Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность минимальной обработки почвы в звене севооборота как фактора биологической интенсификации земледелия

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Эффективность минимальной обработки почвы в звене севооборота как фактора биологической интенсификации земледелия"

На правах рукописи

ЗАБРОДКИН АНДРЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ г^Зьи

ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИНИМАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА КАК ФАКТОРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

Специальность: 06.01.01 — общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

005538228 11^13

Орёл-2013

005538228

Работа выполнена в 2010 - 2012 гг. на кафедре земледелие ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет».

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук

ФГБОУ ВПО Орел ГАУ Кружков Николай Кузьмич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

директор ФГУ Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Орловский»

Казьмин Владимир Михайлович

кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель директора ГНУ Шатиловская СХОС ВНИИЗБК Россельхозакадемии Мазалов Виктор Иванович

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Брянская государственная

сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится « » ноября 2013 года в /б "^~~"~часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.052.01 в Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Орловского государственного аграрного университета (г. Орел, бульвар Победы, 19).

Просим принять участие в работе совета или выслать свой отзыв на автореферат диссертации в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 220.052.01.

Факс: 8 (4862) 43-13-01; E-mail: dissovet-orelsau@yandex.ru

Автореферат разослан « 2-6» октября 2013 г. и размещен на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» http:// www.orelsau.ru и сайте ВАК при Минобрнауки РФ http:// vak2.ed.gov.ru.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор с.-х. наук, профессор / С^хз Л.П. Степанова

РЬ

го совета, / j

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Главной проблемой современного земледелия является недостаточное использование почвенного и климатического потенциала зоны возделываемых культур, сохранение и повышение почвенного плодородия, выполнение которой связано с обработкой почвы.

Из всего объема затрат по возделыванию сельскохозяйственных культур на обработку почвы приходится около 20%.

В связи с этим, для снижения затрат и себестоимости продукции растениеводства, повышения рентабельности производства, целесообразным является применение минимализации обработки почвы. Минимализация должна основываться на результаты научных исследований в конкретных почвенно-климатических условиях.

Изучением минимальных обработок почвы занимаются в настоящее время многие исследователи, так как в земледелии эта проблема остается до конца не изученной и является весьма актуальной (Е.В. Шутов, 2005; В.М. Новиков, 2008; Н.И. Абакумов, 2012; Г.Н. Черкасов и С.И. Казанцев, 2012).

Однако недостаточно экспериментальных данных применительно к почвенно-климатическим условиям Орловской области по влиянию минимальных способов основной обработки почвы на ее свойства. Поэтому исследование в направлении минимализации обработки почвы и повышения биологической интенсификации земледелия является актуальным для устойчивого роста сельскохозяйственного производства.

Цель наших исследований заключалась в определении влияния минимализации обработки темно-серой лесной почвы на агрофизические, агрохимические и биологические свойства, продуктивность сельскохозяйственных культур, а также выбор оптимального способа минимальной обработки почвы для культур звена севооборота в условиях Орловской области.

Поставленная перед нами цель определила следующие задачи:

1. Изучить влияние минимальной обработки почвы (применение комбинированного агрегата KOS 3,7 и плоскорезной КПШ 5) и нулевой обработки в сравнении с отвальными вспашками плугом ПЛН 3-35 (контроль) и оборотным плугом фирмы LEMKEN на агрофизические, агрохимические и биологические показатели плодородия почвы;

2. Сравнить воздействие различных способов обработки почвы (вспашки, поверхностной и нулевой) на засоренность посевов;

3. Определить влияние применения минимальной обработки почвы на продуктивность исследуемых культур;

4. Дать экономическую и агроэнергетическую оценку использования различных способов основной обработки почвы в звене севооборота.

Научная новизна результатов исследований. Новизна исследований заключается в установлении действия различных почвообрабатывающих орудий для проведения комбинированной, плоскорезной, а также нулевой обработки почвы в сравнении с отвальной вспашкой на показатели плодородия почвы и продуктивность звена севооборота: горохо-овсяная смесь на зеленую массу - озимая пшеница - просо.

Практическая значимость работы: на основе результатов исследований получены новые научно-экспериментальные данные по влиянию различных способов основной обработки почвы на ее свойства в звене севооборота горохо-овсяная смесь на зеленую массу — озимая пшеница - просо. Практические рекомендации производству используются в ООО «Сельхозпродукт» Волховского района Орловской области и в ФГУП «Стрелецкое» Россельхозакадемии.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Определить влияние различных способов основной обработки почвы на агрофизические показатели и выявить оптимальный вариант минимализации;

2. Раскрыть биологические и агрохимические свойства почвы при использовании отвальных и минимальных способов основной обработки почвы;

3. Установить воздействие различных вариантов обработки почвы на засоренность культур звена севооборота;

4. Выявить зависимость урожайности изучаемых культур от применения отвальных и минимальных способов основной обработки почвы;

5. Обосновать экономическую и агроэнергетическую эффективность возделывания исследуемых культур при отвальных и минимальных способах основной обработки почвы.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях, заседаниях кафедры земледелия и факультете «Агробизнеса и экологии». Материалы исследований были доложены на: Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Инновационный потенциал молодых ученых АПК Орловской области» (г. Орел, 2010 г.); Международной научно-практической конференции "Аграрная наука - основа инновационного развития АПК" (г. Курган, 2011 г.); IX региональной научно-практической конференции молодых ученых вузов СФО «Инновации молодых учёных аграрных вузов -агропромышленному комплексу Сибирского региона» (г. Омск, 2011 г.); Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Пути повышения устойчивости растениеводства к негативным природным и техногенным воздействиям» (г. Орел, 2011 г.); Региональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 125-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (г. Орел, 2012 г.); Всероссийской научно-практической

конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежная наука 2012: технологии, инновации» (г. Пермь, 2012 г.); Международной научно-практической конференции «Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития», посвященной 80-летию со дня образования Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии имени М.М. Джамбулатова (г. Махачкала, 2012 г).

Личное участие автора. Диссертационная работа написана по проведенным исследованиям. Автор принимал активное участие в закладке стационарного опыта кафедры земледелие. Осуществлял наблюдения за: агрофизическими, биологическими и агрохимическими свойствами почвы, засоренностью посевов, продуктивностью культур и структурным анализом снопов. Сбор экспериментальных данных, их статистическая обработка и анализ проводились автором.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 статей, в том числе 3 в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных Высшей Аттестационной Комиссией Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа написана на 142 страницах машинописного текста, содержит 1 схему, 22 таблицы, 10 рисунков, 21 приложение, состоит из 4 глав, список литературы представлен 167 источниками, в том числе иностранных 7.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю -доктору сельскохозяйственных наук Кружкову Николаю Кузьмичу за помощь в проведении исследований и написании диссертационной работы.

Автор благодарен ведущим научным сотрудникам лаборатории агротехнологий и защиты растений ГНУ ВНИИЗБК Россельхозакадемии Новикову Василию Михайловичу и Глазовой Зорриде Ивановне за помощь и консультации по обобщению полученных экспериментальных данных при написании научно-квалификационной работы.

Автор выражает благодарность директору ГНУ ВНИИЗБК Россельхозакадемии, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Зотикову Владимиру Ивановичу за ценные замечания по диссертационной работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Роль обработки почвы в условиях современного земледелия (обзор литературы)

Приведенные в данной главе результаты исследований свидетельствуют о важной роли основной обработки почвы на изменение параметров плодородия почвы. При этом отмечается большое многообразие

применяемых приемов и систем основной обработки почвы (В.Р. Вильяме, 1951; П.А. Костычев, 1951; И.А. Стебут, 1956; Л.В. Ильина, 1980; Н.И. Картамышев, 2000).

Без условий чередования культур севооборота нельзя добиться результата от применения той или иной системы обработки почвы. Севооборот является важным агротехническим и биологическим средством сохранения плодородия, предотвращения эрозии, регулирования фитосанитарного состояния посевов, формирования продуктивности культур (Б.А. Доспехов, 1987; Г.И. Баздырев, 2000; Н.В. Парахин, 2000; В.М. Новиков, 2008; Н.С. Матюк, 2011).

Применение минимальных технологий обработки почвы зависит напрямую от типов почв, особенностей климата региона и фитосанитарного состояния посевов (В.М. Новиков и А.П. Исаев, 1996; В.В. Немченко, 2008; A.B. Алабушев, 2009).

Глава II. Условия и методика проведения исследований

Исследования проводились на стационарном полевом опыте кафедры земледелие Орел ГАУ в учхозе «Лавровский» в 2010 - 2012 гг. по изучению различных технологий обработки почвы с использованием современных почвообрабатывающих орудий.

Почва опытного поля тёмно-серая лесная среднесуглинистая. Участок расположен на северо-западном склоне до 3° с содержанием в пахотном слое гумуса 4,3%, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) 11,9 и 6,0 мг/100 г почвы, рН солевой вытяжки - 5,3.

Схема опыта включала следующие варианты обработки почвы

1. Вспашка плугом ПЛН 3-35 + МТЗ-82 на глубину 20-22 см без предплужников (контроль).

2. Вспашка оборотным плугом Евро Диамант 10 фирмы LEMKEN (Германия) с предплужниками на глубину 20-22 см + John Deer 8430.

3. Обработка почвы комбинированным орудием KOS 3,7 фирмы UNIA (Польша) + МТЗ-1221 на глубину 14-16 см.

4. Обработка почвы плоскорезом КПШ 5 + МТЗ-1221 + игольчатые катки на глубину 14-16 см.

5. Нулевая обработка почвы (прямой посев комплексом John Deere 730 + John Deer 8430).

Размещение делянок в опыте систематическое, повторность трехкратная. Площадь опыта - 6 га. Площадь делянки 40 м * 90 м. Учетная площадь делянки составила 40 м2.

Звено севооборота, в котором проводились исследования во времени, включало культуры горохо-овсяная смесь на зеленую массу — озимая пшеница — просо.

Для посева использовались следующие сорта полевых культур: горох полевой - Алла, овес яровой - Привет, пшеница озимая - Московская 39, просо посевное — Квартет.

Нормы высева и сроки посева определялись в соответствии с зональными рекомендациями и местными почвенно-климатическими условиями зоны.

Нормы высева: горохо-овсяная смесь - 250 кг/га или гороха полевого -0,7 и овса 2,5 млн. шт./га, в соотношении гороха и овса 1:2; озимая пшеница -250 кг/га или 5 млн. шт./га; просо - 30 кг/га или 3 млн. шт./га.

В ходе исследований определяли следующие показатели:

Агрофизические свойства почвы по следующим методикам:

- плотность почвы объемным буром H.A. Качинского с объемом цилиндра 100 см3 в изложении Б.А. Доспехова (1987);

влажность почвы термовесовым методом: высушивали в металлическом стаканчике в течение 6 ч при температуре 105 °С;

- агрегатный состав почвы по методу Н.И. Саввинова;

- водопрочность структуры почвы на приборе И.М. Бакшеева.

Агрохимические показатели плодородия почвы определяли по

следующим методам:

- подвижные формы фосфора и обменные формы калия - по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО;

- гумус по И.В. Тюрину в модификации В.Н. Симакова;

- pH солевой вытяжки потенциометрическим методом.

Определение засоренности производили по рекомендациям НИИСХ

ЮГО-ВОСТОКА (1973).

Биологические показатели плодородия почвы определяли по следующей методике:

- численность и массу дождевых червей определяли методом почвенных раскопок на 1 м2 в слое почвы 0-30 см в изложении Б.А. Доспехова (1987).

Определение биологического урожая и его структуры по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1972).

За урожайность горохо-овсяной смеси мы принимали в расчет воздушно-сухую массу растений.

Статистическая обработка результатов исследований осуществлялась дисперсионным анализом Б.А. Доспехова (1985).

Экономические показатели определяли по технологическим картам возделывания сельскохозяйственных культур.

Агроэнергетическую эффективность возделывания культур устанавливали по биоэнергетической оценке технологий производства продукции растениеводства (Н.В. Парахин, 2009).

Глава III. Результаты исследований и их обсуждение

3.1.1. Агрофизические свойства почвы в зависимости от способов основной обработки почвы

Результаты наших трехлетних исследований по влиянию почвообрабатывающих орудий на запас продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см в звене севооборота показали ее динамическую зависимость от вариантов обработки почвы и погодных условий.

Так, в период посева культур количество продуктивной влаги в варианте плоскорезной обработки почвы КТГШ 5 и нулевой составило 25,8 мм, комбинированным агрегатом KOS 3,7 - 23,3 мм, а на отвальных обработках отмечалось понижение до 20,4 мм. В фазу кущения происходило повышение количества запасов продуктивной влаги на отвальных обработках до 22,3 мм, в варианте обработки почвы комбинированным агрегатом KOS 3,7 - 26,2 мм, плоскорезной КПШ 5 - 26,5 мм, нулевой - 27,0 мм. К моменту созревания культур отмечалось следующее количество продуктивной влаги: на отвальных 27,8 мм, в вариантах KOS 3,7 и КПШ 5 - 27,3 мм, нулевой - 28,0 мм.

Минимальные способы обработки почвы по сравнению с отвальными способствовали лучшему влагосохранению, из-за меньшего разрушения капиллярных пор микроагрегатов почвы и меньшему испарению верхнего мульчирующего слоя.

Анализ агрегатно-структурного состава пахотного слоя показал, что при разных способах основной обработки почвы наблюдается тенденция повышения количества агрономически ценных почвенных агрегатов размером 10-0,25 мм при минимализации обработок (рис. 1).

100

S 50

1 2 3 4 5 ?р

123 45

12 345 Si Fl 12345

1 2 3 4 5

0,25 - 1-3 10 мм мм

2010

0,25 - 1-3 10 мм мм

2011

Годы исследования

12 3 4 5

0,25 - 1-3 10 мм мм

2012

1 ■ Евро

Диамант 10

2 ■ ПЛН 3-35

(контроль)

3 « KOS 3,7

4 н КПШ 5

5 О Нулевая

обработка

Рис. 1. Агрегатный состав пахотного слоя при различных вариантах обработки почвы (2010-2012 гг.), %. НСР05 по агрегатам размером 10-0,25 мм: 2010 год - 0,40; 2011 год - 0,56; 2012 год-0,35.

Проведенными исследованиями установлено, что в среднем за 3 года меньшее содержание агрегатов размером 10-0,25 мм отмечалось в варианте со вспашкой плугом ПЛН 3-35 (контроль) - 74,7%, незначительное повышение наблюдается в варианте с обработкой оборотным плугом Евро Диамант 10 до 75,4%.

При этом лучшей структурой и наибольшим количеством агрегатов характеризовался вариант нулевой обработки почвы - 80,8%, комбинированным орудием КОБ 3,7 - 79,7% и плоскорезной обработки почвы КПШ 5 - 77,6%.

При применении минимальных способов обработки почвы наблюдался высокий коэффициент структурности и в среднем составлял в варианте нулевой обработки - 3,90, комбинированной КОБ 3,7 - 3,81 и плоскорезной КПШ 5 - 3,73. При применении отвальной обработки значение этого показателя было наименьшим в варианте вспашки плугом ПЛН 3-35 (контроль) - 2,81 и оборотным плугом фирмы ЬЕМЮЛ^ - 2,93.

Большое значение для агрофизических свойств и водно-воздушного режима почвы оказывает водопрочность почвенной структуры (табл. 1).

Таблица 1 — Водопрочность структуры при различных способах обработки _почвы (среднее за 2010-2012 гг.), %_

Варианты обработки почвы Водопрочность структуры, %

0,25-7 мм 1-3 мм

Отвальная вспашка плугом ПЛН 3-35 (контроль) 72,6 27,4

Отвальная вспашка оборотным плугом фирмы LEMKEN 72,4 27,6

Комбинированная обработка KOS 3,7 78,4 21,6

Плоскорезная обработка КПШ 5 80,0 20,0

Нулевая обработка 87,1 16,9

НСРоз 0,81 0,67

Минимальные значения водопрочности структуры в проведенных опытах наблюдались на отвальных обработках почвы: на контрольном варианте 72,6% и 72,4% на варианте обработки почвы оборотным плугом фирмы LEMKEN.

При минимальных способах обработки почвы наблюдалось повышение содержания до 87,1% в нулевом варианте, на плоскорезной обработке - 80,0% и комбинированном агрегате KOS 3,7 - 78,4%.

Плотность сложения темно-серой лесной почвы в слое 0-30 см в проведенных опытах зависела от вариантов обработки почвы и погодных условий и находилась в оптимальных параметрах для культур звена севооборота, кроме нулевого варианта.

Перед уборкой культур на отвальной обработке почвы плугом ПЛН 335 (контроль) в слое 0-10 см плотность сложения почвы составила 1,18 г/см3, а вариант обработки оборотным плугом фирмы LEMKEN незначительно ее понижал до 1,13. Слои 10-20 и 20-30 см на отвальных обработках почвы находились в близких значениях 1,23 и 1,24 г/см3. Максимальная плотность сложения наблюдалась в варианте нулевой обработки почвы 1,26, 1,28 и 1,31 г/см3, соответственно, что отрицательно повлияло на росте и развитии культур звена севооборота.

Важным показателем агрофизических свойств почвы является пористость. В проведенных исследованиях в слое почвы 0-30 см общая пористость изменялась в интервале от 49,6% (вариант нулевой обработки) до 52,5% (отвальной вспашки плугом ПЛН 3-35 и плугом фирмы LEMKEN) при применении комбинированного агрегата KOS 3,7 до 51,5%.

Таким образом, минимальные способы обработки почвы способствовали большему сохранению продуктивной влаги, повышению количества агрегатов размером 10-0,25 мм, увеличению водопрочности структуры и коэффициента структурности в пахотном слое почвы. Плотность сложения находилась в оптимальных параметрах для культур звена севооборота, кроме нулевого варианта. Большие значения общей пористости были в вариантах с отвальными вспашками. Оптимальным вариантом минимализации по агрофизическим свойствам почвы является комбинированная KOS 3,7 и плоскорезная обработка почвы КПШ 5.

3.1.2. Биологическая активность пахотного слоя темно-серой лесной почвы

Одним из показателей плодородия и биологической активности почвы является численность и масса дождевых червей (табл. 2).

Таблица 2 -Численность и масса дождевых червей после уборки озимой _пшеницы и проса на 1 м2 в слое почвы 0-30 см_

Варианты основной обработки почвы Исследуемые культуры

озимая пшеница просо

количество, шт./м2 масса, г/м2 количество, шт./м2 масса, г/м2

Отвальная вспашка плугом ПЛН 335 (контроль) 85 79 65 50

вспашка плугом фирмы LEMKEN 87 83 74 72

Комбинированная обработка KOS 3,7 197 143 127 138

Плоскорезная обработка КПШ 5 151 103 121 113

Нулевая обработка 141 125 113 100

НСР05 8,2 8,3 4,8 2,9

Полученные результаты исследований по численности и массе дождевых червей в почве после уборки озимой пшеницы свидетельствуют о

снижении этих показателей при применении отвальных обработок почвы в среднем до 86 шт./м2 при массе 81 г/м2, а на просе - 69,5 шт./м" и 61 г/м' и нарастание при минимальных обработках по озимой пшенице - 163 шт./м и 123,6 г/м2, просу - 120,3 шт./м2 и 117 г/м2.

Энергосберегающие способы обработки почвы менее интенсивно воздействуют на пахотный слой почвы и способствуют большему накоплению растительных остатков, что приводит к повышению не только численности, но и массы дождевых червей.

3.1.3. Питательный режим темно-серой лесной почвы в зависимости от способов основной обработки

По проведенным исследованиям способ основной обработки почвы влиял на количество подвижного фосфора и обменного калия в слое почвы 020 см (табл. 3).

Таблица 3 - Содержание подвижного фосфора и обменного калия _(среднее за 2010-2012 гг.), мг/100 г а.с.п._

Вариант способа основной обработки почвы Слой отбора почвенной пробы, см

0-10 10-20

Отвальная вспашка плугом ПЛН 3-35 (контроль) 11,6/5,3 12,3/6,6

Отвальная вспашка оборотным плугом фирмы LEMKEN 11,9/5,5 12,4/6,4

Комбинированная обработка орудием KOS 3,7 12,5/6,7 11,7/5,7

Плоскорезная обработка КПП! 5 12,4/6,5 10,4/5,7

Примечание: числитель подвижный фосфор; знаменатель обменный калий.

При анализе содержания подвижного фосфора и обменного калия по слоям почвы 0-10 и 10-20 см варианты отвальных вспашек приводили к незначительному повышению содержания элементов питания в нижнем слое почвы из-за перемешивания слоев.

Применение минимальных обработок почвы повышало в верхнем (0-10) и снижало в нижнем (10-20) см пахотном слое содержание подвижного фосфора и обменного калия, так как они накапливаются в зоне отмирания корней.

Наибольшее количество подвижного фосфора 12,1 и обменного калия 6,2 мг/100 г а.с.п. в пахотном слое почвы обнаружено в варианте с комбинированным агрегатом КОБ 3,7. Нулевая обработка почвы уменьшала показатели до 10,5 и 5,9 мг/100 г а.с.п., соответственно, из-за слабых темпов выраженности разложения органического вещества.

3.2. Влияние различных способов основной обработки почвы на фитосанитарное состояние посевов

Сорные растения — лимитирующий фактор получения стабильных урожаев возделываемых культур, так как они угнетают рост и развитие культурных растений. Фитомасса сорняков в посевах характеризует уровень их конкуренции за факторы жизни, что является важным показателем оценки фитосанитарного состояния посевов.

Засоренность посевов культур звена севооборота повышалась как по количеству, так и по воздушно-сухой массе в вариантах с применением минимальных обработок почвы.

Наибольшая численность сорняков в среднем по культурам севооборота наблюдалась в варианте с нулевой обработкой почвы - 122,8 шт./м2, что больше контроля (46,9 шт./м2) в 2,6 раза. Плоскорезная обработка КПШ 5 увеличивала засоренность посевов на 25,1 шт./м2, комбинированная обработка КОБ 3,7 несколько снижала засоренность до 60,8 шт./м2, что больше на 13,9 шт./м2 контроля.

Максимальная средняя воздушно-сухая масса сорных растений в фазу выхода в трубку накапливалась в варианте с нулевой обработкой почвы - 26,4 г/м2, а наименьшая - в варианте со вспашкой плугом фирмы ЬЕМКЕЫ - 6,7 г/м , при этом на контроле она составила 13,5 г/м2. При применении комбинированного агрегата КОБ 3,7 этот показатель несколько снижался на 1,1 г/м2 чем на контроле. Плоскорезная обработка КПШ 5 увеличивала воздушно-сухую массу сорняков по сравнению с контролем на 11,1 г/м2.

Определение воздушно-сухой массы сорных растений в фазу полного созревания культур на контрольном варианте показало повышение этого показателя до 16,6 г/м2. При этом на варианте со вспашкой плугом фирмы ЬЕМКЕЫ отмечалась наименьшая масса 11,6 г/м2, а на нулевой обработке максимальная - 48,3 г/м2. На варианте применения комбинированного агрегата КОБ 3,7 этот показатель был выше по сравнению с ПЛН 3-35 (контроль) на 2,54 г/м2. При плоскорезной обработке почвы происходит повышение массы сорняков до 24,6 г/м .

Уменьшение интенсивности обработки почвы в наших исследованиях приводило к повышению количества и фитомассы сорных растений.

3.3. Урожайность полевых культур севооборота в связи с усовершенствованием технологий обработки почвы

Данные наших исследований по выявлению наиболее эффективных способов обработки почвы на урожайность культур звена севооборота представлены в таблице 4.

Варианты обработки почвы Продуктивность культур, и/га

горохо-овсяная смесь озимая пшеница просо

Отвальная вспашка плугом ПЛН 3-35 (контроль) 55,75 30,50 26,80

Отвальная вспашка оборотным плугом фирмы LEMKEN 55,38 30,00 27,10

Комбинированная обработка орудием KOS 3,7 54,46 30,25 25,90

Плоскорезная обработка КПШ 5 52,80 29,60 25,10

Нулевая обработка 45,34 27,30 24,50

НСР05 1,85 3,15 1,97

Отвальные обработки почвы способствуют уменьшению плотности сложения почвы и засоренности посевов, а также - лучшему проникновению корневой системы в почву обеспечивая оптимальные условия для роста и развития растений горохо-овсяной смеси, о чем свидетельствует наибольшая продуктивность на варианте вспашки оборотным плугом фирмы LEMKEN -55,38 и плугом ПЛН 3-35 (контроль) - 55,75 ц/га сухой массы.

При поверхностной обработке почвы KOS 3,7 значениям были близкими - 54,46 ц/га, что меньше контроля на 1,29 ц/га.

При возделывании озимой пшеницы варианты опыта незначительно повлияли на урожайность. Существенные различия были лишь в нулевом варианте, где урожайность составила 27,3 ц/га, что меньше контроля на 3,2 ц/га.

Просо имело наибольшую продуктивность при вспашке оборотным плугом фирмы LEMKEN - 27,1 ц/га, что обуславливается сравнительно низкой засоренностью. Комбинированная обработка почвы KOS 3,7 незначительно уменьшала урожайность культуры на 0,9 ц/га по отношению к контролю, а наименьшая продуктивность была в варианте нулевой обработки почвы 24,5 ц/га, что меньше контроля на 2,3 ц/га, в результате губительного воздействия сорняков и высокой плотности почвы.

Глава 4. Экономическая и агроэнергетическая оценка способов основной

обработки почвы

4.1. Экономическая и агроэнергетическая оценка возделывания культур в звене севооборота горохо-овсяная смесь на зеленую массу — озимая пшеница — просо

Применение способов основной обработки почвы во многом определяется экономическими показателями эффективности возделывания сельскохозяйственных культур, которые включают в себя снижение себестоимости и увеличение рентабельности производства продукции растениеводства (табл. 5).

Таблица 5 - Экономическая и агроэнергетическая оценка возделывания культур в звене севооборота

Варианты обработки почвы Культуры звена севооборота* Показатели эффективности возделывания культур

Себестоимость 1 ц, руб. Чистый доход, руб. с 1 га Рентабельность, % Затраты совокупной энергии, тыс. МДж Энергетическая эффективность

Отвальная вспашка плугом ПЛН 3-35 (контроль) 1 175,4 254,1 144,8 30,75 3,36

2 382,1 242,0 63,3 32,63 1,53

3 464,9 740,0 159,1 24,89 1,88

Отвальная вспашка оборотным плугом фирмы LEMKEN 1 175,3 157,7 89,9 30,73 3,34

2 390,2 293,0 75,0 34,37 1,44

3 479,7 550,0 114,6 27,64 1,66

Комбинированная обработка орудием KOS 3,7 1 178,5 77,7 43,5 26,40 3,82

2 380,8 279,5 73,4 31,88 1,54

3 477,5 582,0 121,9 24,69 1,78

Плоскорезная обработка КПШ 5 1 179,0 54,0 30,1 25,73 3,80

2 382,0 236,0 61,8 32,06 1,62

3 490,4 240,0 48,9 22,96 1,85

Нулевая обработка 1 179,4 27,2 15,1 23,99 3,50

2 375,8 388,0 25,0 31,12 1,60

3 491,8 200,0 40,6 20,90 1,99

Примечание:* 1 - горохо-овсяная смесь; 2 - озимая пшеница; 3 - просо

При возделывании горохо-овсяной смеси рентабельность производства была наибольшей в варианте обработки плугом ПЛН 3-35 (контроль) -144,8%, а наименьшая на нулевой обработке, где составляла всего 15,1%. В варианте обработки почвы комбинированным агрегатом KOS 3,7 сложилась большая рентабельность - 43,5%. Применение плоскорезной обработки почвы уменьшало показатель до 30,1%.

На озимой пшенице наибольшая рентабельность наблюдалась в варианте с обработкой почвы оборотным плугом фирмы LEMKEN — 75,0%. Комбинированная обработка почвы орудием KOS 3,7 по рентабельности не уступала варианту с отвальной вспашкой плугом LEMKEN - 73,4%.

Наименьшая рентабельность сложилась на варианте с нулевой обработкой почвы - 25,0%. При отвальной обработке ПЛН 3-35 (контроль) и плоскорезной КПШ 5 разница была незначительная 63,3% и 61,8%.

При возделывании проса наибольшая рентабельность была на контрольном варианте 159,1%, вариант поверхностной обработки почвы KOS 3,7 снизил рентабельность на 37,2%.

Важным условием повышения устойчивости сельскохозяйственного производства является увеличение энергетической эффективности при возделывании культур (табл. 5).

При возделывании горохо-овсяной смеси наибольшая энергетическая эффективность сформировалась в варианте комбинированной обработки почвы KOS 3,7 и плоскорезной КПШ 5 - 3,82 и 3,80, на отвальных вспашках была наименьшей - 3,35.

У озимой пшеницы этот показатель был наибольшим на варианте плоскорезной обработки КПШ 5 - 1,62 и нулевой -1,60, а наименьшим на варианте вспашка оборотным плугом фирмы LEMKEN - 1,44.

У проса наибольшая энергетическая эффективность сложилась в варианте нулевой обработки почвы - 1,99 и комбинированной KOS 3,7 - 1,78, а наименьшая при вспашке плугом LEMKEN - 1,66.

ВЫВОДЫ

1. Наибольшие запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см при возделывании горохо-овсяной смеси и проса были в вариантах с минимализацией, в среднем 23,8 и 22,8 мм, а меньшие при отвальных вспашках - 18,9 и 18,2 мм. При возделывании озимой пшеницы отвальные вспашки больше накапливали влагу —45,2 мм, а минимальные менее 38,8 мм, вследствие хорошей влагообеспеченности года.

2. Агрегатный состав пахотного слоя почвы улучшается по мере уменьшения обработки. Почвенные агрегаты размером от 10 до 0,25 мм при

минимальных обработках имеют лучшую противоэрозионную устойчивость по сравнению с отвальными вспашками.

3. Водопрочность почвенных агрегатов размером 0,25-7 мм в среднем за 3 года была наибольшей при минимальных способах обработки почвы -81,8%, а при отвальных - 72,5%.

4. Плотность сложения почвы в слое 0-30 см повышалась к концу периода вегетации культур и была меньшей на отвальных обработках 1,21 г/см3, а на минимальных 1,26 г/см3.

5. Меньшее количество дождевых червей в слое 0-30 см наблюдалось при отвальных вспашках (озимая пшеница - 86 шт./м2 и массой 81 г; просо -69,5 шт./м2 и 61 г), а наибольшее в варианте с комбинированной обработкой почвы KOS 3,7 (197 шт./м2 и 143 г - озимая пшеница; 127 шт./м2 и 138 г -просо).

6. Содержание подвижного фосфора и обменного калия по слоям почвы 0-10 и 10-20 см при отвальных вспашках не имело значительных отличий. Наибольшее значение обнаружено в варианте с комбинированным агрегатом KOS 3,7 - 12,1 и 6,2 мг/100 г а.с.п. в пахотном слое.

7. Нулевая обработка почвы повышала численность сорняков до 122,8 шт./м при воздушно-сухой массе 37,3 г, в среднем по культурам звена севооборота. Поверхностная обработка почвы КПШ 5 увеличивала сорный ценоз на 25,1 шт./м2 и 9,0 г, комбинированная KOS 3,7 - 13,9 шт./м2 и 3,3 г по сравнению со вспашками — 46,9 шт./м2 и 12,1 г.

8. Эффективным способом обработки почвы по урожайности воздушно-сухой массы горохо-овсяной смеси являлась вспашка плугом ПЛН 3-35 (контроль) - 55,75 ц/га.

Урожайность озимой пшеницы мало зависела от способа обработки почвы, кроме нулевого варианта - 27,3 ц/га. Наибольшая была при вспашке плугом ПЛН 3-35 (контроль) - 30,50 ц/га и при комбинированной обработке KOS 3,7 - 30,25 ц/га.

У проса максимальное значение было при вспашке плугом фирмы LEMKEN - 27,10 ц/га. По отношению к контролю обработка KOS 3,7 снижала урожайность всего на 0,9 ц/га.

9. При возделывании горохо-овсяной смеси рентабельность ее производства была наибольшей на вспашке отечественным плугом ПЛН 3-35 -144,8%.

При возделывании озимой пшеницы эффективной была отвальная вспашка плугом фирмы LEMKEN при рентабельности 75,0% и комбинированная обработка почвы KOS 3,7 - 73,4%.

Рентабельность проса была наибольшей на контроле 159,1%, среди минимальных обработок комбинированная обработка KOS 3,7 оказалась лучшей при уровне рентабельности 121,9%.

10. При возделывании изучаемых культур наблюдается тенденция снижения энергетической эффективности на вспашке плугом фирмы

LEMKEN из-за больших затрат совокупной энергии. Горохо-овсяная смесь имела наибольшую эффективность при применении комбинированного орудия KOS 3,7 - 3,82; озимая пшеница - на плоскорезной КПШ 5 - 1,62 и просо на нулевой обработке почвы 1,99.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Эффективным способом обработки темно-серой лесной почвы в северных районах Центрально-Черноземной зоны в звене полевого севооборота под горохо-овсяную смесь является отвальная вспашка плугом ПЛН 3-35 на глубину 20-22 см.

2. В целях улучшения агрофизических и биологических свойств почвы под озимую пшеницу и просо рекомендуется поверхностная обработка почвы комбинированным орудием KOS 3,7 на глубину 14-16 см.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Забродкин, A.A. Влияние минимальной обработки почвы на качество и урожайность зерна озимой пшеницы / A.A. Забродкин // Вестник Орел ГАУ. - 2012. - №2 (35). - С. 28 - 31.

2. Лобков, В.Т. Оценка эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в зависимости от способов основной обработки почвы в Центрально-Черноземном регионе / В.Т. Лобков, Н.К. Кружков, A.A. Забродкин, A.C. Новикова // Вестник Орел ГАУ. - 2013. -№1 (40). С. 8 -12.

3. Лобков, В.Т. Плодородие темно-серой лесной почвы при применении различных способов обработки почвы / В.Т. Лобков, A.C. Новикова, A.A. Забродкин // Зерновое хозяйство России. — Зерноград: ГНУ ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко, 2013. - № 2 (26). С. 27 - 31.

4. Забродкнн, A.A. Минимальная обработка почвы / A.A. Забродкин // Инновационный потенциал молодых ученых АПК Орловской области: региональная научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов. - Орел: Орел ГАУ, 2010.- 383 с. - С. 93 — 95.

5. Забродкин, A.A. Влияние современных энергосберегающих технологий обработки почвы на засоренность викоовсяной смеси / A.A. Забродкин, Н.К. Кружков // Пути повышения устойчивости растениеводства к негативным природным и техногенным последствиям: международная научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов. - Орел: Орел ГАУ, 2011. - 427 с. - С. 116 - 118.

6. Лобков, В.Т. Энергосберегающая обработка почвы: преимущества и недостатки / В.Т. Лобков, Н.К. Кружков, A.A. Забродкин, A.C. Новикова //

Аграрная наука - основа инновационного развития АПК: международная научно-практическая конференция. - Курган: Курганская ГСХА, 2011. - 426 с. - С.265 - 268.

7. Забродкин, A.A. Эффективность применения энергосберегающих обработок почвы / A.A. Забродкин, В.Т. Лобков, A.C. Новикова // Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития: международная научно-практическая конференция. - Махачкала: Дагестанская ГСХА, 2012. -2120 с.-С. 1668- 1672.

8. Забродкин, A.A. Влияние современных обработок почвы на физические свойства темно-серых лесных почв / A.A. Забродкин, В.Т. Лобков, A.C. Новикова // Молодежная наука 2012: технологии, инновации: всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов. - Пермь: Пермская ГСХА, 2012. - 295 с. - С. 192-193.

9. Забродкин, A.A. Мониторинг засоренности посевов при современных энергосберегающих способах основной обработки почвы / A.A. Забродкин, A.C. Новикова, В.Т. Лобков, С.А. Плыгун // Russian Journal of Agricultural and Socio - Economic Sciences. - 2012. - № 9. - C. 33 - 37.

10. Забродкин, A.A. Влияние способов и глубины обработок почвы на баланс гумуса / A.A. Забродкин, Н.К. Кружков // Использование генетических ресурсов сельскохозяйственных растений в современном земледелии: региональная научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященная 125- летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова. - Орел: Орел ГАУ, 2012. - 552 с. - С. 157 - 160.

11. Лобков, В.Т. Эффективность применения энергосберегающих обработок почвы / В.Т. Лобков, A.C. Новикова, A.A. Забродкин // Главный агроном. - 2013. - №5. - С. 5 - 8.

Подписано в печать 16.10.2013 г. Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0. Заказ 107. Тираж 100 экз.

Отпечатано в издательстве Орел ГАУ, 2013, Орел, бульвар Победы, 19

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Забродкин, Андрей Алексеевич, Орел

МИНИСТЕРСВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

04201365551 Правах рукописи

ЗАБРОДКИН АНДРЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИНИМАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА КАК ФАКТОРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук

Кружков Николай Кузьмич

ОРЕЛ-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................4

ГЛАВА 1. РОЛЬ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).................10

1.1. Преимущества и недостатки традиционной обработки почвы..................10

1.2. Развитие минимализации обработки почвы..............................................12

1.3. Влияние минимализации обработки почвы на содержание и накопление продуктивной влаги...........................................................................16

1.4. Воздействие минимализации обработки почвы на агрофизические свойства пахотного слоя..................................................................................17

1.5. Агрохимические показатели плодородия при основной обработке почвы..21

1.6. Биологические показатели плодородия при применении минимализации обработки почвы................................................................................23

1.7. Обработка почвы как фактор улучшения фитосанитарного состояния в севообороте......................................................................................25

1.8. Влияние минимализации обработки почвы на продуктивность

сельскохозяйственных культур............................................................30

ГЛАВА 2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ....................................................34

2.1. Климатические особенности в годы проведения исследований................34

2.2. Характеристика почвенных условий проведения исследований.................37

2.3. Методика и техника проведения исследований....................................39

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................42

3.1. Влияние способов основной обработки почвы на показатели плодородия.......................................................................................42

3.1.1. Агрофизические свойства почвы в зависимости от способов основной обработки почвы................................................................................42

3.1.2. Биологическая активность пахотного слоя темно-серой лесной почвы...61

3.1.3. Питательный режим темно-серой лесной почвы в зависимости от

способов основной обработки...............................................................64

3.2. Влияние различных способов основной обработки почвы на фитосанитарное состояние посевов........................................................70

3.3. Урожайность полевых культур севооборота в связи с усовершенствованием технологий обработки почвы..................................77

3.4. Влияние различных обработок почвы на побочную продукцию...............87

ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ...............................92

4.1. Экономическая оценка возделывания культур в звене севооборота горохо-овсяная смесь - озимая пшеница - просо.......................................92

4.2. Воздействие различных вариантов обработки почвы на агроэнергетическую

эффективность возделывания культур....................................................98

ВЫВОДЫ......................................................................................104

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ....................................................106

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................107

ПРИЛОЖЕНИЯ..............................................................................122

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях культура земледелия должна отвечать не только экономическим принципам, но и экологическим требованиям, а именно сохранять и увеличивать почвенное плодородие, улучшать общее состояние как естественных, так и антропогенных агроэкосистем. В настоящее время нарушаются севообороты, сократилось внесение удобрений, стало снижаться плодородие почвы, ухудшилось фитосанитарное состояние почвы. Постоянный рост стоимости энергоресурсов, техники и удобрений делает необходимым применение минимальной обработки почвы.

В последнее время на темно-серых лесных почвах происходят негативные последствия из-за влияния антропогенных факторов: снижается содержание гумуса в пахотном слое; уплотняется почва; увеличивается засоренность, по-врежденность вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур.

Приоритетными направлениями исследований по обработке почвы служат: оптимизация агрофизических и биологических свойств почвы, улучшение фитосанитарного состояния почвы; уменьшение потерь гумуса и элементов питания.

Результаты научных исследований и опыт сельскохозяйственных предприятий показывают, что получению стабильных урожаев способствует научно-обоснованная система обработки почвы.

Система обработки почвы зависит от особенностей почвенно-климатических условий местности, погодных условий года, рельефа, вида предшественника, типа и степени засоренности полей, степени уплотненности почвы.

Однако вопросы выбора способа обработки почвы в условиях Орловской области изучены еще недостаточно. Они должны определяться в каждом конкретном хозяйстве, основываясь на результаты научных опытов.

В настоящее время сельскохозяйственное производство оказывает как положительное, так и отрицательное воздействие на окружающую среду.

Негативное воздействие сельскохозяйственного производства на природные комплексы и агроэкосистемы проявляется в отрицательном влиянии техники, загрязнении почв, усилении эрозионных процессов, отклонении показателей почвенного плодородия от оптимальных параметров и т.д.

Комплекс приемов и способов в земледелии с научной точки зрения должны снижать негативное влияние на почву эрозионных процессов, регулировать агрофизические и агрохимические свойства почвы, экологическую безопасность получаемой продукции и охрану окружающей среды от загрязнения, улучшать водно-воздушные свойства почвы на протяжении всего периода вегетации культур.

Основной задачей современного земледелия является пополнение запасов органического вещества в почве, путем введения в биологический круговорот наибольшего количества сформированной растениями фитомассы.

Актуальность проблемы. Главной проблемой современного земледелия является недостаточное использование почвенного и климатического потенциала зоны возделываемых культур, сохранение и повышение почвенного плодородия, выполнение которой связано с обработкой почвы.

Эффективность систем земледелия зависит от природных, технических, экономических факторов и способа обработки почвы. Обработка почвы должна быть адаптирована к конкретным почвенно-климатическим условиям и биологическим особенностям культур.

Из всего объема затрат по возделыванию сельскохозяйственных культур на обработку почвы приходится около 20%.

В связи с этим, для снижения затрат и себестоимости продукции растениеводства, повышения рентабельности производства, целесообразным является применение минимализации обработки почвы.

Главная цель минимализации обработки почвы - защитить почву от уплотнения, накопить и сохранить влагу, снизить минерализацию гумуса и затраты на производство сельскохозяйственной продукции.

Минимальная обработка, оказывая влияние на физические свойства почвы и направленность биологических процессов, изменяет условия почвенного питания растений.

Ограниченное механическое воздействие на почву регулирует плодородие в пахотном слое, способствуя тем самым увеличению популяции дождевых червей, которые перерабатывают растительные остатки культурных растений, создают в почве поры, облегчающие инфильтрацию воды, переводят органическое вещество в доступные питательные элементы.

Совершенствование научно-обоснованных зональных систем обработки почвы в направлении экологизации и ресурсосбережения имеет большое значение для устойчивого роста сельскохозяйственного производства.

Минимализация должна основываться на результаты научных исследований в конкретных почвенно-климатических условиях.

Однако недостаточно экспериментальных данных применительно к поч-венно-климатическим условиям Орловской области по влиянию минимальных способов обработки почвы на показатели плодородия. Поэтому исследование в направлении эффективности минимализации обработки почвы и повышения биологической интенсификации земледелия является весьма актуальным.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2012 годы» (утверждена постановлением Правительства РФ от 17 октября 2006 г. №613).

Цель наших исследований заключалась в определении влияния минимализации обработки темно-серой лесной почвы на агрофизические, агрохимические и биологические свойства и продуктивность сельскохозяйственных культур при использовании различных орудий для поверхностной обработки, а также выбор оптимальных ресурсосберегающих приемов обработки почвы для культур звена севооборота в условиях Орловской области.

Поставленная перед нами цель определила необходимость решения следующих задач:

1. Изучить влияние минимальной обработки почвы (применение комбинированного агрегата KOS 3,7, плоскореза КПШ 5 и нулевой обработки) наряду с отвальными вспашками (оборотным плугом фирмы LEMKEN и плугом ПЛН 335) на изменения агрофизических, агрохимических и биологических показателей плодородия почвы;

2. Раскрыть биологические и агрохимические свойства почвы при использовании отвальных и минимальных способов основной обработки почвы;

3. Сравнить влияние различных способов обработки почвы (вспашки, поверхностно комбинированной, поверхностной и нулевой) на засоренность посевов;

4. Определить воздействие применения минимальной обработки почвы на продуктивность исследуемых культур;

5. Дать экономическую и агроэнергетическую оценку применения различных способов основной обработки почвы в звене севооборота.

Научная новизна результатов исследований. Впервые установлено действие различных почвообрабатывающих орудий иностранного и отечественного производства для поверхностной, комбинированной и нулевой обработки почвы в сравнении со вспашкой на показатели плодородия почвы, продуктивность культур звена севооборота.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Определить влияние различных способов основной обработки почвы и выявить допустимые границы минимизации на агрофизические показатели почвы;

2. Биологические и агрохимические свойства почвы при использовании отвальных и минимальных способов основной обработки почвы;

3. Установить воздействие разных вариантов обработки почвы на засоренность культур звена севооборота и урожайность изучаемых культур;

4. Обосновать экономическую и агроэнергетическую эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на отвальных и минимальных способах основной обработки почвы.

Практическая значимость работы. На основе результатов исследований получены новые научные данные по влиянию различных способов основной обработки почвы на ее свойства в звене севооборота горохо-овсяная смесь на зеленую массу - озимая пшеница - просо. Практические рекомендации производству используются в ООО «Сельхозпродукт» Волховского района Орловской области и в ФГУП «Стрелецкое» Россельхозакадемии.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях, заседаниях кафедры земледелие и факультете «Агробизнеса и экологии».

Материалы исследований были доложены на: Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Инновационный потенциал молодых ученых АПК Орловской области» (г. Орел, 2010 г.); Международной научно-практической конференции "Аграрная наука - основа инновационного развития АПК" (г. Курган, 2011 г.); IX региональной научно-практической конференции молодых ученых вузов СФО «Инновации молодых учёных аграрных вузов - агропромышленному комплексу Сибирского региона» (г. Омск, 2011 г.); Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Пути повышения устойчивости растениеводства к негативным природным и техногенным воздействиям» (г. Орел, 2011 г.); Региональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 125-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (г. Орел, 2012 г.); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежная наука 2012: технологии, инновации» (г. Пермь, 2012 г.); Международной научно-практической конференции «Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития», посвященной 80-летию со дня образования Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии имени М.М. Джамбулатова (г. Махачкала, 2012 г).

Личное участие автора. Диссертационная работа написана по своим исследованиям. Автор принимал непосредственное участие в проведении поле-

вых экспериментов в качестве исполнителя. Осуществлял наблюдения за: агрофизическими, биологическими и агрохимическими свойствами почвы, засоренностью посевов, продуктивностью культур и структурным анализом снопов. Диссертантом получены, обобщены и обоснованы экспериментальные данные, их анализ и статистическая обработка.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 статей, в том числе 3 в ведущих рецензируемых журналах, определенных Высшей Аттестационной Комиссией Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа написана на 142 страницах машинописного текста, содержит 1 схему, 22 таблицы, 10 рисунков, 21 приложение, состоит из 4 глав, список литературы представлен 167 источниками, в том числе 7 иностранных.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю -доктору сельскохозяйственных наук Кружкову Николаю Кузьмичу за помощь в проведении исследований и написании диссертационной работы.

Автор благодарен ведущим научным сотрудникам лаборатории агротехно-логий и защиты растений ГНУ ВНИИЗБК Россельхозакадемии Новикову Василию Михайловичу и Глазовой Зорриде Ивановне за помощь и консультации по обобщению полученных экспериментальных данных при написании научно-квалификационной работы.

Автор выражает благодарность директору ГНУ ВНИИЗБК Россельхозакадемии, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Зотикову Владимиру Ивановичу за ценные замечания по диссертационной работе.

ГЛАВА 1. РОЛЬ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Преимущества и недостатки традиционной обработки почвы

Обработка почвы наиболее древний и распространенный вид деятельности человека, который является самым энергоемким приемом в земледелии.

Поиск универсальных способов механической обработки почвы, направленных на улучшение почвенных режимов, благоприятно сказывающихся на росте, развитии и продуктивности культурных растений, осуществлялся на протяжении всей истории земледелия (Н.И. Картамышев, 1993; В.П. Нарциссов, 1976; А.И. Пупонин, 1984).

По мнению П.А. Костычева (1951) целью обработки почвы является создание благоприятной структуры почвы. Он считал, что обработка занимает главное место в системе возделывания сельскохозяйственных культур.

Вопрос о глубине обработки почвы всегда был актуальным и спорным.

Так, основоположники агрономической науки в России считали, что глубокий пахотный слой является благоприятным для роста и развития растений и корнеобитания.

К.А. Тимирязев (1948) это связывал с засухоустойчивостью культур, A.A. Измайловский (1949) с улучшением водного режима почвы, П.А. Костычев (1951) опирался на изменение биологических свойств почвы.

О преимуществе глубокой обработки почвы указывали так же А.Т. Болотов (1952), A.B. Советов (1950) и И.А. Стебут (1956). Они считали, что почва должна быть обработана на такую глубину, которая бы удовлетворяла растения всеми почвенными ресурсами.

По мнению А.Т. Болотова (1952) лучшим способом обработки почвы является глубокая отвальная вспашка.

Противоположное мнение сформировалось в ходе исследований у И.А. Стебута (1956) на основании влагообеспеченности почвы. Он считал, что в

не достаточно увлажненных условиях под озимые зерновые культуры лучше проводить поверхностную обработку почвы, а при избытке влаги - вспашку.

Теория обработки почвы в первой половине XX века развивалась по направлению классической пахоты (В.Р. Вильяме, 1951).

В.Р. Вильяме (1951) и J1.B. Ильина (1980) считали, что за период вегетации происходит изменение пахотного слоя. Чтобы придать почве прочнокомко-ватую структуру, необходимо поднять на ее поверхность почву из ниже лежащего горизонта, не смешивая