Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Действие длительного применения разных систем обработки и удобрений на изменение показателей плодородия дерново-подзолистой почвы и урожайность полевых культур

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Действие длительного применения разных систем обработки и удобрений на изменение показателей плодородия дерново-подзолистой почвы и урожайность полевых культур"

На правах рукописи

МОХАМЕД БАНГУРА

ДЕЙСТВИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ И УДОБРЕНИЙ НА ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР

Специальность 06.01.01 — общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1996

Работа выполнена в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Р. Р. Усманов.

Официальные оппоненты: Ю. П. Жуков, доктор сельскохозяйственных наук, профессор; В. Ф. Ульянов, кандидат сельскохозяйственных наук.

Ведущее предприятие — Всероссийский научно-исследовательский институт информатизации агрономии и экологии.

Защита диссертации состоится ДО. соьуц. 1996 г.

в 1.Ц . . часов на заседании диссертационного совета К-120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет МСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА.

Автореферат разослан . -Нон^.^ . . . 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат сельскохозяйственных

наук ' В. Н. Мельников

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность проблемы. В современном земледелии России снижение урожайности сельскохозяйственных культур и ухудшение плодородия дерново-подзолистых почв наряду с действием экономических причин обусловлено прежде всего сокращением объемов примсне-нщ пестицидов, минеральных и органических удобрений, а также несоответствием систем обработки почвы местным природно-климатическим условиям и требованиям производства.

Поэтому повышение устойчивости земледелия в Нечерноземной зоне во многом определяется применением ресурсосберегающих почвозащитных систем обработки почзы. которые способствуют сохранению почвенного плодородия, защите почв от эрозии, увеличению эффективности органических и минеральных удобрений, экономии материальных, трудовых и энергетических ресурсов.

1.2. Цель и задачи исследований. Целью исследований было обоснование оптимальной по глубине и интенсивности системы обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы а зернопропащ-ном и пропашном севооборотах для центральных районов Нечернозем-нон зоны.

В связи с этим решали следующие задачи:

- изучить в многолетних многофакторных опытах тенденции изменения агрофизических, агрохимических и физико-механических свойств дерново-подзолистой почвы под действием длительного применения разных систем обработки и удобрений;

- определить эффективность минеральных и органических удобрений при разных системах обработки почвы;

- определить количественную зависимость между продуктивностью культур и основными показателями плодородия почвы;

- изучить влияние удобрений и разных систем обработай почвы на ее технологические свойства;

- определить энергетическую эффективность разных по интенсивности систем обработки дерного-подзолистой среднесуг линистой почвы.

1.3. Научная позпзпа. В результате исследований установлено, что длительное (23...25 лет) применение ресурсосберегающей минимальной системы обработки приводит к усиливающейся по годам днфферен-

циации по профилю агрофизических и агрохимических свойств дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы.

Впервые изучены закономерности изменения физико-механических (техноло! ических) свойств дерново-подзолистой почвы под влиянием многолетнего применения разных систем обработки и удобрений.

Методом интегральных кривых установлены тенденции изменения урожайности за 25-летний период проведения опыта.

На основании статистических и математических методов определены количественные зависимости между основными показателями плодородия почвы и продуктивностью сельскохозяйственных культур. Дано уравнение кривой снижения урожайности культур в пропашном звене севооборота в зависимости от глубины и интенсивности обработок.

Практическая значимость. Внедрение результатов исследований в центральных районах Нечерноземной зоны позволит обеспечить расширенное воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв, увеличить продуктивность сельскохозяйственных культур, сократить материальные и трудовые затраты.

Основные выводы и положения диссертации могут быть использованы при разработке агроландшафтных систем земледелия.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были доложены на научных конференциях ТСХА в 1994 и 1995 г.г.

Публикации. По материалам диссертации опубликована одна статья в соавторстве.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций производству, 19 таблиц, 15 рисунков.

• Список использованной литературы включает 244 наименования, в том числе 26 работ иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 2. Условия и методика проведения исследований

Исследования выполняли лабораторным, вегетацнонно-полевым и полевыми методами на опытном поле лаборатории земледелия научно-исследовательского отдела разработки систем земледелия и животноводства ТСХА в 1992-1995 гг.

Чрехфакторный полевой стационарный опыт 9x7x2 заложен в 1969 году проф. Б. А.Доспеховым методом расщепленных делянок. Схема опыта включает 126 вариантов и позволяет изучить действие и взаимодействие разных систем обработки почвы и удобрений в севообороте. На делянках первого порядка (J260 м2) изучаются 9 систем обработки почвы, на делянках второго порядка (180 м2) - 7 вариантов удоб-рейий и на делянках третьего порядка (90 мг) - 2 варианта чизелевания. Повторность опыта трехкратная, варианты размещены методом латинского прямоугольника 3x3x42. Опыт проводится в зернопропашном севообороте во времени со следующим чередованием культур: однолетние травы - озимая пшеница - ячмень - картофель - ячмень - овес. С 1993 года началась пятая ротация севооборота.

Исследования выполняли в следующих вариантах систем обработки почвы (условное название вариантов):

1. Отвальная, принятая в зоне, контроль (ежегодная вспашка на 20...22см, весеннее боронование, предпосевная культивация на 8...10 см с боронованием, обработка РВК-3 под зерновые культуры и однолетние травы, перепашка зяби на 14...16 см с боронованием и предпосадочная культивация на 8...10 см с боронованием под картофель),

2. Минимальная фрезерная (без основной обработки, только предпосевное фрезерование на 8... 10 см под зерновые культуры и однолетние травы и предпосадочное фрезерование на 14... 16 см под картофель),

3. Отвальная с фрезерованием (вспашка на 20...22 см один раз в три года, весеннее боронование, предпосевное фрезерование на 8... 10 см под зерновые культуры и однолетние травы, под картофель - предпосадочное фрезерование на 14... 16 см),

4. Трехъярусная и отвальная с фрезерованием ( трехъярусная вспашка на 38...40 см один раз в три года под однолетние травы и картофель, предпосевное фрезерование на 8... 10 см под зерновые культуры И однолетние травы, под картофель предпосадочное фрезерование на 14... 16 см).

Удобрения изучали в следующих вариантах:

1. Без удобрений,

2. 2NPK (ежегодно в среднем за весь период опыта Nim Pm« Kino),

3. 2ЫРК. + солома (солома зерновых культур вносилась под основную обработку почвы из расчета 4-6 т на 1 га. в среднем ' за весь период опыта ежегодно 3.0 г/га + Ыт Рюч Кюч)

4. 2ЫРК. + навоз (навоз вносили под картофель" и парозанимающую культуру, в среднем за весь период опыта навоз 14,6 т/га + N107 Р|Н Кшч).

Двухфакторный полевой стационарный опыт 4x2 заложен осенью 1974 года методом расщепленных делянок. В 1975..1978 гг. на опытном участке чередовали во времени культуры севооборота: картофель - занятый (вико-овсяный) пар, а с 1979 года - картофель - кукуруза.

Схема-опыта включает следующие варианты:

Фактор В Удобрения

1. Без удобрений

2. Навоз 100 т/га (через год) + N180 Р200 К180 (ежегодно)

Вспашка и трехъярусные основные обработки проводятся через год. Размер делянок для вариантов обработки - 500 м2, удобрений -250 м2. Повторность 3-х кратная, число вариантов 16, делянок - 48. Общая площадь опыта 1,3 га.

Агротехника возделывания полевых культур в опытах соответствовала рекомендациям для данной зоны и системе земледелия для Московской области. Механическую обработку почгы б соответствующих вариантах опытов выполняли следующими орудиями: борона дисконая БДТ-2.5, плуг ПК-4-35, плуг ПТН-40, культнзатор-плоскорез-глубоко-рыхлитель КПГ-2-153 и 1СПГ-250, фрезсрдый культиватор КФГ-3,6, культиватор 1СПС-4, рыхлитгль-сыраБалаатель-каток РВК-3, п РВК-3,6, борона БЗСС-1,0, сеялка СЗ-ЗД

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглшшстая. Перед закладкой опыта пахотный слон мощностью 20...22 ш характс- . ризовался следующими показателями: содержание гумуса по Тюрину -1.5...1.8, общего азота - 0.08...0.11, пщролпзуеыого азота по Тюрнну-Коиоповой - 5...7 мг, рН КС1 - 5,0, доступного растениях! фосфора по Кирсанову 4.0...5.5 «г и обменного калия по Масловой - 6...7 мг на 100 г

Фактор А

.Основная обработка (через год под картофель)

1. Вспашка на 20...22 см

2. Одна трехъярусная обработка на 38...40 см

3.Две трехъярусные обработки на 38...40 см

4. Три трехъярусные обработки на 38...40 см

почвы. Перед закладкой опыта и повторно в 1987 году почва опытного участка была произвесткована по полной гидролитической кислотности.

Метеорологические условия вегетационных периодов в годы исследований были резко контрастными. Вегетационный период 1992 г. был жарким и засушливым, количество осадков было значительно ниже, а сумма эффективных температур выше среднемноголетних данных. В то время как вегетационный период 1993 г. характеризовался повышенным количеством осадков и пониженным температурным режимом, вегетационный период 1994 г. был в целом нормально увлажненным.

Все исследования проводили по соответствующим ГОСТ и методикам, принятым в научно-исследованных учреждениях. Данные обрабатывали методом вариационной статистики и интегральных кривых на ЭВМ.

3. Изменение основных показателей плодородия дернопо-подзолнстон среднесуглинистой почвы при длительном применении разных систем обработки н удобрений

3.1. Агрофизические показатели плодородия

Данные по влиянию длительного применения разных по глубине и интенсивности. обработок почвы на ее основные агрофизические свойства свидетельствуют, что с увеличением числа и глубины обработок увеличивается плотность верхнего слоя почвы и уменьшается количество водопрочных агрегатов (табл.1). Так, плотность верхнего 0...10 см слоя почвы на 25-и год проведения опыта составила в системе обычной обработки 1,30 г/см3, а при фрезерной минимальной обработке она была на 0,07 г/см3 ниже.

Системы фрезерной минимальной обработки и сочетания отвальной с фрезерной, обеспечивая значительное уменьшение механического воздействия на дерново-подзолистую почву, способствовали увеличению содержания в ней агрономически ценных агрегатов и их водопрочности. В среднем за три года с 1992-1994 г.г. по данным мокрого просеивания количество водопрочных агрегатов при отвальной системе обработки в 0...20 см слое почвы составило 30,3%, а в системах фрезерной минимальной и сочетания трехъярусной отвальной с фрезерной - 41.6 и 39,0%. Многократное систематическое применение о системе фрезерной мннм-

мальной обработки почвы орудий роторного типа с высокой степенью крошения не привело к увеличению содержания пыли как в верхнем 0... 10-ти сантиметровом, так и в подпахотных слоях почвы.

Таблица 1

Влияние разных систем обработки дерново-подзолИстой почвы на её агрофизические свойства (в среднем за 1992... 1994 г.г.)

Система . Всего Слой Плотность Пыли Содержание

обработки обрабо- почвы,. г/см3 и частиц водопрочных

почвы ток с см < 0.25мм, агрегатов,

1969 г. % > 0.25мм,%

Обычная 0...10 1.30 6.7 30.6

(контроль) 88 10...20 1.46 3.6 30.0

20... 30 1.53 3.7 27.6

Фрезерная 0...10 1.23 7.1 41.7

минимальная 36 10...20 1.45 4.6 41.5

20...30 1.50 4.6 27.4

Трехъярусная, 0...10 1.24 7.4 39.4

отвальная с 51 10...20 1.42 4.9 38.6

фрезерованой 20...30 1.47 4.4 31.4

Существенных различий в величине коэффициента структурности по разным обработкам почвы не наблюдалось.

Таким образом, длительное в течение 23...25 лет применение ресурсосберегающих систем обработок дерново-подзолистой среднесугли-нистой почвы приводит к улучшению основных агрофизических параметров плодородия почвы в верхнем 0...10 см слое по сравнению с традиционной системой обработки.

.Многолетнее систематическое применение минеральных и органических удобрений способствовало изменению сложения пахотного слоя по всем изучаемым системам обработки. Заделка большего количества корневых и растительных остатков в вариантах с применением минеральных удобрений и сочетанием их с органическими (навоз и солома) привела к более заметному разрыхляющему действию и поэтому плотность в этом- случае была ниже, чем на контроле. Причем наибольшие различия наблюдали по фону совместного применения КРК и навоз. Так, по фону без удобрений плотность верхнего 0...10 см слоя почвы достигала в среднем за вегетацию 1,34 г/см5, при внесении соломы и навоза

совместно с минеральными удобрениями она была соответственно на 0,05...0,09 г/см3 ниже, чем в контроле.

При оценке действия длительного применения ратных удобрений на структурное состояние дерново-подзолистой почвы проявились следующие тенденции. Во-первых, влияние удобрений на водопрочную структуру определяется способами основной обработки почвы, при которой осуществляется заделка минеральных и органических удобрений на ту или иную глубину. Как на делянках с минеральными, так и на делянках совместного применения органических и минеральных удобрений их эффективность выше в вариантах с фрезерной минимальной обработки почвы.

Во-вторых, при всех системах обработки почвы наблюдалось некоторое уменьшение количества водопрочных агрегатов по фону минеральных удобрений в сравнении с неудобренными делянками. В-третьнх, совместное применение минеральных и органических (солома или навоз) удобрений приводит к существенному увеличению количества водопрочных агрегатов. Так, количество водопрочных агрегатов в пахотном слое по фону 2ЫРК+солома было на 6,3, а по фону 2ЫРК+навоз - на 8,2 % больше, чем при внесении одних минеральных удобрений.

3.2. Агрохимические показатели плодородия

Уровень содержания в почзе доступных питательных веществ для сельскохозяйственных культур, и прежде всего РгО; и КгО служит одним из основных показателей ее эффективного плодородия.

Многолетнее систематическое применение удобрений повысило содержание в пахотном (0...20 см) слое почвы подвижного фосфора с 4...5 мг (исходное состояние) до 25...30 мг на 100 г почвы, калия с 6...10 мг до 30...35 мг на 100 г почвы, то есть по обеспеченности основными элементами питания почва согласно принятой классификации перешла из III класса в VI класс.

Изучаемые системы обработки почвы, обеспечивая различное распределение растительных остатков, органических и минеральных удобрений по профилю почвы, изменяют физические и химические условия для роста и развитая растении. Так. если после четырехлетнего фрезерования в 0...10 см слое почвы было сосредоточено 52...55 % доступных форм фосфора и калия, то череэ 17 лет в этом слое кониент-

рировалось от 56 до 58 "и питательных элементов, в то время как в слое 20.. 30 см, наоборот отмечается резкое уменьшение доступных форм фосфора и калия, «ннвегпвснно с 21,6 % до 9... 13 %. Таким образом, систематическая минимальная обработка фрезой на 8... 10 см приводит к резкой дифференциации слоев почвы по агрохимическим показателям плодородии, в то время как в системах обработки отвальная и сочетание трехъярусной, отвальной с фрезерованием отмечается равномерное распределение элементов питания в 0...30 см слое.

Установленные количественные зависимости между содержанием в почве подвижных форм фосфора и обменного калия и урожайностью полевых культур за 17...21 летние периоды проведения опыта свидетельствуют о том, что увеличение содержания в почве Р2О5 и К2О не всегда приводит к повышению урожайности, что снижает эффективность применяемых фосфорно-калийных удобрений. Поэтому необходим дифференцированный подход при расчете норм удобрений как для отдельных культур севооборота, так и для конкретной системы обработки почвы.

3.3. Физико-механические показатели плодородия

Наши исследования показали, что. наряду с влажностью почвы существенное влияние на ее физико-механические или технологические свойства оказывают разные системы обработки н удобрения. В вариантах с отвальной системой обработки почва начинает прилипать к рабочим органам почвообрабатывающих машин при влажности 22...23 %, а в системе фрезерной минимальной обработки - 26 % (рис. 1).

Причем во всем интервале определения влажности липкость поч-сы, которая длительное время подвергалась только лишь предпосевному фрезерованию, на 0,5...2 г/см2 ниже, а показатель структурообразо-вания выше, чем в контроле. Такая зависимость свидетельствует о том, что при минимальной обработке дерново-подзолистая почва достигает физической спелости при большей влажности и поэтому весенние полевые работы здесь можно начинать несколько раньше, чем при традиционно принятых системах обработки почвы.

Совместное применение минеральных и органических удобрений при всех способах и приемах обработки почвы способствовало уменьшению липкости па 1...3 г/см2 и увеличению показателя структурообра-зования по сравнению с неудобренным фоном.

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 33 39 40 41 42 43 44 45 49

Влажность, %

- липкость почвы (л.п.) отвальная (контроль)

— - - л.п. фрезерная минимальная • - - - показатель структурообразозания (п.с.) отвальная (контроль)

— - -п.с. фрезерная минимальная

Рис.1. Влияние обработки почвы ни ее технологические свойства (фон 2КРК. + навоз) в среднем за 1992... 1993 г.г. -

А. Агротехническая и энергетическая эффективность длительного применения разных систем обработки почвы и удобрений

В годы исследований эффективность разных систем обработки почвы и удобрений в значительной степени зависела от влагообеспечен-ностн возделываемых культур.

В условиях недостаточного увлажнения и сильной засухи 1992 г. разные системы обрабтки почвы не оказали существенного влияния на урожайность овса, которая колебалась от 6,3 до 9,5 ц/га (табл.2).

В условиях нормального увлажнения 1993 г. системы обработки почвы отвальная н сочетание отвальной с фрезерной существенно уступали фрезерной минимальной. Так, урожайность сена однолетних трав по фону 2МР1С+навоз при фрезерной минимальной обработке была на 23,8 ц/га выше, чем по отвальной. В 1994 году, наоборот, самые высокие урожаи озимой пшеницы были получены по отвальной и сочетанию трехъярусной, отвальной с фрезерной обработками почвы. Урожайность

ячменя в ] 995 году была практически одинаковой по всем системам обработки почвы.

Таблица 2

Влияние разных систем обработки почвы и удобрений

на урожайность полевых культур, ц/га

Система Удобрения, Овес, Одно- Озимая Ячмень В среднем

обработки, В 1992 г. летние пшени- 1995 г. за

А травы. ца, 1992-1995

1993 г. 1994 г. г.г.

ц к.ед./га

6.3 65.7 40.5 19.7 27.6

Отвальная 2 ЫРК + сол. 8.7 65.0 37.5 21.5 27.7

2^К + нав. 7.4 60.1 46.0 24.4 30.1

Фрезерная 2 ЫРК 6.8 79.8 30.9 19.2 26.5

минималь- 2 ЫРК + сол. 8.2 86.6 25.4 19.0 26.0

ная 2 КРК + нав. 7.9 83.9 30.2 24.4 28.6

Отвальная с 21МРК 7.7 57.8 31.0 21.1 24.5

фрезерова- 2^К + сол. 8.8 58.2 29.7 18.1 23.6

нием 2 NPK + нав. 8.4 64.5 36.9 28.1 29.3

Сочетание 2 К'РК 7.8 71.3 36.4 22.2 28.1

трехъярус- 2^К + сол. 9.5 73.0 30.2 17.9 25.7

ной с фре- 2 ЫРК + нав. 9.0 68.9 41.4 26.1 30.7

зерной

НСР05 А 1.8 10.7. 3.7 5.0

НСРоз0 0.5 3.0 3.0 1.5

Анализ урожайных данных по результатам четырех ротаций зер-нопропашного севооборота показал, что наиболее благоприятные условия для использования эффективного почвенного плодородия в варианте без удобрений сложились на делянках с сочетанием разноглубинных обработок с фрезерованием.

Удобрения существенно влияли на увеличение продуктивности зернопропашного севооборота, что позволило повысить в среднем продуктивность 1 га севооборотной площади в 1,7...2 раза по сравнению с контролем. Причем эффективность удобрений зависела от разных систем обработки почвы.

Более высокую отзывчивость на минеральные и органические удобрения по всем вариантам обработки почвы отмечали при возделывании ячменя и картофеля.

Эффективность всех видов удобрений на озимой пшенице в системе фрезерной минимальной обработки почвы была ниже, чем при других обработках, однако периодическая вспашка на глубину 20...22 см один раз в три года в системе отвальная с фрезерованием привела к таким же эффектам от удобрений, что и обычная система обработки.

Прибавки урожайности овса и сена однолетних трав от удобрений в системах обработки фрезерная и сочетание Отзальной с фрезерованием были более высоким, чем при отвальной системе обработке почвы.

Эффективность минеральных удобрений на картофеле была наибольшей при отвальной и фрезерной минимальной системах обработки почвы, а при непосредственном внесении 45 т/га навоза и ЫияРгозКпо - по фону обычной и сочетание отвальной с фрезерованием.

Увеличение глубины и интенсивности обработок почвы в опыте 8 способствовало снижению урожайности как кукурузы на силос, так и картофеля по сравнению с обычной обработкой на 20...22 см (рис.2).

Кривая снижения урожайности пропашных культур в зависимости от глубины и интенсивности обработок описывается экспоненциальным уравнением:

У = а * ехр X + Ь/Х + С,

где: X - интенсивность обработки почвы, а,Ь - коэффициенты (для кукурузы а - 0,36; Ь - 47,6; для картофеля а - 0,49; Ь - 23,7), С - для картофеля 217 ц/га; кукурузы - 525 ц/га.

Статистический анализ динамики урожайности культур за длительный период традиционными методами не всегда дает объективную оценку действия тех или иных изучаемых факторов во времени. Поэтому для анализа общей тенденции динамики урожайности сельскохозяйственных культур зернопропашного севооборота за 25 лет использован метод интегральных кривых (В.П.Горячкин, 1968; А.Д.Силин, 1990).

Данные таблицы 3 показывают, что без применения удобрений современные технологии возделывания культур ведут к постепенному истощению потенциального плодородия, поскольку при всех системах обработки почвы низкое значение ускорения, а в системах разноглубинных обработок с предпосевным фрезерованием вообще отсутствует или оно слабо отрицательное. На уровень эффективного плодородия системы обработки почвы оказали свое действие в меньшей степени, чем удобрения.

С ■Э-

651 543

т

239 235 234

{ В Вспашка на 20..22 см

В Одна трехъярусная обработка на 33.,40 см 3 ОДве трехъярусных

обработки на 38..40 си и аТри трехъярусных обработки на 38 .40 си

г. \ ч

Картофель

12- 3> ч

Кукуруза на силос

Рис.2. Зависимость между глубиной, интенсивностью обработок почвы и урожайностью пропашных культур по фону ЫРК. + навоз

Так, продуктивность зернопропашного севооборота по всем системам обработки почвы по фону без удобрений колебалась от 12,8 до 16,5 ц/га к.ед., а при внесении (в среднем 14,6 т/га навоза и Ыю7Рп}Кюч) в системе разноглубинных обработок с фрезерованием она достигала 37,7 ц/га корм. ед.

Наибольшее количество энергии накапливается б урожае полевых культур при отвальной системе обработки почвы (95441 мдж/га) и сочетании трехъярусной, отвальной с фрезерной (89673 мдж/га), но на проведение этих обработок приходятся и более высокие совокупные энергозатраты.

Действенным способом экономии энергозатрат в агроландшафт-ных системах земледелия являются ресурсосберегающие минимальные системы обработки почвы. Уровень совокупных энергозатрат при фрезерной минимальной обработке в 1,5 раза ниже по сравнению с ежегодной отвальной обработкой на 20...22 ел».

Таблица 3

Тенденции изменения урожайности сельскохозяйственных культур п зернопронашном севообороте за период с 1970 по 1994 г.г.

Система ZIYi

обработки Удобрения Уо Yt q по интег-

почвы 1970 г. 1994 г. ральной

кривой

Отвальная Без удобрений 12.8 16.9 0.16 373

(контроль) 2ГЧ1РК 19.2 35.4 0.65 682

2 ^К. + солома 21.6 34.8 0.53 705

2ЫРК + навоз. 21.9 35.4 0.54 717

Фрезерная Без удобрений 14.0 16.8 0.11 385

минималь- 2ЫРК 22.0 34.8 0.51 710

ная 2 ЫРК + солома 22.3 35.6 0.53 724

2 ^К + навоз 24.9 35.1 0.41 749

Отвальная Без удобрений 16.4 15.8 -0.03 402

с фрезерной 2ЫРК 22.3 34.6 0.49 711

2 ЫРК + солома 23.5 35.5 0.48 ■738

2 ^К + навоз 24.3 36.6 0.49 761

Трехъярус- Без удобрений 16.5 16.6 0.00 414

ная 2ЫРК 22.8 36.0 0.53 735

отвальная 2 ЫРК + солома 22.3 37.1 0.59 743

с фрезерной 2 ИРК + навоз 23.2 37.7 0.58 760

Примечание. Уо - начальная урожайность культур в 1970 г. - уровень урожайности, характеризующий воздействие всего комплекса факторов на возделываемые культуры до того как мы начали изучать процесс (до закладки опыта); ч - среднее ускорение динамики урожайности; VI - (У! = Уо + достигнутый уровень урожайности культур з динамике дает оценку эффективному плодородию почвы, которое складывается из естсстпешгого плодородия почпы (Уо) и эффективного плодородия (4*1), полученного за счет действия и взаимодействия изучаемых а опыте факторов (системы обработки почвы, удобрения и гербициды).

Миннмалпзаиия обработки дерново-подзолистой почвы путем замены вспашки предпссссным фрезерованием на 8...10 см оказалась энергетически более эффективной системой обработки - энергоемкость при этом составила 79,4 ид::с/ к.ед., коэффициент энергетической эффективности - 41,4, против 96,6 мдж/ к.ед. и 38,8 в контроле.

выводы

1. Длительное (в течение 23...25 лет) систематическое применение минимальной обработки дерново-подзолистой среднесуглшшстой почвы приводит к усиливающейся по годам дифференциации частей пахот-ного слоя по плодородию, что выражается в улучшении агрофизических и агрохимических ее свойств в верхнем (0...10 см) слое почвы и ухудшении их в нижележащем (10...20 см) и подпахотном (20...30 см) слоях по сравнению с отвальной или разноглубинными системами обработки.

2. Периодическое применение глубоких вспашек и трехъярусных обработок дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в зернопро-пашном и пропашном севооборотах при внесении высоких норм органических, минеральных удобрений и известковании способствует выравниванию плодородия почвы как пахотного (0...20 см), так и подпахотного (20...40 см) слоев.

3. Минимализация обработки почвы путем замены вспашки на 20...22 см предпосевным фрезерованием на 8... 10 см, а также сочетание отвальной обработки с фрезерной, приводят к увеличению содержания в ней агрономически ценных агрегатов и их водопрочности. В среднем за три года (1992... 1994 г.г.) количество водопрочных агрегатов в слое 0...20 см на делянках с фрезерной обработкой было на 11 % больше, чем в контроле.

4. Систематическое применение минеральных удобрений (в среднем на 1 га ежегодно Nui P109 К109) не приводит к заметному изменению агрофизических свойств пахотного слоя при всех системах обработки почвы. Однако совместное применение минеральных и органических удобрений (в среднем на 1 га ежегодно Nui Р109 К109 + 3,0 т соломы и N107 Риз К.ю9 + 14,6 т навоза) уменьшает плотность обрабатываемого слоя почвы на 0,05...0,09 г/см3 и увеличивает количество водопрочных агрегатов > 0,25 мм на 5...6 % по сравнению с контролем.

5. Интервал влажности, при котором наступает физическая спелость почвы в системе фрезерной минимальной обработки шире, поэтому весенние полевые работы можно начинать раньше, чем при традиционной принятой системе обработки. На делянках с длительным предпосевным фрезерованием на 8... 10 см почва начинает прилипать к поверхности обрабатывающих орудий при влажности 26 %, а при ежегодной

вспашке на 20...22 см - 22 %. Показатель структурообразовання равен, соответственно 4,1 и 2,7.

6. Зависимости между урожайностью культур зернопропашного севооборота и содержанием в почве Р2О5 и КгО с использованием динамических моделей показывают о необходимости дифференцированного подхода при расчете норм удобрений для разных систем обработки почвы.

7. Применение минеральных удобрений совместно с органическими (в среднем на 1 га ежегодно за весь период проведения опыта N111 Р109 Кия + 3,0 т соломы и N107 Риз К109 + 14,6 т навоза) повышает продуктивность зернопропашного севооборота на 23...25 годы проведения опыта в 1,7...2,0 раза по сравнению с контролем.

Более высокая отзывчивость на минеральные и органические удобрения по всем системам обработки почвы отмечается при возделывании овса и однолетних трав.

8. На основе метода интегральных кривых рассчитан достигнутый уровень урожайности культур зернопропашного севооборота на 25-й год проведения опыта, который характеризует действие и взаимодействие разных систем обработок почвы и удобрении.

Современные технологии возделывания культур без применения удобрений ведут к постепенному истощению потенциального плодородия почвы, на что указывают низкие значения ускорения урожайности. На уровень эффективного плодородия системы обработки почвы оказывают меньшее действие, чем удобрения.

Продуктивность зернопропашного севооборота по всем системам обработки почвы по фону без удобрений колебалась от 12,8 до 16,5, а при ежегодном внесения 14,6 т/га навоза и N107 Риз К109 в системе разноглубинных обработок с фрезерованием она достигает 37,7 ц к.ед./га.

9. Установлена закономерность уменьшения урожайности картофеля и кукурузы в пропашном звене севооборота с увеличением глубины и интенсивности обработки дерново-подзолистой среднесуглинисгой почвы.

Прибавка урожая картофеля и кукурузы при гетерогенном строении пахотного слоя в варианте с внесением высоких доз навоза и минеральных удобрений в среднем за 1992...1994 г.г. составила 10% по сравнению с гомогенной моделью.

10. Увеличение интенсивности и глубины обработок почвы в системах с условным названием отвальная, и сочетание трехъярусной отвальной с фрезерной приводят к увеличению продуктивности культур зернопропашного севооборота, но одновременно и требуют больших совокупных затрат энергии на получение единицы продукции.

Минимализация обработки дерново-подзолистой почвы путем замены вспашки предпосевным фрезерованием на 8... 10 см является энергетически наиболее эффективной системой обработки - энергоемкость продукции культур при этом составила 79,4 МДЖ на 1 к.ед., против 96,6 в контроле.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах центральных районов Нечерноземной зоны в зернопропашных севооборотах рекомендуется проводить систему обработки почвы, которая включает ежегодное лущение или дискование на глубину до 8... 10 см, вспашку на 20...22 см один раз в 2...3 года под парозанимающие и пропашные культуры и ежегодное предпосевное фрезерование на 8... 10 см.

2. В по.!.лх севооборотов с минимальной поверхностной обработкой почвы весенние полевые работы можно начинать раньше, так как почва достигает физической спелости при более широком интервале влажности.

3. На средне- и хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах целесообразна корректировка доз удобрений с учетом конкретной системы обработки.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ Полев H.A., Усманов P.P., Маймусов В.Н., Манжосов В.П., Бан-гура М. Изменение плодородия дерново-подзолистой почвы при длительном применении систем обработки и удобрений II Химия в сельском хозяйстве N 6 - 1995 г. - с. 16...19.

Объем 1 п. л.

Заказ 963

Тираж 100

Типография Издательства МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул., 44