Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ДЕЙСТВИЕ РАЗНЫХ ПО ИНТЕНСИВНОСТИ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ НА ЕЕ АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И УРОЖАЙ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ДЕЙСТВИЕ РАЗНЫХ ПО ИНТЕНСИВНОСТИ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ НА ЕЕ АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И УРОЖАЙ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

" па правах рукописи

Николай Андреевич ПОЛ ЕВ

действие разных по интенсивности

систем обработки дерново-подзолистой почвы на ее агрофизические свойства и урожаи

(Специальность 06.01.01 — общее земледелие)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук-

МОСКВА — 1979

Диссертационная работа выполнена на Кафедре земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамен» сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научные руководители: член-корреспондент ВАСХНИЛ

доктор -сельскохозяйственных наук профессору. А. Доспехов |

и кандидат сельскохозяйственных наук доцент И. П. Васильев.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор В. И. Румянцев, кандидат сельскохозяйственных наук доцент О. А. Раскутин.

Ведущее учреждение— Производственное управление сельского хозяйства при Мособл исполком е.

Защита диссертации состоится « » ."Тт* . . 1979 г.

■в -к

час. на заседании Специализированного совета Д-120.35.04 при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес; 127""*: И-550, Тимирязевская ул., 49.

С ;. .сертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Л*;:ореферат разослан «

. . 1979 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор биологических иаук у . КРАСТИНА

І. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение плодородия дерново подзолистых почв является основным условием дальнейшей интенсификации земледелия Нечерноземной зоны РСФСР. Важную роль в ¿комплексе -мероприятий по повышению плодородия почвы играет ее -механическая обработка.

Исследования по обработке лочвы, проводимые в последние годы, направлены в основном на поиски пурей ее рационализации иулучшения качества; yмeньшeниq^йyбины и числа обработок, выполнения нескольких агротехнических приемов одним агрегатом.

Увеличение мощности и массы тракторов приводит к сильному уплотнению почвы и разрушению ее структуры, что отрицательно сказывается да плодородии. Применение фрезы и других орудий роторного типа позволяет за один проход качественно подготовить почву к посеву, уменьшить уплотнение почвы за счет сокращения числа проходов агрегата по полю. Однако действие длительного фрезерования на свойства дерн ово - подзол истой лочвы, эффективность удобрений и урожайность растений еще недостаточно изучено.

В интенсивном земледелии возможно (регулирование ОСНОВНЫХ факторов жизни растений (питательный и водный режим), поэтому важным условием дальнейшего повышения урожайности полевых культур является качество полевых работ. Однако разработке, изучеиию и внедрению в производи ство современных приборов,- методов контроля и оценки качества полевых работ часто не уделяется должного .внимания.

Цель и задачи исследований. Целью «аших исследований являлось решение следующих задач:

1) изучить действие различных по интенсивности систем обработки лочвы на ее плодородие и продуктивность растений и обосновать возможность длительного применения орудий роторного типа при обработке почвы;

2) изучить некоторые способы интенсивного углубления I! окультуривания пах - юл и стой почвы;

5) изучить действие уплотнения почвы ходошмн системами.тракторов па се плодородие;

4) разработать методику контроля к оценки качества крошения почвы при се обработке, методику и прибор для определения воздухопроницаемости почвы.

Научная-новизна результатов исследований. Обоснована высокая эффективность фрезерной обработки почвы при длительном; ее применении. Показана эффективность минеральных удобрений при разных способах и глубине заделки их в почву.

Впервые экспериментально установлены кашчественные параметры действия глыбнстости пашни на продуктивность растений и разработана шкала для ее оценки. Разработаны методика и прибор для определения воздухопроницаемости почзы.

Практическая ценность и реализация результатов. Применение фрезерных орудий для подготовки почвы к посеву зерновых культур при недостаточном и нормальном количестве осадков в период обработка почвы—посев—всходы способствует сокращению числа обработок, при этом снижается уплотняющее действие на почву ходовых систем машин и орудий, улучшается качество подготовки почвы к лосеву и обеспечивается заметный экономический эффект^

Предлагаемая шкала для оценки глыбистости пзшни дает возможность объективно оценить качество обработки ¡почвы по этому показателю. Новый прибор для определения воздухопроницаемости почвы позволяет повысить производительность м качество исследовательских работ.

Результаты исследований по применению фрезерной (роторной) обработки почвы прошли производственную проверку и внедрены в учебно-опытном хозяйстве ТСХА «Михайлов-ское> Московской области на площади 10,5 га.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научной, конференции молодых ученых (Москва, 1977 г.); на научной конференции Московского областного правления.НТО сельского хозяйства и первичной организации НТО учхоза «Михайловское», л освящен ной биологическим основам повышения продуктивности сельскохозяйственных-растений (.март, 1977 г.) и научно-техническом совещании кафедры земледелия и методики опытного дела и Почвен-но-агрономической станшш им, В. Р. Внльямса (февраль, 1979 г.) По материалам диссертации опубликовано четыре научных статьи.

Объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций производству, изложенных на 128 страницах машинописного текста с таблицаечи. Список 2

использованной литературы включает 2&7 ланмепованнй, в том числе 44 иностранных. Приложения включают 18 таблиц.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения .исследований;

Основные исследования проводились в 1975—1977 гг. в четырех стационарных полевых опытах.

Многофакториые полевые стационзрные опыты 7 и 8 заложены на Почвеино-агрономической станции им. В. Р. Виль-ямса в учхозе ТСХА «Михайловское» и 1969 и 1974 гг. методом расщепленных делянок. Методнкз проведения опыта 7 подробно описана в работах Б. А. Доспехова, И. П. Васильева и других исследователей.

Агрофизические и агрохимические свойства почвы, а также продуктивность растений в опыте 7 изучались при следующих системах обработки почвы: I. Обычная — лущенне+вслашка на 20—22 см+обычная для возделываемой культуры предпосевная обработка. 2- Сочетание глубокой с фрезерной — то же, что и вариант I, но со вспашкой на 30 см ы I ротации, во II ротации под зерновые культуры только предпосевная фрезерная обработка на 8—10 ем. 3, Фрезерная минимальная — только предпосевное фрезерование из 8—-10 см, под картофель на 14—16 см. 4. Фрезерная интенсивная — фрезерование на 20 см+предпосевное фрезерование на 8—10 см во II отации севооборота, в I роташш — 3—1 фрезерования на —10 см, без растений. 5. Обычная минимальная—то же, что и вариант 1 в I ротаиии севооборота, во II ротации под зерновые только обычная предпосевная обработка. G. Сочетание ТГПФ—лущен не+ трехслойна я вспашка на 40 см (1969 и 1974 гг.), вспашкз на 28—30 см (1970 г.), безотвальное рыхление на 35-^37 см (1973 г.), ллоскорезиая обработка на 30 см (1976—1977 гг.) и ежегодное предпосевное фрезерование на 8—10 см. Варианты удобрений (дозы даны за 8 лет): 1) без удобрений; 2) 2NPK— NaooPssoKrzo: 3) солома+2N PK— солома 22 т + М^РшК?:^ 4) hüb03+2NPK — навоз 100 т+

+Nai9p|os3K7ia.

В опыте 8 на делянках первого порядка (500 м2) изучаются способы интенсивного углубления и окультуривания пахотного слоя (I—одна, 2 — две, 3 — три трехслойные вспашки на 40 см, 4— вспашка на 20 см), а на делянках второго порядка (250 м2)—удобрения (1 — без удобрений, 2 — навоз 300 т/га + Ns^PeooKsw за три года). Повториость трехкратная. Размещение вариантов рейдомизнроваиное. • В опыте ваДелывалн х£артофсль (1975 г.), вико-озсяііую смесь (1976 г.), картофель (1977 г.).

В опытах I и 2, заложенных в 1975 г„ моделировались и изучались различные по интенсивности варианты воздействия на почву ходовых систем тракторов МТЗ-50 (80), Т-150 и и Т-150К, Этими тракторами почва указывалась сплошь в один н два следа и не уплотнялась. Опыты проводятся в звене севооборота: вико-овсяная смесь (1975—1976 гг.), озимая лше* ннца (1970—1977 гг.), ячмень (1975 и 1977 гг). Отдельные вопросы, касающиеся эффективности способов и глубины заделки удобрений в почву н действия глыбистости на качество посева и урожайность культур, изучали в мелкоделяночных и вегетанионно-полевых модельных опытах.

В 1975—1977 гг. на экспериментальной базе «Михайлов-ское» в поленом опыте в производственных условиях изучалась-возможность минимализации обработки почвы под озимую пшеницу {1975/76 гг.) и ячмень (1977 г.). Из системы обработки почвы исключались вспашка и лущение стерни (основная обработка), В качестве предпосевной обработки нс-пользовзли или дискование и культивацию на 8—10 см, или фрезерование на 8—10 см.

Опыты 1, 2 и 8 расположены на участках, прилегающих к опыту 7, где проводились основные наблюдения и исследования. Поэтому характеристика почвы дастся по опыту 7 до его закладки: почва дериозо-подзол иста я среднесуглинистая. Содержание гумуса и общего азота невысокое — соответственно 1,5—1,8 и 0,08—0,11%, гидролизуемого азота по Тюрину—Кононовой — 5-7 мг на 100 г почвы, рН кс! — 4.0—1,6. Перед закладкой опыта почва была произвесткована по полной гидролитической кислотности.

Вспашку проводили плугом ПИ-4-35, двухслойную и трехслойную вспашки — ПТН-40, фрезерование—ФБН-0,9 (1969— 1973 гг.), ФБН-1,5 (осень 1973 и 1974 гг.), КФГ-3,6 (1975— 1977 гг.), фрезерование на 20 см — РП-2,7.

Лабораторные и полевые исследования проводили но методикам, принятым в научно-исследовательских учреждениях. Урожай учитывали сплошным методом. Данные об урожаях обработаны методом дисперсионного анализа соответственно схемам опытов. Для установления связи между воздухопроницаемостью и объемной массой почвы, глыбистостью к неравномерностью заделки семян по глубине (коэффициентом вариации) использован метод корреляции и регрессии.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

1. Разработка н совершенствование методов агрофизических исследований

Прибор-для определения воздухопроницаемости почвы состоит из резервуара с гофрированной стенкой, ограждающего 4

элемента с переменным сечением стенки, манометра и кранов. Все элементы прибора соединены между собой гибкими воздухопроводами, Для нагнетания воздухав резервуар используется автомобильный насос. В комплект прибора входит секундомер.

Результаты полевых и лабораторных испытаний показывают, что прибор четко фиксирует различия в воздухопроницаемости почвы. Он имеет малые габариты, прост в обращении, надежен в работе в полевых и лабораторных условиях.

О методике оценки глыби стостн пашни. Результаты исследований свидетельствуют о том, что между глыбистостью и неравномерностью заделки семян ячменя по глубине, о величине которой судили по коэффициенту вариации (V), существует прямолинейная корреляционная связь. Коэффициент корреляции (г) равен 0,84—0,86. В этом случае 70—74% вариации глубины лоссва ячменя ((1=0,70—0,74) обусловлены глыбистостью пашни, то есть чем больше глыб {площадью 10 см3 и более) содержится на поверхности почвы, тем больше неравномерность распределения семян по глубине.

При обработке почвы фрезой глыбистость не превышала 5%, что позволило заделать семена при посеве на заданную глубину (4—5 см) и равномерно по глубине. Глыбистость пашни более 20% лосле культивации вызывает крайне неравномерное распределение семян по глубине и снижение всхожести.

Наблюдаются несущественные изменения урожайности ячменя и кукурузы (увеличение и уменьшение урожая в зависимости от количества осадков, выпавших за период обработка почвы—посев—всходы) при глыб и стостн 0—20%. Дальнейшее увеличение глинистости (более 20%) приводит к существенному снижению урожая.

Исходя из полученных данных, разработаны шкалы для оценки глыбистостн пашни и равномерности глубины посева. Шкала градаций глыбистости пашни должна охватывать три зоны кривой отклика растений: 1-я зона, включающая значения гльгбистости пашни,.при которых урожайность не снижается, а в благоприятных условиях — прибавка урожая существенная; 2-я зона, включающая значения глыбистостн пашни, при которых в любых условиях не будет существенного снижения урожая; 3-я зона со значениями гльгбистости, при которых качество посева и урожайность культур значительно снижаются. В общем виде шкала градаций и соответствующая оценка могут выглядеть следующим образом;

Глыбистость, % Оценка, балл

<10 10—20 >20

4 — хорошо, 3 — удовлетворительно, 2 — неудовлетворительно.

2. Действие разных по интенсивности систем обработки и способов окультуривания почвы на ее агрофизические свойства

Структура почвы и ее водолрочность. Результаты исследовании различных ло интенсивности воздействия на почву систем обработки свидетельствуют о том, что многолетнее (8 лет) фрезерование по сравнению с обычной системой обработки почвы в севообороте не приводит к увеличению пыле-ватых фракций (соответственно 7, 8 и 7,0%). Даже в варианте с интенсивным фрезерованием, где за годы исследований (с 1969 г,) было проведено 25 обработок фрезой, пыли н агре-гаток размером меньше 0,25 мм било столько же (7,0%)» сколько и в контроле. Аналогичные результаты получены в опыте в условиях производства. Объясняется это в основном особенностями технологии обработки почвы фрезой и ллугом и их конструктивными различиями.

Под действием разных по интенсивности способов окультуривания и углубления пахотного слоя дерново-подзолистой среди есугл ни истой почвы значительного изменения структуры не происходит. Коэффициент структурности в слое почвы 0— 20 см примерно одинаковый. Однако в слое 20—40 см наблюдается тенденция к уменьшению коэффициента структурности по мере увеличения числа трехслойных вспашек, даже на фоне высоких доз удобрений. Это в значительной мере определяет быстрый переход к первоначальному физическому состоянию, а иногда и к ухудшению физических свойств почвы после се обработки.

В варианте с фрезерной минимальной обработкой в слое О—10 см наблюдается четкая и устойчивая по годам тенденция к увеличению количества водопрочных агрегатов (табл.1).

Происходит это в связи с увеличением содержания органн* ческого вещества в почве за счет органических удобрений,

Та 6,1 иаа 1

Содержание водопрочных агрегатов - (%) размером более 0,23 мм в слое 0—10 см при разных системах обработки почвы (опыт 7, в среднем за вегетацию и по четырем фонам удобрений)

Система обработки почвы Вико-овсяная смесь, 1975 г. Озимая пшеница, 1970 г. Озимая 1Шениаз, 1977 г. В среднем за 1975— 1977 гг.

Обычная .......... 29,7 41.9 51.0 44,2

Сочетание глубокой с фрезерной 37,2 40,2 55,6 44,3

Фрезерная минимальная .... 43,1 48.8 С3.2 51,7

Фрезерная интенсивна я .... 40.4 48.1 60,0 49,5

Сочетание ТГПФ....... 38.5 43.8 55,0 45,8

пожнивных и корневых остатков, заделываемых при фрезерной минимальной системе обработки в верхнем (0—10 см) слое, а также за счет сокращения числа проходов агрегата по полю.

В полевом опыте, где лочва искусственно укатывалась различными тракторами, ее структура заметно ухудшается, при этом увеличивается содержание плотной глыбистой части и агрегатов менее 0,25 мм. Ухудшение структуры наблюдается и в подпахотном <20^—10 см) слое почвы.

Строение почвы. При возделывании в и ко-о веян ой смеси в 1975 г. оптимальное для роста л развития растений значение объемной массы (1,1—1,3 г/см3) яри разных по интенсивности системах обработки почвы отмечено лишь в слое 0—10 см. Объемная масса лежащих ниже слоев превышала оптимальные значения.

Фрезерная минимальная обработка по сравнению с обыч-' ной обеспечила более рыхлое сложение верхнего (0—10 см) слоя почвы, причем рыхлое состояние сохранялось в течение всей вегетации. Значительных различий между остальными системами обработки почвы не наблюдалось (табл. 2).

При возделывании озимой пшеницы почва уплотняется интенсивнее. Более рыхлое сложение верхнего слоя почвы наблюдалось по глубокой плоскорезной в сочетании с фрезер-

Та блица 2

Объмная масса (г/см') при разных по интенсивности система* обработки почвы (опыт 7, в среднем за вегетацию и по четырем фонам удобрений)

Система обработки почвы Слой почвы, см Вако-овсяиая смесь, 1975 г. Озямая пшеница, 1976 г. Озимая пшеница, 1977 г. В среднем за 1975— 1977 гг.

Обычная. ...... 0—10 10-20 20—30 1.23 1,38 1,42 1,30 1,41 1,43 1.37 1,441,47 1.30 1.41 1,44

Сочетание глубокой с фрезерной..... 0-10 10-20 20—30 1.24 1.Э6 1,42 1.32 1,45 1,47 1^3 1,441,43 из 1,42 1,44

Фрезерная минимальная 0—10 10-20 20-30 1.17 1,40 1,45 1,33 1.44 1.45 1,31 1.44 1.45 1.27 1,43 1,45

Фрезерная интенсивная . 0—10 10-20 20—30 1,21 1,43 1,49 1,32 1,43 1,47 1,26 из 1,40 1,26 1,40 1,45

Сочетание ТГПФ . . . 0—10 10-20 20-30 1.20 1,35 1,40 1.25 1.37 1,42 1.30 1,45 1.47 1,25 1,39 1,43

ной .предпосевной обработкой.в год избыточного увлажнения (1976 г.)» а в нормальный по увлажнению год (1977) по системам обработки, где проводилось предпосевное фрезерование.

Применение разноглубинных обработок почвы не вызывает желаемого разуплотнения слоя 20—30 см. Объемная масса в вариантах с глубокой обработкой (на 30 см и более) равна или близка.по своему значению объемной массе этого слоя без обработок.

Трехслойные вспашки на 40 см по сравнению со вспашкой на 20 см при интенсивном окультуривании и углублении дерново-подзолистой почвы но приводят к улучшению строения обрабатываемого слоя. Высокие дозы удобрений способствуют сохранению более рыхлого сложения почвы.

В результате трехслойной вспашки на 40 см по схеме Ля«—В—Лг в течение нескольких лет обрабатываемый слой почвы и вносимые удобрения перемешиваются. Однако дозы удобрений, применяемые в опыте, недостаточны для улучшения структурного состояния подпочвы, что является основным элементом- поддержания рыхлого ее сложения. Вследствие уплотнения подпахотного слоя уже к началу вегетации объемная масса почвы обычно выравнивается по всем вариантам обработки, Л. на фоне без удобрений подпахотный горизонт иногда сильнее уплотняется, чем и естественном сложении.

При ежегодном сплошном укатывании почвы тракторами в одни и два следа уплотнение происходит в основном в слое 0—20 см, В слое 20—10 см несколько возрастает объемная масса почвы. ,

Водопроницаемость и влажность почвы находятся в тесной связи с объемной массой и некапнллярной пористостью-С увеличением объемной массы снижается водопроницаемость почвы и наоборот. При рыхлом сложении почвы по фрезерной минимальной обработке содержание влаги в слое 0— 10 см-повышается на 1,5—1,6%, в результате ускоряются появление всходов, рост и развитие растений. В связи с этим к концу вегетации влажность по вариантам обработки почвы выравнивается.

Различные способы углубления почвы при ее интенсивном окультуривании под внко-овсяную смесь и картофель не приводят к значительным изменениям влажности почвы в слое 0—10 см. Однако наблюдается увеличение влажности почвы (на 0,6—1,2%) в слое 20—40 см в вариантах с трехслойной вспашкой ночвы по сравнению с обычной, что связано с более рыхлым сложением этого слоя в осенне-зимний период.

Воздухопроницаемость почвы. Между воздухопроницаемостью и объемной массой почвы установлена тесная обратная корреляционная СВЯЗЬ (г= —0,89:^0,09), причем 79,2%

Э

изменений воздухр on рои ил а ем ости (d = 0,792) обусловлены изменениями объемной массы. При оптимальных для большинства сельскохозяйственных растений значениях объемной массы—1,1—1,3 г/см3 — можно ожидать, что оптимальная воздухопроницаемость будет варьировать в пределах 0,61— 0,33 дм'/мин. Высокой воздухопроницаемостью по сравнению с обычной системой обработки обладает почва при фрезерной интенсивной системе и при сочетании плоскорезной с фрезерной предпосевной. Снижение воздухопроницаемости в варианте с фрезерной минимальной обработкой почвы в 1976 г. связано с более быстрым уплотнением почвы в условиях влажного вегетационного периода.

Агрохимические свойства при разных по интенсивности системах обработки и окультуривания-почвы. Изучаемые системы обработки почвы обеспечили разное распределение удобрений и подвижных форм питательных веществ в пахотном слое. По фрезерной минимальной системе обработки более 50% запасов подвижных форм фосфора и калия слоя 0—30 см сосредоточено в верхней (0—10 см) его части, в этом слое располагается основная масса корней растеннй н отмечена более высокая биологическая активность. Ежегодная вспашка на 20 см и глубокие обработки обеспечивают более равномерное распределение питательных веществ в изучаемом слое (табл. 3).

Высокие дозы, удобрений при интенсивном окультуривании дерново-подзолистой почвы способствуют существепно-

Таблица 3

Содержание доступных, для растений РаО;, КдО (в % к слою 0—30 см) при разных системах обработки почвы (опыт 7, в среднем за вегетацию и по четырем фонам удобрений)

PlOs К,0

Система обработки почвы Спой почвы, см Ь4 «« ? 2 ь О Hi л « S «Ч я к — В, 3 . н S lJ я» ж go Я ай О с — и" « з oi о в — i Л • ?5L О U5 ss OS 31 m X — * C£5 m Л № О К — trf !i S я <lit Я 2JS О с—1

Обычная ..... 0-10 10—20 20—30 35.3 38.6 26,1 31.9 30.0 29.1 35,4 39.7 24.9 32,2 41.8 26,0 33,8 34,8 31,4 35.8 41,2 23,0

Фрезерная минимальная ...... 0—10 10—20 20—30 54,8 28,6 16,6 56,4 26.0 17,6 56,6 25.4 18,0 56.5 26.6 16,9 52.7 23.8 18,5 65,7 20,3 14,0

Сочетание ТГПФ ■ . 0—10 10-20 20—30 34.1 37,5 2S.4 39,0 34,4 26,6 43,0 33.2 23,8 32.1 35,8 32,1 42,4 30,3 27,3 56.6 23.5 19,9

му увеличению количества доступных для 'растении питательных веществ, а распределение их по профилю ззвнсит от обработки почвы. В варианте стрсхслойной вспашкой на 40 см элементы питания равномерно распределяются по всему профилю. При вспашке на.'20 см питательные вещества; распределяются в основном в этом слое. Однако наблюдается увеличение содержания питательных веществ в нижних, слоях за счет миграции их по профилю и неравномерности глубины вспашки.

Данные модельных опытов свидетельствуют о том, что способы неглубокой (до 10 см) заделки удобрений или перемешивание их в слое 0—10 см более эффективны, чем заделка «х на глубину 20 см.

Вследствие восьмилетнего применения разных по интенсивности систем обработки почвы заметно изменяются се агрохимические свойства. На неудобренном фоне содержание гумуса в слое 0—20 см уменьшается по сравнению с исходным состоянием почвы, причем наиболее заметно по системам глубокой обработки почвы. Это связано с более интенсивной минерализацией гумуса в условиях постоянного отчуждения части элементов питания и,органического вещества с урожаем. При глубокой обработке почвы наряду с минерализацией гумуса его количество снижается за счет разбавления пахотного слоя подзолистым н иллювиальным горизонтами.

Ежегодное применение удобрений обеспечивает бездефицитный баланс гумуса в слое 0—20 см в системе обычной и фрезерной интенсивной обработок и положительный баланс— по фрезерной минимальной системе обработки почвы. В результате заделки органических остатков, корней и удобрений в слое 0—10 см по фрезерной минимальной обработке изменяется ход процессов минерализации гумуса и гумификации органических веществ, что приводит к накоплению гумуса в почве.

В слое 20—40 см количество гумуса уменьшается, а по системам глубокой обработки содержание гумуса сохраняется на исходном уровне. Аналогичная тенденция наблюдается в изменении содержания общего азота в почве.

3. Действие разных по интенсивности систем обработки почвы на продуктивность растений

Рост и развитие растений. Наблюдения за полевой всхожестью возделываемых культур показали, что-фрезерная обработка но сравнению с обычной способствует более быстрому появлению всходов. При -возделывании вико-овсяной смеси фаза полных всходов наступает на два дня раньше, чем в контроле. Семена не только раньше, по и полнее прорастают, . В фазу полных всходов густота их в варианте с фрезерной об-Ю

работкой на 9% больше, чем при обычной обработке почвы. Диалогичная тенденция отмечена в опыте в условиях производства.

По накоплению зеленой массы растений преимущество сохраняется за фрезерной обработкой почвы, особенно в годы недостаточного и нормального увлажнения.

Фрезерная обработка почвы «подтягивает» корневую систему растений к верхним слоям, при этом концентрация корней в слое 0—10 см увеличивается на 10—15%. Так, в верхнем слое почвы по фрезерной (минимальной системе обработки располагается 65,2—76,2%, а по обычной — 50,7—61,3% корней от его количества в слое 0—40 см. По системам обработки с применением глубокой (на 30 см) и трехслойной (на 40 см) вспашек распределение корней по слоям более равномерное.

Агротехническая и экономическая эффективность разных систем обработки.почвы. В среднем за восемь лет исследований урожайность сельскохозяйственных культур в вариантах с глубокой и обычной обработками почвы была одинаковой (табл. 4). Отсутствие заметных эффектов в варианте с глубокой обработкой, видимо, сопряжено с ухудшением физико-химических и биологических свойств почвы за счет вовлечения в пахотный ела боокультуренного подпахотного слоя. Эффективность глубоко заделанных удобрений снижается, так как они иозиционно менее доступны растениям/особенно на ранних фазах роста и развития. Кроме того, увеличение глубины вспашки до 28—¿0 см неизбежно сопряжено с дополнительными затратами, что экономически не оправдывается.

Система трехслойной обработки в сочетании со вспашкой на 28—30 см, плоскорезной и фрезерной предпосевной обработками имеет преимущества перед системой обычной обработки почвы, причем эти преимущества более заметно проявляются в годы с недостатком влаги. Эта система в условиях дерново-подзолистых почв может быть использована для быстрого создания мощного гомогенного слоя лочвы с хорошими физико-химическими и биологическими показателями ее плодородия.

Система фрезерной минимальной обработки почвы в целом существенно не уступает обычной обработке. Однако эффективность ее во многом зависят от климатических условий в период обработка почвы—посев—всходы. Недостаток осадков (по сравнению со средней многолетней лормой) в период обработка лочвы—посев—всходы способствует повышению эффективности фрезерной обработки и наоборот. Объясняется это тем, что избыточное увлажнение почвы в период обработки или обильные осадки, выпадающие после нее, приводят к быстрому заплыванию почвы, тщательно раскрошенной фрезой, тогда как большое количество глыб при обычной обра-

Таблица 4

(3 Действие разных систем обработки почвы на продуктивность

сельскохозяйственны* культур. Опыт 7

Система обработки потаи В среднем за 1970-1974 гг. (озимая пшеница, ячмень, картофель, ячмень, озимая пшеница) В среднем за 1975-1977 гг. (внко овсяная смесь, озимая пшеница. озимая пшеница) В среднем за восемь лет, 1970—1977 гг.

яровые омшше всего

ц к. ед. на га % и к. ед. на га % ц к.ех на га % а к.ед. па га % Ц к. ед. на га •О!, я

По фону 2№К-(-1<&воэ

Обычная ..........

Сочетание глубокой с фрезерной Фрезерная минимальная . .' ■ . Фрезерная интенсивная . .. . .

Обычная минимальная.....

Сочетание ТП1Ф ;......

Обычная..........

Сочетание глубокой с фрезерной Фрезерная минимальная , . Фрезерная интенсивная ....

Обичная минимальная.....

Сочетание ТГПФ.......

31.0 100,0 23,2 100.0 20.9 100,0 33,0 100,0 29,9 100,0

32.1 тл 27,3 90,8 26,6 98.9 31,0 103.0 30,3 юи

32,3 1043 26,4 93.6 29,2 108,0 30,9 93,6 30,1 100,7

— 36.9 130,8 ■ _ 1 — — —' — —

—И* _ 28,7 1013 — — — — — —

33,9 109,4 27.7 98,2 32,0 119,0 31,2 94,5 31,0 105,7

Е среднем по семи ф онам удоС рений

27,3 100.0 28,0 100,0 2(,5 100,0 30.6 100.0 27,5 100.0

28.0 102,6 25,6 91,4 23,6 96,3 30,6 100,0 27,1 93,5

23,0 102,6 23.0 82,1 26,0 106,1 20,5 86.6 26,3 95,6

' _ _ 34.9 124.6 '— — ,— — '— —

__ 28.2 100,7 _' — — — — —

30,5 111,7 20,7 91,8 28,8 117,0 29,2 91,5 29,0 105,4

ботке противостоит этому процессу. В результате заплывзния почвы ухудшается газовый режим, затрудняются прорастание семян и развитие корней, в почве накапливаются болезнетворные начала {корневые гнили и т. п.), что отрицательно сказывается на урожае. Повторная культура озимой пшеницы (1977 г.) при длительном проведении неглубокой обработки почвы способствует увеличению засоренности. Не случайно поэтому наблюдается заметный положительный эффект в варианте с фрезерной интенсивной обработкой почвы и фрезерной в опыте в условиях производства, где культуры возделывающей в течение 2—3 лет.

Фрезерование на фоне вспашки и без нее в опыте в условиях производства повышает урожайность озимой пшенины и ячменя в среднем за два года на 14—20%. Предпоссвнзя обработка дисковыми орудиями и культиваторами с исключением вспашки под озимую пшеницу способствует снижению се продуктивности, что связано с недостаточным качеством обработки почвы обычными орудиями в условиях, когда не проводится вспашка. Однако применение дисковых лущильников под ячмень не оказывает отрицательного действия на его урожайность. Обработка почвы тяжелыми дисковыми боронами под озимую пшеницу в стационарном опыте в последние два года не приводит к снижению ее урожайности.

Таким образом, орудия роторного типа позволяют за один проход полностью подготовить почву К: посеву, при этом, число обработок можно сократить на 50—70%, что обеспечивает заметный экономический эффект к снижает уплотняющее действие на почву ходовых систем машин и орудий, улучшает качество подготовки почвы к посеву. Исключение вспашки и применение обычных орудий для поверхностной обработки возможно при условии качественной подготовки почвы к посеву.

В-результате внесения высоких доз удобрений при разных способах окультуривания почвы урожайность картофеля и вико-овсяной смеси повышается в 1,5—2,5 раза, что связано с улучшением питания растений и физических условии в почве. Трехслойные обработки на неудобренном фоне в отличие от вспашки на глубину 20—22 см не оказывают- существенного влияния на урожайнос/ть вико-овсяной смеси и картофеля.

Трехслойная вспашка на 40 см при внесеннн высоких доз удобрений не приводит к повышению их эффективности, а увеличение числа трехслойных вспашек до 2—3 в год в некоторых случаях существенно снижает урожайность возделываемых культур и показатели экономической эффективности по сравнению с обработкой на глубину пахотного горизонта.

Объясняется это следующим: во-первых, трехслойная вспашка осенью не улучшает структурного состояния подпа-

хотного слоя почвы и в результате уплотнения к началу вегетации объемная масса почвы выравнивается по вариантам обработки; во-вторых, удобрения равномерно распределяются в слое 0—10 см при трехслойной вспашке и за счет разбавле-шгя и большего закрепления питательных веществ, доступных для растений элементов питания в слое 0—20 см (где располагается основная масса корней) оказывается значительно меньше, чем при обычной обработке, и в-третьих, значительно увеличиваются затраты на обработку лочвы.

Сплошное ежегодное укатывание почвы тракторами в 1—2 следа приводит к значительному снижению ее плодородия. В среднем за три года опытов продуктивность возделываемых культур снизилась при укатывании в* 1'след на 5,2%, а в 2 следа — на 10,2% -

Вспашка как до укатывания, так и после укатывания не снимает полностью отрицательного действия уплотнения почвы тракторами, что сказывается на урожайности. Так, в первый год проведения опыта (1975) под действием уплотнения почвы разными тракторами в 2 следа продуктивность возделываемых культур снизилась на 4%, на второй (1976 г.) — на 8%, а на третий (1977 г.) —на 16,4%.

Выводы.

. 1. Изучаемые системы обработки почвы по воздействию на структуру» объемную массу и другие агрофизические свойства лочвы существенно не различаются^ Наблюдается четкая и устойчивая по годам тенденция к увеличению в слое О— 10 см количества водопрочных агрегатов в вариантах с фрезерной обработкой почвы, возрастает влажность, объем некапиллярных пор, водо- и воздухопроницаемость почвы, особенно в годы с недостатком влаги.

2. Положительный баланс гумуса и общего азота отмечен в слое 0—10 см-в вариантах с фрезерной обработкой почвы. В этом,же слое сосредоточено более 50% (от слоя 0—30 см) доступных растениям фосфора и калия и располагается основная масса (до 76%) корней растений. Неглубокая (до 10 см) заделка минеральных удобрений в почву или. тщательное перемешивание их в обрабатываемом слое при возделывании озимой пшеницы, ячменя и кукурузы эффективнее, чем глубокая (на 20—30 см) заделка.

3. Между глыбистостью пашни и вариацией глубины заделки семян зерновых культур установлена тесная прямая корреляционная связь (г—0,84—0,86);. Глыбнстость более 20% существенно снижает полевую всхожесть семян и урожайность ячменя >1 кукурузы.

4: Применение фрезерных орудий позволяет на 50—70% И

сократить число обработок почвы при се подготовке к посеву зерновых культур, снизить уплотняющее действие ходозых систем машин и орудий на почву, повысить качество обработки почвы и посева и в условиях недостатка влаги и осадков в период обработка почвы—посев—всходы .получить существенные прибавки урожайности яровых и озимых зерновых культур. Система глубокой обработки почвы по урожзйности культур не имеет преимуществ перед обычной обработкой и экономически нецелесообразна. %

5. Сопоставление урожайности картофеля и вико-осяной смеси в вариантах с мощностью окультуренного слоя почвы О—20 и 0—40 см не выявило существенных преимуществ глу-бого гомогенного слоя почвы перед слоем 0—20 см. Для создания мощного окультуренного слоя почвы можно рекомендовать систему обработки, включающую трехслойную вспашку, плоскорезную обработку и разноглубинные вспашки с предпосевным фрезерованием,

6. Разработай, изготовлен и испытан в полевых и лабораторных условиях прибор для определения воздухопроницаемости почвы.

Рекомендации; производству

В условиях Нечерноземной зоны РСФСР применение фрезерных орудий для подготовки дерново-подзолистой ПОЧВЫ под зерновые культуры при недостаточном и нормальном количестве осадкоз в период обработка почвы—посев—всходы способствует сокращению числа обработок (на 50—70%), при этом снижается уплотняющее действие на почву ходовых систем машин и орудий, улучшается качество ее подготовки к посеву и обеспечивается заметный экономический эффект.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Влияние уплотнения почвы тракторами на урожайность Сельскохозяйственных культур (в соавторстве). Сборник научных трудов «Биология, земледелие и растениеводство», вып. 234, М., ТСХЛ, 1977.

2. Распределение удобрений в обрабатываемом слое почвы и их эффективность при вспашке и фрезеровании (в соавторстве). Сборник научных трудов «Биология, земледелие и растениеводство», вып. 234, М., ТСХЛ, 1977.

Зм Изменение агрофизических свойств дерново-подзолистой почвы под действием различных но интенсивности систем ее обработки (в соавторстве). «Известия ТСХЛ», вып. 2, 1978.

4. Действие фрезерования на качество обработки почвы, посева- и продуктивность растений (в соавторстве). Сборник научных статей «Биологические основы повышения урожайности сельскохозяйственных культур», М-., ТСХА, 1978.

Объем 1 п. л. Заказ 596. Тираж 100

Типография Московской е.-х, академии ни. К. А, Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44