудий, .лсспериментальные данные и расчеты показали, что удельная энергоемкость экспериментального плуга, предназначенного для рыхления подпахотюго слоя на глубину 0,3í> м незначительно отличается (разница не превышает 1%) от уд s лыс а энергоемкости чизельюго плуга, устаювленюго на глубину обработки 0,3ь м.

2. Влияние рыхления юдпахотшго слоя на агрофизические свойства вэчвы

Результатами наших исследований устаювлею, что плотгости па-хо^нэго слоя определяются главным образом биологическими особенностями произрастающих культур и связанная с ними агротехникой, а также метеорологическими условиями,вегетационшго периода.

Изучение платности годпахотюго слоя показало, что она снизи-лесь практически го- всем разуплотняющим обработка. Tax, в семида-льюм севообороте в опыте с картофелем про ведер ¿с вспашки с щеяева-нием уменьшаю шитгость в сяэе 20-40 см на О J5-0.08 г/см3, дискование с чизеле ванием - ва 0,10-0,15 f/cu3, злшлка^на 25-27 см - на 0,05-0,06 г/см3 го сравнение со вспашкой на 20-22 см. В опытах е ячменем на втором году исследований эта тенденция значительна /силилась и различия в плотности подпахотного слоя по сравнению с контролем достигли соответствен» 0,17-0,18 г/см3 (вспашка с щелвваннем), 0,21-0,24 г/сма (дискование с чиэвлеванием), 0,09-0,14 г/м3 (вспашка на 25-27 см). В более рыхлом состоянии почва в этом слое находилась и к концу вегетации следующей культуры - многолетних трав.

Наряду с обработкой пэчеы ванная роль в изменении плотюсти и других агрофизических свойств принадлежит органическим удобрениям. Так при внесении годной дозы органических удобрений под картофелем шютшсть снизилась в пахотюм слое во всех вариантах опыта ка 0,040,09 г/см' по сравнению с контролем. И в среднем за три года эти различия четко проявляется.

Изучая ш следействие различных его саба в осдаввдй обработки а

опытах на мнэголетних травах (19ВД-1У92 г.г.) было установлена, что плотность годпахотюго слоя » вариантах обработки чкзелеванме и вспашка с щелеванием была ниже го сравнение с контролем, разница в среднем составляла соответственно 0,06 г/см8 я 0,05 г/см3. Особенна четкие различия были отмечены в 19Й9 году. На третий год жизни трав плэтюсть гочвы между режимами обработки почвы практически не отличалась.

Изменение плотюсти гочвы оказала заметное влияние на влажность почвы. Например, в подпахотном слое на вариантах с глубоким рыхлением она была на 1,5-2,5% больше чем на, вариантах Сев глубокого рыхления. Ыожю отметить следующие тенденции в засушливые периоды быстрее иссушались верхние слои в почвах с рыхлением годпахотюго горизонта почвы. В период избыточного выпадания осадков вше плужнэй годоввы часто наблюдается временный избыток вгагя я связанное о отим ухудшение аэрации гочвы. При глубоких обработках почвы (чжззлеванив,целование) такое переувлажнение не отмечею.' динамика вспашки почвы в течение вегетации определялась в основюы выпадением осадков. Влияние других факторов (удобрения, состав травосмесей} не сказалось на изменение влажности гочвы..

Зажным показателем, характеризующим физические свойства гочвы, являются твердость гочвы. Установлено» что твердость пахотшго сю я {0-20 см) за период исследований практически не зависела от'сгосо-бов основной обработки гочвы. Твёрдость подпахотного слоя (20-40см) в опыте (1966-г.г.) значительно снизилась на таких вариантах обработки гочвы, как дискование чизелевание к вспашка с надевали -ем, в среднем разница за три года исследований го сравнению с контролем соответственна составила 13,8 в 7,1 кг/см^, т.е. на 29 и 15л. Причем наибольшую твердость (4Ь,2-4з,3 кг/см^) имела почва в слое 20-40 см в конце вегетации культур в вариантах вспалхв на 20-22 см

и вспашка на 25-27 см, наименьшую (31,3-39,7 кг/см^) - в начале вегетации при возделывании культур то вспашке с челеванием и дискование с чизелевакием.

В опыте, заложенной в АО "Ларя" на многолетних травах твердость почвы сильно зависала от способов основной обработки шчвы в первый год их пользования,т.е. в году. Тык, в слое почвы 20-40 см твердость по вспалке сос-авила 50-5о кг/см^, а го фону, где проводилось чизелевание я вспашка с целеванием соответственно 21-29кг/см^ и 26-40 кг/см^, т.е. за счет'таких приемов рыхления подпахотного слоя твердость снижается почти вдвое.

В среднем за три года исследований на многолетних травах показателя твердости подпахотного слоя го фону глубоких обработок были значительно ниже, чем на контрольной вспашке и соответственно составляли 37,3 кг/см*" (чизелевание), 42,7 хг/см^ ^вспашка с щелева-2

кием) в 51,2 кг/см (вспашка на 20-22 см).

Таким образом, применение таких приемо/ рыхления подпахотного слоя как чизелевание, вспашка с целеваниам позволяет значительно улучшить агрофизические свойства подпахотного сдоя. Причем вспашка с щелеванием практически не уступает чизелевание го своему д Яствию на агрофизические показатели почвы (табл.2). Длительное раг/плотнящее действие нелевания ц чизелевания мэжю объяснить ты, что эти глубокие обработки проводятся орудиями, которые разрушают плотную структуру только на части площади подпахотного горизонта, что позволяет почве в меньшей степени подвергаться уплотнению сельскохозяйственной техникой.

Влияние подпахотного рыхления на изменение агрофизических свойств гочвы (в среднем за 19&6-1980гг. )

Вяпиянт •'■Слов почвы,•Плотность, • Твердость, 1&лажность,

Р__• см , г/см3 | кг/см2___

Вспашка 0-20 1,42 19,У 22,1

на 20-22 см . 20-40 1,62 47,2 17,3

Вспашка 0-Й0 1,3В 19.Й 20,9

с щелеванием 20-40 1,51 40,0 19,4

Дискование + 0-20 1,38 . 21,6 33,7

чизелевание 20-40 1,43 33,4 20,3

Вспашка 0-20 1,41 20,Ь 21,7

на 25-27 см 20-40 1,54 47,4 10,0

3. Влияние обработок я удобрений на агрохимические свойства гочвы

Различные приемы рыхления подпахотного слоя оказали влияние на агрохимические свойства корнеобктаемого слоя почвы. Так, в опыте 1Ш6-19Ш г.г. оказалось самое низкое содержание гуууса (2,022,10 %) и азота (0,71-1,39 мг/100 г почвы) в варианте вспашка на 25-27 см. Это связано олрлеамваниеммалодяэдородвэго подзолистого горизонта к пахотному слою.

Самое высокое содержание подвижны* форм РзОг^гЭ,5-21 мг/100г почвы) к (15-17,5 мг/ЮО г гочвы) отмечается в варианте "Дискование ■»■ чизелевание". Это обусловлено слабым перемешиванием гочвы в пределах пахотного слоя и аккумуляцией элемента» питания, внесенных с удобрениями, в основном » слое 0-14 ех.

Оценка кислотно-поглотительных свойств почвы показывает, что они благоприятны для возделывания сельскохозяйственных культур: имеют близкую к нейтральной реакцию, среды (рйсол 5,93-6,40), до воль-то низкую гидролитическую кислотность (0,6-1,4 мг.окв/100 г почин;

и высокую степень насыщенности основаниями (ь0-90£). Рыхление подпахотного слоя путем ¡цвлевания и чизелевания в сочетании с минеральными и органическими удобрениями приводит к заметному улучшению лицевого режима и кисло тда-гюгло тигельных свойств почвы.

4. Изменений биологических свойств почвы и условий питания растений

Биологическая активна ть, определяемая по интенсивности распада клетчатки в почве и окислительно-восстановительному потенциалу, достаточно точно отражает комплекс почвенных условий, оказывающих наиболее суцественнспч влияние на рост и развитие растений и может служить интегрирующим показателем эффективного плодородия дернэво-подэолистых почв (Доспехов, 1967).

Полученные вами данные (табл.3) свидетельствуют о том, что глубокое подпахотное рыхление, проводимое чизельн» & плугами и рыхлите-лями-щелерезами увеличивает активность цеялшю л разлагающей микрофлоры, Процент разложения льняного полотка (гредкие данные по двум культурам) на делянках, удобренных минералы л&зд удобрениям, составляет соответственно 39,6 а 37,3, а. на контрольной вспашке - 33,7. Анализ микробиологическое активности го слоям почвы гок&зывае' ,что в пахотном слое (0-20 см) она мало отличалась по изучаемым о Jpaбoт-кам. Внесение органических удобрений способствовало $хтиви?ации Сшлогичесхих процессов до способам обработки ках в пахот!ом,так а в подпахотнш горизонтах. Наибольшая скорость разложения льняной ткани в пахотном сдое наблюдалась при проведении дискования с чизеле-ванием. ото связано с тем, что значительная часть органических удобрений размещается в верхней части пахотного слоя а служит надежным

источником энергетического материала.

Оо нашим данным (табл.3) величина ОШ, измеренная в посевах

кукурузы и многолетних трав первого года пользования указывает на

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

Вариант ' обработки! бок удобрений •лотна, % 1 ОВП, 1 мВ 1 ^/"-л/о, I мг/кг

Вспашка на 20-22см №РК №К+комгост 1/2 УРК+комдаст 33,8 зад зь,в 257 267 254 21, ь 23, а зо )ь

Вспашка ЖС 37,3 238 20,0

с ¡целованием &РК+компост 1/2 №РК+компост 42,7 40,0 262 271 30,1 30,4

Дискование ♦чизелева-ние №К - №К+к0мтост 1/2 ШС+комгаост 39,6 43,0 41,8 257260 259 21,2 34,7 24,3

Вспашка ЙРК 40,7 269 28,4

на 25-27 см У-РК+комшст 1/2 №К-нсомгост 40,7 42,В 272 260 34,7 24,9

восстановительные процессы, протекающие в почве. Подобное явление можно объяснить тем, что почва характеризуется повышенной твердостью и плотностью. Однако, при разрыхлении подпахотного слоя активизируется окислительные процессы. Так, ОВП слоя 20-30 см при вспашке с щелеванием в посевах кукурузы возрастает до 2оо мВ, при чизелевании - до 2Ъо мВ по сравнению 224 мВ при вспашке на 20-22 см.

Разные способы обработки в сочетании с минеральными удобрениями изменяют потенциальную способность почвы в накоплении нитратного азота за счет минерализации азотсодержащих органичесхих веществ. Накопление нитратов зависит от глубины обработки и вносимых удобрения. Применение чизельного плуга и рыхлителебгфлерезов при проведении вспашки способствовало накоплению нитратов а слое 20-30 см. Это связано с активизацией нитрифицирующих микроорганизмов в результате

усиления минерализации органического вещества в нижележащих горизонтах.

5. Влияние обработок и удобрений на засоренность культур Исследованиями установлено,что применяемые в опыте различные способы обработки, оказывают неодинаковое влияние на засореншсть 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 ползучий и осот полевой. Результаты исследований, проведенных в АО "Заря" на многолетних травах также подт-верждаят эту закономерность.

• Таблица 4

Влияние обработок и удобрений на„засоренность госевоэ мн.трав и кукурузы, штДг. Средние данные за 1988 г.

Вариант обработки 'Фон удобрений/ ' t 1 Всего > в т.ч. (многолетние • 'Вес возд. (Сухой массы, г/м2

Вспашка на 20-22 см №РК . _ ' #РК+компост 1/2 М+комдаст 77 I0Q 120 20 25 " 28 ■ ' 10,9 ' 15,4 13,4

Вспаа-а с щелеван; ем .. J6PK . JfPK+компост 1/2 Н'К+комдаст не 62 92 " 2"" 17 21 10,3 9,3

Диско вание +чизелевание tfPK - 8>РК+комгост ' 1/2 №К+комшст . 145 160 157 . 53 42 51 22,6 26,6 ' 29,3 ' '

Вспашка на 25-27см КРК . . )?РК+компост 1/2 КРК+комшст 66 76 га 25 17 ■ 21 15,5 10,0 14,1

Так, в год посева при проведении обработки с оборотом пласта (вспашка с щелеванием) обЦая засореншсть была почти в 2 раза ниже по сравнению с дискованием и чизелеванием, причем количест&о многолетних сорняков было меньше в 1,2 раза...

-Последовательна , применение отвальных обработок, в частности, вспашки с щелеванием, является мощным средством борьбы с сорной растительностьи.

6. Влияние рыхления подпахотного слоя на корневую систему растений

Рыхление подпахотного слоя создает условия для развития более мощной корневой системы, способствует лучшему проникновению ее в более глубокие слои почвы. Результаты учета запасов корневой массы показывают, что по всем вариантам подпахотного рыхления она возрастала как в пахотном слое, так и в подпахотных слоях почвы по 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 по фону 5РРК - 3,8 ц/га, *РК+комгост - 3,9 ц/га и 1/2 Н'К+ хомпост - 3,9 ц/га, в вариантах обычной вспашки «»ответственно 1,25; 1,95 и 1,90 ц/га, то есть в 2 раза меньше. Такая закономерность наблюдается и по дискованию с чизвлеванием. Учет запасов корневой массы клеверо-тимофеечной смеси в 1988 г. в целом подтверждает отмеченные ранее закономерности. Таким образом, рыхление подпахотного слоя влечет за собой более равномерное распределение корней по всей глубине обрабатываемого слоя гочвы. Наблюдается равномерное развитие корней в нижней части подпахотного слоя, свойства которого в результате окультуривания стали более благоприятными, чем в подпахотном слое при обычной вспашке.

7. Агротехническая и биоэнергетическая эффективность обработок я рыхления подпахотного слоя гочвы

Анализ трехлетних урожайных данных (1986-1988 г.г.) стационарного опыта показал довольно высокую эффективность углубления пахотного слоя дерново-подзолистых почв (табл.5). В среднем за три года самый высокий урожай с I га (61,8 ц.продукции в пересчете на зерно) был получен в варианте сочетания дискования с чизелеванием на фоне

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

Вариант

«юнд

обработки Удобрений

Вс ледка на 20-22 см

Вспашка с щелеваниэм

Дискование +) чизелееание

Вспашка на 23-27 см

I

г

3

1

2 3

1

2 3

1

2 3

1 Озимая I рожь

I

1 Карто фоль Шчмень+1 Лен Шдаго-Шукуруза ! В среднем I 19оог. 1мн.тра-!т5н7г(летние на силос » ц.зер.ед./га вы, . 4'трави 11988г. '

!

11987г. !

1988г.

I

18,1 25,0 19,9

Ьб 136 99

24,4 30,2 25,8

38,1 65,6 37,0 122,7 29,8 92,1

621 758 734

18,3 25,3 21,7

112 179 122

25.2 29,4

27.3

34,1 90,4 39,5 127,6 31,9 98,1

640 845 793

20,0 30,3 25,3

97 190 101

25,7 32,1 28,3

35.2 95,2

38.3 14а,0 35,1 102,0

675 921 682

17,3 23,9 18,8

Ш 216 164

22,7 29,5 30,3 31,0 28,1 27,8

84,0

123,0

97,2

£07 785 752

36,8 51,5 . 44,2

39,7 56,4 48,2

40,5 61,8 51,1

35,3

54.6

47.7

Н»05

НСРзэ обработки ¡и\)5 удобрений ,

6,1 3,0 3,3

43,0 23,4 , 23,2

4,1 2.1 2,0

4.1

2.2 2,0

12,2 69,0

6.0 31,0

6.1 39,0

' Примечание: I - Ш£; И - Ш+компост; 3 - 1/2 #РК+комшст

внесения полных норм минеральных и органических удобрений. Прибавки урожая с I га го сравнении с обычной вспашкой на огом же фоне удобрения составила 10,3 ц.зерн.ед.,или 20%. Вспашка на 2022 см с однэвременным щялеванием по эффектиЕЮсти оказалась на втором месте, урожая составил 110% к контролю.

Влияние испытываемых приемов обработки почвы на различные культуры севооборота было неодинаковым. Следует отметить, что дискование с чизелеванием значительна уступало вспашке на 25-27 см на картофеле, а также вспашке на 20-22 см со щелеванием на льне при полюй юрме минеральных удобрений. Это объясняется в осшвшм более сильной заеорендастью посевов в варианте без вспашки. В то же время вспашка на 25-27 см привела я снижению урожайшсти озимой ржи и льна и, практически, не повысила урожай ячменя, кукурузы и ив-голетяих трав. «Цействие вспашхи со щелеватей на фоне внесения полной нормы удобрений лучше всего проявилась на картофеле, кукурузе и льне (прибавка соответственю 22,11 и 7%), на фоне половинной юрмы - на картофеле (22$), озииэй ржи (9%), льна (7%), инэ го летних трав (7%).

Однако, _кан видно не все культуры одинаково реагирует на под-аахоттв рыхление, шэтому при проведении гочвоуглебления необходима учитывать различия в размерах и строении корневой системы растений, их биологические особекгастп.

Исследования, проведенные на стационарюм опыте в АО "Саря" доказали (табл.б), что при проведении чизельюй обработки прибавка урожая мюголетних трав составила 4-12 ц/га, вспашки оо целеванием 4-17 ц/га. При говерхюстюй обработке получены самые низкие урожаи трав. Осшвная причина недобора урожая - худшее развитие сеяных трав, более высокая засоренность посевов.

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

Вариант Т Состав траво- ' |1990г!1991г11992г1В средне»^ ко отобрав тки__|_сиеси____________2__________

Вспашка I. Кл+Т . 93 105 46 81,3 _

2. Т 98 102 23 74,3 -

2. К.Б. 98 93 26 72,3 _

4.'О+Т+Кл+Л . 74 119 49 60,7 -

5. Е+Т+Кл 68 112 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 83 98 40 73,7 - 0,3 .

Чизеле- I. Кл + Т 104 51 83,7 + 2,4

вание 2. Т 106 101 28' . 78,3 + 4,0

3. К.Б. • ПО 102 38 86,7 + 14,4 .

4. О+Т+Кл+л 84 121 53 66,0 + 5,3

5. Е+Т+Кл юг 120 ОХ ■ 91,0 + 17,1

Всг. апка I. Кл + Т 108 12В ¡>3 96,3 + 15,0

с щелева- 2. Т 109 . 109 27 Ы, 7 " + 7,4

да, ем 3. К.Б. 108 101 38 82,3 ' + 10,0

4. О+Т+Кл+Л 101 III 56 . 89,3 + 8,6

5. Е+Т+Кл 105 128 53 95,3 + 21,3

НСР05 12,6 6,7 4,7 Ь.1

НСР05 обработок 6,7 3,7 2,4 4,1

НСРо5 травосмесей 6.4 «Л 3,1 4,4 :

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

Таким образом, анализ трехлетних урожайных данных (19Ьо-1988 гг) стационарного опыта совхоза "Коробово" и четырехлетних стационарного опыта АО "оаря" (1ЭЬ9-15Ь2 гг) убеждает в том,что применение таких приемов рыхления подпахотного слоя как вспашка с щелеванием и чизелеванием положительно влияет на величину урожаев большинства культур. Однако, как известно, применение этих приемов связано со значительным повышением энергозатрат. Поэтому, при анализе эффективности различных приемов рыхления подпахотного слоя необходима оценка с позиции энергетической эффективности.

Результаты исследований показали, что изучаемые нами приемы рыхления подпахотного слоя заметно различались ш энергоемкости. По полученным нами расчетам такие приемы обработки почвы, как вспашка с щелеванием и дискование с чизелеванием значительно повы-¡лают энергетическую эффективность возделываемых культур в семипольном севообороте. Снергетичесний коэффициент при вспашке с щелеванием в зависимости от фона удобрений повышается на 4-9$, а при дисковании с чизелеванием - на 5-16& по сравнению с вспашкой на 20-22 см. При этом следует отметить, что с&мые 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 можно отнести экспериментальной плуг с рыхлителями-телорезами. Вспашка на 25-27 см дала незначительное повышение энергетического коэффициента, от сравнению с контролем, а на фоне без вносвния органических удобрений даже снижение на

Определение энергетических затрат в опыте 1989-1992гг. на многолетних травах показало, что при чизелевании на единицу

дополнительна затраченной энергии получено 1,7-6 единиц энергии , корма. Наиболее эффективньм приемом основной обработки почвы является вспашка со щелеванием. В этом случае продуктивность многолетних трав увеличивается на 10-22%, на I мДк дополнительно затраченной энергии получаем 2,2-7,6 ЦДк энергии корма.

Тахим образом, расчёты энергетической эффективности позволяет наиболее правильно оценить различные приемы рыхления подпахотного слоя.

>

ОБЩИЕ вывода ,

1. В условиях Центрального района Нечерноземной зоны России применяемые приемы рыхления подпахотного слоя, направленное на улучшение агрофизических свойств дерново-подзолистых почв, связаны со значительным повышением энергозатрат. Поэтому при углублении и окультуривании пахотного елок необходимо изыскивать и разрабатывать такие способы рыхления подпахотного слоя, которые позволили бы с наименьшими затратами энергии получить положительный агрономический эффект.

2. Р-\зработаншенами приспособление к плугу типа ШН, предназначенное для рыхления подпахотного слоя с параметрами глубины обработки 0,15 м и ширине дадата не менее 0,03 м позволяет работать до "критической" глубины резания с минимальным тяговым в удельным сопротивлением,- . .

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

4. Разработанный способ рыхления подпахотного слоя - вспашка с щелеванием, наряду с применяемыми глубокими обработками - чизе-лев&нием, создаёт более оптимальное строение почвы 20-4Э см слоя

и хотя процесс уплотнения гочвы в течение вегетации культур проис-

ходит довольна быстро, однако го 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 этом происходит улучшение обменго-гоглотительных свойств почвы, особенно в нижней части пахотного сдоя (20-40 см), тогда как го вспапке на 20-22 см свойства этого слоя практически не изменяются.

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

«

рений существенно увеличивает активность целлюлоэоразлагающих микроорганизмов как в пахотном 0-20 см, так и в подпахотном 20-40 см слое почвы.

7. Сочетание отвальной обработки с щелеванием подпахотного сдоя обеспечивало значительное снижение засоренности посевов в сравнении с чизелеванием и дискованием почвы. При возделывании ячменя, кукурузы и многолетних трав на вариантах с дискованием и чизелеванием засоренность посевов возрастала в два раза и в основном за счет многолетних сорняков.

8. Глубокое рыхление'(чадедевание, вспашка с щелеЕаниеь.) способствует более мощному 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, го вспашке с щелеванием масса корней составила по фону »РК-3,8; ЯРК+коыгост - 3,9; 1/2КРК+ компост - 3,9 ц/га, а в вариантах обычной вспашки соответственно

. 1,25, 1,95 и 1,90 ц/га, тоесть в двараза меньше. Аналогичная .закономерность наблюдалась к ш дискованию с чизелеванием.

9. Более высокий урожай культур семипольного севооборота (61,8 ц продукции в пересчете на зерно) 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 полю Я юрмы удобрений более заметное действие вспашки с щелеванием проявилось на картофеле, кукурузе и льне (прибавка составила соответственш 32, II и 7%),на фоне половинной нормы - на картофеле - 23%, озимой ржи - 9%, на льне и многрлетних травах - 7%. • '

Ю. Глубокие обработки почвы оказали заметнае влияние и на продуктивность многолетних травостоев. Самый высокий урожай получен при проведении вспашки с щелеванием (Ю1-109 ц/га сухой иассы сена), несколько ниже была их продуктивность при вспашке - 68-58 ц/га, затем дисковании- 71-94 ц/га. Наибольшая урожайность (ПО ц/га) при углублении корнеобитаемого слоя отмечена у костреца без-остог-».

11. 3 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 ежи сборной, тимофеевки и клевера. Одновидовые пзеевы тимофеевки и костреца уступали го величине урожая сена (соответственш на 14,6 и 14,0 ц/га) клеверо-тм-' мофеечнэй смеси.

12. Биоэнергетическая оценка изучаемых приемов рыхления подпахотного слоя показала, что в семипольном севообороте наибольшей эффективностью отличались: дискование с чизелеванием и вспашка с щелеванием, а на многолетних травах - вспашка с щелеванием. Энергетический коэффициент в зависимости от фона удобрений го сравне-

нип с вспашкой на 20-22 сы повышался: при вспашке с целеванием на 4-9Й; при дисковании с чизелеванием на 5-I6&. црг возделывании многолетних трав энергетические затраты составили при дисковании 4jf от вспашки на ¿0-22 см, а при чизелевании они возросли на 14,7Й, вспашки с щелеванием - Hä Однако, наиболее эффективным прие-

мом основной обработки гоявы является вспашка с щелеванием. В этом случае продуктивность многолетних трав увеличивается на М-22£, на I МДж дополнительно затраченной энергии получаем 2,2-7,6 Ы/,-» энергии корма.

ПРЕДШШЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ В условиях Центрального Нечерноземья на дерново-подзолистых почвах для снижения плотности сложения и окультуривания подпахотного слоя для улучшения агрофизических свойств корнеобитаемого слоя необходимо проводить чизелевание на глубину 35-40 см или вспадку плугом с щелерезом конструкции Смоленского СХИ. Такая вспашка позволит значительно сократить материальные затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией тракторов типа T-I50 или К-700 и чиоельных плуго,что особенно важно для мелкотоварных производителей.

Список опубликованных работ ш теме диссертации:

1. Ткшин Б.Ы.,Белокопытов В.Н..Герасимов В.Н. Приспособление для совмещенного рыхления подпахотного слоя дерново-подзолистых почв.Пути повышения эффективности использования производственного потенциала сельского хозяйства Смоленской области в свете решений 13СУП съезда КПСС (тезисы докладов научно-практической конференции).Смоленск. 19Ьб,С.132-135.

2. Белокопытов В.Н., Гордеев A.M. и др. Приспособление к плугу для рыхления подпахотного слоя дердаво-годэолистых почв. Смоленский да,,« 97-86, 1965,Сизлечск.

3. Белокопытов В.Н..Гордеев A.M., Батов В.И. Эффективность чизеле-

t

вания в сочетании с дискованием как приемы минимализации основной обработки гочвы. Смоленский ЩГИ № 96-89, 1989, г.Смоленск.

4. ГЪрдеев A.M.,Выогин С.М..Прудникова А.Г., Тишин Б.М..Белокопы-тов В.Н. Энергосберегающие приемы углубления пахотшго слоя дерю-бо-подзолистых почв. Известия,ТСХН,1989, № 4, C.8-I3.

5. Полунин А.И. и др. Рекомендации го углублению и разуплотнению пахотного слоя дерново-го дзолистых почв. Смоленск, 1987, 35 с.

6. Гордеев A.M. ,Выогин С.М., Прудникова А.Г. .Белокопытов В.Н. Разуплотнение корнеобитаемзго слоя гочвы. "Земледелие", 1989,Я» 9, С.49-51.

2- Гордеев A.M.,Вьюгин С.М. .Белокопытов В.Н. Эффективность разуплотнения гочвы. "Земледелие", 1990, ff 2, С.34-35.

8. Белокопытов В.Н., Тишин Б.М.,Гордеев A.M. Эффективность приемов "углубления пахотного слоя дерново-подзолистых почв. Разработка и совершенствование рабочих органов сельскохозяйственных машин.' /Межвузовский сборник науч.тр.) М, 1990, C.I0I-IQ5.

9. Белокопытов В.Н. Энергетическая оценка различных способов основной обработки почв.Интенсификация сельскохозяйственного производства. /Тезисы дзкл.науч.практ.конф./ Смоленск,1990,С.137-140.

Ю. Прудников А.Д..Белокопытов В.Н..Прудникова А.Г. Влияние различных приемов углубления пахотного слоя на продуктивность многолетних травостоев. Проблемы развития новых форм хозяйство вания на селе. /Материалы науч.практ.конф/. Смоленск, 1РГ>4, С.88-90. II. Белокопытов В.Н. Влияние технологических и конструкционных параметров рыхлителей-щелерезов на тяговое и удельное сопротивление плуга. Проблемы развития новых форм хозяйствования на селе/. Материалы науч.практ.конф./. Смоленск,1994, С.82-85.

Формат 0\магп 60Хй4'/|, Тир Зяк Исч листов

Смоленская городская типография 5* прполиграфизлата Смоленского облисполкома Индекс 214000. >л Л\аршала Ж>кова 16