Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность почвозащитных систем обработки выщелоченных черноземов Кузнецкой котловины на фоне мульчирования органическими остатками

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Эффективность почвозащитных систем обработки выщелоченных черноземов Кузнецкой котловины на фоне мульчирования органическими остатками"

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

I •

сизиков

Виктор Николаевич

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ КУЗНЕЦКОЙ КОТЛОВИНЫ НА ФОНЕ МУЛЬЧИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИМИ ОСТАТКАМИ

06.01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Барнаул 1998

Работа выполнена в Новосибирском государственном аграрном университете.

Научный руководитель: доктор с.-х. наук, профессор

A. А. Конев

Официальные оппоненты: доктор с.-х. наук

Н. В. Яшутин, доктор с.-х. наук

B. X. Яковлев

Ведущее предприятие:

Сибирский научно-исследовательский институт земледелия и химизации сельского хозяйства.

Защита состоится « 1998 г. в ^^часов на заседа-

нии диссертационного совета при Алтайском государственном аграрном университете

Адрес: 656099 г. Барнаул, пр-т Красноармейский, 98

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Автореферат разослан « 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д-р биол. наук В. А. Рассыпное

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Перед земледелием в настоящее время стоят две актуальнейшие задачи: обеспечить экологическую безопасность систем земледелия и максимально повысить их экономическую эффективность. Экологические проблемы современного земледелия связаны с деградацией почвенного покрова и загрязнением ландшафта остатками агрохимика-тов. Интегрированным показателем разрушения почв является уменьшение в почвах гумуса. Проблема дегумусирования почв в настоящее время рассматривается в мире как одна из глобальных экологических проблем, таких как потеря озонового слоя, загрязнение и высыхание рек и водоемов и др. (Лыков А. М., 1984). Не менее остро стоит проблема загрязнения окружающей среды средствами химизации земледелия. Особую опасность для биосферы представляет нарушение технологии применения агрохимикатов н отсутствие должного экологического контроля (что наблюдается повсеместно в нашей стране до сего времени).

Производство экологически безопасной и дешевой продукции при эдновременном воспроизводстве почвенного плодородия наиболее эффективно на сегодня может быть обеспечено на основе почвозащитных :истем земледелия с максимальным использованием возможностей со-:тава и чередования культур в севообороте, применением органических одобрений, сидератов и нетоварной части урожая. Для разработки таких :истем земледелия крайне необходимы соответствующие исследования 5 конкретных почвенно-климатических условиях (Лобков В. Т., 1987; Па-захин Н. В. и др., 1997).

Цель и задачи исследований. В связи с вышеизложенным целью на-иих исследований было оценить возможность интенсификации почвоза-цитных систем обработки выщелоченных черноземов Кузнецкой котлови-)Ы без применения агрохимикатов, путем использования в севообороте :оломы, сидерации и традиционного органического удобрения - навоза.

В задачи комплексного исследования, выполненного в 4-польном зер-юпаровом севообороте, входило определить эффективность мульчирова-|ия органическими остатками почвозащитных обработок по следующим 1араметрам:

- влияние на основные показатели эффективного плодородия почвы;

- воздействие на сорный и культурный компоненты агроценоза;

- агроэкономический эффект от систематического использования ; севообороте приемов мульчирования почвы.

Новизна исследований. Решение поставленных задач позволило впер-ые в условиях Кузнецкой котловины получить экспериментальный матери-

ал по влиянию мульчированных разным органическим материалом почвоза щитных обработок на плотность сложения почвы, на запасы продуктивной влаги в почве и на содержание в ней подвижных элементов питания. Установлено также воздействие мульчи из растительных и животноводческих остатков на засоренность посевов в полях севооборота, на формирование урожа; и продуктивность культур 4-польного зернопарового севооборота.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Систематическое использование в 4-польном зернопаровом севообороте почвозащитных систем обработки в сочетании с мульчированиег* соломой, а в паровом поле - сидеральной массой и подстилочным HaB030N позволяет оптимизировать основные водно-физические и агрохимические показатели эффективного плодородия почвы для культур севооборота.

2. Мульчирование плоскорезных обработок растительными остаткам1-и отходами животноводства не вызывает усиления засоренности посевоЕ и положительно влияет на культурные растения, начиная с ранних этэпое их роста и развития, обеспечивая тем самым увеличение продуктивности всех культур севооборота.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены нг научных конференциях Новосибирского сельскохозяйственного институте в 1988-1990 гг. и на областных научно-практических агрономических совещаниях Кемеровской области в 1987-1989 гг.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы. Состоит из введения 4 глав, заключения, выводов, рекомендаций производству и приложения В приложении 5 таблиц. Список литературы содержит 180 наименований в том числе 6 на иностранных языках.

УСЛОВИЯ, МЕТОДИКА И АГРОТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены в 1986-1990 гг. в госплемзаводе «Октябрьский» Кемеровской области (центральная часть Кузнецкой котловины) не преобладающем в почвенном покрове черноземе, выщелоченном средне-мощном тяжелосуглиностном, имеющим: 1) хорошие водно-физические свойства (продуктивная влага в слое 0-100 см 251 мм, общая скважистосп в слое 0-50 см 58-64%, в слое 50-100 см 48-54%); 2) высокое потенциальное плодородие (мощность гумусового горизонта 60 см при среднем содержании в нем 7,4% гумуса, в верхнем 30-сантиметровом слое доля гумуса составляет 8,5%; 3) высокую обеспеченность доступными для растений соединениями азота, фосфора и калия (в слое 0-40 см содержание легко-

гидролизуемого азота 108,0 мг/кг, Р205 - 160,8 мг/кг, К20 - 193,8 мг/кг почвы).

Климат зоны резко континентальный. Безморозный период занимает 100-110 дней. Сумма температур воздуха выше 10 градусов равна 1800-1900°С. Среднегодовая сумма осадков составляет 441 мм, в т. ч. за вегетационный период 204 мм.

Экспериментальный материал получен в стационарном опыте, заложенном методом расщепленных делянок в 4-польном зернопаровом севообороте (пар - озимая рожь - овес - яровая пшеница).

Площадь делянки 3000 м2 (30 х 100 м), повторность трехкратная. В опыте испытывали 3 системы обработки почвы (фактор А) и 4 источника пополнения почвы органическим веществом (фактор В).

Системы обработки почвы (А):

1. Отвальная (вспашка в пару на 23-25 см, под яровые зерновые на 20-22 см).

2. Глубокая плоскорезная (рыхление в пару на 23-25 см, под яровые зерновые на 20-22 см).

3. Мелкая плоскорезная (рыхление на 10-12 см во всех полях севооборота).

Источники поступления органической массы в почву (В):

1. Солома (под рожь - пшеничная, под овес - ржаная, под пшеницу -эвсяная).

2. Сидеральная масса рапса в паровом поле + солома в остальных юлях (под овес - ржаная, под пшеницу - овсяная).

3. Подстилочный навоз в паровом поле (последействие в остальных юлях).

4. Жидкий навоз в паровом поле (последействие в остальных полях).

Контролем на всех фонах обработки служил вариант, где в почву поступали только пожнивные остатки (после удаления с поля соломы).

Солома измельчалась и разбрасывалась по полю при уборке приспо-:облением к комбайну ПУН-5.

Разделку сидерата проводили в конце I декады июля на безотвальных обработках дисковой бороной в 2 следа, на отвальном фоне - плугом : предплужником (вспашка на 20-22 см).

Твердый навоз вносили под основную обработку почвы в дозе 30 т/га, кидкий - 50 т/га. Заделку в почву навоза на почвозащитных фонах проводи дисковой бороной.

Количество растительных остатков, поступающих в почву, зависело )т культуры и урожайности и колебалось по годам: солома озимой ржи

3-4 т/га, солома овса 2,0-2,5 т/га, солома яровой пшеницы 1,8-2,0 т/га, сидеральная масса рапса 6-7 т/га.

Учеты и наблюдения в опытах проводили по общепринятым методикам, рекомендованным для подобных исследований (Доспехов Б. А., 1968; Никитенко Г. Ф., 1982).

Экономическую эффективность испытываемых в опыте вариантов рассчитывали по методике СибНИИСХОЗа (Кошелев Б. С., Первых А. Н., Ней-баур А. Н., 1977).

Возделывание парового поля и культур в севообороте осуществляли в соответствии с рекомендациями зональной системы земледелия Кемеровской области (1986).

Для озимой ржи условия тепло- и влагообеспеченности наиболее оптимально складывались в период 1986-1987 гг. (хорошие запасы влаги перед уходом в зиму, снежная и теплее обычного зима, теплая с осадками на уровне нормы весна, близкая к многолетним показателям погода в июне и июле, сухо и тепло в августе во время налива зерна). Вегетация 19871988 гг. и 1988-1989 гг. проходила в менее благоприятных условиях, в 1987-88 гг. были жесткие условия перезимовки; в 1989 году - засуха на фоне повышенных температур воздуха в мае и июне.

Погодные условия при вегетации яровых зерновых культур были следующими: в 1988 г. с мая по август прохладно с осадками выше нормы; в 1989 г. в первой половине вегетации (май-июнь) дефицит увлажнения на фоне повышенных температур воздуха; в 1990 г. в течение всей вегетации среднемесячные температуры воздуха были выше нормы при среднемно-голетних осадках.

ВЛИЯНИЕ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ ОБРАБОТОК В СОЧЕТАНИИ С МУЛЬЧИРОВАНИЕМ ОРГАНИЧЕСКИМИ ОСТАТКАМИ НА ЭФФЕКТИВНОЕ ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО КУЗНЕЦКОЙ КОТЛОВИНЫ

Воздействие на плотность почвы. Вспашка и глубокое плоскорезное рыхление за ротацию 4-польного зернопарового севооборота не обеспечили ни в одном поле оптимальной для зерновых культур плотности сложения почвы. При переходе от вспашки к мелкому (10-12 см) рыхлению уже через два года почва глубже 10 см приходит в состояние равновесной плотности: 1,12-1,13 г/см3 в слое 18-20 см и 1,22-1,23 г/см3 в слое 20-30 см. Объемная масса слоя почвы 0-10 см не зависела от системы основной обработки и на вариантах без внесения органики составила в паровом поле 0,87-0,88 г/см3, в 111 и IV полях севооборота - 0,90-0,92 г/см3.

Запашка органических остатков (исключая жидкий навоз) приводит к разуплотнению почвы на глубине их заделки: при использовании си-деральной массы на 0,13 г/см3, подстилочного навоза на 0,07 г/см3, соломы - 0,03 г/см3.

Применение органических остатков в мульчирующем режиме на плоскорезных обработках уменьшает объемную массу только верхнего 10-сантиметрового слоя почвы на 0,05-0,06 г/см3.

Влагонакопление. В паровом поле ко времени наступления биологической спелости почвы (в среднем 20 мая) содержание продуктивной влаги на плоскорезных обработках было на 15-20 мм больше, чем на вспашке (табл. 1). Осенняя запашка соломы и навоза никак не повлияла на весенние запасы влаги в почве.

Таблица 1

Изменение запасов продуктивной влаги (мм) в паровом поле за период с 20 мая по 20 августа (среднее за 1986-88 гг., в слое 0-100 см)*

Варианты Запасы влаги в почве Испарение влаги почвой

органических 20. V 20.УШ за период в среднем

остатков наблюдения за сутки

Вспашка (23-25 см)

Контроль 136,1 160,8 148,3 1,61

Солома 137,1 161,8 148,3 1,61

Навоз: твердый 135,6 161,9 146,7 1,59

жидкий 136,9 160,6 149,0 1,62

Глубокое рыхление (23-25 см)

Контроль 154,9 183,2 144,7 1,57

Солома 162,4 207,0 128,3 1,39

Навоз: твердый 151,5 203,6 120,9 1,31

жидкий 139,2 163,7 148,5 1,61

Мелкое рыхление (10-12 см)

Контроль 156,0 190,3 138,7 1,51

Солома 161,9 217,2 117,7 1,28

Навоз: твердый 152,3 214,8 111,3 1,20

жидкий 138,8 165,9 145,9 1,58

* В 1986-88 гг. с 20.05 по 20.08 выпало в среднем 173 мм осадков.

Мульчирование почвы соломой на безотвальных обработках увеличило этот показатель в сравнении с контрольным вариантом на 5-6 мм,

а влагонакопительный эффект мульчи из подстилочного навоза составил к 20 мая 12,3-13,5 мм продуктивной влаги. В отвальном пару за период 20 мая - 20 августа почвой в среднем за 3 года было усвоено 25 мм влаги из 173 мм, выпавших с осадками. Каких-либо закономерных изменений в запасах продуктивной влаги в конце парования при запашке органических остатков не наблюдалось. Мульча из соломы (~2 т/га) обеспечила в среднем за 3 года увеличение запасов продуктивной влаги при глубоком рыхлении на 16,5 мм, при мелкой обработке на 21,0 мм. Еще больший эффект получен от мульчирования безотвальных обработок твердым навозом (30 т/га), где испарение влаги на глубоком рыхлении сократилось на 23,8 мм, на мелком - на 27,4 мм. Суммарный результат влагонакопления в паровом поле к 20 августа (оптимальному сроку посева озимой ржи) от почвозащитных обработок и мульчирования в среднем за 3 года составил: на глубоком рыхлении 42-45 мм, на мелкой плоскорезной обработке 53-54 мм (в сравнении с соответствующими вариантами на вспашке).

Использование сидеральной массы рапса (разделка в конце I декады июля) приводило к тому, что перед посевом размещаемой по сидераль-ному пару озимой ржи заметно снижалось содержание продуктивной влаги, особенно большой дефицит влаги (около 40 мм) складывался при июльской запашке сидерата, тогда как использование свежих растительных остатков рапса в мульчирующем варианте на безотвальных обработках иссушило почвы в 2 раза меньше. Преимущество во влагонакопле-нии мульчирующего режима применения сидерата, в сравнении с его запашкой, сохраняется и в послепосевной период к фазе кущения озимой ржи (18-20 сентября). Если в отвальном сидеральном пару запасы продуктивной влаги после посева увеличились за счет осенних осадков в среднем за 3 года на 20 мм, то под мульчой из сидеральной массы на безотвальных фонах прибавка влаги составила 25-26 мм.

Весенние запасы продуктивной влаги перед посевом яровых зерновых в III и IV полях севооборота, как и в паровом поле, существенно зависели от системы зяблевой обработки и режима использования соломы предшественника. На плоскорезной зяби, в сравнении со вспашкой, содержание влаги в метровой толще почвы было больше: перед посевом овса на 17-18 мм, перед посевом пшеницы на 17-19 мм. Мульчирование безотвальной зяби под овес соломой озимой ржи, а под пшеницу соломой овса способствовало дополнительному влагонакоплению, соответственно, 11,4-14,5 мм и 9,0-10,0 мм продуктивной влаги.

Во всех случаях максимальный влагонакопительный эффект дает мульчирование на фоне мелкого (10-12 см) плоскорезного рыхления.

Режим подвижных соединений макроэлементов питания. Определение содержания нитратного азота перед посевом культур севооборота выявило слабое влияние на этот показатель системы основной обработки почвы. Проявляется лишь тенденция к уменьшению, по сравнению со вспашкой, содержания минерального азота на мелком рыхлении по мере удаления в севообороте от парового поля. Однако даже в замыкающем поле (под пшеницей) обеспеченность нитратным азотом остается на почвозащитных обработках высокой (>15 мг/кг почвы в слое 0-40 см).

При запашке под овес относительно бедной азотом (0,45%) и в относительно большом количестве (в среднем ~3,5 т/га) соломы озимой ржи происходило снижение количества нитратного азота в слое 0-40 см на 35 кг/га (8,4 мг/кг) в среднем за 3 года. Причина этого явления - иммобилизация азота почвенной биотой, перерабатывающей в почве растительные остатки. Тенденция к биологическому закреплению просматривается и при запашке овсяной соломы под яровую пшеницу, где убыль азота перед посевом пшеницы составила 2,2 мг/кг почвы (~10 кг/га). Использование же соломы в мульчирующем варианте на почвозащитных обработках не влияло на режим нитратного азота.

В сидеральном пару перед посевом озимой ржи на всех фонах обработки зафиксировано снижение нитратного азота на 7-8 мг/кг почвы (30-35 кг/га), что является следствием выноса азота сидеральной культурой. Последействие сидерального пара на количество нитратов в III и IV полях севооборота не проявилось ни на вспашке, ни на почвозащитных обработках.

Запашка твердого навоза в паровом поле способствовала дополнительному накоплению к моменту посева озимой ржи 12,5 мг/кг почвы нитратного азота. При мульчировании подстилочным навозом почвозащитных обработок прирост нитратов составил 9,5-10,5 мг/кг почвы в слое 0-40 см. Жидкий навоз увеличивал обеспеченность почвы нитратным азотом перед посевом озимой ржи на 28-31 мг/кг (120-125 кг/га) на всех фонах обработки. Последействие твердого навоза на режим нитратов обнаруживается на всех обработках 3 года. Жидкий навоз оказывает последействие только один год.

Содержание подвижных форм фосфора и калия перед посевом культур севооборота было практически одинаковым по всем фонам обработки почвы. Использование соломы и соломы в сочетании с сидерацией парового поля также не влияло на содержание доступного фосфора и калия ни на одной из изучаемых обработок почвы. Только применение подстилочного и жидкого навоза заметно увеличивало содержание подвижных форм фосфора и особенно калия на всех обработках. По этим элементам пита-

ния отмечено двухгодичное последействие на всех обработках и твердого и жидкого навоза. Однако последействие подстилочного навоза во все годы выше, чем жидкого.

При ежегодной запашке соломы содержание нитратного азота с глубиной уменьшается плавно: концентрация N-N03 в слое 30-40 см всего в 1,3 раза меньше (15 мг/кг), чем в слое 0-10 см (19 мг/кг). На систематически мульчированных плоскорезных обработках, в сравнении со вспашкой, содержание нитратов увеличивается в 1,6-1,7 раза в верхнем 10-сантй-метровом слое (32-33 мг/кг) и резко (в 2-4 раза) падает в нижележащих горизонтах - на глубоком рыхлении с глубины 30 см, на мелком - с глубины 20 см.

При мульчировании соломой почвозащитных обработок в течение ротации 4-польного зернопарового севооборота происходит перераспределение в верхнем 40-сантиметровом слое почвы и подвижных соединений фосфора и калия. При этом в слое 0-20 см идет накопление Р205 и К20, а в слое 20-40 см отмечается убыль элементов питания.

ВЛИЯНИЕ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ ОБРАБОТОК В СОЧЕТАНИИ С МУЛЬЧИРОВАНИЕМ НА КУЛЬТУРНЫЙ И СОРНЫЙ КОМПОНЕНТЫ АГРОЦЕНОЗА

Засоренность посевов. Наиболее чистыми от сорняков были посевы озимой ржи, размещенной по пару. При этом на количество и массу сорняков практически не влияли фон обработки почвы и режим использования соломы. Но вредоносность сорняков на почвозащитных обработках, в сравнении со вспашкой, оценивается несколько ниже, т. к. агроценозы на безотвальных рыхлениях продуцировали большую биомассу, чем на вспашке. Повышенный фон засоренности на всех обработках формировался в посевах озимой ржи по сидеральному пару и на вариантах с применением навоза как подстилочного, так и жидкого. При использовании навоза количество сорняков увеличивалось незначительно, но резко (в 1,5-2,0 раза) возрастала их масса, хотя вредоносность повышалась всего на 1,0-1,5% (повышенный фон питания обеспечивал прирост массы не только сорняков, но и культурных растений).

Засоренность посевов овса в III поле севооборота возрастала в сравнении с предшественником на всех фонах обработки в количественном исчислении в 2,5-3,0 раза, в весовом - в 5-6 раз, т. е. в посевах овса сорняки были более развиты, чем под покровом озимой ржи. В III поле севооборота намечается тенденция к большей засоренности безотвальных обработок, в сравнении со вспашкой, хотя доля сорняков в продуцируемой в агроце-нозе фитомассе остается одинаковой и ниже порога вредоносности. Ис-

пользование соломы ржи практически не влияло на показатель засоренности овса как при запашке, так и при мульчировании безотвальных обработок. В посевах овса на вариантах с последействием сидерации и навоза сохраняется тенденция к большей их засоренности, которая достигает порога вредоносности.

В IV поле севооборота засоренность посевов пшеницы по отношению к предшествующему полю нарастает на всех фонах обработки. Но если на вспашке количество сорняков увеличивалось на 10 шт./м2, то на почвозащитных фонах - на 28-30 шт./м2. Аналогичным образом изменяется и масса сорного компонента; на вспашке она повышалась на 22 г/м2, на безотвальных обработках - на 48-60 г/м2. В итоге засоренность посевов пшеницы на вспашке превышала порог вредоносности в 1,3 раза, на плоскорезных рыхлениях - в 1,5-1,6 раза. Использование соломы, а также соломы на фоне последействия сидерата существенных изменений в засоренности не вызывало ни на вспашке, ни на почвозащитных обработках.

Полевая всхожесть семян зерновых культур. Всхожесть озимой ржи не зависела от фона обработки почвы. Не влияло на этот показатель и использование соломы как при запашке, так и при мульчировании безотвальных обработок. Запашка сидеральной массы вызывала снижение всхожести озимой ржи на 7%. При использовании сидерата в мульчирующем варианте на почвозащитных обработках всхожесть озимой ржи не только не уменьшалась, но даже появилась тенденция к увеличению этого показателя на 1,5-2,0%.

Полевая всхожесть яровых зерновых, как и в случае с озимой рожью, практически не зависела от фона основной обработки. На этот показатель у яровых хлебов не влияло также последействие подстилочного и жидкого навоза на всех обработках и запашка соломы. Мульчирование соломой почвозащитных обработок способствовало увеличению полевой всхожести яровых культур на 4-5%.

Формирование вторичной корневой системы. Количество вторичных корней у всех культур севооборота не зависело от системы основной обработки и определялось только технологией использования органических остатков.

Применение на вспашке соломы, сидерата и сочетания сидеральной массы с соломой не изменяло количество закладываемых в фазу кущения узловых корней ни у одной из культур. Запашка в паровом поле подстилочного и жидкого навоза увеличивала этот показатель у озимой ржи на 10-14%.

Устойчивое положительное влияние на количество вторичных корней у всех культур оказывает использование соломы и сидеральной массы в мульчирующем режиме на почвозащитных фонах обработки, причем со-

ломенная мульча дает больший эффект на яровых зерновых (14-18%), чем на озимой ржи (10-12%). Максимальное увеличение количества вторичных корней (на 23%) из всех изучаемых комбинаций отмечено у озимой ржи на варианте с мульчированием подстилочным навозом почвозащитных обработок.

Формирование элементов структуры урожая. У озимой ржи на глубоком плоскорезном рыхлении в сравнении со вспашкой возрастало количество продуктивных стеблей на 8,8% и количество зерен в колосе - на 5%; на мелком плоскорезном рыхлении, соответственно, на 15% и 7,5%. Запашка в паровом поле соломы не влияла на структуру урожая озимой ржи. Мульчирование соломой, сидеральной массой и навозом почвозащитных обработок способствовало увеличению плотности продуктивного стебля (на 3-4%) при тенденции к повышению крупности зерна озимой ржи.

У овса переход на плоскорезные рыхления увеличил количество продуктивных стеблей на 6%. Использование органических остатков на всех зонах обработки вызывало у овса увеличение числа продуктивных стеблей (на 3-5%) и массы 1000 зерен (на 3-6%).

У пшеницы на отвальном фоне влияние на структуру урожая проявилось только на последействии твердого и жидкого навоза, где количество зерен в колосе увеличилось на 10%. На почвозащитных фонах, мульчировании соломой и на последействии подстилочного и жидкого навоза у пшеницы повышалась озерненность колоса (на 10-14%) и наблюдалась тенденция к увеличению массы 1000 зерен (на 2-3%).

Урожайность культур севооборота. У озимой ржи проявилась сильная положительная реакция на плоскорезные обработки. В сравнении со вспашкой, глубокое рыхление повышало урожайность в среднем за 3 года на 4,3 ц/га, мелкое рыхление -'на 7,3 ц/га (табл. 2).

Таблица 2

Урожайность культур севооборота, ц/га

Основная обработка (А) Органические остатки (В) Озимая рожь (среднее за 1987-89 гг.) Овес (среднее за 1988-90 гг.) Пшеница (среднее за 1989-90 гг.)

Контроль 40,7 28,3 23,8

Солома 40,4 28,3 24,0

Вспашка Сццерат* 38,4 30,5 25,0

Навоз: твердый 46,7 32,4 25,7

жидкии 45,7 32,5 24,4

Продолжение табл.

Основная обработка (А)

Органические остатки (В)

Озимая рожь

(среднее за 1987-89 гг.)

Овес (среднее за 1988-90 гг.)

Пшеница (среднее за 1989-90 гг.)

Глубокое рыхление

Контроль Солома Седерат* Навоз: твердый жидкий

45,0 47,4 48,0 49,0 49,8

30,2

32.6

32.7 33,1 32,4

24,6 27,1

27.5

25.6 25,0

Мелкое рыхление

Контроль Солома Сидерат* Навоз: твердый жидкий

48,0 50,6 52,0 52,5 51,5

31,8

33.8

34.9 33,6 33,2

24.1

27.2 28,0 25,6 24,8

НСР

095 А

НСР

095 В

1.9 2,0

2,4 2,0

1,4

2,3

* Под рожь, под остальные культуры + солома предшественника.

Запашка в паровое поле пшеничной соломы не вызывала достоверных изменений урожайности ржи, а заделка под плуг сидеральной массы во все годы приводила к достоверному снижению урожая озимой ржи (в среднем за 3 года на 2,3 ц/га). Соломенная мульча на плоскорезных обработках повышала урожайность озимой ржи на 2,4-2,6 ц/га, а мульча из сидеральной массы - 3,0-4,0 ц/га. Причем эффект от мульчирования был большим на мелком рыхлении, в сравнении со вспашкой.

На урожайность овса из испытываемых безотвальных фонов обработки почвы достоверное влияние оказало только мелкое плоскорезное рыхление, где прибавка урожая, в сравнении со вспашкой, составила в среднем 3,5 ц/га. На отвальном фоне обработки не обнаружены достоверные изменения урожайности овса на варианте с использованием соломы озимой ржи и на последействии сидерата. Здесь увеличение урожая овса (на 4,0 ц/га) получено только на последействии навоза. На плоскорезных обработках мульчирование почвы соломой повышало урожай овса на 3,5-3,0 ц/га.

В замыкающем IV поле севооборота все системы обработки обеспечивали практически одинаковый урожай яровой пшеницы. Действие органических остатков достоверно проявилось только на вариантах с мульчированием соломой почвозащитных обработок, где в среднем получена прибавка урожая 2,5-3,0 ц/га.

Экономическая оценка. Использование соломы и сидерата в сочетании с соломой дает самый большой экономический эффект на фоне мелкого рыхления: себестоимость зерна снижается в сравнении со вспашкой на 25-26%; уровень рентабельности увеличивается на 89 абс. %; производительность труда повышается на 34-35%. При использовании на почвозащитных обработках в паровом поле отходов животноводства происходит ухудшение экономических показателей, в сравнении с вариантом без их применения; себестоимость зерна возрастает на 1-3%, уровень рентабельности падает на 17-21 абс. %, производительность труда снижается на 8-13%.

ВЫВОДЫ

1. Применение на выщелоченных черноземах Кузнецкой котловины в качестве основной обработки почвы вспашки и глубокого плоскорезного рыхления создает неблагоприятную для зерновых культур плотность почвы вследствие излишне рыхлого ее сложения в слое 0-20 см.

2. Оптимальная плотность почвы для культур 4-польного зернопаро-вого севооборота складывается при ежегодном использовании мелкой (10-12 см) плоскорезной зяби. При переходе на мелкое рыхление уже через два года почва глубже 10 см переходит в состояние равновесной плотности: 1,12-1,13 г/см3 в слое 10-20 см и 1,22-1,23 г/см3 в слое 20-30 см.

3. Использование соломы и сидеральной массы в мульчирующем варианте на почвозащитных обработках уменьшает плотность сложения верхнего 10-сантиметрового слоя на 0,06-0,07 г/см3, не изменяя этого показателя в нижележащих горизонтах, что создает на фоне мелкого безотвального рыхления благоприятную для почвенных процессов и растений дифференциацию почвенного профиля по плотности: рыхлый верхний 10-сантиметровый слой подстилается нижними плотными, капиллярными слоями почвы.

4. Систематическое использование в 4-польном зернопаровом севообороте мульчирования почвозащитных обработок соломой, а в паровом поле - подстилочным навозом позволяет увеличить запасы продуктивной влаги на момент посева озимой культуры на 13-14%, перед посевом яровых зерновых в III и IV полях севооборота - на 6-8%.

5. В сидеральном плоскорезном пару вследствие расхода влаги на транспирацию сидеральной культурой обеспеченность продуктивной влагой почвы к посеву озимой ржи была на 12-16% ниже, чем в чистом безотвальном пару. Однако под мульчой из сидеральной массы влажность почвы за счет осенних осадков увеличивалась более быстрыми темпами, и к

моменту ухода в зиму запасы продуктивной влаги в сидеральном пару практически достигли их уровня в чистом пару.

6. В сидеральном пару на всех фонах обработки вследствие выноса сидератом содержание нитратного азота в верхнем 40-сантиметровом слое перед посевом озимой ржи было на 7-9 мг/кг меньше, чем в чистом пару. При этом обеспеченность почвы сидерального пара минеральным азотом оставалась высокой (28-30 мг/кг). Отрицательное последействие сидераль-ной культуры на содержание N - М03 в почве под последующими культурами севооборота не проявлялось.

7. Систематическое использование в 4-польном зернопаровом севообороте почвозащитных обработок как без мульчи, так и при мульчировании растительными остатками, слабо влияло, в сравнении со вспашкой, на содержание в слое почвы 0-40 см подвижных форм макроэлементов питания (ЫРК), обеспеченность которыми во всех полях севооборота была высокой.

8. Ежегодное мульчирование соломой (в пару сидеральной массой) плоскорезных обработок приводит к перераспределению, в сравнении со вспашкой, подвижных элементов питания (МРК) из слоя почвы 20-40 см в слой 0-20 см при неизменном их содержании в слое 0-40 см.

9. Запашка в паровом поле подстилочного навоза увеличивала содержание нитратного азота в слое 0-40 см на 12,5 мг/кг, мульчирование им плоскорезных обработок - на 9,5-10,5 мг/кг почвы. Последействие твердого навоза на режим нитратов на всех обработках обнаруживалось два года.

10. Жидкий навоз на всех фонах обработки повышал обеспеченность парового поля нитратами на 28-31 мг/кг, а его последействие на этот показатель проявлялось только один год.

11. От использования в паровом поле отходов животноводства на всех обработках возрастало содержание в почве подвижного фосфора и калия: от подстилочного навоза, соответственно, на 3-4 мг/100 г и 11-15 мг/100 г почвы, от жидкого - на 5-7 мг/100 г и 18-23 мг/100 г почвы. Последействие проявлялось в течение всей ротации 4-польного севооборота, но в случае с жидким навозом оно быстрее затухало по времени.

12. Засоренность в севообороте посевов зерновых культур возрастает по мере удаления от парового поля на всех фонах обработки, но темпы увеличения засоренности на безотвальных обработках выше. В замыкающем поле 4-польного севооборота засоренность пшеницы на вспашке превышала порог вредоносности (10%) в 1,3 раза, на почвозащитных обработках -1,5-1,6 раза.

13. Мульчирование безотвальных обработок растительными остатками и отходами животноводства не повлияло на засоренность посевов ни в одном из полей севооборота.

14. Мульчирование почвозащитных обработок растительными остатками благоприятно влияло на культурные растения начиная с ранних этапов их роста и развития - полевая всхожесть увеличивалась на 4-5%, количество узловых корней - на 10-18%. В более поздние фазы развития положительная реакция культур севооборота проявилась в формировании основных элементов структуры урожая: у озимой ржи увеличилась плотность продуктивного стеблестоя (на 3-4%), у овса - число продуктивных стеблей (на 3-5%) и масса 1000 зерен (на 3-6%), у пшеницы - озерненность колоса (на 10-14%).

15. Влияние на урожайность почвозащитных обработок без применения органических остатков определяется местом культуры в севообороте. Плоскорезные обработки давали достоверную прибавку урожая (3,5-7,3 ц/га), в сравнении со вспашкой, только в двух следующих за паром полях 4-польного севооборота. При этом на мелком рыхлении урожайность культур была на 3,0-3,5 ц/га выше, чем на глубокой безотвальной обработке.

16. Мульчирование почвозащитных обработок соломой (в паровом поле - сидеральной массой) стабилизирует их положительное влияние на урожай культур в севообороте и обеспечивает получение дополнительно 2,5-3,0 ц/га зерна в каждом поле 4-польного севооборота, независимо от его удаленности от пара.

17. Заделка соломы в почву на отвальном фоне под плуг не влияла на урожайность культур севооборота, а запашка в паровое поле сидерата снижала урожайность озимой ржи в среднем за три года на 2,3 ц/га.

18. Величина прибавок урожая от использования отходов животноводства как в действии, так и в последействии снижается в ряду вспашка -глубокое рыхление - мелкое рыхление: в год действия подстилочного и жидкого навоза прибавка урожая озимой ржи по фонам обработки была, соответственно, 5,0-6,0 ц/га, 4,0-5,0 ц/га и 3,5-4,5 ц/га; в 1 год последействия прибавка урожая овса составила, соответственно, 4,1-4,2 ц/га, 2,22,9 ц/га и 1,4-1,8 ц/га.

19. При использовании испытываемых систем обработки почвы без применения органических остатков наибольший экономический эффект давало систематическое проведение в севообороте мелкого плоскорезного рыхления. Мелкая плоскорезная обработка обеспечила, в сравнении со вспашкой и глубоким рыхлением, снижение средней себестоимости зерна, соответственно, на 22% и 8,8% и повысила уровень рентабельности про-

изводства зерна, соответственно, на 72,2 и 33,9 абс. %. Производительность труда при использовании мелкого рыхления увеличивалась на 26% в сравнении со вспашкой и на 10% по отношению к глубокому рыхлению.

20. Мульчирование почвозащитных обработок растительными остатками существенно улучшает экономические показатели производства зерна на этих вариантах (при сохранении преимущества мелкой плоскорезной обработки): себестоимость зерна снижается на 8-10%, уровень рентабельности увеличивается на 12-28 абс. %, производительность труда возрастает на 9-11%.

21. При использовании на почвозащитных обработках в паровом поле отходов животноводства происходит снижение экономических показателей в сравнении с вариантом без их применения: себестоимость зерна возрастает на 1-3%; уровень рентабельности падает на 10-11 абс. % на глубоком рыхлении и на 17-21 абс. % на мелкой безотвальной обработке; производительность труда снижается на 6-10% на глубоком рыхлении и на 8-13% на мелкой обработке.

22. При отвальной системе обработки почвы в 4-польном севообороте наиболее значимое изменение экономических показателей зафиксировано на вариантах с использованием навоза в паровом поле, где себестоимость зерна снижалась на 3-5%, а уровень рентабельности возрастал на 4-8 абс. %. Ежегодная запашка в почву одной соломы и соломы в сочетании с сидератом слабо влияла на основные экономические показатели (от 0 до 2-3%).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Не используемая в животноводстве солома должна измельчаться и разбрасываться по полю при уборке зерновых культур.

2. На замульчированных соломой полях в короткоротационных зерно-паровых севооборотах (не более 4 полей) в качестве основной обработки почвы ежегодно применять мелкое плоскорезное рыхление на глубину 10-12 см.

3. В паровом поле осеннее мульчирование соломой должно дополняться мульчированием сидеральной массой не позднее 1 декады июля.

4. Для эффективного подавления сорняков предпосевными обработками посев яровых зерновых на мульчированном растительными остатками фоне проводить в максимально возможно поздние сроки. Наиболее успешно эта задача может быть решена при использовании скороспелых сортов.

1. Сизиков В. Н. Влагонакопление при мульчировании соломой парового поля Кузбасса: Уч. пособие. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 1998. -С. 7-11.

2. Сизиков В. Н. Эффективность сидерального пара под озимую рожь на черноземах Кузнецкой котловины: Уч. пособие. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 1998.-С. 4-11.

3. Сизиков В. Н. Пути биологизации земледелия в Западной Сибири: Уч. пособие. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 1998. - С. 3-15.

Подписано к печати 11.09.98. Формат 60x84'/,6. Бумага офсетная. Гарнитура «Text Book». Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,2. Уч.-изд. л. 1,3. Тираж 100 экз. Заказ № 416.

Издательство «Кузбассвузиздат». 650043 Кемерово, ул. Ермака, 7. Тел. 23-34-48.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Сизиков, Виктор Николаевич, Новосибирск

ШЙОСИШРШШ ИЮУДАРСТНЕННШ АГРАРйШ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

СИЗЯКОВ ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ

УДК 631.458:631. 544.722

ЭМШШЮСТЬ 1ЮЧВШМЩТНШС СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ВЩЕЖУЧЕННЫХ ЧЕРШЗЕШВ КУЗНЕЦКОЙ КОТЛОВИНЫ НА ШШ ЖЖ>ЧЙ?08АНЙЯ ОРГАНЙЧШШШ ОСТАТКАМИ

06.01.01 - обшее земледелие

диссертация на соискание ученой степени кандидата сель скохозяйственных наук

Научный руководитель доктор сельскохозяйственньж наук ,ярофессор А. А. Конев

йовосл&ярск, 1996

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава I. ВЛИЯНИЕ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ ШСТЕМ ОБРАБОТКИ НА

ПРОДУКТИВНОСТЬ СЖЛЬШОХОЗЯЙСТВЕНИМХ КУЛЬТУР я

ПЛОДОРОДИЕ 1ЮЧВЫ (обзор литературы)............. 9

1.1. Яраткая история равяжт шмвозтщпюй

обработки...................................... - 9

1. Влияние безотвальных обработок яа эрозионную устойчивость я водам! режим почвы, засоренность посевов и урозкайность сельсжояозяйствешых

культур.............................................................15

1.3. Влияние 1ючвозащштк систем обработки

яа плодородие почвы............................ -. 25

3.1. Влияние безотвальных обработок на агрофизические показатели плодородия почвы...................... 25

1. а 2. Влияние безотвальный обработок яа агрохимические

показатели плодородия почв....................... 28

1.3.3. Влияние тжвозаязщкък обработок на биологические показатели ялодородая почв....................... 36

1.3.4. Сидерации я .^льшфовашзе почвы солошй как средство шхенсмфикяшрт почвозащитного земледелия...................................____ 39

I.4 Заключение 48

Глава 2. УСЛОВИЯ, МЕТОДИКА И АГРОТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ..................................... 51

2.1. Почвенно- *ш*щхшеские условия .................. 51

2.2. Методика и агротехника проведения

исследований.......................................................55

2.3.Погодные условия *............................... 59

Глава 3. ВЛИЯНИЕ ШНВШАЩЙТШХ ОБРАБОТОК В тШШШ С МУЛЬЧИРОВАНИЕМ ОРГАШЧЕСЖИШ ОАСТАТШШЙ НА ЭФФЕКТИВНОЕ 1Ш0Щ)Р0ДЙЕ ЧЕРНОЗЕМА ВВДЕЛОЧШЮШ

шшщт тжжт............................. 64

3. .1. Воздействие ляоскорезяых обработок на фоне

мульчифсшанкя на плотность почвы,................ 64

3.2„ Влагонакошгеяие при жшольгюваяик почвозащитных обработок в сочетании с мульчзфовэдаем сатаническими остатками .................................. 72

а 3. Обеспеченность почвы шдвмжньш соединениями

элементов литания ............................... 85

Глава 4. ВЛИЯНИЕ 1ЮЧВШ«ТШХ ШРАВОТ(Ж В СОЧЕТАНИИ 0 ШШЧИРОВАНИЕМ НА КУЛЬТУРНЫЙ И СОРНШ

КОМПОНЕНТЫ АГР0ЦЕН03А........................... 95

4.1. Засоренность посевов а нолях севооборота ........ 95

42. Формированине урожая и продуктивность культур

севооборота ..................................... 101

4 2. .1. Полевая всхожесть семян вертят культур в зави-

сммости от обработки и мульчирования почвы......101

4 2.2. Форшровшше вторичной корневой системы у

зерновых культур севооборота .................... 107

4 2.3. Формирование элементов структуры урожая на мульчированных шчвозащмтнык обработках.............110

4 2.4 Урожайность зерновых культур в севообороте ...... 113

42.5.Экономическая оценка разных вариантов сочетания систем обработки почвы с органическими остаткаш .......................................122

as и в о д и..............................—..-12В

б.ПРВДОШШЯ ПРОИЗВОДСТВУ........................131

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...............................132

ЛРШЮШШЕ......................................ISO

I

- 5 -ВВЕДЕНИЕ

Перед земледелием в яас-ккнцее время стоят две актуальней те задачи: обеспечить экологическую безопасность систем земледелия н тксимальяо повысить их экономическую эффективность.

Экологические проблемы современного земледелия связаны с деградацией почвенного покрова и загрязнением ландшафтов остатками агрохтмкатов.

Разрушние почвенного покрова происходит вследствие воздействия эрозии, переуплотнения, разомкнутости круговорота ве~ ячества и анергии в агроценозах и т.д.

Итерированным показателем этого процесса является уменьшение в почвах гумуса. Дегумусзфование почв в настоящее время рассматривается в мире как одна из глобальных экологических проблем сравнимая по значимости с потерей озонового слоя, загрязнением и высыханием рек ш водоемов и (Лыков А. Ж ,1984).

Не менее остро стоит проблема загрязнения окружающей среды средствами химизации земледелия. Особую опасность для биосферы представляет нарушение технологии применения агрохимм-катов и отсутствие должного экологического контроля, что наблюдается повсеместно в нашей стране. Проведенное Институтом КжНШгшрозем экологическое обследование хозяйств Ростовской области, которая относится к одному из регионов с здфокнм и давним применением т.н. интенсивных технологий, дало крайне неутешительные результаты: токсичность образцов почв, воды и других компонентов ландшафта была настолько высокой, что получать экологически чистую продукцию в этих условиях невозможно щт при полном отказе от использования средств химизации (Арбузов Ж Я,, Матросов Л. С., 1997).

Решение экологических и экономических задач земледелия преаоде всего связано с его биологизацией и анергоресурсосбере-гением.

Производство экологически безопасной и деиевой продукции» при одновременном всюзфоизводастве почвенного плодородия наиболее эффективно, на сегодня, может быть обеспечено на основе почвозащитных систем земледелия с максимальным использованием возможностей состава и чередования культур в севооборотах, применением органических удобрений, сидератов я нетоварной части урожая. Для разработки таких систем земледелия крайне необходимы соответствующие исследования в конкретных яочвенно-климатических условиях (Лобков В. 1!., 1987; Нарахда Я. В. и др. , 1997).

Цель и задачи исследований. В связи с вышеизложенным целью наших исследований было оценить возможность .интенсификации почвозащитных систем обработки выщелоченных черноземов Кузнецкой котловины без применения агрохимикатов, путем использования в севообороте соломы, сидерации и традицшнного органического удобрения - навоза

В задачи комплексного исследования, выполненного в 4~польном зернопаровом севообороте, входило определить эффективность мульчирования органическими остатками почвоза^тнык обработок по следующим параметрам:

- влияние на основные показатели эффективного плодородия почвы;

- воздействие на сорный и культурный компоненты агроцено-

за;

- агроэкономический эффект от систематического использования в севообороте приемов мульчирования почвы.

Новизна исследований. Решение поставленных задач позволю-

ло впервые в условиях Кузнецкой котловины получить экспериментальный материал по влиянию мульчированных разным органическим материалом почвозащитных обработок на плотность сложения почвы, на запасы продуктивной влаги в почве и на содержание в ней подвижных элементов шагания. Установлено также воздействие мульчи из растительных остатков в полях севооборота, на формирование урожая и продуктивность культур 4-ложного зерноварового севооборота.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Систематическое использование в 4~нольном зернопаровом севообороте почвозащитных систем обработки в сочетании с мульчированием соломой, а в паровом поле - сидеральной массой и подстилочным навозом, позволяет оптимизировать основные водно-физические и агрохимические показатели эффективного плодородия почвы для культур севооборота.

2. Мульчирование плоскорезных обработок растительными ос -татками и отходами .животноводства, не вызывает усиления засоренности посевов и положительно влияет на культурные растения,начиная с ранних этапов их роста и развития, обеспечивая, тем самым увеличение продуктивности всех культур севооборота.

Апробация работы Основные положения диссертации доложены на научных конференциях Новосиб1фского сельскохозяйственного института в 1988-1990 годах и на областных научно-практических агрономических совещаниях кемеровской области в 1987-1989 годах.

Публикация работ. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на

страницах шйшнописного текста, содержит 32 таблицы. Состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, рекомендаций

производству и приложения. В приложении 5 таблиц. Список литература содержит 180 наименований, в том числе 6 на иностранном языке.

ГЛАВА I. ВЛИЯНИЕ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СтСЖЖОЗШСЗШШКВХ КУЛЬТУР 31 ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ

(литературный обзор)

Механическая обработка почвы является уншерсалызьм средством воздействия на физические, химические и биологические процессы и свойства почвы, то есть в целом на ее плодородие. По этой причине она всегда занимала ведущее положение в создании урожая через оптимизацию почвенных факторов шш растений.

1.1. Краткая история развития почвозащтной обработки

Резкая интенсификация механической обработки почвы, как по глубине так и по площади, произошла во второй половине XIX века в связи с бурным развитием науки ш техяшм и появлением плуга с отвалом.

В 20-30 годы нашего столетия В. Р. Вильяме (1931) дал теоретическое обоснованнее культурной вспашке, которая в качестве основной обработки занимала в стране шшшошпое положение до середины 50-х годов. Необходимость такой обработки, по В. Р. Вильямсу, вытекает из того, что верхний слой шчвы (0-10 см) в течение вегетационного сезона утрачивает агрономически ценную структуру и это ведет к резкому паденш) плодородия. Распыление почвы вызывается по следующим причинам:

1) механические: нстярзйше структурных отдельностей о рабочие органы шзчвообрабатываищих мамин и орудий, раздавливание их ходовшм системами и т. д.;

2) физико-химические : удары дождевых капель, вышше кальция, поступление в почву с остатками аммиака и окислов

азота;

3) биологические: аэробное разложение гумусовых веществ, склеивающих почвенные агрегат

Для нейтрализации этих негативных последствий предлагалось поменять местами верхний и нижний горизонты почвы, что наиболее полно достигается культурной вспашкой, т. е. вспашкой плугом с предплужником. При этом, по представлениям В Р. Виль-ямса, верхний слой, оказавшись внизу, под действием естественных анаэробных процессов восстанавливает свою структуру, а вывернутый на ловехность хорош оструктуреннш слой обеспечивает нормальное развитие почвенных режимов (водного, воздушного, теплового).

Отдавая абсолютный приоретет в э*М«ктивном плодородии структуре почвы, В. Р. Вильяме делает следующий логический шг утверждая, что мелкокомковатая структура создается только под многолетними травами. Под всеми т однолетними культурами происходит ее разрушение. Так и родилась травопольная система земледелия, етояя$ая на двух "китах": на системе травопольных севооборотов и системе отвальной обработки почвы.

Однако ряд крупных авторитетов в агрономш* того времени считали ошибочной абсолютизацию роли структуры почвы и культурной вспашки. Так, а 11 Тулайков (1963) полагал, что структура является не единственным свойством, определяющим плодородие почвы, а культурная вспашка не самым приемлемым способом обработки, особенно для условий засушливого кто-востока страны, где он в это время работал. На основании своих многолетних исследований я наблюдений по важнейшим проблемам земледелия Поволжья, где в первом минимуме находится влага, Н. М. Тулайков в 30-ые годы (1932-33 гг.) предложил отказаться от иссушающей почву вспашки и перейти к поверхностным обработкам

г*

дисковыми орудиями.

С другой стороны, исследования А. Г. Дояренко (1966) убедительно показали большую роль для плодородия скважности почвы.

Более того, позднейшие тщательные эксперименты Л Я. Барсукова (1953, 1959) на серых лесных и дерново-подзолистых почвах я&А. Францесона (1963) на черноземах показали, что шюдоро-дие различных почвенных горизонтов действительно разное, но самый плодородный слой не нижний, как утверждал В. Р. Вильяме, а верхний и с глубиной плодородие резко снижается.

Но сомнения во всеобъемлющей и безусловной полезности вспашки возникли значительно раньше. Еда в 80-х годах прошлого века Д. И. Менделеев (1954) писал: "Очень многие впадают в ошибку, полагая, что чем больше раз вспахать, тем лучше". В 1882 году НА. йостычев (1951) опубликовал результаты своих агрономических опытов и наблюдений, где отмечал, что на черноземах юга России в засушливые годы лучший результат давала мелкая обработка на 9 см по сравнению со вспашкой на. 22 см. В последнем случае почва сильно пересыхала и урожай зерна получался мизерным или его не было вовсе.

Систему земледелия, в которой вспашка совершенно иеклше-на, впервые обосновал И. Е. Овсинский (1899). На основании многолетнего личного опыта он рекомендовал обработку почвы под все культуры проводить на глубину не более двух дюймов см). При этом И. £. Овсинский исходил из положения, что почва в естественном состоянии пронизана корнями растений, ходами дождевых червей и т.д., вследствие чего она водо- я воздухопроницаема на большую глубину. Он утверждал, что вспашка уничтожающая в почве естественную сеть каналов, образуемых отм&фаюадими корнями и ходами червей, обращает почву в малоплодородную

шромгообразную массу. Совсем иной результат получается при поверхностном двухдюймовом рыхлении почвы. Если такая обработка проводится своевременно, то уничтожаются сорные растения, а на поверхности почвы образуется рыхлый покров, хорош сохраняющий влагу и защищающий почву от чрезмерного нагревания. Через этот покров хорошо проникает нагретый атмосферный воздух, из которого при контакте с низке лежащими, относительно холодными, слоями почвы выпадает роса ("доздь под ногами*' по выражению Овсинского И. К ). Причем И. К Овсинскнй предложил именно новую систему земледелия, где оригинальные подходы к обработке почвы тесно увязаны с остальными звеньями (способы посева, уход за посевами, система почвообрабатывающих орудий, севообороты и т. д., вплоть до обозначения проблем селекции). Ведение земледелия по своей системе позволяло управляющему имений И К Овсинскому получать урожай зерновых на черноземах юга Украины я Бессарабии до 50 ц/га, когда окрестные крестьянские хозяйства применяя вспашку получали 4-7 ц/га.

Идеи й. & Овсинского об отказе от вспашки были, через посредство российских крестьян-эмигрантов, позднее положены в основу земледелия многих стран мира и в первую очередь (Ж и Канады.

В Западной Сибири впервые безотвальные обработки почвы рекомендовал В. Балиев в 1913 году. Он отмечал хорошую работу плоскорезов с пилообразньми плоскими ножами завода Бургарда и завода Гена на Омской машиноиспытательной станции. При отсутствии плоскорезов В. Балиев советовал "отвинтить отвалы у многокорпусных плугов и буферов и работать одними лемехами" (цит. по Фольмер Я.Л, 1970).

Идею безотвальной обработки в России возродил Т. С. Маль-

а"

дав. Мальцевская, как ее стали называть, система обработки строилась на. чередовании глубокой безотвальной обработки на . 30-35 см (один раз в пять-»есть лет) с ежегодными поверхностными обработками дасковыш лущильниками на глубину до 10-12 см. в зеркопаровых и зернопропашшж севооборотах ( Мальцев Т.О. , 1954, 1954 а, .1955). Длительное обядае с землей в кохо-зе "Заветы Ильича" ОДадринского района Курганской области привело Т. С. Мальцева к лротивополошюму, чем у Вильямса взгляду на связь между структурой почвы и интенсивностью ее обработки: "... чем резке пахотный горизонт подвергается обработке, тем быстрее он восстанавливает свою структуру, как важнейший фактор плодородия, и тем меньше происходит его растление" (Мальцев Т.О., 1969).

По Мальцеву, повышение почвенного плодородия состоит прежде всего в увеличении запасов органического вещества в почве. Он считал, что однолетние растения, как и многолетние травы, способны обогащать почву гумусои и улучшть ее структуру. Если этого не происходит, то повинна в атом неправильная обработка (Мальцев Т. С., 1955).

Начало следующего этапа развития научных идей и практики применения почвозащитных обработок связано со Всесоюзные науч -яо-мсследовательским институтом зернового хозяйства (ВНЙИЗХ). Коллективом этого учреждения под руководством академия^ ВАСХШ1Я А. И. Бараева была разработана и внедрена в производство 1шчвгаамщтная система земледелия. Толчком к масштабным научным исследованиям в этом направлении послужило катастрофическое развитие ветровой эрозии при распашке целины в Северном Казахстане и Западной Сибири. Пыльные бури и гибель .посевов на больших плогаадях вследствие "засекания" были следствием механического переноса отвальной системы обработки в степные це~

лшшые районы.

Основу почвозааржгной системы обработки БННИЗХ составляет отказ от всех отвальных орудий и переход на шюскорезну» обработку, обеспечивающую сохранение на поверхности поля 70-90% стерни, которая я запродает почву от эрозии. Суть ее состоит в том, что стерня (стоячая и лежачая) и другие пожнивные остатки снижают скорость ветра в приземном слое атмосферы, являясь препятствием для скачкообразного передвижения по поверхности поля комочков почвы меньше 1 мм. Именно движение таких частичек почвы под действи