Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Действие почвозащитных технологий обработки почвы на показатели плодородия и урожайность полевых культур на склоновых землях

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Действие почвозащитных технологий обработки почвы на показатели плодородия и урожайность полевых культур на склоновых землях"

На правах рукописи

МАНИШКИН Сергей Геннадьевич

ДЕЙСТВИЕ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ И УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2006

Работа выполнена на кафедре земледелия и МОД ФГОУ ВПО Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева

Заслуженный деятель науки РФ, доктор Научный руководитель: сельскохозяйственных наук, профессор

Геннадий Иванович Баздырев

Доктор сельскохозяйственных наук, Дмитрий Сергеевич Булгаков Официальные оппоненты: Кандидат сельскохозяйственных наук,

Михаил Степанович Раскин

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова (ВНИИА)

Защита состоится « ^ » 79 в на заседании

диссертационного совета К 220.043.01 при РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

Адрес: 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., д. 49., тел./факс 976-24-92

Ученый совет РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева

Приглашаем вас принять участие в работе совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, по адресу указанному выше.

Автореферат разослан « ■3 » г.

Ученый секретарь Н.Г. Тазина

jOöGA

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Всемерное повышение плодородия почвы, охрана ее от эрозии и деградации, представляющее ухудшение качества окружающей среды, улучшение экологии агроландшафтов является основополагающим стратегическим направлением в современном земледелии (H.A. Каштанов, 1995; A.A. Жученко, 2004; Г.И. Баздырев, 2005).

Одним из главных факторов деградации почв является эрозия. В настоящее время скорость прироста площадей эродированных почв в России оценивается в 0,36% в год, а в некоторых регионах она достигает 1%, что составляет 500 тыс. - 1 млн. га в год. За счет эрозии теряется значительное количество элементов питания. Ежегодно с пашни теряется 21,8 млн.т. почвы, с которыми отчуждается 310,1 тыс.т. гумуса; 16,5 тыс.т. азота; 13,6 тыс.т. фосфора и 255,1 тыс/г. калия (В.А. Ковда, 1981; И.С. Кочетов, 1999). В центральных районах Нечерноземной зоны действие длительного применения почвозащитных технологий, севооборота, комплексной химизации на эрозионные процессы изучено недостаточно и требуется проводить дополнительные исследования.

Исследования по теме диссертации являются составной частью Государственного контракта № 731/13 от 27.07.2004 г. с МСХ Российской Федерации "Проведение исследований и разработка ресурсосберегающих почвозащитных технологий обработки почвы и защиты сельскохозяйственных культур от сорных растений на эрозионноопасных землях Нечерноземной зоны".

Задачи исследований. С целью изучения закономерностей формирования стока талых вод и эффективности почвозащитных мероприятий в его регулировании в условиях Центрального Нечерноземья был заложен стационарный полевой опыт и поставлены следующие задачи:

1.Оценить роль метеорологических условий в развитии процессов водной эрозии почв.

2.Изучить влияние противоэрозионных обработок на поверхностный и внутрипочвенный сток, смыв почвы и продуктивность полевых культур.

З.Определить влияние противоэрозионных обработок на водный режим склоновых земель.

4.Изучить агрофизические свойства, дерново-подзолистой среднеэроди-рованной почвы и приемы восстановления ее плодородия.

5.Изучить действие почвозащитных технологий обработки почвы на агрохимические показатели ее плодородия.

6.Установить динамику изменения содержания органического вещества почвы при длительном применении почвозащитных технологий обработки почвы.

7.0пределить агрономическую, экономическую и энергетическую эффективность противоэрозионных обработок.

Научная новизна. В условиях Центрального Нечерноземья дана сравнительная почвозащитная оценка противоэрозионных технологий механической обработки почв склонов разной крутизны. Определено влияние метеорологических условий зимнего и ранневесеннего периодов на интенсивность развития процессов водной эрозии. Наиболее эффективным почвозащитным приемом в сложных почвенно-климатических условиях формирования и прохождения стока талых вод является щелевание, проведенное по фону зяблевой обработки при промерзании поверхности почвы на глубину 3-5 см.

Апробация работы и публикации: Результаты исследований доложены на научных конференциях РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева в 2003, 2004, 2005 годах, Всероссийской конференции "Молодые ученые - сельскому хозяйству России" Москва 2004год, Межрегиональной научно-практической конференции - Йошкар-Ола 2005 год. По материалам диссертации опубликовано шесть статей.

Объем работы: Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, включает 22 таблицы, 28 рисунков и состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству и 17 приложений. Список использованной литературы включает 150 источников, в т.ч. 17 иностранных авторов.

Содержание работы.

Условия и методика проведения исследований.

Исследования проводили в многолетнем полевом опыте: М-01-18-ОП. «Разработка научных основ защиты почв от эрозии на склоновых землях в адаптивно-ландшафтном земледелии Нечерноземной зоны РФ». Опыт заложен осенью 1980 года профессором Кочетовым И.С. в Подольском районе Московской области, на опытном поле МСХА имени К.А.Тимирязева.

Схема двухфакторного опыта 6x2:

А. Система обработки В. Крутизна склона.

1. Вспашка 1. 4°

2. Вспашка + щелевание 2. 8*

3. Плоскорезная + щелевание

4. Плоскорезная + чизелевание

5. Поверхностная + щелевание

6. Поверхностная

Перед закладкой опыта был проведен уравнительный посев ячменя с последующим дробным учетом урожая. На опыте развернут во времени пяти-

польный почвозащитный севооборот: овес; ячмень с подсевом многолетних трав; многолетние травы 1-го года пользования; многолетние травы 2-го года пользования; озимая пшеница. Повторность опыта трехкратная, число вариантов - 6, делянок - 36. Размещение вариантов методом организованных повторений. Экспозиция склона - южная, крутизна склонов 4° и 8е. Общая площадь делянок 1-го порядка (11,5 х 240 = 2760 м3), учетная - (4,2 х 240 = 1008 м2), 2-го порядка общая (11,5 х 120 = 1380 м2), учетная (4,2 х 120 = 504 м2). Учетная площадь стоковых площадок (120 х 10 = 1200 м2). Для изучения внутрипочвен-ного горизонтального стока заложены стационарные водобалансовые площадки (200 м2). Всего под опытом занято 6 га.

Исходная агрохимическая характеристика пахотного слоя следующая: С - 1,1%, N - 0,1%, pH - 6,0, гидролитическая кислотность около 2,5 мэкв, сумма поглощенных оснований - 26,4 мэкв, P2Os - 16,5 мг, К20 - 10,2 мг на 100 г почвы.

Почвенный покров участка представлен сочетанием дерново-слабо- и среднеподзолистых почв с преобладанием первых. Отдельными пятнами встречаются дерново-подзолистые глееватые. Гранулометрический состав - от легко- до тяжелосуглинистого с преобладанием легко- и среднесуглинистого.

Предпосевная обработка почвы под изучаемые культуры, за исключением многолетних трав, включает дискование тяжелыми дисковыми боронами (БДТ-3), культивацию и обработку РВК-3,6 на глубину заделки семян. На вариантах вспашки с щелеванием и поверхностной со щелеванием нарезание щелей проводили при устойчивом промерзании почвы на глубину 3...5 см. На вариантах, включающих плоскорезную обработку в сочетании со щелеванием и чизелеванием, основная обработка почвы проводилась в обычные сроки комбинированным агрегатом ПЩН-2,5. Все обработки и посев проводили поперек склона.

Анализы проводились по соответствующим методикам и ГОСТам. Программа исследований включала: измерение мощности снежного покрова и накопления влаги в нем, глубины промерзания и оттаивания почвы, учет поверхностного стока, в период таяния снега, в течение дня, с 6.00 до 24.00 - с помощью стационарных водосливов с углом выреза 90° конструкции почвенного института им. В.В. Докучаева. При этом учитывали объемы воды, поступающей с делянок и отбирали пробы на мутность в литровые полиэтиленовые бутылки. Учет внутрипочвенного стока, по слоям 0...20 и 0...50 см проводили на водоба-лансовых площадках, заложенных по схеме опыта, смыва почвы по мутности стоковой воды, плотности, влажности, водопроницаемости, содержание химических элементов почвы, энергетической и экономической эффективности про-тивоэрозионных обработок почвы. Образцы отбирали по горизонтам 0-10, 10-

20, 20-30 и 30-40 см. Урожай учитывали сплошным методом со всей площади учетной делянки. Данные урожая обработаны методом дисперсионного анализа для многофакторных опытов (Б.А. Доспехов, 1985).

Результаты исследований 1. Роль метеорологических условий в развитии водной эрозии почвы.

Эрозия при снеготаянии отличается своей продолжительностью и занимает период от нескольких дней до нескольких недель. Формирование поверхностного стока талых вод, высота снежного покрова, глубина промерзания почвы, запасы воды в снеге, хотя незначительно отличались по изучаемым вариантам, имели определенные различия. Существенное влияние на количественные и качественные характеристики факторов эрозии в годы проведения исследований 2002-2005 гг., оказали элементы склона (табл. 1).

1.Действие противоэрозионных обработок и крутизны склона на глубину

промерзания почвы (см), высоту снежного покрова (см) и запасы воды в снеге (мм), в среднем за 2003-2005 годы.

Высота Глубина Запасы во-

Варианты обработки (А) снежного промерзания ды в снеге,

покрова, см почвы, см мм

Крутизна склона - 4° (В)

Вспашка (контроль) 34,2* 34,7* 73,8*

Вспашка + щелевание 32,9* 31,7* 76,5*

Плоскорезная + щелевание 34,4* 32,0 75,8*

Плоскорезная + чизелевание 34,1 31,7* 75,7*

Поверхностная + щелевание 33,9 31,7* 74,4

Поверхностная 33,5 31,7* 73,0*

Крутизна склона - 8° (В)

Вспашка (контроль) 30,7* 34,0* 78,4*

Вспашка + щелевание 29,4* 28,7* 72,9*

Плоскорезная + щелевание 29,8 32,3* 74,5

Плоскорезная + чизелевание 30,9* 34,7* 11,2'

Поверхностная + щелевание 31,3* 36,3* 11,9'

Поверхностная 31,6* 28,0 75,6*

НСРозА 1,2 2,9 2,6

В 2,0 4,9 4,5

Стабильно отрицательные температуры воздуха в зимние периоды способствовали закреплению твердых осадков, в виде уплотненного снега, на изучаемых вариантах. Разница между вариантами (в том числе и по элементам

склона) по высоте снега и запасам воды в нем не превышали 1-Зсм и 2-5мм соответственно. С увеличением крутизны склона с 4° до 8°, высота снежного покрова уменьшалась на 2-4 см, а запасы воды в нем увеличивались на 2-5 мм.

Нами выявлена корреляционная зависимость между этими факторами (высота снежного покрова и запасы воды в нем), по влиянию на эрозионные процессы за 2002-2005 гг. Коэффициенты корреляции: г = -0,89 и 0,33, показывают тесную обратную связь между высотой снежного покрова и поверхностного стока и среднюю прямую зависимость стока от запасов воды в снеге.

Промерзание почвы за исследуемый период в среднем было незначительным, существенных различий по вариантам обработки и крутизне склона не отмечено. Однако следует отметить, что на поверхностной обработке обоих склонов почва была менее выхоложена. Это зависело не только от сложения пахотного слоя по разным обработкам, но и наличия пожнивных остатков на поверхности почвы.

2. Влияние противоэрозионных обработок на поверхностный сток н смыв почвы.

Поверхностный сток талых вод формируется под влиянием внешних и внутренних факторов, находящихся между собой в неразрывной связи. Каждый год выделяется ведущий фактор формирования и количественные характеристики стока сильно изменяются. К внешним факторам стока талых вод можно отнеси уровень солнечной радиации, температуру воздуха, осадки и мощность снежного покрова. К внутренним - влажность почвы, глубину и степень промерзания, водопроницаемость и скорость оттаивания почвы.

На рисунке 1, представлено действие приемов обработки почвы на сток воды и смыв почвы в зависимости от крутизны склона.

Вспашю Вслаи*а + Ппоскорезная +Плоскорезная +ПоверхностнаяПоеерхностная (контроль) иэлевание цдавание чиаелевание + щвлеванив

Рис.1 Действие почвозащитных технологий на сток, мм н смыв, т/га почвы.

Щелевание зяби, проведенное на глубину 38-40 см, при устойчивом промерзании почвы на 3-5 см на вспашке и поверхностной обработке было более эффективным почвозащитным приемом на склоне крутизной 4°. Оно позволило уменьшить сток талых вод на 1,5-7,5%, а смыв почвы на 35% по сравнению с обычной вспашкой, плоскорезными и поверхностной обработками почвы, проводимыми без сочетания с щелеванием и чизелеванием. Щелевание было эффективным на вариантах со вспашкой и плоскорезной обработками и на склоне крутизной 8°.

Эрозионные процессы и их интенсивность на склонах с различной крутизной зависели не только от проведения специальных приемов по защите от эрозии, но и основных приемов по обработке почвы. Так, максимальный сток талых вод - 22,6 мм, отмечен на плоскорезной обработке в сочетании с чизелеванием, а смыв - 0,45 т/га на поверхностной обработке на склоне крутизной 8°. С увеличением крутизны склона с 4° до 8° сток и смыв почвы возрастал в 2,5-3 раза, а смыв почвы в 7-9 раз. Отмечается дифференциация стока и смыва почвы в зависимости от технологии обработки почвы с использованием орудий глубоко рыхлящих почву (щелевание, чизелевание, плоскорезная обработки). Благодаря этому удалось добиться на изучаемых вариантах оценки стока и смыва почвы, характеризующийся как слабый (М.Н. Заславский, 1969).

3. Влияние протнвоэрозионных обработок на водный режим почвы и влагообеспеченность полевых культур.

В годы проведения исследований на водно-физические свойства почвы оказали влияние, прежде всего, складывающиеся погодные условия, приемы обработки почвы, водопроницаемость пахотного и подпахотного слоев, технологии возделывания культур (рис.2,3).

Исследованиями установлено, что водопроницаемость пахотного горизонта на плоскорезной с чизелеванием и поверхностной обработках, в среднем за 2003-2005 гт. была выше на склоне 4° на 7-30%, а на склоне 8° - 4-30%, по сравнению с другими изучаемыми приемами обработки. Это же подтверждают данные подпахотного горизонта, что можно объяснить изменениями в сложении пахотных и подпахотных слоев.

Влагообеспеченность возделываемых культур позволяет оценить способность изучаемых вариантов аккумулировать влагу, накопленную в осенне-зимний период с дополнительным увлажнением во время вегетации.

Вегетационный период 2003 года характеризовался как крайне засушливый. В этих условиях положительную роль сыграли глубокие безотвальные обработки почвы. На посевах многолетних трав по плоскорезной обработке с чизелеванием дополнительно накопилось 24 мм влаги - на склоне крутизной 4°,

а на склоне крутизной 8° запас продуктивной влаги увеличивался на 13 мм, составляя, в целом 188 и 173 мм соответственно. По оценке запасы продуктивной влаги характеризуются как очень хорошие.

О 2003г H 2004г ш2005г

Bcnamca Вслаижа + Ппоскореэная + Ппоскореэная + Поверхностная + Поверхностная

щэлевание щелевание чиэелевание иэлевание

Рис2. Влияние противоэрозиониых обработок на запас продуктивной влаги (в слое 0-100 см) в посевах полевых культур (мм), склон 4°

210 200 190 180 , 170 2 160 150 140 130 120

РисЗ. Влияние противоэрозиониых обработок на запас продуктивной влаги (в слое 0-100 см) в посевах полевых культур (мм), склон 8°

В условиях 2004 года запас продуктивной влаги сформировался в основном в зимне-весенний период. Максимальное влагосодержание на склоне 4° отмечено так же на плоскорезной обработке с чизелеванием (187 мм), что на 7,5% выше контроля (вспашки), а на склоне 8° при поверхностной обработке с щелеванием (162 мм), 12,5% соответственно.

Выявленные закономерности подтвердились в 2005 году, который оказался крайне неблагоприятным для возделывания яровых зерновых. В посевах овса на поверхностной и поверхностной со щелеванием обработках почвы, содержание доступной влаги было выше контроля на 37 и 12 мм соответственно, на склоне крутизной 8°. Содержание продуктивной влаги на вспашке было 167

в СЮПЧг а ОППЛг я УПГЛг

Вслаиха Вслаиха + Плоскорезная * Ппоскореэная + Поверхностная Поверхностная

ш&левание шэлевание чиэелевание +1шлееание

мм, что в последующем отразилось на уровне урожайности. На этих вариантах был получен самый высокий урожай, который составил 2,57 и 2,20 т/га.

При рассмотрении влагообеспеченности растений, немаловажное значение имеет и то, в каких случаях продуктивная влага используется более рационально. О рациональной продуктивности ее использования можно судить по величине коэффициента водопотребления. Показатели коэффициентов во-допотребления свидетельствуют о том, что на вариантах почвозащитных ресурсосберегающих поверхностных обработок расход продуктивной влаги значительно ниже, чем на остальных обработках. Так, в среднем за три года на поверхностной обработке он составлял 614 м3/га на склоне крутизной 4° и 640 м3/га на склоне 8°, а на обычной вспашке 748 и 721 м3/га соответственно.

4. Влияние противоэрозионных обработок на агрофизические показатели почвы.

Характеризуя плодородие почвы и факторы, его обуславливающие, П.А. Костычев (1949) на первое место выдвигал физические свойства почвы, особенно плотность ее сложения. И.Б. Ревут (1975) считал, что с плотностью сложения связан весь комплекс физических и биофизических процессов в почве.

В годы исследований установлено существенное уплотнение почвы, особенно в 2004 и 2005 годах, где величина средней плотности по отдельным горизонтам, в среднем за вегетацию, достигала 1,51-1,55 г/см3 (табл. 2). В 2003 г., при возделывании многолетних трав, наоборот, отмечено существенное снижение средней плотности до 1,20 г/см3, она была близка к оптимальной. Это объясняется рядом причин - немногочисленные осадки, промерзание почвы зимой, разуплотняющее действие корневой системой многолетних трав.

В среднем за три года исследований структурное состояние почвы по изучаемьм обработкам было хорошим, что связано с возделыванием в севообороте многолетних трав и культур сплошного сева. Наибольшее количество агрономически ценных агрегатов содержалось при поверхностной обработке почвы обоих склонов (70,6 и 67,3%), что на 3-16% выше, чем на других изучаемых вариантах обработки. С увеличением крутизны склона отмечено снижение коэффициента структурности в 1,2 раза, то есть уменьшение количества агрономически ценных агрегатов и увеличения не ценных.

Определение водопрочности структуры, как качественная ее характеристика, показало определенную зависимость от приемов обработки почвы. Установлено, что наиболее устойчива к воздействию воды почва на склоне 4°, при поверхностной обработке в сочетании с щелеванием (48,0%) плоскорезной с щелеванием (47,0%) и поверхностной (47,2%), а на склоне крутизной 8° наибольшее количество водопрочных агрегатов так же оказалось по поверхностной

2. Влияние протнвоэрозионных обработок на агрофизические _свойства почвы, в среднем за 2003-2005гг.

Агрономи- Водопроницаемость мм/мин

Вариант обработки (А) Плотность, г/см3 чески ценные агрегаты,0/» Водопроч-ность, %

Крутизна склона 4° (В)

Вспашка (контроль) 1,43 63,8 47,2 2,1

Вспашка + щелевание 1,42 63,0 45,5 1,9

Плоскорезная + щелевание 1,41 66,6 45,8 2,2

Плоскорезная + чизелевание 1,41 63,5 47,0 2,5

Поверхностная + щелевание 1,42 68,3 48,0 2,3

Поверхностная 1,44 70,6 47,2 2,7

Крутизна склона 8° (В)

Вспашка (контроль) 1,48 56,5 42,0 1,8

Вспашка + щелевание 1,46 57,4 43,6 2,1

Плоскорезная + щелевание 1,46 60,2 43,8 2,5

Плоскорезная + чизелевание 1,45 57,0 44,8 2,5

Поверхностная + щелевание 1,46 62,8 44,4 2,4

Поверхностная 1,49 67,3 42,0 2,6

НСР05 А 0,02 2,4 2,9 0,4

В 0,04 4,2 5,0 0,7

со щелеванием (44,4%), плоскорезной со щелеванием (43,8%) и плоскорезной с чизелеванием (44,8%). С увеличением крутизны склона количество водопрочных агрегатов уменьшалось на 4-11%. На вариантах поверхностной обработки почвы без усиления почвозащитной роли щелеванием и чизелеванием отмечается максимальное их снижение (до 27,9%) на поверхностной обработке, что является следствием более интенсивного поверхностного стока и смыва почвы.

5. Влияние противоэрозионных обработок на агрохимические показатели плодородия почвы.

Плодородие почвы традиционно и вполне обоснованно рассматривается в качестве основы национального богатства. Наиболее важным показателем плодородия почвы является содержание гумуса. С какой бы стороны мы ни рассматривали почву, всегда встает вопрос содержания гумуса и питательных веществ (Д.Н. Прянишников, 1948; A.M. Лыков, 2004)

Результаты наших исследований, по определению содержания гумуса, показали существенное перераспределение по горизонтам пахотного слоя в за-

висимости от вариантов обработки (табл.3). Общие запасы гумуса в слое почвы 0-40 см колебались в пределах 85-105 т/га. Глубокая обработка с оборачиванием (вспашка), приводит к понижению содержания гумуса в верхнем 0-10 см слое, как на склоне крутизной 4° (на 8-19%), так и на склоне крутизной 8° (на 14-30%), по сравнению с поверхностной обработкой. На варианте обработки

3. Действие противоэрозионных приемов обработки на содержание гумуса (т/га), 2004 год

Вариант обработки (А) Слой почвы Элемент склона Среднее

Верх Середина Низ

Крутизна склона 4° (В)

Вспашка 0-10 29,0 31,5 33,3 31,3

10-20 31,5 30,2 33,8 31,8

20-40 33,2 37,2 39,0 36,5

0-40 93,6 98,9 106,1 99,5

Вспашка + щелевание 0-10 28,7 31,5 37,5 32,6

10-20 28,7 28,5 29,4 28,9

20-40 32,3 39,2 39,0 36,8

0-40 89,6 99,2 105,9 98,2

Поверхностная 0-10 31,5 39,0 38,3 36,3

10-20 29,7 24,9 32,1 28,9

20-40 26,3 38,1 37,4 33,9

0-40 87,5 102,0 107,7 99,1

Крутизна склона 8° (В)

Вспашка 0-10 26,6 27,9 27,9 27,5

10-20 30,5 28,1 28,1 28,9

20-40 28,5 33,3 36,5 32,8

0-40 85,5 89,3 92,4 89,1

Вспашка + щелевание 0-10 33,9 37,5 28,5 33,3

10-20 31,5 29,0 29,6 30,0

20-40 30,8 32,5 38,1 33,8

0-40 96,2 99,0 96,2 97,1

Поверхностная 0-10 38,0 37,2 32,3 35,8

10-20 26,6 29,6 29,1 28,4

20-40 24,9 24,3 34,8 28,0

0-40 89,4 91,1 96,2 92,2

НСРо5 А В 3,1 3,8

почвы вспашка + щелевание наблюдалась та же тенденция, с той лишь разницей, что содержание гумуса было на 11,2% выше, на склоне 4° в нижнем его элементе и на 2,1-25,6% выше на протяжении всего склона 8°. На делянках с поверхностной обработкой почвы произошло существенное увеличение содержания органического вещества в слое 0-10 см и составило 36,3 т/га на склоне крутизной 4°, 35,8 т/га на склоне крутизной 8°, что на 5,0 т и 8,3 т больше по сравнению со вспашкой. Содержание органического вещества зависело от элементов склона, возрастая от 10 до 15 и даже 20 т в нижних элементах по сравнению с верхними.

В более глубоких горизонтах 10-20 см, а тем более 20-40 см, отмечается уменьшение содержания гумуса. Выявлено, что в подпахотном горизонте содержится больше гумуса на глубоких обработках, чем на поверхностной (на 2,9-20,8% на склоне крутизной 4° и на 4,7-27,1% на склоне крутизной 8°).

В общем, по слою 0-40 см видно, что общее содержание гумуса на склоне крутизной 4° выше на 2,3-20,6%, чем на склоне крутизной 8°. В среднем на склоне крутизной 4е содержится 98,9 т гумуса, а на склоне 8° - 92,8 т, т.е. на 6,1 т меньше.

Содержание валового азота в дерново-подзолистой почве в слое 0-40 см в значительной мере зависит от способов обработки (табл. 4).

4. Влияние противоэрозионных обработок на агрохимические

1

Вариант обработки (А) Ч % Р205 мг/кг К20 мг/кг

Крутизна склона 4° (В)

Вспашка (контроль) 0,108 281 219

Вспашка + щелевание 0,114 261 234

Плоскорезная + щелевание 0,106 271 217

Плоскорезная + чизелевание 0,106 291 190

Поверхностная + щелевание 0,108 253 203

Поверхностная 0,112 252 230

Крутизна склона 8° (В)

Вспашка (контроль) 0,094 264 174

Вспашка + щелевание 0,106 274 181

Плоскорезная + щелевание 0,101 266 171

Плоскорезная + чизелевание 0,102 267 181

Поверхностная + щелевание 0,101 249 164

Поверхностная 0,094 249 196

НСР05 А В 0,006 0,011 12 20 13 22

При плоскорезных обработках содержание азота резко снижается, на склоне крутизной 4°, и составляет 98,1% от его содержания при вспашке, 93,0% при вспашке с щелеванием, а при минимальных обработках это снижение менее значительно, и содержание азота приближалось к вариантам поверхностных обработок.

На склоне крутизной 8°, наметилась другая тенденция. Наибольшее содержание валового азота наблюдалось на варианте вспашка с щелеванием и составило 0,106%. Минимальное же содержание общего азота наблюдалось на вариантах поверхностной обработки и вспашки 0,094%. Это объясняется тем, что почва в этих вариантах более смыта. На остальных изучаемых почвозащитных обработках содержание азота находилось в интервале 0,101-0,102%.

Обработка почвы, внесение удобрений и другие приемы окультуривания почвы в нашем опыте способствовали различному распределению подвижного фосфора по изучаемым обработкам почвы. Наибольшее содержание фосфора было отмечено при плоскорезной обработке с чизелеванием (291 мг/кг) на склоне крутизной 4° и при вспашке с щелеванием (274 мг/кг) на склоне крутизной 8°. При длительном проведении глубоких обработок почвы (вспашка, плоскорезная) происходило накопление фосфорной кислоты в слое почвы 0-40 см. После многолетнего проведения поверхностных обработок содержание фосфорной кислоты в слое 0-40 см было несколько ниже, чем на контроле, на склоне крутизной 4° на 10,4%, на склоне крутизной 8° на 5,7%, что согласуется с интенсивностью жидкого и твердого стока на этих вариантах.

Содержание обменного калия в почве нашего опыта колебалось в пределах 164-234 мг/кг почвы. На склоне крутизной 4" максимальное содержание калия наблюдалось на вариантах поверхностной обработки (230 мг/кг) и вспашки с щелеванием (234 мг/кг), что на 6,4 -18,8% больше чем на остальных изучаемых обработках. На склоне крутизной 8° наблюдалась такая же тенденция, с разницей в меньшем (на 15-23%) содержании обменного калия. Увеличение содержания обменного калия в слое 0-40 см при поверхностной обработке, вероятно, связано с тем, что в этом слое возрастает емкость почвенного поглощающего комплекса, и вымывание калия из всего 0-40 см слоя идет слабее, чем из этого же слоя при глубоких обработках почвы, где вымываемый из пахотного слоя калий меньше задерживается.

Результаты агрохимических исследований показывают, что содержание элементов питания на склоне крутизной 4° было на 15-25% выше, чем на склоне крутизной 8°. Это объясняется и подтверждается тем, что почва на склоне 8° более смыта.

6. Действие противоэрозионных обработок почвы на урожайность полевых культур

Склоны разной крутизны и противоэрозионные обработки оказали существенное влияние на урожайность ячменя, многолетних трав, озимой пшеницы и овса (табл. 5). Это связано с изменениями экологических условий, разным обеспечением культурных растений земными и космическими факторами жизни.

5. Влияние противоэрозионных обработок на урожайность полевых культур, т/га.

Вариант обработки (А) Ячмень + мн. травы 2002 г Мн. травы 2003г. Оз. пшеница 2004 г. Овес 2005г.

Крутизна склона - 4° (В)

Вспашка (контроль) 1,38 8,80 3,89 1,71

Вспашка + щелевание 1,49 9,07 3,93 2,04

Плоскорезная +щелевание 1,45 8,73 4,18 2,20

Плоскорезная + чизелевание 1,31 8,71 4,08 2,15

Поверхностная + щелевание 1,23 8,37 3,91 2,31

Поверхностная 1,35 9,34 3,99 2,44

Среднее 1,37 8,84 4,00 2,14

Крутизна склона - 8° (В)

Вспашка(контроль) 2,06 8,05 3,86 1,83

Вспашка + щелевание 2,03 8,60 4,12 1,88

Плоскорезная +щелевание 1,98 9,13 4,38 1,98

Плоскорезная + чизелевание 1,85 8,46 4,34 2,19

Поверхностная + щелебание 1,84 9,36 4,18 2,20

Поверхностная 1,98 9,00 4,53 2,57

Среднее 1,96 8,77 4,24 2Д1

нср05а в 0,16 0,28 0,51 0,98 0,18 0,31 0,10 0,17

Реакция культур на крутизну склонов была различной. Ячмень и озимая пшеница с увеличением крутизны склона существенно увеличивали урожайность.

Наибольшая урожайность зерна ячменя отмечена на склоне крутизной 8° при вспашке (2,06 т/га). Средняя урожайность на склоне крутизной 4° - 1,37 т с 1 га, а склоне крутизной 8° - 1,96 т соответственно, что на 0,59 т выше. Аналогичная тенденция отмечается в озимой пшенице, при существенной разнице урожая на склоне 4° - 4,0 т и на 8° - 4,2 т с 1 га, что можно объяснить изменением экологических условий. Многолетние травы и овес практически не реагиро-

вали на крутизну склона, и их урожайность зависела от применяемых вариантов обработки почвы.

Максимальный урожай многолетних трав, получен при поверхностной обработке с щелеванием (9,36 т/га), а минимальный (8,05 т/га) - при вспашке.

Максимальная урожайность озимой пшеницы отмечена на склоне крутизной 8° при поверхностной обработке - 4,53 т/га, а на склоне 4° при плоскорезной обработке с чизелеванием - 4,18 т/га. С увеличением крутизны склона продуктивность озимой пшеницы возрастала на 8 - 14%.

Влияние засухи в период вегетации овса не позволил реализовать его биологический потенциал продуктивности этой культуры. В этих условиях наибольший выход продукции отмечен при поверхностной обработке обоих склонов: 2,44 и 2,57 т/га соответственно. Близкие по значению показатели получены и при поверхностной обработке со щелеванием. По другим изучаемым вариантам урожайность овса была существенно ниже. Подтвердилась эффективность почвозащитных ресурсосберегающих технологий в экстремальных условиях (плоскорезная обработка и ее сочетание со щелеванием и чизелеванием).

Оценка продуктивности культур почвозащитного севооборота на склоновых землях при ежегодной оценке была сравнительно высокой и составила 4,25 - 4,74 т кормовых единиц с 1 га севооборотной площади на склоне крутизной 4° и 4,17 - 5,04 т корм.ед./га на склоне крутизной 8°.

7. Экономическая и энергетическая эффективность противоэрознонных обработок почвы

В среднем за годы исследований максимальный выход продукции получен при выращивании озимой пшеницы: (4,56 т корм, ед./га), чистый доход, в ценах 2004 года (2706 руб/га), в условиях 2004 года и уровень рентабельности (66%) при меньших прямых затратах (4046 руб/га) и себестоимости за 1 т корм, ед. (945 руб), отмечены при поверхностной обработке на склоне крутизной 8". На склоне крутизной 4° высокий выход продукции и чистого дохода получен на поверхностной обработке со щелеванием.

Замена вспашки поверхностной обработкой, привела к снижению расхода горючего на 29 кг/усл.эт.га на склоне крутизной 4° и 31 кг/усл.эт.га на склоне крутизной 8°. Однако длительное применение безотвальных обработок почвы (плоскорезная с щелеванием и плоскорезная с чизелеванием) привело к накоплению факторов ограничивающих урожайность возделываемых культур и их продуктивность в среднем за ротацию снижалась на 0,04, 0,15 т корм, ед./га на склоне крутизной 4° и на 0,26, 0,32 т корм, ед./га соответственно, на склоне крутизной 8°, по сравнению с поверхностной обработкой, а по сравнению с контролем повышалась на 0,31, 0,20 и 0,35, 0,29 т корм, ед./га соответственно.

Поэтому соотношение общего расхода энергии к выходу продукции увеличивается на этих вариантах на 0,6, 9,8% на склоне крутизной 4° и на 0,7, 7,9% соответственно, на склоне крутизной 8°, в сравнении с контролем и уменьшается на 19,2, 26,7% и 23,5, 29,1% соответственно, по сравнению с поверхностной обработкой, т.е. расчет энергетической эффективности отражает отсутствие существенных различий между изучаемыми вариантами.

С большой долей уверенности можно отметить перспективность щеле-вания, чизелевания, плоскорезной обработки и их сочетания на склоновых землях.

ВЫВОДЫ

1. В условиях Центрального района Нечерноземной зоны интенсивность эрозионных процессов на пахотных землях определяется характером предзимнего и зимнего периодов, состоянием поверхности почвы в период формирования и прохождения стока талых вод, мощностью снежного покрова, наличием растительного покрова, пожнивных остатков, запасов воды. Запасы воды в снеге в годы исследований составляли 70-80 мм.

2. Неустойчивые зимы с положительными температурами воздуха и глубокими оттепелями способствуют образованию ледяной корки на поверхности почвы, что способствует дополнительным потерям талой воды и растворенных в ней питательных веществ. Поверхностный сток усиливается, а внутри-почвенный уменьшается, что существенно ухудшает влагообеспеченность и питательный режим культур в весенне-летний период.

3. Максимальный сток талых вод (34,0 мм) отмечен при поверхностной обработке с щелеванием на склоне крутизной 8°. За годы исследований, объем поверхностного стока талых вод колебался: на склоне крутизной 4° - от 7,3 до 7,9 мм, на склоне крутизной 8° - от 17,4 до 22,6 мм и зависел от технологии обработки почвы.

4. За годы исследований смыв почвы на склоне крутизной 4° составил: по вспашке - 0,05 т/га; по вспашке с щелеванием 0,03 т/га; по плоскорезной с щелеванием - 0,05 т/га; по плоскорезной с чизелеванием - 0,03 т/га; по поверхностной с щелеванием - 0,03 т/га и по поверхностной - 0,05 т/га. С увеличением крутизны склона смыв почвы возрастал: при вспашке - на 0,22 т/га, при вспашке с щелеванием - на 0,19 т/га, при плоскорезной с щелеванием - на 0,16 т/га, при плоскорезной с чизелеванием - на 0,26 т/га, при поверхностной с щелеванием - на 0,31 т/га, при поверхностной - на 0,41 т/га. Посевы клевера лугового и озимой пшеницы оказали заметное положительное влияние на снижение интенсивности процессов эрозии.

5. Дискование в сочетании со щелеванием оказало наилучший почвозащитный эффект увеличивая водопроницаемость на 35 - 40%, по сравнению с

обычной вспашкой, способствуя лучшему поглощению атмосферных осадков и дополнительному (до 30 мм) накоплению и сохранению запасов доступной влаги в метровом слое почвы.

6. Сочетание щелевания или чизелевания с плоскорезной обработкой или вспашкой оказало положительное влияние на агрофизические показатели плодородия почвы: снижало величину плотности на 0,7-2,7%, улучшало структурное состояние почвы на 1,3-15,4% и ее водопрочность на 1,9-5,3%.

7. Воспроизводство и содержание химических элементов улучшалось как на склоне крутизной 4°, так и на склоне крутизной 8° по вспашке с щелева-нием. Ухудшение обеспечения подвижными элементами питания наблюдалось по поверхностной обработке с щелеванием независимо от величины склона. Оценивая содержание химических элементов на склонах можно отметить увеличение их содержания в 1,1-1,3 раза на склоне крутизной 4°, по сравнению со склоном крутизной 8°, что связано с большей смытостью этого склона и увеличением на нем эрозионных процессов.

8. Почвозащитные технологии обработки почвы, за счет перераспределения, способствуют увеличению содержания гумуса в слое 0-10 см на 7,5-11,4 т/га по поверхностной, чизельной, плоскорезной обработкам, по сравнению с контролем (вспашка). Полученные данные подтверждают положение о дифференциации частей пахотного слоя, определяя его гетерогенное или гомогенное строение.

9. Улучшение биологических, агрохимических и агрофизических показателей плодородия почвы за счет использования почвозащитного севооборота, почвозащитных технологий обработки почвы (вспашки, плоскорезной, поверхностной в сочетании с щелеванием и чизелеванием), позволяют получить 2,02,5 т яровых зерновых, 4,0-4,5 т озимой пшеницы и 8,5-9,4 т сена многолетних трав.

10. Экономический и энергетический эффекты оказались наиболее благоприятными на вариантах поверхностной обработки почвы, уровень рентабельности производства зерна озимой пшеницы составил 60%, коэффициент энергетической эффективности -1,35 на склоне крутизной 4°, а на склоне 8° эти показатели составили - 66% и 1,27 соответственно. Перспективными энергосберегающими приемами по результатам наших исследований оказались - сочетание поверхностной обработки со щелеванием или чизелеванием.

Рекомендации производству

В целях сохранения почвы от разрушения водной эрозией необходимо использовать почвозащитные приемы основной обработки (вспашка, плоскорезная, поверхностная) в сочетании с щелеванием или чизелеванием. Щелева-

ние проводить на озимых или многолетних травах, а чизелевание на яровых зерновых. Все приемы проводить поперек склона.

Возможно использовать варианты ресурсосберегающих технологий -сочетание поверхностной обработки (дискование 6-8 см) со щелеванием на 4050 см.

Почвозащитный севооборот и ресурсосберегающие технологии обработки почвы улучшают агрофизические, агрохимические и биологические показатели плодородия почвы, что позволяет получать урожаи: яровых зерновых -2,0-2,5 т с 1 га зерна; озимой пшеницы - 4,0-4,5 т; сена многолетних трав 9,0-9,5 тс 1 га.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Белолюбцев А.И., Осипов В.Н., Савоськина O.A., Манишкин С.Г., Копылов Е.В. Действие противоэрозионных обработок на изменение показателей плодородия почвы // Докл. ТСХА. - 2004. - Вып. 276. - С. 89-95.

2. Манишкин С.Г. Влияние почвозащитных приемов на эрозионные процессы на склонах различной крутизны // Молодые ученые - сельскому хозяйству России / Сб. матер. Всеросс. Конф. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - С. 27-33.

3. Белолюбцев А.И., Манишкин С.Г. Действие почвозащитных приемов обработки почвы на эрозионные процессы дерново-подзолистой почвы // Докл. ТСХА. - 2005. - Вып. 277. - С. 58-62.

4. Баздырев Г.И., Манишкин С.Г. Влияние почвозащитных технологий на водный режим и агрофизические свойства почвы при возделывании озимой пшеницы // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения / Материалы межрегиональной научно-практической конференции. - Map .roc .ун-т. -Йошкар-Ола. - 2005. - Вып. 7. С. 57-62.

5. Белолюбцев А.И., Манишкин С.Г. Обработка почвы при возделывании озимой пшеницы на склонах//Плодородие. 2005. №5. С. 30-31.

6. Савоськина O.A., Чебаненко С.И., Манишкин С.Г. Действие почвозащитных обработок на распространение корневых гнилей в посевах озимой пшеницы // Второй Всероссийский съезд по защите растений. Санкт-Петербург, 5-10 декабря 2005. Фитосанитарное оздоровление экосистем. Т. 1. Санкт-Петербург, 2005. С. 90-92.

Объем 1,0 печ.л.

Зак 37.

Центр оперативной полиграфии ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева 1275S0, Москва, ул. Тимирязевская, 44

Тир. 100 экз.

JpoGb

- 3 0 3 2

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Манишкин, Сергей Геннадьевич

Введение.

Глава I. Обзор литературы.

1.1. Агроэкологическая характеристика склоновых земель Нечерноземной зоны.

1.2. Агрохимические, агрофизические и биологические показатели плодородия склоновых земель и их роль в формировании эффективного плодородия.

1.3. Влияние почвозащитных технологий обработки почвы на формирование полевых агрофитоценозов склоновых земель.

Глава II. Программа, методика и условия проведения исследований.

2.1. Цель и задачи исследований.

2.2. Схемы опытов и их методика.

2.3. Программа, методология и методы исследований, наблюдений и учетов.

2.4. Почвенно-климатические условия проведения опытов.

Глава III. Действие длительного применения почвозащитных технологий обработки почвы на показатели эрозионных процессов на склоновых землях.

3.1. Оценка природных факторов эрозии почв.

3.2. Влияние почвозащитных обработок на поверхностный сток талых вод и смыв почвы.

3.3 Влияние противоэрозионных обработок почвы на объем внут-рипочвенного стока.

Глава IV. Оценка действия почвозащитных систем обработки почвы на показатели почвенного плодородия.

4.1. Действие почвозащитных технологий обработки на агрофизические свойства дерново-подзолистых эродированных почв.

4.1.1. Динамика изменения плотности почвы под действием приемов обработки.

4.1.2. Структура и ее водопрочность.

4.1.3. Влагообеспеченность.

4.1.4. Водный режим почвы.

4.2. Изменение содержания органического вещества почвы при длительном применении почвозащитных технологий обработки почвы.

4.3. Влияние почвозащитных технологий обработки почвы на агрохимические показатели ее плодородия.

Глава V. Действие почвозащитных технологий обработки почвы на урожайность полевых культур.

5.1. Роль факторов плодородия почвы в формировании урожайности полевых культур.

5.2. Роль элементов склона в формировании продуктивности севооборота.

Глава VI. Энергетическая и экономическая оценка почвозащитных технологий обработки почвы.

ВЫВОДЫ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Действие почвозащитных технологий обработки почвы на показатели плодородия и урожайность полевых культур на склоновых землях"

Стабильное производство продуктов питания высокого качества -важнейший фактор жизнеобеспечения населения планеты. Проблема продовольствия решается в основном через базовую отрасль сельского хозяйства -земледелие. Поэтому главной задачей являются обеспечение устойчивости земледелия, сохранение и повышение плодородия почвы, разработка агро-экологических приёмов по снижению отрицательного влияния вредных организмов на культурные растения.

Многолетняя иррациональная деятельность человека привела к тому, что природные ландшафты в ряде регионов практически разрушены, а созданные агроландшафты несовершенны и неустойчивы.

Достижения современной аграрной науки и передовой практики свидетельствуют о том, что увеличить производство и улучшить качество сельскохозяйственной продукции можно на основе применения зональных научно обоснованных систем земледелия, широкого внедрения в производство ресурсосберегающих почвозащитных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, решения проблемы управления фитосанитарным состоянием посевов и почвы, осуществления комплекса приемов по повышению плодородия склоновых земель, на долю которых в России приходится около половины площади пашни.

Чтобы реально оценить научную обоснованность и почвозащитную направленность зональной системы земледелия, нужны объективные показатели, свидетельствующие о рациональности системы повышения плодородия эродированных почв. Природные условия территории - один из ведущих факторов, который должен определять специализацию сельскохозяйственного производства, размещение угодий, севооборотов, структуру посевных площадей, технологию возделывания культур и другие звенья системы земледелия.

В основе разработки и внедрения почвозащитных мероприятий должен лежать учет комплекса почвенно-климатических, экономических и экологических условий каждой зоны, района, хозяйства.

Наиболее полное использование природного потенциала каждого земельного участка является одним из основных стратегических направлений интенсификации противоэрозионного земледелия, не требующих значительных дополнительных капиталовложений при рациональном использовании севооборота, обработки почвы, удобрений, пестицидов с учетом специфики склоновых земель.

Исследования проводили в многолетнем стационарном полевом опыте, заложенным в 1980 году профессором И.С. Кочетовым в учхозе МСХА "Михайловское" Подольского района Московской области. Экспериментальные исследования выполнены в 2003-2005гг. на кафедре земледелия и методики опытного дела Российского Государственного аграрного университета -Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева.

Пользуясь случаем, считаю своим долгом выразить признательность и искреннюю благодарность научному руководителю заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Баздыреву Геннадию Ивановичу, коллективу кафедры земледелия и методики опытного дела, за оказанную помощь в выполнении и написании диссертационной работы, заведующему лаборатории земледелия, кандидату сельскохозяйственных наук Осипову В.Н., ведущему научному сотруднику, кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Белолюбцеву А.И., старшему научному сотруднику, кандидату сельскохозяйственных наук, Савоськиной О.А.

Заключение Диссертация по теме "Общее земледелие", Манишкин, Сергей Геннадьевич

Выводы

1. В условиях Центрального района Нечерноземной зоны интенсивность эрозионных процессов на пахотных землях определяется характером предзимнего и зимнего периодов, состоянием поверхности почвы в период формирования и прохождения стока талых вод, мощностью снежного покрова, наличием растительного покрова, пожнивных остатков, запасов воды. Запасы воды в снеге в годы исследований составляли 70-80 мм.

2. Неустойчивые зимы с положительными температурами воздуха и глубокими оттепелями способствуют образованию ледяной корки на поверхности почвы, что способствует дополнительным потерям талой воды и растворенных в ней питательных веществ. Поверхностный сток усиливается, а внутрипочвенный уменьшается, что существенно ухудшает влагообеспеченность и питательный режим культур в весенне-летний период.

3. Максимальный сток талых вод (34,0 мм) отмечен при поверхностной обработке с щелеванием на склоне крутизной 8°. За годы исследований, объем поверхностного стока талых вод колебался: на склоне крутизной 4° - от 7,3 до 7,9 мм, на склоне крутизной 8° - от 17,4 до 22,6 мм и зависел от технологии обработки почвы.

4. За годы исследований смыв почвы на склоне крутизной 4° составил: по вспашке - 0,05 т/га; по вспашке с щелеванием 0,03 т/га; по плоскорезной с щелеванием - 0,05 т/га; по плоскорезной с чизелеванием 0,03 т/га; по поверхностной с щелеванием - 0,03 т/га и по поверхностной — 0,05 т/га. С увеличением крутизны склона смыв почвы возрастал: при вспашке - на 0,22 т/га, при вспашке с щелеванием - на 0,19 т/га, при плоскорезной с щелеванием - на 0,16 т/га, при плоскорезной с чизелеванием - на 0,26 т/га, при поверхностной с щелеванием - на 0,31 т/га, при поверхностной - на 0,41 т/га. Посевы клевера лугового и озимой пшеницы оказали заметное положительное влияние на снижение интенсивности процессов эрозии.

5. Дискование в сочетании со щелеванием оказало наилучший почвозащитный эффект увеличивая водопроницаемость на 35 - 40%, по

Ф сравнению с обычной вспашкой, способствуя лучшему поглощению атмосферных осадков и дополнительному (до 30 мм) накоплению и сохранению запасов доступной влаги в метровом слое почвы.

6. Сочетание щелевания или чизелевания с плоскорезной обработкой или вспашкой оказало положительное влияние на агрофизические показатели плодородия почвы: снижало величину плотности на 0,7-2,7%, улучшало структурное состояние почвы на 1,3-15,4% и ее водопрочность на 1,9-5,3%.

7. Воспроизводство и содержание химических элементов улучшалось как на склоне крутизной 4°, так и на склоне крутизной 8° по вспашке с щелеванием. Ухудшение обеспечения подвижными элементами питания наблюдалось по поверхностной обработке с щелеванием независимо от величины склона. Оценивая содержание химических элементов на склонах можно отметить увеличение их содержания в 1,1-1,3 раза на склоне крутизной 4°, по сравнению со склоном крутизной 8°, что связано с большей смытостью этого склона и увеличением на нем эрозионных процессов.

8. Почвозащитные технологии обработки почвы, за счет перераспределения, способствуют увеличению содержания гумуса в слое 010 см на 7,5-11,4 т/га по поверхностной, чизельной, плоскорезной обработкам, по сравнению с контролем (вспашка). Полученные данные подтверждают положение о дифференциации частей пахотного слоя, определяя его гетерогенное или гомогенное строение.

9. Улучшение биологических, агрохимических и агрофизических показателей плодородия почвы за счет использования почвозащитного севооборота, почвозащитных технологий обработки почвы (вспашки, плоскорезной, поверхностной в сочетании с щелеванием и чизелеванием), позволяют получить 2,0-2,5 т яровых зерновых, 4,0-4,5 т озимой пшеницы и 8,5-9,4 т сена многолетних трав.

10. Экономический и энергетический эффекты, оказались наиболее благоприятными на вариантах поверхностной обработки почвы, уровень рентабельности 60%, соотношение общего расхода энергии к выходу продукции 1,35 на склоне крутизной 4° и 66% и 1,27 на склоне крутизной 8° соответственно и поверхностной со щелеванием 42%, 1,61 и 50%, 1,52 соответственно, за счет снижения материальных и трудовых затрат, достоверного роста урожайности.

Рекомендации производству

В целях сохранения почвы от разрушения водной эрозией необходимо использовать почвозащитные приемы основной обработки (вспашка, плоскорезная, поверхностная) в сочетании с щелеванием или чизелеванием. Щелевание проводить на озимых или многолетних травах, а чизелевание на яровых зерновых. Все приемы проводятся поперек склона.

Возможно использовать варианты ресурсосберегающих технологий -сочетание поверхностной обработки (дискование 6-8 см) со щелеванием на 40-50 см.

Почвозащитный севооборот и ресурсосберегающие технологии обработки почвы улучшают агрофизические, агрохимические и биологические показатели плодородия почвы, что позволяет получать урожаи: яровых зерновых - 2,0-2,5 т с 1 га зерна; озимой пшеницы - 4,0-4,5 т; сена многолетних трав 9,0-9,5 т с 1 га.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Манишкин, Сергей Геннадьевич, Москва

1. Айдак А.П. "И взойдут семена", Чебоксары, 1993.

2. Баздырев Г.И. Агроэкологические основы интегрированной защиты полевых культур от сорняков в современных системах земледелия Нечерноземной зоны РСФСР: Дис. д-ра с.-х. наук в форме научного доклада: 06.01.01/МСХА, 1991.-57с.

3. Баздырев Г.И. Система земледелия Нечерноземной зоны: обоснование, разработка, освоение. -М.: Изд-во МСХА, 1993. 396 с.

4. Баздырев Г.И. Дорджиев СЛ. Система обработки почвы и засоренность посевов. // Земледелие. 1991. - №2. - С.61 - 65.

5. Баздырев Г.И., Зотов Л.И., Полин В.Д. Сорные растения и меры борьбы с ними в современном земледелии. -М.: Изд-во МСХА, 2004. С. 288

6. Белолюбцев А.И. Влияние противоэрозионных обработок на водно-физические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Автореферат на соис. уч. степени канд. с.-х. наук, М, 1993, 18 с.

7. Бондарев В.Ю. Применение почвозащитной обработки в США // Сельскохозяйственная наука и производство. Сер. «Экономика, земледелие и растениеводство». 1985. - № 5. - С.49-56.

8. Ю.Булгаков Д.С. Свойства и качественная оценка смытых темно-серых лесных пахотных почв (на примере) почв совхоза "Каширский" Московской области. Автореферат дисс. На соиск. уч. степ. канд. с.-х. наук, М., 1973, 27с.

9. П.Бурыкин A.M. Темпы эрозии почв в естественных и техногенных ландшафтах // Почвоведение. 1986. - № 4. - С. 85-89.

10. Ванин Д.Е. Проблемы земледелия и пути их решения. Воронеж, 1985, 222с.

11. З.Васильев И.П., Туликов A.M., Баздырев Г.И. и др. М.: КолосС, 2004.-424 с.

12. Власкин В.Н. Влияние противоэрозионных обработок на водно-физические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Автореферат на соис. уч. степени канд. с.-х. наук, М, 1989,21 с.

13. Воробьев С.А. Краткие итоги и задачи научных исследований по севооборотам. Сб. Теория и практика современного севооборота. М., МСХА, 1996, с, 3.8.

14. Гедройц К.К. Почвенный поглощающий комплекс, растение и удобрение.-М., 1935.

15. П.Герасимов М.Н. Фрезерная обработка почвы на склонах // Науч.-техн. бюлл. ВНИИЗиЗПЭ. 1984. - С. 40-43.

16. Герасимов В.А, Масютенко Н.П., Влияние местоположения в рельефе и эродированности на структурно-агрегатный состав чернозема типичного на лугу, Ресурсосберегающие технологии земледелия, Сборник докладов, Курск-2005.

17. Гусев В.А. Агроэкологические аспекты использования склоновых земель при возделывании зерновых культур в условиях Саратовского Правобережья: Дис. канд. с.-х. наук: 06.01.01. Саратов, 2001. - 154 с.

18. Грызлов Е.Н. Почвозащитная система земледелия. Ростов на Дону, 1975, 136с.

19. Деградация и охрана почв / Под ред. Г.В. Добровольского. Изд-во Моск. Ун-та, 2002. 654с.

20. Докучаев В.В. Сочинения. Т.7. - М.: АН СССР, 1953.23 .Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., ВО Агропромиздат,1985.

21. Дьяков В.Н. Агролесомелиорация в системе земледелия на склонах. М.: Россельхозиздат, 1987. - 108 с.

22. Жилко В.В. Борьба с эрозией почв в БССР. Минск: Сельхозгиз, 1962.-40 с.

23. Жученко А.А. Сельское хозяйство XXI века. Агрохимический вестник, 1998, №3 с,2.6.

24. Зб.Иванов В.Д., Кузнецова Е.В Потери элементов питания растений и гумуса от эрозии почв на пашне в Воронежской области // Агрохимия. -2001.-№ 12.-С.5-12.

25. Иванов В.Д., Кузнецова Е.В. Эрозия и охрана почв Центрального ^ черноземья России: Учебное пособие. Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2003.360с.

26. Карпинская Р.С. Мировоззрение и практика. // Раздумья о земле. -М.: Агропромиздат, 1985. С. 53-74.

27. Каштанов А.Н, Заславский М.Н. Почвоводоохранное земледелие. -М.: Россельхозиздат, 1984.-462 с.

28. Каштанов А.Н. Земельная реформа и пути развития земледелия. Сб. Земельная реформа и проблемы развития земледелия СССР, Курск, 1992, с,32.43.

29. Каштанов А.Н., Щербаков А.П. Ландшафтное земледелие, ч. 1 и 2,1. Курск, 1993, 53 с.

30. Каштанов А.Н. Основные направления исследований по земледелию на 2001 2005 гг. Материалы научно-практической конференции. Курск, 2001. с.3-8.

31. Каштанов А.Н., Лисецкий Ф.Н., Швебс Г.И. Основы ландшафтно-экологического земледелия. М, Колос, 1994, 126с.

32. Каштанов А.Н., Явтушенко В.Е. Агроэкология почв склонов. М., Колос, 1997, 240с.

33. Каштанов А.Н. Роль биологических факторов в интенсификацииземледелия // Сб. докл. Междунар. науч. практич. конф. - Владимир: ГНУ ВНИПТИОУ. - 2005. С.3-5

34. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. М., Колос, 1996,367 с.

35. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. Изд-во МСХА., М., 2000.

36. Ковда В.А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана. М.: Наука, 1981. - 182 с.

37. Колиниченко Н.П., Ильинский В.В. Лесомелиорация овражно-балочных систем. М., 1976, 200с.

38. Комаров М.И. Вспашка на склонах Земледелие, №8, 1964, с,8.11.

39. Кочетов И.С., Дубенок Н.Н., Осипов В.Н. Миграция химических элементов на склоновых землях Центрального Нечерноземья России, Доклады ТСХА, вып. 266, М., МСХА, 1995, с, 19.27.

40. Кочетов И.С., Осипов В.Н. Защита почв от эрозии в агроландшафт-ном земледелии. Земледелие, №5, 1996, с,35.38.

41. Кочетов И.С., Осипов В.Н. Миграция химических элементов на склоновых землях Нечерноземной зоны. Химия в сельском хозяйстве, №5, 1995, с,21.22.

42. Кочетов И.С. Агроландшафтное земледелие и эрозия почв в Центральном Нечерноземье. М.: Колос, 1999. - 224с. - (РАСХН).

43. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв: Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004. - 352с. -(Классический университетский учебник).

44. Кузнецов М.С., Демидов В.В. Эрозия лесостепной зоны центральной России: моделирование, предупреждение и экологические последствия. М.: ПОЛТЕКС, 2002. 183с.

45. Кузнецов М.С, Глазунов Г.П., Зорина Е.Ф. Физические основы эрозии почв. М., 1992. 95 с.

46. Кузнецова Е.В. Потери биогенных элементов от эрозии почв в условиях Воронежской области: Автореф. дис. канд. с.-х. наук.-Воронеж, 1998. -26с.

47. Кушнарев С.А. Обработка почвы при интенсивном возделывании Ш полевых культур. М.ВО. Агропромиздат, 1988, 248 с.

48. Леонтьева Е.В. Влияние эродированности на структурно агрегатный состав черноземных почв на лугу, Ресурсосберегающие технологии земледелия, Сборник докладов, Курск 2005.

49. Лидов В.П. Процессы водной эрозии в зоне дерново-подзолистых почв. М.,МГУ, 1987, 168 с.

50. Листопадов И.Н. и др. Севообороты в земледелии юга России / Методические рекомендации., ГНУ ДЗНИИСХ., 2005, 30 с.

51. Ломакин М.М. Мульчирующая обработка почвы на склонах. М.: ^ Агропромиздат, 1988. - 184 с.

52. Лошаков В.Г. Проблемы теории и практики севооборота. Сб. Теория и практика современного севооборота, М., МСХА, 1996, с, 9. 14.

53. Лошаков В.Г. Пути экологизации и биологизации земледелия Центрального экономического района Агроэкологическая оптимизация земледелия: Курск: ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2004. с.75-80

54. Лыков A.M., Еськов А.И., Новиков М.Н. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья. М.: Россельхозакадемия - ГНУ ВНИПТИОУ, 2004.-630 с.

55. Львович М.И. Человек и воды. М., Географиздат, 1963, 567с.

56. Макаров И.П. Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в зональных системах земледелия (рекомендации). М., 1993, 180 с.

57. Макаров И.П., Муха В.Д., Кочетов И.С. Плодородие почв и устойчивость земледелия. М., Колос, 1995, 287 с.

58. Матюк Н.С., Полин В.Д., Горбачев И.В., Савоськина О.А. Приемы возделывания и уборки полевых культур. М.: Изд-во МСХА, 2005. 127 с.

59. Милько Ф.Н. Сельскохозяйственные ландшафты, их специализация и классификация. Вопросы географии-М., Мысль, 1984, с,24.34.

60. Мирцхулава Ц.Е. Инженерные методы расчета и прогноза водной эрозии. М., 1970, 239 с.

61. Щ 74.Моргун Ф.Т., Шикула Н.К., Тарарико А.Г. Почвозащитное земледелие. Киев, Урожай, 1988, 256с.

62. Мосолов В.П. Рельеф местности и вопросы земледелия. М.:Гос. Изд-во с.-х. лит., 1949

63. Мусохранов В.Е. Алтайский опыт // Земледелие. 1984. - № 3. - С.39.41.

64. Муха В.Д., Картамышев Н.И., Кочетов И.С., Муха Д.В. Агропочво-ведение. М., Колос, 1994, 527 с.

65. Полуэктов Е.В. Эрозия почв на Дону и меры борьбы с ней. Ростов-на-Дону: 1984.-164 с.

66. Посыпанов Г.С., Долгодворов В.Е. Энергетическая оценка технологии возделывания полевых культур. М.: Изд-во МСХА, 1995 22 с.

67. Пунтус М.М. Влияние противоэрозионных обработок и удобрений на плодородие дерново-подзолистой почвы и урожайность с.-х. культур. Ав-тореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. с.-х. наук, М., 1990, 22 с.

68. Пупонин А.И., Рассадин А.Я. Система обработки почвы. В кн. Система земледелия Нечерноземной зоны (обоснование, разработка, освоение), ч.1, М., МСХА, 1993, с, 118.127.

69. Пупонин А.И. Зональные системы земледелия (на ландшафтной основе). М., Колос, 1995, 286 с.

70. Пупонин А.И., Захаренко А.В. Оценка энергетической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в системе земледелия. М.: Изд-во МСХА, 1998. 40с.

71. Рассадин А.Я. Особенности систем обработки почвы. Система земледелия Нечерноземной зоны (обоснование, разработка, освоение), 4.1, М., МСХА, 1993, с, 128.138.

72. Рассадин А.Я. Разработка системы почвозащитной ресурсосберегающей обработки почв для севооборотов ландшафтного земледелия. М., МСХА, 1996, (учебное пособие), 35 с.

73. Ревут И.Б. Физика почв. Д., 1972.

74. Рожков А.Г. Сельскохозяйственное использование заовражных земель. Сб. науч. тр. / ВАСХНИЛ, ВНИИЗиЗПЭ, М., Агропромиздат, 1989, 223 с.

75. Рожков А.Г. Борьба с оврагами. М., 1981, 199с.

76. Романенко Г.А., Комов Н.В., Тютюников А.И. Земельные ресурсы России, эффективность их использования. М., РАСХН, 1996, 306 с.

77. Рудай И.Д. Агроэкономические проблемы повышения плодородия почв. М., Россельхозиздат, 1995.

78. Савоськина О.А. Влияние противоэрозионных обработок на агрофизические свойства дерново-подзолистой среднесмытой почвы и продуктивность культур почвозащитного севооборота. Дисс. на соис. уч. степ. канд. с.-х. наук, М., 2000, 139 с.

79. Саранин К.И. Исследования по минимальной обработке почвы в Центральном и Волго-Вятском экономических районах. Приемы минимальной обработки дерново-подзолистых почв в Центральных районах Нечерноземной зоны. М., 1981, с,3.14.

80. СеляниновГ.Т. Методика сельскохозяйственной характеристики климата/ Мировой агроклиматический справочник. JI.: Гидрометеоиздат, 1937.-С 5-27.

81. ЮО.Сенченко С.И., Сергеева Р.Я., Найденов А.С. Чизелевание почвы на Северном Кавказе // Земледелие. 1986. - № 2. - С. 47-48.

82. Сидоренко Н.Я., Картамышев Н.И., Порядин В.А. Эффективность щелевания почвы // Земледелие. 1980. - № 1. - С. 22-25.

83. Симихненко П.Г. Возделывание пропашных с минимальным числом обработок. Ж. "Вестник с.-х. науки", 1972, №2 с, 31 .36.

84. ЮЗСкородумов А.С. Земледелие на склонах. Киев: Урожай, 1970.

85. Скрябина О.А. Водная эрозия почв и борьба с ней. Пермь, 1990.

86. Ю5.Сластихин В.В. Вопросы мелиорации склонов Молдавии. Кишинев, 1964, 212с.

87. Юб.Соболев С.С. Борьба с эрозией почв. М.: «Знание», 1958.

88. Соболев С.С. Защита почв от эрозии и повышение их продуктивности. М., 1961,231с.

89. Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. JL: 1976. - С. 254.

90. ПЗ.Сурмач Г.П. Проектирование противоэрозионных мероприятий на расчетной основе // Земледелие. 1986. № 1. - С. 7-10.

91. И4.Торнз Дж. Б. Процессы эрозии, вызываемые водным потоком и их регулирование во времени и пространстве. // Эрозия почв.-М., Колос, 1984, с, 178.251.

92. Трегубов П.С. Сравнительное изучение приемов обработки почвы на склонах в условиях юго-востока Воронежской области. Воронеж, Наука, 1961. 183 с.

93. Иб.Трегубов П.С., Брауде И.Д., Жилко В.В. Эрозия почв и борьба с ней. М.: Колос, 1980. - С. 97-125.

94. Хабибрахманов Х.Х. Дифференцировать осеннюю обработку почвы // Земледелие. 1988. - №11. С. 52 - 58.

95. Черемисинов Г.А. Эродированные почвы и их продуктивное использование. -М.: Колос, 1976. С. 215.

96. Черкасов Г.Н. Научные основы рационального использования и повышения продуктивности естественных кормовых угодий в овражно-балочных системах лесостепи ЦЧЗ: Автореф. дис. .доктора с.-х. наук. Курск, 1996. 38с.

97. Черкасов Г.Н. Пути совершенствования адаптивно-ландшафтныхсистем земледелия // Сборник докл. Межд. Научно-практ. конф. Курск: ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2004. с.6-11.

98. Черкасов Г.Н., Проценко Е.П. Пути интенсификации земледелия на склоновых землях Центрального Черноземья // Достижения науки и техники АПК №1,2005

99. Шабаев А.И., Демьянова Т.Н. Особенности технологий Поволжья // Земледелие. 1984. -№ 3. - С. 38-39.

100. Шабаев А.И. Адаптивно-экологические системы земледелия в аг-роландшафтах Поволжья. Саратов, 2003. 284 с.

101. Шелякин Н.М. Пути управления почвообразовательным процессом склоновых земель Центра Русской равнины //Дис. на соиск. уч. степ, доктора с.-х. наук в форме научного доклада.-Харьков,1993.- 71 с.

102. Щ 129.Шептухов В.Н., Дудинцев Е.В., Хлопюк М.С. Влияние обработкина структуру выщелоченного чернозема // Почвоведение. 1987. № 5. - С. 53-61.

103. Ширинян М.Х., Гайдаш Н.И., Пономарев Ю.Е. Влияние рельефа местности на плодородие почвы и урожайность озимой пшеницы// Сб. науч. тр., посвященный 100-летию В.А.Невинных. Краснодар, 2000

104. Эрозия почв и почвоводоохраиное земледелие / Под ред. В.Д. Мухи. Курск, 2000, 173 с.

105. A1-Banna A.R., Eltayef H.J., Karim Т.Н. The effects of tillage treatments on soil and water losses under natural rainfall in Aski-Kolak region // Jrogi. J. Agr. Sci Lanco. 1996. V. 4. № 2. P. 15-21.

106. Andraski B.J., Mueller D.H., Laniel Т.Е. Effects of tillage and rainfall simulation date on water and soil losses // Soil Sci Soc. Am. J. 1995. V.49, № 6. P. 1512-1517.

107. Bergeijk J.van, Goense D., Willigenburg L.G.van, Speelaman L. Dynamic weighing for accurate fertilizer application and monitoring // J.Agr.Engg Res.-2001. Vol. 80. N1.

108. Botterweg P. Modelling the effects of climatic change on runoff and erosion // Conserving Soil Resources. European Perspectives. 1994. P. 273-285.

109. Bumb B.L., Baanante C.A. 2002. The Role of Fertilizer in Sustaining Food Security and Protecting the Environment. Food, Agriculture and the Environment Discussion Paper 17. International Food Policy Research Institute, Washington, DC.

110. Chepil W.S. Influence of Moisture on Erodibility of Soil by Wind // Soil Science Society of America Proceedings. 1996. Vol. 20. P. 288-292.

111. Chepil W.S., Woodruff N.P. The physics of wind erosion and its control // Advances in Agronomy. 1993. Vol. 15. P. 211-302.

112. Hagen L.J. A wind erosion prediction system to meet user needs // Journal of soil and water conservation. 1991. Vol. 46. N 2. P. 106-111.

113. Hanks J.E., Beck J.L. Sensor-controlled hooded sprayer for row // Weed Technol.- 1998. Vol. 12. N2.

114. Harvey C. It s a Sung e out there Research Rerspectives. 1995. -2(3).-P. 12-13.

115. Pender J., Hazell P. eds. Promoting sustainable development in Less-Favored areas. International food policy research institution 2020 vision. Focus 4. -Washington. D.C.: IFPRI, 1999.

116. Pinstrup-Anderson P., Pandy-Lorch R., Rosegrant M.W. 2003. The world food ; recent developments, emerging issues and long-term prospects. Vision 2020: Food Policy Report. International Food Policy Research Institute, Washington, DC, 36 pp.

117. Rosegrant M. W., et al Global food projections to 2020. Washington. D.C.: IFPRI, 2001.

118. Scheer S.J. Soil degradation: a threat to developing-country food security by 2020 IFPRI food, agriculture and the environment discussion paper 27. -Washington. D.C.: IFPRI, 1999.

119. Tilman D., Fargione J., Wolff В., D'Antonio C, Dobson A., Howarth R., Schindler D., Schlesinger W.H., Simberloff D., Swackhamer D. 2001. Forecasting agriculturally driven global environmental change. Science. V. 292 P. 281-284.

120. Vance C.P. 2001. Symbiotic nitrogen fixation and phosphorus acquisition. Plant nutrition in a world of declining renewable resources. Plant Physiology V. 127 P. 390-397.

121. Wischmeier W.H., Smith D.D. Predicting rainfall erosion losses // USDA Agr. handbook 537. Washington, 1978. 65 p.