Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность минимальных способов основной обработки почвы в звене зернопропашного севооборота на типичных черноземах Центрального Черноземья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Эффективность минимальных способов основной обработки почвы в звене зернопропашного севооборота на типичных черноземах Центрального Черноземья"



На правах рукописи

КАЗА1ЩЕВ СЕРГЕЙ ИВАИОВИЧ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИНИМАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЗВЕНЕ ЗЕРНОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА НА ТИПИЧНЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

Специальность 06.01.01. — общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

005иоэ

Орел-2013

005059446

Диссертационная работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии

Россельхозакадемии

Научный руководитель: член-корреспондент Россельхозакадемии,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Черкасов Григорий Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кружков Николай Кузьмич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Беседин Николай Васильевич

Ведущая организация: ГНУ Курский научно-исследовательский

институт агропромышленного производства Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится » года в часов на

заседании диссертационного совета ДМ 220.052.01 при ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, д. 69.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан « ^» ^^2013 года и размещен на офици-

альном сайте ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» http://www.orelsau.ru и на сайте ВАК при Минобрнауки РФ http://www.vak.ed.gov.ru.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета ДМ 220.052.01.

Факс: 8(486-2)43-13-01, (e-mail) dissovet-orelsau@yandex.ru.

Ученый секретарь диссертационного совета, / \

доктор сельскохозяйственных наук, профессор/ Л.П. Степанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современном сельскохозяйственном производстве как никогда остро стоят вопросы разработки новейших малозатратных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, эффективного устранения причин деградации почв, а также негативных последствий техногенного воздействия на почву.

Одним из актуальных вопросов в технологии выращивания зерновых культур является ресурсосбережение. Общеизвестно, что в традиционных технологиях 50% затрат приходится на основную обработку почвы в виде вспашки на глубину 20-22 см. В то же время имеется весьма ограниченный материал по эффективности поверхностных и особенно нулевых обработок почвы. В такой ситуации в Центральном Черноземье возникает необходимость в разработках достоверно проверенных условий применения нулевых и поверхностных разработок в зернопропашных севооборотах, а главное о возможности выращивания высоких урожаев зерна, отвечающего качественным требованиям.

Нельзя обойти вниманием и такой аспект проблемы применения минимальных способов основной обработки почвы, как увеличение плотности почвы, изменение ее физико-химических и биологических свойств, повышение засоренности агроценозов.

Цель исследований: выявить эффективность минимальных способов основной обработки почвы в звене зернопропашного севооборота на типичных черноземах.

Задачи исследований:

- определить степень влияния минимизации основной обработки почвы на ее агрофизические показатели;

- изучить влияние минимальных способов на агрохимические и биологические свойства почвы и характер их изменения;

- выявить степень воздействия систематического применения в севообороте минимальных способов основной обработки почвы на фитосанитарное состояние посевов;

- оценить эффективность минимальных способов основной обработки почвы и внесенных на их фоне минеральных удобрений, на продуктивность возделываемых культур и качественные показатели продукции;

- на основе экономической и энергетической эффективности изучаемых способов основной обработки почвы определить наиболее оптимальные из них.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые для условий Центрального Черноземья изучено влияние систематических минимальных обработок под культуры звена зернопропашного севооборота. Рассмотрена эффективность нулевой обработки под культуры сплошного сева - озимую пшеницу и ячмень, а также пропашную культуру севооборота - кукурузу и ее влияние на урожай, и качество зерна.

Практическая значимость работы заключается в том, что наличие экспериментальных данных об эффективности минимизации основной обработки почвы позволит дать обоснованные рекомендации по ресурсосберегающим технологиям возделывания зерновых культур и избежать негативных процессов происходящих в почве.

Основные защищаемые положения:

1. Ухудшение агрофизических свойств почвы при использовании минимальных способов основной обработки почвы.

2. Дифференциация пахотного почвы слоя по агрохимическим и биологическим свойствам при систематическом использовании минимальных способов основной обработки почвы.

3. Усиливающийся отрицательный эффект систематической нулевой обработки почвы на фитосанитарное состояние посевов.

4. Снижение урожайности зерна и его качества при крайней степени минимизации основной обработки почвы - нулевой обработке.

5. Нулевая обработка (прямой посев) в изучаемых условиях не имеет преимуществ по экономическим показателям в сравнении с вспашкой.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались автором на Всероссийской научно-практической конференции ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ «Модели автоматизированного проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия», 2010 г., Курск. Всероссийской научно-практической конференции ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ «Сохранение и воспроизводство плодородия почв в адаптивно-лаидшафтном земледелии» (к 70-летию со дня рождения академика А.П. Щербакова), 2011 г, г. Курск, а также на заседаниях ученого совета ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ в 2010-2012 гг.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ, в том числе 3 в рекомендованных изданиях ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 150 страницах, состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части 5 глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений. Работа содержит 32 таблицы, 14 рисунков. Список использованных литературных источников включает 231 наименование, в том числе 21 на иностранных языках.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю -члену-корреспонденту Россельхозакадемии, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, лауреату Государственной премии РФ в области науки и техники Г.Н. Черкасову.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Рассмотрено влияние способов основной обработки почвы на ее физико-химические и биологические свойства. Освещено влияние минимизации ос-

новной обработки почвы на ее плотность, структурно-агрегатный состав, во-допрочность агрегатов (Т.Е. Tomlison, 1974; B.B. Медведев, 1988; С.Е. Дро-говоз, 1993; А.Н. Каштанов, В.Е. Явтушенко, 1997; С.Н. Шевченко, В.А. Корчагин, 2008; H.A. Кириллов, А.И. Волков, 2008).

Освещены исследования по влиянию минимальных способов основной обработки почвы на обеспечение воспроизводства почвенного плодородия. (R.J. Blewins, 1983; А.Ф. Битер, A.M. Новочихин, 1984; А.Н. Власенко и др., 2001; З.М. Азизов, 2005; И.Н. Шарков, 2009). Описано изменение фитосани-тарного состояния посевов в зависимости от способа основной обработки почвы (В.И. Марымов, 1990; В.А. Захаренко, 2003; Г.Н. Черкасов И.Г. Пых-тин 2006; В.М. Новиков, A.J1. Нечаев, 2010; О.М. Шершнева, 2010).

Рассмотрено изменение урожайности и качества культур севооборота при различных способах основной обработки почвы (Д.Е. Ванин, Н.И. Кар-тамышев, A.B. Посохов, 1981; В.Т. Канцалиев, 1992; И.И. Долотин, 1999; В.И. Нечаев, В.М. Кильдюшкин, 2000; Н. Spiekers, 2000; P.A. Акбиров, 2005; A.B. Ивойлов и др. 2005; В.И. Каргин и др. 2007).

2. ОБЪЕКТ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Исследования проведены в 2009-2011 годах на землях ООО «АгроСил». Территория ООО «АгроСил» расположена в юго-западной части Суджанско-го района Курской области.

Объект исследования - способы основной обработки почвы под культуры зернопропашного севооборота в ООО «АгроСил» Суджанского района Курской области. Отличительной особенностью опыта является то, что изучаемые способы основной обработки почвы проводились постоянно на одном месте под различные культуры севооборота.

Изучались следующие способы основной обработки почвы:

1. Вспашка - 20-22 см, выполнялась плугом ПЛН-5-35.

2. Поверхностная обработка - 10-12 см, выполнялась дисковой бороной

3. Нулевая обработка - прямой посев зерновых сеялкой «Джон Дир», кукурузы - сеялкой «Гаспардо».

Изучался зернопропашной трехпольный севооборот. Культуры севооборота:

1. Озимая пшеница сорта «Августа»;

2. Кукуруза гибрид ПР-2986;

3. Ячмень сорта «Анабель».

Предшественником озимой пшеницы являлась горчица.

Также в опыте изучалась эффективность минеральных удобрений при различных способах основной обработки почвы. Минеральные удобрения:

1. Без удобрений;

2. Внесение минеральных удобрений:

Б

а) под озимую пшеницу (урожай 2009 г.) - N20P52K52 Д-в.; б) под кукурузу (урожай 2010 г) - Ni43P,04Ki04va.B.; в) под ячмень (урожай 2011 г) -N5oP,6Ki6j3.b.

Общая площадь научно-производственного опыта составляла 0,6 га. Размер посевной делянки 20*50 м - 1000 м2 , учетной - 100 м2. Повторность вариантов двукратная.

Для агрохимической характеристики почвы из пахотного слоя отбирали средневзвешенный образец почвы. В почвенных образцах определяли: гумус; pH - в 1,0 н KCl вытяжке; гидролитическая кислотность - по Каппену; фосфор подвижный и калий обменный - по Чирикову; щелочногидролизуемый азот - по Корнфилду; азот аммонийный и азот нитратный - модификация ЦИНАО.

Для определения структурно-агрегатного состава и физических свойств проводили: фракционирование почвы в воздушно-сухом состоянии - по методу Н.И. Саввинова (1986); определение объемной массы почвы - буровым методом по H.A. Качинскому (1986).

Для характеристики качества продукции применяли методы, предусмотренные ГОСТами (Зерно. Методы анализа, 2001).

3. ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ.

Агрофизические свойства почвы. Плотность почвы является одной из основных физических характеристик почвы. Проведенные исследования показали, что систематическое (3 года подряд) проведение различных обработок почвы приводит к изменению ее плотности (рис. 1).

Через три года наибольшая плотность почвы была на вариантах с нулевой обработкой, несколько ниже при поверхностной обработке.

□ поверхностная

□ нулевая

0-10 без удобрений 0-10 NPK1Q-20 без удобрен к АО ¿0 NPK

Рис. 1 Изменение плотности чернозема типичного в зависимости от способов обработки и удобрений (среднее за 3 года)

Причем, если при нулевой обработке почва была уплотненной как в слое 0-10 см, так и в слое 10-20 см, то при поверхностной обработке наибольшая

б

плотность зафиксирована в слое 10-20 см. Оптимальная плотность почвы отмечается на вариантах со вспашкой. Минеральные удобрения при вспашке и поверхностной обработке способствовали некоторому повышению плотности почвы.

Одним из важных показателей структурного состояния почвы является содержание агрономически ценных агрегатов.

В результате исследований влияния способа обработки почвы на количество агрономически ценных агрегатов было установлено, что в среднем за три года самое низкое их содержание в пахотном слое почвы отмечается на неудобренном варианте с нулевой обработкой (54%), а наибольшее на вариантах со вспашкой (65%) и поверхностной обработкой (60%). Данный показатель варьирует по годам исследований, но преимущество отвальной вспашки и поверхностной обработки над нулевой обработкой всегда сохраняется (табл. 1).

1. Влияние способа основной обработки и минеральных удобрений на агро-

физические показатели в слое почвы 0-20 см (среднее за 3 года)

Обработка почвы Удобрения Содержание агрономически цешшх агрегатов, % Коэффициент структурности агрегатов Сумма водоустойчивых агрегатов, % Коэффициент структурности водоустойчивых агрегатов

Вспашка без уд-ний 65,0 1,92 53,4 1,24

ЫРК 58,6 1,65 58,9 1,58

Поверхностная обработка без уд-инй 60,4 2,21 59,2 1,85

ЫРК 49,2 1,54 50,7 1,30

Нулевая обработка без уд-ний 54,1 1,70 62,7 1,89

ЫРК 45,8 1,27 52,3 1,18

Рассматривая фактор удобренности хочется отметить, что применение удобрений привело к заметному снижению содержания агрономически ценных агрегатов в почве (табл. 1). Это объясняется тем, что в первый и второй годы после внесения минеральных удобрений происходит ухудшение строения агрегатов в связи с повышением плотности укладки агрегатов, заполненностью порового пространства тонкодисперсной частью, снижением зернистости (В.В. Медведев, 1988).

В проведенных исследованиях коэффициент структурности в зависимости от применяемого способа основной обработки почвы уменьшался в ряду: поверхностная обработка —» вспашка —► нулевая обработка. По годам исследований наблюдается значительное варьирование коэффициента структурности, на данный ряд сохраняется.

Другим показателем, характеризующим почвенную структуру является ее устойчивость к внешним воздействиям, среди которых наиболее существенным является воздействие воды.

При изучении влияния способа основной обработки на показатели водоустойчивости было установлено, что при нулевой обработке сумма водоус-

тойчивых агрегатов была выше, а почва обладало отличной водоустойчивостью, по сравнению с почвой на вариантах где применялась вспашка и поверхностная обработка. На этих вариантах опыта была установлена хорошая водоустойчивость почвы (табл. 1).

При внесении минеральных удобрений сумма водоустойчивых агрегатов на вариантах с отвальной вспашкой возросла на 13% под озимой пшеницей, на 12% под кукурузой и на 6% под ячменем. Это объясняется тем, что при обороте пласта вследствие вспашки происходит более глубокая заделка минеральных удобрений, что способствует большему накоплению влаги в почве и более интенсивному разложению растительных остатков, за счет чего происходит увеличение водоустойчивости почвы.

Агрохимические свойства почвы. Длительное сельскохозяйственное использование черноземов приводит к постепенному обеднению пахотного слоя почвы питательными элементами (Л.Н. Вислобокова, 1995).

Как показали проведенные исследования в зависимости от способа основной обработки почвы и применения минеральных удобрений изменяются кислотные свойства почвы. В целом почва опытного участка характеризуется как слабокислая (В.Г. Минеев, 2001).

Способы обработки почвы слабо влияли на изменение рН почвенного раствора. Однако отмечается тенденция к снижению рН в верхнем 10-и см слое при использовании нулевой обработки по сравнению со вспашкой и поверхностной обработкой (табл. 2). Более заметные изменения произошли в величине гидролитической кислотности.

Так при использовании нулевой обработки в слое 0-10 см гидролитическая кислотность в среднем за три года возросла на 0,71 мг-экв./100 г по сравнению со вспашкой и на 0,81 мг-экв./100 г по сравнению с поверхностной обработкой. В более глубоком слое почвы 10-20 см различий в величине гидролитической кислотности между обработками не наблюдается. Минеральные удобрения при всех способах основной обработки подкисляли почву. Причем в наибольшей степени это проявилось при нулевой обработке.

2. Изменение кислотности почвы в зависимости от способов обработки и __удобрений (среднее за 3 года)_

Обработка почвы Удобрения рНка Нг, мг-экв./100 г

0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см

Вспашка без уд-ний 5,3 5,3 4,21 4,02

№К 5,2 5,2 4,67 4,62

Поверхностная обработка без уд-инй 5,3 5,3 4,11 4,10

ИРК 5,2 5,3 4,82 4,43

Нулевая обработка без уд-ний 5,2 5,4 4,92 4,04

ЫРК 5,1 5,2 5,16 4,74

НСРоз обработка 0,08 0,08 0,27 0,25

удобрения 0,07 0,06 0,22 0,21

Как известно глубокие отвальные обработки способствуют усилению прс}цессов минерализации гумуса и как следствие большим его потерям. Напротив минимальная обработка ослабляет процессы минерализации (В.И. Кирюшин, 2000).

Проведенными исследованиями установлено, что при вспашке содержание гумуса в слое 0-10 и 0-20 см практически не отличается (табл. 3).

3. Изменение содержания гумуса и минерального азота в почве в зависимо_сти от способов обработки и удобрений (среднее за 3 года)_

Обработка почвы Удобрения Гумус, % N-N03, мг/100 г N-№14, мг/100 г

0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см

Вспашка без уд-ний 4,33 4,32 1,43 1,76 1,37 1,50

4,36 4,41 1,64 1,93 1,65 1,86

Поверхностная обработка без уд-ний 4,35 4,28 1,75 1,11 1,60 1,35

4,36 4,32 1,91 1,17 1,79 1,55

Нулевая обработка без уд-ний 4,53 4,33 1,93 1,20 1,65 1,42

ЫРК 4,55 4,35 2,25 1,25 1,84 1,55

НСР05 обработка 0,04 0,02 0,35 0,10 0,17 0,08

удобрения 0,03 0,02 0,29 0,08 0,14 0,06

Наиболее заметные изменения в содержании гумуса отмечаются при нулевой обработке в верхнем 10 см слое. По сравнению со вспашкой количество гумуса здесь увеличилось на 0,20%, поверхностной обработкой - на 0,18%. Однако в слое 0-20 см, как при поверхностной, так и при нулевой, обработке отмечается снижение содержания гумуса по сравнению с поверхностным слоем на 0,07-0,20%.

Накопление гумуса в почве при уменьшении глубины обработки связано также с изменением интенсивности процессов минерализации, что отражается на азотном режиме почв. При изучении изменения нитратного и аммонийного азота при использовании различных способов основной обработки почвы наибольшее их содержание отмечается в слое 0-10 см при нулевой обработке (табл. 3).

Так, содержание N-N03 было здесь значимо больше на 0,5 мг/100 г, чем при вспашке, N-NH4 - на 0,28 мг/100 г. При поверхностной обработке в слое 0-10 см количество минерального азота в почве также повышалось по сравнению со вспашкой.

Обратная картина наблюдается в слое почвы 10-20 см. При вспашке происходит увеличение содержания как нитратного, так и аммонийного азота по сравнению со слоем 0-10 см. С уменьшением глубины пахотного слоя почвы при поверхностной обработке в слое 10-20 см происходит существенное снижение запасов нитратного азота на 0,64 мг/100 г, аммонийного - на 0,25 мг/100 г. При нулевой обработке дифференциация почвенных слоев по содержанию форм азота усиливается, и разница достигает 0,73 и 0,23 мг/100 г соответственно.

Кроме минерального азота при оценке уровня плодородия почвы большое значение имеет содержание щелочногидролизуемой фракции азота. При использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки содержание щелочногидролизуемого азота в слоях почвы 0-10 и 10-20 см было практически одинаково (табл. 4).

4. Изменение содержания макроэлементов (мг/100 г) в почве в зависимости _от способов обработки и удобрений (среднее за 3 года)_

Обработка почвы Удобрения N щел.гид Р Os к2о

0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см

Вспашка без уд-ний 14,86 14,93 9,9 9,9 9,3 9,4

NPK 15,84 16,12 12,2 12,3 12,0 12,1

Поверхностная обработка без уд-инй 13,86 13,34 10,0 8,8 9,6 8,5

NPK 14,45 14,13 15,8 12,4 12,2 9,5

Нулевая обработка без уд-ний 15,32 14,49 12,1 8,4 9,9 7,5

NPK 15,59 14,74 14,3 9,0 11,6 8,7

НСР05 обработка 0,90 0,84 0,91 0,90 0,58 0,50

удобрения 0,74 0,68 0,74 0,73 0,48 0,41

При поверхностной обработке почвы отмечается снижение содержания щелочногидролизуемого азота по сравнению со вспашкой, как в верхнем слое на 1,0 мг/100 г, так и в нижнем слое - на 1,59 мг/100 г. При нулевой обработке почвы в верхнем 10-и см слое наблюдается наибольшее содержание щелочногидролизуемого азота, но в слое 10-20 см происходит его снижение.

Оценка изменения содержания подвижного фосфора и обменного калия в зависимости от применяемого способа основной обработки почвы показала, что при поверхностной и нулевой обработке происходит накопление Р205 и К20 в слое 0-10 см (табл. 4).

Применение минеральных удобрений при всех изучаемых способах основной обработки почвы приводило к повышению содержания подвижных форм фосфора и калия.

Таким образом, при минимизации основной обработки почвы возникает дифференциация пахотного слоя по агрохимическим показателям. При нулевой обработке по сравнению со вспашкой в верхнем 10-и см слое наблюдается увеличение содержания гумуса, минерального азота, подвижных форм фосфора и калия. Однако в нижележащем слое 10-20 см при минимизации обработки содержание и гумуса и всех питательных элементов значительно снижается по сравнению с верхним слоем.

Запасы продуктивной влаги в почве. Ведущий фактор в формировании урожая зерна - влага. При ее относительном дефиците подавляются фотосинтетические процессы, что приводит к формированию щуплого зерна и резкому снижению урожая (В.И. Каргин, С.Н. Немцев, H.A. Перов, 2008).

В проведенных исследованиях 2009 г. для озимой пшеницы был благоприятным по гидротермическим условиям. Запасы продуктивной влаги в мае, как в слое 0-20 см, так и в слое 0-100 см можно характеризовать как очень хорошие и даже немного избыточные (рис. 2).

Наибольшее накопление влаги в этом году как в слое 0-20 см, так и в слое 0-100 см обеспечила нулевая обработка.

А Б

Вспашка Поверхностная Нулевая обработка обработка

Способ основной обработки почвы □Озимая пшеница контроль возимая пшеница №К И Кукуруза контроль ОКукурузаИРК

□Ячмень контроль □ Ячмень ИРК

Нулевая обработка Способ основной обработки почвы □Озимаяпшеница контроль ■Оэимаяпшеница№К О Кукуруза контроль ОКукуруэаЫРК

аЯчмеиь контроль □ Ячмень МРК

Рис. 2. Запасы продуктивной влаги в почве: А - в слое 0-20 см; Б - в слое 0100 см.

2010 год характеризовался менее благоприятными погодными условиями, чем 2009 г. Средняя температура в мае в этом году была на 3°С выше, чем в 2009 г., а количество осадков на 33 мм меньше. Кроме того, количество выпавших за зимний период осадков в 2010 г. было на 45 мм меньше, чем в

2009 г. Зимний период 2010 г характеризовался оттепелями, что способствовало потери части запасов воды из снега. Такие различия в гидротермическом режиме сказались и на запасах продуктивной влаги в почве в 2010 г. В этом году наибольшие запасы продуктивной влага в слое 0-20 см и 0-100 см отмечались на фоне отвальной вспашки.

Условия в мае 2011 г. были несколько более благоприятными, чем в

2010 г. Несмотря на меньшее количество зимних осадков (на 23 мм меньше, чем в 2010 г.) они были восполнены в мае (42 мм). Поэтому запасы продуктивной влаги в почве в 2011 г были выше, чем в 2010, но не дотягивали до уровня 2009 г. Из изучаемых способов основной обработки почвы наибольшее влагонакопление в 2011 г. обеспечила вспашка.

Таким образом, можно отметить, что при высоких запасах воды в снеге (2009 г.) наибольшее накопление влаги в почве происходит при использовании в качестве способа основной обработки почвы нулевой обработки, за счет сохранения густой стерни способствующей влагозадержанию. При небольшом уровне снежного покрова и соответственно меньшим запасам воды

в снеге большие запасы продуктивной влаги обеспечивает вспашка, создающая меньшую плотность почвы и, следовательно, большую влагопроницае-мость.

Большой интерес представляет изучение температурного режима почвы в период активного роста культур при применении различных способов основной обработки почвы. В среднем за три года температура почвы для слоя 0-10 см при применении нулевой обработки была на 1,5°С ниже, чем при использовании в качестве способа основной обработки вспашки. Верхний слой (0-10 см) на варианте с поверхностной обработкой теплее почвы с нулевой обработкой на 0,9°С. Разница в температуре почвы между вспашкой и поверхностной обработкой составляла 0,6°С. В слое почвы 10-20 см изменения температуры в зависимости от применяемого способа основной обработки почвы были меньшими. Разница между вспашкой и нулевой и поверхностной обработками составила 0,5°С в сторону снижения на последних.

Целлюлозолитическая активность почвы. Степень биогенности почвы определяемая методом аппликационных полотен дающая представление об активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов существенно изменялась по годам исследований, что обусловлено гидротермическими условиями каждого года исследований. Так, в среднем за три года на неудобренных вариантах наибольшая интенсивность разложения целлюлозы наблюдалась при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки. В слое 0-10 см интенсивность разложения хлопчатобумажного полотна на фоне вспашки была на 2,39% выше, чем на фоне поверхностной обработки и на 2,61% выше, чем на фоне нулевой обработки (табл. 5).

5. Интенсивность разложения целлюлозы в зависимости от способов обработки и удобрений (%)_____

Обработка почвы Удобрения 2009 г. 2010 г. 2011 г. среднее

0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см

Вспашка без уд-ний 14,11 14,00 10,12 11,32 13,64 13,18 12,62 12,83

ЫРК 17,22 16,82 12,37 13,43 14,45 14,13 14,68 14,79

Поверхностная обработка без уд-ний 11,00 10,31 8,27 8,30 11,42 10,82 10,23 9,81

ЫРК 13,97 13,12 10,79 10,16 12,57 11,16 12,44 11,48

Нулевая обработка без уд-ний 10,62 8,45 8,94 6,12 10,48 8,12 10,01 7,56

ЫРК 11,38 8,53 9,35 6,24 12,05 8,93 10,93 7,90

НСР05 обработка - - - - - - 1,01 0,84

удобрения - - - - - - 0,82 0,68

Это различие в интенсивности разложения целлюлозы при различных способах основной обработки почвы еще более проявилась в слое почвы 1020 см. Здесь степень разложения хлопчатобумажного полотна на фоне

вспашки была на 3,02% выше, чем на фоне поверхностной обработки и на 5,27% выше, чем на фоне нулевой обработки.

В среднем за три года, при вспашке интенсивность разложения целлюлозы как в слое 0-10 см, так и в слое 10-20 см была практически одинаковой и даже несколько более высокой в нижнем слое. Тогда как при переходе на поверхностную обработку отмечается некоторое снижение целлюлозолити-ческой активности (на 0,42%) в слое 10-20 см по сравнению со слоем 0-10 см. А при крайней степени минимизации основной обработки - прямом посеве -разница в интенсивности разложения целлюлозы между верхним (0-10 см) и нижним (10-20 см) слоями почвы достигает 2,45%.

Минеральные удобрения при любом способе основной обработке почвы повышали целлюлозолитическую активность.

4. УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КУЛЬТУР СЕВООБОРОТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ.

Фитосанитарное состояние посевов. В проведенных исследованиях сорный компонент характеризовался достаточно однообразным составом, который изменялся в зависимости от года исследований и способа основной обработки почвы, и насчитывал в среднем за три года исследований 17 видов.

На посевах озимой пшеницы самая низкая засоренность посевов отмечена на варианте со вспашкой - 28 шт./м2. Основные виды сорняков здесь были представлены яровыми малолетниками (26 шт./м2), такими как: щетинник зеленый (Setaria viridis), марь белая (Chenopodium album), горец шероховатый (Polygonum scabrum), редька дикая (Raphanus raphanistrum), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflekus). Многолетние сорняки были представлены лишь бодяком полевым (Cirsium arvense), да и то в очень малом количестве - 2 шт./м2.

Минеральные удобрения внесенные под вспашку способствовали увеличению засоренности посевов - в общем на 7 шт./м2 (табл. 6).

При использовании в качестве способа основной обработки почвы поверхностной обработки засоренность посевов увеличилась по сравнению с вариантом со вспашкой на 21 шт./м2 Минеральные удобрения внесенные под поверхностную обработку повышали засоренность посевов на 8 штУм2.

6. Засоренность посевов

Обработка почвы Удобрения Озимая пшеница Кукуруза Ячмень

1 2 3 1 2 п 3 1 2 3

Вспашка без уд. 28 26 2 35 31 4 27 23 4

NPK 35 33 2 47 43 4 36 32 4

Поверх, обработка без уд. 49 46 3 63 59 4 50 47 3

NPK 57 54 3 69 64 4 61 57 4

Нулевая обработка без уд. 137 127 10 183 165 18 232 208 24

NPK 152 138 14 207 176 21 254 226 28

1 - всего; 2 - малолетним!; 3- многолетники

При переходе на пулевую обработку количество сорняков, по сравнению с вариантом со вспашкой, увеличилось в 4,3-4,9 раза, с поверхностной обработкой - 2,6-2,8 раза. Причем отмечается существенное увеличение количества многолетних сорняков таких как: бодяк полевой (Cirsium arvense), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale), осот полевой (Sonchus arvensis), ромашка непахучая (Matricaria perforate).

Минеральные удобрения при нулевой обработки способствовали увеличению засоренности на 15 шт./м2.

В 2010 г. на посевах кукурузы при использовании вспашки количество сорняков немного увеличилось по сравнению с 2009 г. на 7-12 шт./м2. При этом видовой состав остался практически прежним. Также возросло количество многолетних сорняков, кроме бодяка полевого (Cirsium arvense) отмечен и вьюнок полевой (Convolvulus arvensis).

На фоне поверхностной обработки почвы количество сорняков в посевах кукурузы возросло на 28 шт./м2, по сравнению с посевами по вспашке, при том же видовом составе. При переходе на нулевую обработку количество сорняков возросло на 136 шт./м2 по сравнению со вспашкой.

Минеральные удобрения при всех изучаемых способах основной обработки почвы способствовали увеличению засоренности посевов кукурузы. Это увеличение составляло 12 шт./м2 на фоне вспашки, 6 шт./м2 на фоне поверхностной обработки и 24 шт./м2 на фоне нулевой обработки почвы.

В 2011 г. на посевах ячменя количество сорняков на варианте со вспашкой несколько снизилась по сравнению с предыдущим годом при практически том же видовом составе. На варианте с поверхностной обработкой в 2011 г. также отмечено уменьшение засоренности посевов по сравнению с 2010 г. на 7-12 шт./м2.

В 2011 г. на фоне поверхностной обработки количество сорняков было больше, чем на фоне вспашки на 24 штУм2.

К факторам, снижающим урожайность зерновых культур, относятся многочисленные болезни, среди которых наиболее вредоносны ржавчинные и головневые заболевания, мучнистая роса, корневые гнили.

В проведенных исследованиях на посевах озимой пшеницы (2009 г.) отмечено поражение растений бурой ржавчиной (Puccinia triticina Erikss) и корневыми гнилями (Fusarium+Helminthosporium) (табл. 7).

Так, наименьшая степень развития бурой ржавчины - 7,2-7,5% и корневых гнилей -6,8-7,2% отмечается на фоне вспашки. При переходе на поверхностную обработку пораженность озимой пшеницы болезнями несколько возросла на 1,9-2,5% и на 0,9-1,6% соответственно. Наибольшее развитие бурой ржавчины и корневых гнилей отмечено на фоне нулевой обработки почвы. На этом варианте пораженность озимой пшеницы бурой ржавчиной увеличилась в 2,1 раза по сравнению с вариантом со вспашкой, корневыми гнилями в 1,9 раза.

В 2010 г. на посевах кукурузы отмечено поражение растений бурой пятнистостью (Setosphaeria turcica) и корневыми гнилями (Fusarium culmorum). Степень развития бурой пятнистости была невысокой (табл. 7) и практически не зависела от способа основной обработки почвы и минеральных удобрений.

7. Степень пораженности растений болезнями, %

Обработка почвы Удобрения Озимая пшеница Кукуруза Ячмень

бурая ржавчина корневые гнили бурая ржавчина корневые гнили линейная ржавчина корневые гнили фуза-риоз колоса

Вспашка без уд. 7,5 6,8 2,5 6,3 4,8 6,0 0

NPK 7,2 7,2 2,8 6,5 5,0 6,2 0

Поверх, обработка без уд. 9,4 8,4 3,0 7,2 6,2 7,5 0

NPK 9,7 8,1 2,9 7,1 6,1 7,4 0

Нулевая обработка без уд. 15,6 12,8 зд 15,9 10,4 18,2 1

NPK 15,5 13,1 3,2 16,2 10,7 18,5 1

На фоне поверхностной обработки отмечено некоторое увеличение распространенности корневых гнилей по сравнению со вспашкой на 0,6-0,9%. Нулевая обработка способствовала распространению корневых гнилей на кукурузе. Так, степень поражения корневыми гнилями на фоне нулевой обработки почвы был выше в 2,5 раза по сравнению со вспашкой и в 2,2 раза по сравнению с поверхностной обработкой.

В 2011 г. на посевах ячменя были выявлены следующие виды болезней: линейная (стеблевая) ржавчина (Puccinia graminis), корневые гнили (Fusarium+Helminthosporium) и отдельные случаи фузариоза колоса (Fusarium graminearum).

На варианте со вспашкой отмечается наименьшая степень развития всех болезней ячменя (табл. 7). На фоне поверхностной обработки наблюдается небольшое повышение распространения стеблевой ржавчины на 1,1-1,4% и корневых гнилей - на 1,2-1,5%.

Нулевая обработка почвы способствовала значительному увеличению пораженности ячменя болезнями. Так степень пораженности ячменя линейной ржавчиной на фоне нулевой обработки увеличилась в 2,1 раза, корневыми гнилями в 3 раза по сравнению с вариантами со вспашкой, и в 1,7 и в 2,4 раза соответственно по сравнению с вариантами с поверхностной обработкой почвы.

Большое значение для получения высоких урожаев зерновых культур имеет регулирование численности вредителей в посевах.

Исследованиями в опыте выявлены основные виды вредителей: шведская муха (Oscinella pusilla), пшеничный трипе (Haplothrips tritici Kurd.), полосатая хлебная блошка (Phyllotreta vittula Redt.), большая злаковая тля (Sito-bion avenae F.) и луговой мотылек (Loxostege sticticalis).

Численность вредителей в опыте изменялась в зависимости от способа основной обработки почвы (табл. 8).

Как видно из таблицы наибольшая распространенность вредителей отмечается на фоне нулевой обработки почвы, а наименьшая на фоне вспашки, что подтверждает общеизвестную роль вспашки как стабилизатора фитоса-нитарного состояния посевов.

Таким образом фитосанитарная обстановка в изучаемом зернопропаш-ном севообороте была довольно стабильной при использовании в качестве способов основной обработки почвы вспашки и поверхностной обработки. При переходе на нулевую обработку почвы отмечается существенное увеличение засоренности посевов, большая степень распространенности болезней и вредителей.

8. Распространение основных видов вредителей в зависимости от способа ос_ новной обработки почвы__

Виды вредителей Вспашка Поверхностная обработка Нулевая обработка

2009 2010 2011 2009 2010 2011 2009 2010 2011

Шведская муха (Oscinella pusilla), шт./м2 3 5 4 3 4 6 8 12 10

Пшеничный трипе (Нар-lothrips tritici Kurd.), шт./колос 8 - - 7 - - 14 - -

Полосатая хлебная блошка (Phyllotreta vittula Redt.), шт./м2 25 - 30 24 - 35 42 - 38

Большая злаковая тля (Si-tobion avenae F.), шт./колос 5 - 8 6 - 11 9 - 15

Луговой мотылек (Loxos-tege sticticalis), пгг./м2 9 11 21

Урожайность культур севооборота. Урожайность сельскохозяйственных культур является конечным интегрированным показателем оценки изучаемых факторов. На основной конечный продукт зерновых культур - урожай зерна - оказывает влияние уровень развития растений, так называемая структура урожая, на которую агротехнические факторы влияют в значительной степени.

При возделывании озимой пшеницы (2009 г.) на вариантах без применения удобрений большая высота растений отмечена на фоне вспашки (табл. 9). На фоне поверхностной обработки высота растений была на 19 см ниже, чем по вспашке. Дальнейшая минимизация основной обработки - нулевая, ограничивала рост озимой пшеницы и, высота растений на этом вариакге составляла всего 75 см, что на 27 см ниже, чем на фоне вспашки, и на 8 см, чем на фоне поверхностной обработки.

Это видно и при оценке длины колоса и количества зерен в нем. Так при использовании в качестве способа основной обработки вспашки на неудобренном варианте отмечается наибольшая длина колоса - 8 см и наибольшая его озерненность - в среднем 28 шт. на колос.

Минеральные удобрения способствовали более интенсивному росту растений озимой пшеницы в результате чего, высота растений увеличивалась. Наиболее заметным это увеличение было на фоне нулевой обработки, где прирост растений от удобрений составил в среднем 16 см.

9. Структура урожая культур севооборота

Обработка Удобрения Озимая пшеница Кукуруза Ячмень

почвы 1* 2 3 1 2 3 1 2 3

Вспашка без уд. 102 8 28 201 59 305 55 6 18

КРК 106 8 32 215 87 392 63 6 20

Поверх. без уд. 83 7 24 187 47 247 52 6 17

обработка МРК 97 8 30 198 71 316 60 6 20

Нулевая об- без уд. 75 6 15 143 30 141 45 5 14

работка 1МРК 91 7 21 167 42 219 52 5 16

НСР05 обработка 19 1,7 3,5 20 25 27 1,7 0,1 1,8

удобрения 16 1,4 2,8 16 20 22 1,4 0,1 1,4

*1 - высота растений, см; 2 - длина колоса, см (для озимой пшеницы и ячменя) и масса початка, г для кукурузы; 3 - количество зерен в колосе (початке), шт.

При возделывании кукурузы на зерно (2010 г.) на неудобренных вариантах наиболее высокие растения кукурузы были отмечены на фоне вспашки (табл. 9). Наиболее заметные изменения в высоте растений были зафиксированы на фоне нулевой обработки. Средняя высота растений на этом варианте была на 58 см ниже, чем у растений кукурузы возделываемой по вспашке и на 44 см ниже, чем по поверхностной обработке.

Наибольшая масса средняя масса початка и его озерненность отмечена в том случае, когда кукуруза возделывалась на фоне вспашки. При использовании в качестве способа основной обработки почвы поверхностной обработки средняя масса початка снижалась незначительно - на 12 г, но существенно уменьшалось количество зерен в початке — на 58 шт. по сравнению с вариантом со вспашкой. Еще большее снижение этих показателей отмечается на варианте с нулевой обработкой. Здесь средняя масса початка снизилась на 29 г, а количество зерен в колосе уменьшилось на 164 шт. по сравнению с початками, полученными с растений, выращенных на фоне вспашки.

Структура урожая ячменя (2011 г.) также изменялась в зависимости от используемого способа основной обработки почвы (табл. 9). Растения, выращенные на фоне поверхностной обработки, были ниже растений возделываемых по вспашке всего на 3 см. Нулевая обработка ограничивала высоту растений ячменя. На этом варианте растения были ниже в среднем на 10 см, чем растения с варианта со вспашкой и на 7 см, чем с варианта с поверхностной обработкой.

Длина колоса ячменя полученного на фоне вспашки и поверхностной обработки не отличалась, а на фоне нулевой обработки снизилась на 1 см. Также и количество зерен в колосе на вариантах со вспашкой и поверхност-

ной обработкой значимо не отличалось, а на варианте с нулевой обработкой уменьшилось на 3-4 шт.

Минеральные удобрения улучшали показатели структуры урожая ячменя по всем изучаемым способам основной обработки почвы.

Такие изменения в структуре урожая возделываемых в опыте культур вызванные изучаемыми агротехническими факторами в конечном итоге повлияли и на величину основной продукции - зерна.

В результате исследований установлено, что на вариантах без применения удобрений наибольшая урожайность зерна, как озимой пшеницы, так кукурузы и ячменя получена при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки (табл. 10). Так урожайность зерна озимой пшеницы по данному способу обработки почвы была на 4,1 ц/га выше, чем по поверхностной обработке и на 23,9 ц/га, чем по нулевой; кукурузы на 8,9 ц/га и 23,4 ц/га; ячменя на 4,1 ц/га и 11,2 ц/га соответственно.

10. У рожайность зерна

Обработка почвы Удобрения Урожайность, ц/га

Озимая пшеница Кукуруза Ячмень

Вспашка без удобрений 51,5 41,6 41,4

ЫРК 56,9 61,1 53,2

Поверхностная обработка без удобрений 47,4 32,7 37,3

ЫРК 50,2 49,9 46,0

Нулевая обработка без удобрений 27,6 18,2 30,2

№К 34,9 29,4 38,7

НСР05 обработка 3,8 9,0 5,5

удобрения 3,3 10,6 4,5

Поверхностная обработка по степени влияния на урожайность зерна также имела явное преимущество перед нулевой. Разница в урожайности озимой пшеницы между ними составила 19,8 ц/га, кукурузы - 19,9 ц/га, ячменя 7,1 ц/га.

Минеральные удобрения повышали урожайность зерна всех культур севооборота при использовании всех изучаемых способов обработки почвы.

Качество возделываемых культур. Улучшение качества зерна возделываемых культур является одной из первоочередных задач сельскохозяйственного производства.

Наиболее качественное зерно озимой пшеницы без применения минеральных удобрений получено при посеве по вспашке. Так, по вспашке содержание сырой клейковины в зерне было на 1,1%, чем по поверхностной обработке и на 3% чем по нулевой.

При использовании в качестве способа основной обработки почвы поверхностной обработки содержание клейковины в зерне повысилось на 1,9% по сравнению с нулевой обработкой (табл. 11).

Также отмечаются и изменения в содержании белка в зерне озимой пшеницы возделываемой на фоне изучаемых способов основной обработки

почвы. Наибольшее количество белка - 12,0% зафиксировано в зерне полученного с посевов по вспашке. При использовании в качестве способа основной обработки почвы поверхностной обработки содержание белка в зерне, по сравнению со вспашкой, снизилось на 0,7%. При нулевой обработке отмечается еще большее снижение белка в зерне - на 1,2%.

11. Качество культур севооборота

Обработка почвы Удобрения Озимая пшеница Кукуруза Ячмень

1* 2 3 1 2 3 1 2 3

Вспашка без уд. 28,4 12,0 46,1 70,2 10,6 158,9 78 11,7 43,8

№К 29,6 12,2 47,0 73,1 10,8 181,6 82 12,6 44,3

Поверх, обработка без уд. 27,3 11,3 45,4 69,4 10,0 157,3 76 11,5 43,5

1МРК 28,0 11,5 45,7 72,4 10,8 184,3 81 12,2 44,7

Нулевая обработка без уд. 25,4 10,8 41,1 68,3 9,6 150,4 72 11,0 39,2

1ЧРК 26,4 11,0 43,4 70,7 9,8 167,5 74 11,7 40,8

НСР05 обработка 0,7 0,04 зд 0,9 1,0 15,1 4,6 0,35 1,68

удобрения 0,6 0,03 2,5 0,8 0,8 12,3 3,8 0,28 1,37

* 1 - озимая пшеница - клейковина, %, кукуруза - крахмал, %; ячмень - крупность, % 2 — белок, %; 3 - масса 1000 зерен, г.

Масса 1000 зерен была самой высокой при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки - 46,1 г. Возделывание озимой пшеницы по нулевой обработке привело к существенному снижению массы 1000 зерен. Оно составило 5,0 г по сравнению со вспашкой и 4,3 г в сравнении с поверхностной обработкой.

Минеральные удобрения повышали качество зерна по всем изучаемым способам обработки почвы.

Наибольшее количество крахмала в зерне кукурузы отмечено на фоне вспашки. Так, на варианте без удобрений содержание крахмала в зерне, выращенном по вспашке, было выше на 1,9%, чем в зерне, выращенном по нулевой обработке. Различия между вспашкой и поверхностной обработкой были несущественны, но отмечается тенденция в пользу вспашки (+0,8%) (табл. 11). Зерно, выращенное на фоне поверхностной обработки, содержало крахмала на 1,1% больше, чем на фоне нулевой обработки.

Наиболее высокое содержание белка в зерне (10,6%) отмечается на фоне вспашки. При использовании поверхностной обработки отмечается снижение белковости зерна на 0,6%. Дальнейшая минимизация основной обработки почвы привела к еще большему снижению количества белка в зерне кукурузы.

Необходимо отметить тенденцию к увеличению массы 1000 зерен кукурузы на фоне вспашки (на 8,5 г) и поверхностной обработки (на 6,9 г) по сравнению с нулевой обработкой.

Минеральные удобрения в дозе М143Р 104К104 повышали показатели качества зерна кукурузы по всем изучаемым способам основной обработки почвы.

Возделываемый в опытах ячмень в основном предназначался на кормовые цели, поэтому показатели качества оценивались для данной категории использования.

На вариантах без применения минеральных удобрений содержание белка в зерне ячменя было наивысшим на фоне вспашки - 11,7%, незначительно меньше на фоне поверхностной обработки - 11,5%. Наименьшей белковостью обладало зерно, полученное на варианте с нулевой обработкой почв -11,0%.

По массе 1000 зерен зерно ячменя, полученное на вариантах со вспашкой и поверхностной обработкой, практически не отличалось (разница составила всего 0,3 г). Зерно, выращенное по нулевой обработке почвы, обладало значительно меньшей массой 1000 зерен по сравнению с зерном, полученным с вариантов с указанными способами основной обработки.

Зерно ячменя с варианта с нулевой обработкой было более мелким по сравнению с зерном с вариантов с другими способами основной обработки почвы. Об этом свидетельствует то, что крупность зерна выращенного на фоне нулевой обработки почвы было на 6% меньше, чем по фону отвальной вспашки и на 4% меньше, чем по поверхностной обработке.

Наибольший прирост белка в зерне ячменя обеспечили минеральные удобрения на фоне вспашки -+0,9%. Эффект от удобрений внесенных на фоне поверхностной и нулевой обработок был одинаков и увеличение белковости зерна составило 0,7%.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ.

Экономическая эффективность. В большинстве исследований в различных регионах России отмечается экономическая эффективность минимальных способов обработки почвы в сравнении с традиционной вспашкой, в плане экономии горюче-смазочных материалов и снижения затрат труда.

Для расчета экономической эффективности применялись разработанные технологические карты. При этом прямые затраты по всем видам работ учитывались по расценкам, сложившимся для соответствующих производственных условий хозяйства того года в котором они определялись. Стоимость полученной продукции рассчитывалась по данным урожайности культур и цене реализации, сложившихся в определенный производственный год.

При анализе экономической эффективности возделывания культур звена севооборота видно, что стоимость полученной продукции была наибольшей на варианте со вспашкой и применением минеральных удобрений, а наименьшей на варианте с нулевой обработкой без внесения удобрений (табл. 12). На вариантах без применения удобрений наибольший доход -16957рубУга и уровень рентабельности - 223,0% получен на варианте со вспашкой. Поверхностная обработка обеспечила довольно высокий доход -13666 руб./га и уровень рентабельности - 198,2%.

12. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания зерновых культур в среднем по звену севооборота

(в расчете на 1 га)

Обработка почвы Удобрения Стоимость продукции, руб. Всего затрат на производство продукции, руб. Условно-чистый доход, руб. Уровень рента-табель бель- ности, % Выход энергии основной продукции, МДж/га Энергоемкость производства основной продукции, МДж/ц Коэффициент энергетической эффективности

Отвальная вспашка контроль 24662 7705 16957 223,0 172254 173,1 16,1

NPK 31518 14070 17452 131,2 218459 239,9 11,4

Поверхностная обработка контроль 20657 6990 13666 198.2 148438 167,6 15,9

NPK 26850 13349 13501 110,2 183371 314,1 10,6

Нулевая обработка контроль 13273 6469 6804 105,8 94659 159,5 14,5

NPK 14813 12843 5304 52,1 129443 367,2 8,9

Наименьший доход отмечается при возделывании озимой пшеницы по нулевой обработке - 6804 руб./га, что в 2,5 раза ниже, чем по вспашке.

Таким образом, наибольший чистый доход обеспечивается при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки. Доходность зерна всех изучаемых в опыте культур возделываемых по поверхностной обработке была достаточно высокой, хотя и несколько уступала вспашке. Несмотря на наименьшие затраты при использовании в качестве нулевой основной обработки почвы (прямого посева) на этих вариантах получен самый низкий доход, а при внесении минеральных удобрений под кукурузу, даже убыток.

Минеральные удобрения независимо от способа основной обработки увеличивали доходность только зерна ячменя. Также отмечается повышение доходности зерна кукурузы при внесении минеральных удобрений под вспашку.

Энергоемкость. При возделывании всех культур севооборота наибольшая энергоемкость технологического процесса отмечается на вариантах со вспашкой (табл. 12). Применение минеральных удобрений еще сильнее увеличивает энергоемкость и приводят к снижению коэффициента энергетической эффективности особенно на вариантах с нулевой обработкой. Но в связи с более высокой урожайностью вариантов со вспашкой выход энергии основной продукции на этих вариантах самый высокий. Наименьшая энергоемкость технологического процесса отмечается при нулевой обработке.

ВЫВОДЫ

1. Минимальные способы основной обработки приводят к увеличению плотности почвы. При переходе от вспашки к поверхностной обработке через три года в верхнем 10-ти см слое плотность почвы возросла на 0,07 г/см3, в нижнем слое - 10-20 см на 0,2 г/см3. Дальнейшая минимизация посредством нулевой обработки ведет к еще большему увеличению плотности почвы - на 0,26 г/см3. Оптимальная плотность почвы отмечается на вариантах со вспашкой.

2. Коэффициент структурности в зависимости от применяемого способа основной обработки почвы уменьшался в ряду: поверхностная обработка —* вспашка —» нулевая обработка. Самое низкое количество агрономически ценных агрегатов в пахотном слое почвы отмечается на варианте с нулевой обработкой (41-67%), а наибольшее на вариантах со вспашкой (6070%) и поверхностной обработкой (50-71%).

3. Применение минеральных удобрений привело к заметному снижению содержания агрономически ценных агрегатов в почве, а также к снижению коэффициента структурности. Наибольшее снижение коэффициента структурности при применении минеральных удобрений по сравнению с неудобренными вариантами отмечается на фоне нулевой обработки - на 10-37%.

4. Показатели водоустойчивости почвенной структуры уменьшались в ряду: нулевая обработка —» поверхностная обработка —* вспашка. При нулевой обработке сумма водоустойчивых агрегатов была выше, а почва обладала отличной водоустойчивостью, по сравнению с почвой на вариантах где применялась отвальная вспашка и поверхностная обработка.

5. При минимизации основной обработки почвы возникает дифференциация пахотного слоя по агрохимическим показателям. При нулевой обработке по сравнению со вспашкой в верхнем 10-ти см слое наблюдается увеличение содержания гумуса, минерального азота, подвижных форм фосфора и калия. Однако в нижележащем слое 10-20 см при минимизации обработки содержание гумуса и всех питательных элементов значительно снижается по сравнению с верхним слоем. При использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки, такого не наблюдается.

6. При небольшом уровне снежного покрова и соответственно меньшим запасам воды в снеге наибольшие запасы продуктивной влаги обеспечивает вспашка. При более высоких запасах воды в снеге наибольшее накопление влаги в почве происходит при использовании в качестве способа основной обработки почвы нулевой обработки.

7. Во все годы проведения опыта наименьшая температуры почвы отмечается при использовании нулевой обработки. В среднем за три года температура почвы для слоя 0-10 см при применении нулевой обработки была на 1,5°С ниже, чем при использовании в качестве способа основной обработки вспашки. В слое почвы 10-20 см разница между вспашкой и нулевой и поверхностной обработками составила 0,5°С в сторону снижения на последних.

8. Наибольшая целлюлозолитическая активность проявляется при внесении минеральных удобрений на фоне вспашки, причем различия по слоям почвы незначительны. При минимизации обработки целлюлозолитическая активность снижается, хотя минеральные удобрения способствуют ее усилению, особенно при поверхностной обработке. При нулевой обработке наблюдается резкая дифференциация почвенных слоев по уровню целлю-лозолитической активности, причем в нижнем слое 10-20 см происходит ее значительное снижение.

9. Фитосанитарная обстановка в зернопропашном севообороте была довольно стабильной при использовании в качестве способов основной обработки почвы вспашки и поверхностной обработки. При переходе на нулевую обработку почвы отмечается существенное увеличение засоренности посевов с возрастанием доли многолетних сорняков, большая степень распространенности болезней и вредителей.

10. Структура урожая возделываемых культур существенно изменяется при переходе от вспашки к минимальным способам обработки. При возделывании сельскохозяйственных культур по нулевой обработке уменьшается высота растений, длина колосьев и початков, снижается их озерненность.

11 .Наибольшая урожайность зерна, как озимой пшеницы, так кукурузы и ячменя получена при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки. Урожайность зерна озимой пшеницы по данному способу обработки почвы была на 4,1 ц/га выше, чем по поверхностной обработке и на 23,9 ц/га, чем по нулевой; кукурузы на 8,9 ц/га и 23,4 ц/га; ячменя на 4,1 ц/га и 11,2 ц/га соответственно. Минеральные удобрения повышали урожайность зерна культур севооборота по всем изучаемым способам обработки почвы.

12.Наиболее качественное зерно всех возделываемых в опыте культур получено при посеве их по вспашке. По вспашке содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы было на 1,1% больше, чем по поверхностной обработке и на 3% больше, чем по нулевой. Содержание крахмала в зерне кукурузы, выращенном по вспашке, было выше на 1,9%, жира на 0,23% выше, чем в зерне, выращенном по нулевой обработке. Содержание белка в зерне ячменя на фоне вспашки было выше на 0,7-0,9%, чем в зерне, полученном на варианте с нулевой обработкой.

13.Наибольший чистый доход обеспечивается при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки. Доходность зерна всех изучаемых в опыте культур возделываемых по поверхностной обработке была достаточно высокой, хотя и несколько уступала вспашке. Несмотря на наименьшие затраты при использовании в качестве нулевой основной обработки (прямого посева) на этих вариантах получен самый низкий доход, а при внесении минеральных удобрений под кукурузу, даже убыток. Минеральные удобрения независимо от способа основной обработки увеличивали доходность только зерна ячменя. Также отмечается повышение доходности зерна кукурузы при внесении минеральных удобрений под вспашку.

14.На неудобренных вариантах при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки отмечается самая высокая энергоемкость технологического процесса и энергоемкость производства основной продукции. Наиболее низкие эти показатели при использовании нулевой обработки. Минеральные удобрения увеличивают энергоемкость и приводят к снижению коэффициента энергетической эффективности особенно на вариантах с нулевой обработкой.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На типичных черноземах Центрального Черноземья в зерно пропашном севообороте под пропашную культуру в качестве способа основной обработки применять вспашку на 20-22 см. Для сокращения экономических и энергетических затрат под озимую пшеницу и ячмень в качестве основной обработки можно использовать поверхностную обработку - дискование на 8-10 см.

2. Нулевая обработка почвы (прямой посев) может быть использована под яровые зерновые культуры при низкой засоренности полей и невысокой степенью зараженностью вредителями.

Список опубликованных работ по материалам диссертации:

1. Черкасов Г.Н., Энегосберегающие способы обработки почвы: противоречия и перспективы / Черкасов Г.Н., Пыхтин И.Г. ,Зубков A.C., Казанцев С.И. //Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в адаптивном земледелии: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. М.: Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, 2010. С.204-214.

2. Черкасов Г.Н., Изменение агрофизических свойств почвы в зависимости от способа основной обработки и удобрений/ Черкасов Г.Н., Дубовик Е.В., Казанцев С.И., Шутов Е.В. // Модели автоматизированного проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия (к 40-летию Всероссийского НИИ земледелия и защиты почв от эрозии). Сб. докл. Всероссийской научно-практической конференции ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ РАСХН, 14-16 сентября 2010г., Курск: ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ РАСХН, 2010.-С. 101-103.

3. Черкасов Г.Н., Способ основной обработки, урожай и качество зерна / Черкасов Г.Н., Дубовик Д.В., Шутов Е.В., Казанцев С.И. // Земледелие -№5.-2011.-С. 18-19.

4. Черкасов Г.Н., Влияние обработки почвы и минеральных удобрений на агрофизические свойства чернозема типичного / Черкасов Г.Н., Дубовик Е.В., Дубовик Д.В., Казанцев С.И. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии - № 5. - 2011 - С.39-41.

5. Черкасов Г.Н. Плодородие чернозема типичного при минимизации основной обработки /Черкасов Г.Н., Дубовик Е.В., Дубовик Д.В., Казанцев С.И. // Земледелие. - № 4. - 2012. - С. 23-25.

Сдано в набор 01.03.2013 г. Подписано в печать 01.03.2013 г. Формат 60X84 1/16. Бумага Снегурочка. Объем 1,0 усл. печ. л. Гарнитура Тайме. Тираж 100 экз. Заказ № 137.

Отпечатано: ИП Киселева О.В. ОГРНИП 304463202600213

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Казанцев, Сергей Иванович, Орел

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ЗАЩИТЫ ПОЧВ ОТ ЭРОЗИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

На правах рукописи

КАЗАНЦЕВ СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ . ^ ^^

ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИНИМАЛЬНЫХ СПОСОБОВ

1

ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЗВЕНЕ ЗЕРНОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА НА ТИПИЧНЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

Специальность 06.01.01. - общее земледелие, растениеводство

00

со 8

10

О ° СМ 00

доктор сельскохозяйственных наук,

Научный руководитель: член-корреспондент Россельхозакадемии,

профессор Г.Н. Черкасов

Орел - 2013

Содержание

Введение 4

1. Эффективность способов основной обработки почвы под культуры зернопропашного севооборота (обзор литературы). 8

1.1. Влияние способов основной обработки почвы на ее физико-химические свойства. 8

1.2. Фитосанитарное состояние посевов в зависимости от

способа основной обработки почвы. 20

1.3. Изменение урожайности культур севооборота при различных способах основной обработки почвы. 25

1.4. Основная обработка почвы и качество получаемой продукции. 31

2. Объект, условия и методика проведения исследований. 34

2.1. Природно-географическая характеристика района проведения опыта. 34

2.2. Климатические условия в годы проведения опыта. 37

2.3. Методика проведения исследований. 41

3. Изменение физико-химических свойств почвы в зависимости

от способа основной обработки и минеральных удобрений. 45

3.1. Влияние способа основной обработки и минеральных удобрений на агрофизические свойства почвы. 45

3.2. Изменение агрохимических свойств почвы при различных способах основной обработки и применении удобрений. 53

3.3. Влияние способа основной обработки почвы на ее гидротермический режим. 62

3.4. Влияние способа основной обработки почвы и минеральных удобрений на целлюлозолитическую активность почвы. 69

4. Урожайность культур звена севооборота и качество продукции в зависимости от способа основной обработки почвы

и минеральных удобрений. 73

4.1. Фитосанитарное состояние посевов при различных

способах основной обработки почвы. 73

4.2. Влияние способов основной обработки почвы и минеральных удобрений на урожайность культур севооборота. 82

4.3. Влияние способов основной обработки почвы и минеральных удобрений на качество зерна возделываемых культур. 89

5. Экономическая и энергетическая эффективность различных

способов основной обработки почвы. 98

5.1 Экономическая эффективность минимизации основной обработки почвы 98

5.2 Энергоемкость технологий с различными способами

основной обработки почвы 106

Выводы 112

Предложения производству 115

Литература 116

Приложения 141

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В современном сельскохозяйственном производстве как никогда остро стоят вопросы разработки новейших малозатратных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, эффективного устранения причин деградации почв, а также негативных последствий техногенного воздействия на почву.

Одним из актуальных вопросов в технологии выращивания зерновых культур является ресурсосбережение. Общеизвестно, что в традиционных технологиях 50% затрат приходится на основную обработку почвы в виде вспашки на глубину 20-22 см. В то же время имеется весьма ограниченный материал по эффективности поверхностных и мелких безотвальных обработок почвы (В.М. Кильдюшкин, 2000; Г.Н. Черкасов, И.Г. Пыхтин, 2006; А.И. Шабаев и др., 2007), и очень мало данных о результатах систематического применения нулевой обработки под все культуры севооборота.

В такой ситуации в Центральном Черноземье возникает необходимость в разработках достоверно проверенных условий применения нулевых и поверхностных разработок в зернопропашных севооборотах, а главное о возможности выращивания высоких урожаев зерна, отвечающего качественным требованиям.

Нельзя обойти вниманием и такой аспект проблемы применения минимальных способов основной обработки почвы, как увеличение плотности почвы, изменение ее физико-химических и биологических свойств, повышение засоренности агроценозов.

Наличие экспериментальных данных об эффективности минимизации основной обработки почвы позволит дать обоснованные рекомендации по ресурсосберегающим технологиям возделывания зерновых культур и избежать негативных процессов происходящих в почве.

Цель исследований: выявить эффективность минимальных способов основной обработки почвы в звене зернопропашного севооборота на типичных черноземах.

Задачи исследований:

- определить степень влияния минимизации основной обработки почвы на ее агрофизические показатели;

- изучить влияние минимальных способов на агрохимические и биологические свойства почвы и характер их изменения;

- выявить степень воздействия систематического применения в севообороте минимальных способов основной обработки почвы на фитосанитарное состояние посевов;

- оценить эффективность минимальных способов основной обработки почвы и внесенных на их фоне минеральных удобрений, на продуктивность возделываемых культур и качественные показатели продукции;

- на основе экономической и энергетической эффективности изучаемых способов основной обработки почвы определить наиболее оптимальные из них.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые для условий Центрального Черноземья изучено влияние систематических минимальных обработок под культуры звена зернопропашного севооборота. Рассмотрена эффективность нулевой обработки под культуры сплошного сева - озимую пшеницу и ячмень, а также пропашную культуру севооборота - кукурузу и ее влияние на урожай, и качество зерна.

Практическая значимость работы заключается в получении научно-обоснованных данных по эффективности минимальных способов основной обработки почвы, служащих основанием для рекомендаций по их применению под зерновые культуры зернопропашного севооборота и позволяющих свести к минимуму негативные процессы в почве.

Исследования проведены в научно-производственном опыте в 2009-2011 годах на землях ООО «АгроСил».

Основные защищаемые положения:

1. Ухудшение агрофизических свойств почвы при использовании минимальных способов основной обработки почвы.

2. Дифференциация пахотного почвы слоя по агрохимическим и биологическим свойствам при систематическом использовании минимальных способов основной обработки почвы.

3. Усиливающийся отрицательный эффект систематической нулевой обработки почвы на фитосанитарное состояние посевов.

4. Снижение урожайности зерна и его качества при крайней степени минимизации основной обработки почвы - нулевой обработке.

5. Нулевая обработка (прямой посев) в изучаемых условиях не имеет преимуществ в экономических показателях в сравнении с вспашкой.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались автором на Всероссийской научно-практической конференции ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ «Модели автоматизированного проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия», 2010 г., Курск. Всероссийской научно-практической конференции ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ «Сохранение и воспроизводство плодородия почв в адаптивно-ландшафтном земледелии» (к 70-летию со дня рождения академика А.П. Щербакова), 2011 г, г. Курск, а также на заседаниях ученого совета ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ в 2010-2012 гг.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ, в том числе 3 в рецензируемых, журналах рекомендованных ВАК (две в журнале «Земледелие» и одна в журнале «Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии»).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 150 страницах, состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части 5 глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложения. Работа содержит 32 таблицы и 14 рисунков. Список

использованных литературных источников включает 231 наименование, в том числе 21 на иностранных языках.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю -члену-корреспонденту Россельхозакадемии, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, лауреату Государственной премии РФ в области науки и техники Г.Н. Черкасову.

ГЛАВА 1

КУЛЬТУРЫ ЗЕРНОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА (ОБЗОР

ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Влияние способов основной обработки почвы на ее физико-химические и биологические свойства.

В настоящее время основной особенностью использования почв в сельском хозяйстве становится всесторонняя интенсификация. Подобная деятельность человека может изменить не только скорость почвообразовательного процесса, но и его направленность (И.Г. Адерихин, 1964). При длительном сельскохозяйственном использовании земель происходят изменения в содержании питательных элементов, органического вещества, структурного состава и сложения почвы, претерпевают изменения многие водные и воздушные свойства. Причем эти изменения нередко принимают неблагоприятное направление (В.В. Медведев, 1979).

Один из основных факторов воздействия на почву - основная обработка. Основная обработка почвы имеет большое значение, так как она в значительной степени влияет на водно-физические, биологические и химические свойства почвы, что в сочетании с другими приемами в конечном итоге определяет величину урожая сельскохозяйственных культур (С.В. Рымарь, 2007). Правильной системой обработки почвы можно улучшить физико-химические свойства почвы, а значит увеличить их потенциальное и эффективное плодородие (С.Ю. Булыгин, Т.Д. Комарова, 1990).

Одна из главных целей основной обработки почвы - это улучшение ее агрофизических свойств (В.М. Гармашов, 2004). Из физических свойств почвы ее плотность является показателем возможности применения того или иного способа основной обработки (И.И. Гуреев, 2007; Arantes Rodrigues, 2009). На почвах, равновесная плотность которых близка к оптимальной,

рыхлительная функция почвообработки сокращается. Становится возможной нулевая обработка.

Всякого рода переуплотнения почвы отрицательно сказываются на развитии корней растений, водном, воздушном и тепловом режимах и в конечном итоге на использовании питательных веществ (Н.К. Шикула, Г.В.

л

Назаренко, 1990). Уплотнение почвы всего на 0,1 г/см приводит к снижению урожайности зерновых культур на 20-30%, а иногда и более (A.A. Тарасов, Н.Ф. Гончаров, 2006). На черноземных почвах в условиях интенсивного и длительного сельскохозяйственного использования проблема переуплотнения почвы и связанный с этим выбор способа обработки стоит особенно остро (Ю.И. Чевердин, 2008).

Так, в опытах Ульяновского НИИСХ по истечении ротации семипольного севооборота увеличение плотности почвы наблюдалось по всем способам основной обработки. Но наибольшее ее увеличение отмечено по нулевой обработке на 0,23 г/см , наименьшее - при вспашке на 18 см -0,14 г/см3 (К.И. Карпович, А.И. Якунин, 2006).

Исследованиями В.М. Гармашова и A.JI. Качанина (2007) установлено, что исключение основной обработки приводило к увеличению плотности сложения верхнего 20-и сантиметрового слоя в период вегетации, хотя значения и не выходили за пределы оптимальных. Многими учеными отмечается увеличение плотности почвы в слое 0-20 см при переходе от вспашки к более мелким обработкам (С.Н. Шевченко, В.А. Корчагин, 2008). O.K. Боронтов и И.М. Никульников (1998) в своих исследованиях констатируют, что наибольшая плотность сложения пахотного слоя почвы отмечается на вариантах с мелкой обработкой.

Вместе с тем имеются данные и о том, что минимальные и нулевые обработки почвы в сравнении с традиционной вспашкой снижали плотность почвы (H.A. Кириллов, А.И. Волков, 2008). Также и в опытах Н.И. Буянкина и др. (2004) двенадцатилетнее возделывание яровых зерновых в условиях беспахотного земледелия не приводило к переуплотнению почвы. H.A.

Кириллов и А.И. Волков (2008) установили, что после трех лет применения минимальной и нулевой обработок максимальные значения плотности , сложения в этих вариантах достигали 1,48 г/см3, тогда как при вспашке - 1,53 г/см3.

В.И. Каргин и др. (2007) отмечают, что заметной разницы в плотности почвы между системами основной обработки не наблюдалось. Однако в нижних слоях пахотного горизонта в вариантах с безотвальной, поверхностной и плоскорезной обработками плотность оказалась выше, чем при отвальной вспашке.

Глубокая обработка позволяет снизить плотность почвы до оптимальных показателей. Длительность последействия глубокой вспашки тяжелосуглинистых почв прослеживается до 3-4 лет (A.M. Пестряков, 2003)

Помимо плотности сложения почвы ее структура является основой благоприятных агрофизических свойств (В.В. Медведев, 1988). Различные способы основной обработки почвы неоднозначно влияют на структурный состав почвы. Имеются данные, что плоскорезная обработка распыляет поверхностный слой почвы и ухудшает структурный состав пахотного слоя (Л.И. Акентьева, 1978). В других исследованиях количество водопрочных агрегатов в верхней части пахотного слоя при плоскорезной обработке увеличивалось на 10-30% по сравнению со вспашкой (С.Е. Дроговоз, 1993).

Ш.И. Ахметов и др. (1990) отмечает, что применение безотвальной и минимальной обработок приводит к увеличению содержания водопрочных структурных агрегатов особенно в средней и нижней частях пахотного слоя. В этих слоях почвы создаются лучшие условия для формирования структуры и повышения ее прочности (Т.Е. Tomlison, 1974; В.Ф. Трушин, С.К. Мингалев, С.А. Маланичев, 1990). К.И. Карпович и А.И. Якунин (2006) установили, что наибольшее количество водопрочных агрегатов 90-92% наблюдалось в вариантах с применением безотвальной, поверхностной и нулевой основной обработки почвы. Также и в опытах Я.Т. Суюндукова и др. (2001) безотвальные и минимальные способы обработки создавали лучший

структурно-агрегатный состав и оптимальное сложение пахотного слоя. Это подтверждается и исследованиями Е.В. Кузиной (2009), в которых более благоприятное строение почвенных агрегатов размером 0,25-10 мм обеспечивала поверхностная обработка. Применение вспашки и безотвальной обработки сопровождалось увеличением глыбистости на 6%.

Напротив, исследования агрофизических свойств чернозема типичного Курской области показали, что при бессменной плоскорезной обработке в пахотном слое число глыбистых фракций (>10 мм) увеличивалось в два раза по сравнению с бессменной отвальной вспашкой (А.Н. Каштанов, В.Е. Явтушенко, 1997).

В опытах H.H. Цыбульки и др. (2002) замена отвальной вспашки безотвальной чизельной обработкой приводила к снижению содержания в пахотном слое агрономически ценных агрегатов на 7,2-10,4%, изменению пористости аэрации на 2-5%.

В верхних слоях почвы агрегатное состояние обычно несколько лучшее, чем в нижних (В.И. Бровкин, А.Ю. Акимов, 2002).

Одной только обработкой почвы трудно создать хорошую структуру строения и сложения пахотного слоя. Поэтому для улучшения этих показателей, в качестве одной из мер, применяются минеральные удобрения (Р.Я. Рамазанов, Ф.Х. Хазиев, Х.И. Ганиев, 2001). Исследованиями (Н.К. Пятковский, Е.И. Бендерская, Н.К. Шиманская, 1983) установлено, что различные дозы минеральных удобрений по-разному влияют на структурное состояние почвы. При внесении небольших доз 70-100 кг NPK наблюдается улучшение структуры пахотного слоя. Более высокие дозы удобрений заметно ухудшали структурное состояние почвы. Это связано с тем, что при внесении высоких доз минеральных удобрений усиливаются процессы физико-химического разрушения структуры одновалентными катионами, поступающими в почву с удобрениями.

Важным агрофизическим показателем состояния почвы является твердость. Повышение твердости приводит к уменьшению количества влаги

в почве, ухудшению воздушного режимы, в результате замедляется рост растений (Н.К. Шикула, Г.В. Назаренко, 1990). Оптимальной твердостью для зерновых считается 5-8 кг/см2 в начале вегетации и 20 - 25 кг/см2 - в середине периода вегетации (И.П. Котоврасов, В.Б. Павловский, В.Ф. Ващук, 1990).

На плоскорезной обработке твердость почвы будет гораздо меньшей, чем при использовании поверхностной обработки. Так, в работе К.И. Саранина (1990), отмечается, что при восьмилетнем использовании поверхностной обработки твердость была критической в пахотном слое почвы.

Основная обработка почвы играет существенную роль во влагонакоплении. По уровню влагонакопления и сохранению влаги в почве способы основной обработки имеют весьма различную эффективность. К тому же это зачастую зависит от применяемой в определенной агроклиматической зоне системы земледелия. Общеизвестно, что традиционная отвальная обработка почвы способствует большему накоплению продуктивной влаги, чем безотвальные способы (И.П. Котоврасов, 1990; С.Н. Немцев, В.И. Корчагин, 2010).

По данным Е.В. Полуэктова (1987) запасы продуктивной влаги за холодный период (ноябрь-март) увеличиваются по вспашке на 89 мм, а по плоскорезной обработке - на 76 мм.

Так