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 .Ло 1996 г.

в 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 . . 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 применения 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 почвы, которые способствуют сохранению почвенного плодородия, защите почв от зрозии. 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 в зернопропаш-ном и пропашном севооборотах для центральных районов Нечерноземной 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 обработки почвы на ее технологические свойства;

- определить энергетическую эффективность разных по интенсивности систем обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы.

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

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ СМ5ЛИОТЕКА Моск. с-\ль . о.,оа академии ал. Н. А. '|Иминн»вва у

Инв. Ш/^МЛШ.

ииаиии по профилю и рофи (ичсских и агрохимических свойств дерново-подл» пистон среднесм линис гои почвы

Впервые изучены закономерности изменения физико-механических (техно ю! ических) свойств дерново-подзолистой почвы под влиянием мною1етнего применения разных систем обработки и удобрении

Мегодом интегральных кривых установлены тенденции изменения урожайности за 25-четний 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 о г пубины и интенсивности обработок

Прашическаи ишчнмость. Внедрение результатов исследований в центральных районах Нечерноземной зоны потолит обеспечить расширенное воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв, увеличить продуктивность сечьскохозчйственных 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 н 1995 г.г.

Публикации. По материалам диссертации опубликована одна статья в соавторстве.

Объем «« 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 вкшочает 244 наименования, в том числе 26 работ иностранных авторов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 2. Условия и методике проведения исследований

Исследования выполняли лабораторным, вегсгациокно-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 (1260 мг) изучаются 9 систем обработки почвы, на делянках второго порядка (180 м2) - 7 вариантов удобрений и на делянках третьего порядка (90 м2) - 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 (ежегодное среднем за весь период опыта Nm Рн* Kim).

3. 2NPK + 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 т/га + Nim Рин Кюч)

4. 2ÑPK. + навоз (навоз вносили под картофель' и парозанимающую к>льгуру, в среднем за весь период опыта навоз 14,6 т/га + Nio' Pin Ким).

Двухфакторный полевой стационарный опыт 4x2 заложен осенью 1974 года методом расшепленных 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-опы га включает следующие варианты: Фактор А 1 Фактор В

«Основная обработка (через год под картофель) Удобрения 1. Вспашка на 20...22 см 1. Без удобрений

. 2. Одна трехъярусная обработка на 38...40 см 2. Навоз 100 т/га

3. Две трехъярусные обработки на 38...40 см (через Год) +

4. Три трехъярусные обработки на38...40см N180P200KI80

(ежегодно)

Вспашка и трехъярусные основные обработки проводятся через г0д. Размер делянок для вариантов обработки - 500 м1, удобрений -250 мг. Повторность 3-х кратная, число вариантов 16. делянок - 48. Обшая площадь опыта 1.3 га.

Агротехника возделывания полевых культур в опытах соответствовала рекомендациям для данной зоны и системе земледелия для Московской области. Механическую обработку почвы в соответствующих вариантах опытов выполняли следующими орудиями: борона дисковая БДТ-2.5. плуг ПН-4-35, плуг ПТН-40, культиватор-плоскорез-глубоко-рыхлитель КПГ-2-153 и КПГ-250, фрезерный культиватор КФГ-3.6, культиватор КПС-4, рыхлитель-выравниватель-каток РВК-Э,н РВК-3.6. борона БЗСС-1,0,сеялкаСЗ-3,6.

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая. Перед закладкой опыта пахотный слой мощностью 20...22 см характеризовался следующими показателями: содержание гумуса по Тюрину -1.5... 1.8, общего азота - 0.08...0.11, гидролизуемого азота по Тюрину-Кононовой - 3...7 мг. pH KCl - 5,0, доступного растениям фосфора по Кирсанову 4.0...5.5 мг и обменного калия по Масловой - 6...7 мг на 100 г

почвы. Перед закладкой опыта и повторно в 1987 году почва опытного участка бьша 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 среднемноголетннх 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 дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы при длительном применении разных систем обработки и 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-й 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 я системе фрезерной мини-

мольной обработки почвы орудии роторного типа с высокой степенью крошения не приве ю к уне шчению сочерлания пыли как в верчием О 10-ги сантиметровом. ык и в подпахотных слоях почвы

Таблица 1

Влияние разных систем обработки дерново-подзолистой почвы на ее агрофизические свойства (в среднем за 1992 1994 г г )

Система Всего i Слой Плотность Пыли Содержание

обработки обрабо- почвы. г/см1 и частиц водопрочных

почвы ток с см < 0 25мм, агрегатов.

1969 г <1/ и > 0 25мм,%

Обычная 0 ю I 30 67 30 6

(контроль) S8 10 20 1 46 36 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 46 41 5

20 30 1 50 46 27 4

Трехъярусная, 0 Ю 1.24 74 39 4

1отвальная с 51 10 20 1 42 49 38 6

|фрезерованой 20 30 1 47 44 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 ЫРК 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/см5 ниже, чем в контроле.

При оценке действия длительного применения разных 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-третьих, 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 почве доступных питательных веществ для сельскохозяйственных культур, и прежде всего Р2О5 и К2О 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 развития растений. Так, если после четырехлетнего фрезерования в 0...I0 см слое почвы было сосредоточено 52...55 % доступных форм фосфора и калия, то через 17 лет и этом слое концент-

рировалось от 56 до 54 о питательных элементов, в то время как в слое 20 30 см, наоборот отмечается резкое уменьшение доступных форм фосфора и калия, юогвегчвенно с 21,6 % до 9 13" Таким образом, система 1 нчсская минимальная обработка фрезой на 8 10 см приводит к резкой дифференциации сюев почвы по агрохимическим показателям плодородия, в то время как в системах обработки отвальная и сочетание трехъярусной, отвальной с фрезерованием отмечается равномерное распределение »чементов питания в 0 30 см слое

Уст пшвленные количественные зависимости между содержанием в почве подвижных форм фосфора и обменного калия и урожайностью полевых кулы>р )а 17. 21 летние периоды проведения опыта свидетельствуют о том. что увеличение содержания в почве РЮ5 и КгО 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 и удобрения. Б 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 почвы. которая длительное время подвергалась только лишь предпосевному фрезерованию, на 0,5 2 г/см1 ниже, а показатель структу рообразо-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 » органических удобрений при всех способах и приемах обработки почвы способствовало уменьшению липкости на 1...3 г/см1 и увеличению показателя структурообра-зования по сравнению с неудобренным фоном.

о

гггзг4 25гвг7м29зол»м>«э53б37мз9*о«1д2««»5<в

Влажность, %

-липкость почвы (ли) отвальная (контроль)

— - - л п фрезерная минимальная

.... гоаэатепь струхтурообрззования (п с ) отвальная (контроль) --"-ПС фрезерная минимальная

Рис 1 Влиянне обработки почвы ни се техноюгичсские свойства (фон ;МРК + н^вот) в среднем >а 1992 199Э г г

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

В годы исследований эффективность разных систем обработки почвы к удобрений в значительной степени зависела от влагообеспсчен-ности 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 н/га (табл 2).

В условиях нормального увлажнения 1993 г. системы обработки почвы отвальная и сочетание отвальной с фрезерной существенно уступали фрезерной минимальной. Так, урожайность сена однолетних трав по фону 2МРК+навоз при фрезерной минимальной обработке была на 23.8 ц/га выше, чем по отвальной В 1994 году, наоборот, самые высокие урожаи озимой пшенииы были получены по отвальной и сочетанию трехъярусной, отвальной с фрезерной обработками почвы. Урожайность

ячменя в 1995 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

2КРК 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 2ЫРК 6.8 79.8 30.9 19.2 26.5

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

ная 2^К + нав. 7.9 83.9 30.2 24.4 28.6

Отвальная с 2^К • 7.7 57.8 31.0 21.1 24.5

фрезерова- 2 ЫРК + сол. . 8.8 58.2 29.7 18.1 23.6

нием 2 ЫРК + нав. 8.4 64.5 36.9 28.1 29.3

Сочетание 2 N РК. 7.8 71.3 36.4 22.2 28.1

трехъярус- 2 ЫРК + 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

НС Розв 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 гксх ии juu v toüputiui ii.t отмой пшенице о euere ме фрезер! он чинима и ной oöpuöoikii почвы бы w ниже, чем при других обработках, однако периодически! вепштка на глубину 20 22 см один раз в три года в системе отвальная с фрезерованием привела к таким же эффектам от удобрении, что и обычная система обр \ботки

Прибавки урожайности овса и сена однолетних, грав от удобрении в системах обработки фрезерная и сочетание огпальнои с фрезерованием были бочес высоким, чем при отвальной системе обработке почвы

Эффективность минеральных удобрений на картофеле была наибольшей при отвальной и фрезерной минимальной системах обработки почвы, д при непосредственном внесении 45 т/га навоза и Nib<P;o:Kra - 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 снижении урожайности пропашных культур в зависимости от глубины и интенсивности обработок описывается зкепоненш.альным уравнением

Y = а * exp X + ЫХ * С,

где X - интенсивность обработки почвы, j,b - коэффициенты (для кукурузы а - 0,36, b - 47,6, для картофеля а - 0,49, b - 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 обшей 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.

£00 ;

I

500 | <00 • 300 •

551 54«

^ ц Кукуруза

гэв гз5 гз*

« г. 1м

Картофель '

| ■ Вспашка на 20. .22 см

2 ■ Одна трехъярусная

, обработка на 38..40 си

3 ОДв® трехъярусных

обработки на 38..40 си Ь О Три трехъярусных ' обработки на 38. ,40 см

Рис.2. Зависимость между глубиной, интенсивностью обработок почвы и урожайностью пропашных культур по фону КРК + 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 ЫютРшКм«) в системе разноглубинных обработок с фрезерованием она достигала 37,7 ц/га корм. ед.

Наибольшее количество энергии накапливается в 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-иых 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 см.

Таблица 3

Тенденции изменения урожайности сельскохозяйственных культур в •зернопропашном севообороте за периоде 1970 по 1994 г.г.

Система IIYi

обработки Удобрения . Yo Yt Ч по интег-

' почвы 1970 г. 1994 г. ральной

кривой

Отвальная Без удобрений 12.8 16.9 0.16 373

(контроль) 2 ЫРК 19.2 35.4 0.65 682

2 NPK + солома 21.6 34.8 0.53 705

2 ЫРК + навоз. 21.9 35.4 0.54 717

Фрезерная Без удобрении • 14.0 . 16.8 0.11 385

минималь- 2 ЫРК 22.0 . 34.8 0.51 710

ная 2 ЫРК + солома 22.3 35.6 0.53 724

2 ЫРК + навоз 24.9 35.1 0.41 749

Отвальная Без удобрений 16.4 15.8 -0.03 402

с фрезерной 2 ЫРК 22.3 34.6 0.49 711

2 ЫРК + солома 23.5 35.5 0.48 •738

2 ЫРК + навоз 24.3 36.6 0.49 76 Г

Трехъярус- Без удобрений 16.5 16.6 0.00 414

ная 2 ЫРК 22.8 36.0 0.53 735

отвальная 2 ЫРК + солома 22.3 37.1 0.59 743

с фрезерной 2 ЫРК + навоз 23.2 37.7 0.58 760

Примечание. У о - начальная урожайность культур в 1970 г. - уровень урожайности, характеризующий воздействие всего комплекса факторов на возделываемые культуры до того как мы начали изучать процесс (до захладки опыта); я - среднее ускорение динамики урожайности; - (У| = Уо + С1*1) достигнутый уровень урожайности культур в динамике дает оценку эффективному плодородию почвы, которое складывается из естественного плодородия почвы (Уо) и эффективного плодородия (я*0, полученного за счет действия и взаимодействия изучаемых в опыте факторов (системы обработки почвы, удобрения и гербициды).

Минималиэация обработки дерново-подаолистой почвы путем замены вспашхи предпосевным фрезерованием на 8...10 см оказалась энергетически более эффективной системой обработки - энергоемкость при этом составила 79,4 мдж/ к.ед., коэффициент энергетической эффективности - 41,4, против 96,6 мдж/ к.ед. и 38,8 в киггроле. .•

выводы

1. Длительное (в течение 23...25 лет) систематическое применение минимальной обработки дерново-подзолистой: среднесуглинистой' 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...Ю 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 Nm Pío» 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 N111 Р109 Кю? + 3,0 т соломы и N107 Риз Kio» + 14,6 т навоза) уменьшает плотность обрабатываемого слоя почвы на 0,05...0,09 г/см5 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 стр>ктурообразования равен, соответственно 4,1 и 2.7

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

7 Применение минеральных удобрений совместно с органическими (в среднем на \ га ежегодно ja весь период проведения опыта Nut Рюч Ким * 3,0 г соломы и Nim Piu К к» 14.6 т навоза) повышает продуктивность jepHonpoiiaiuHoro севооборота на 23 25 roiw проведения опыта в 1,7 2,0 раза по (.равнению с контротем

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

h На основе метола интегральных кривых рассчитан достигнутый уровень урожайности купьгур зернопропашного севооборота на 25-Й год проведения опыта, который характеризует действие и взаимодействие разных систем обработок почвы и удобрений

Современные технолоиш возделывания культур без применения удобрении 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 внесении 14,6 т/га навоза и Ni« Pid Kio» 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 а 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 I 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 полях севооборотов с минимальной поверхностной обработкой почвы весенние полевые работы можно начинать раньше, гак 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 Н.А., Усманов P.P., Маймусов В.Н., Манжосов В.П., Бан-rypa М. Изменение плодородия дерново-подзолистой почвы при длительном применении систем обработки и удобрений // Химия в сельском хозяйстве N6 - 1995г. - с. 16...19.

ОСчеч 1 п 1

Лака! УЬЗ

Тираж 100

Типография Издатетьства МС X V ^"т^О Иосквл Тнчирязсзскля VI 44