Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ ЗЕРНОПАРОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА НА ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ ЗЕРНОПАРОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА НА ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ"

Л-ъте

На правах рукописи

БОГАЧЕВ Александр Николаевич

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ ЗЕРНОПАРОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА НА ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

06.01.01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Курск - 2004 ' г ^ 1

Работа выполнена на кафедре земледелия Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И.Иванова.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

КАРТАМЫШЕВ Николай Иванович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

ЧЕРКАСОВ Григорий Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, доцент

ГОРОДЕЦКИЙ Алексей Петрович

Ведущая организация: Курский научно-исследовательский

институт агропромышленного производства

Защита состоится «¿У » сжшлВ/и. 2004 г, в « /О » часов на заседании диссертационного совета Д 220.040.01 при Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И.Иванова по адресу: 305021, г. Курск, ул. К.Маркса, 70.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И.Иванова.

Автореферат разослан « Л » ¿¿-/гус^^і 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ¡4/ Герасименко В.П.

# f/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях экономической нестабильности и сложившегося паритета цен минеральные удобрения стали недоступными большей части хозяйств области. А при недостатке удобрений трудно получить хороший урожай. Кроме того, в доперестроечный период, в связи с бурным развитием научно-технического прогресса минеральные удобрения часто вносили бесконтрольно и бессистемно. Это приводило к тому, что в почве накапливалось большое количество химических элементов, не потребляемых растениями, и даже канцерогенных веществ, то есть нарушалась экологическая ситуация в природе. Сельское хозяйство производило некачественную продукцию. Все это угрожает здоровью человека.

Кроме того, разведанные запасы элементов питания, особенно фосфорных, сочтены. Поэтому земледельцы ученые и практики вынуждены разрабатывать новые нетрадиционные источники питания для растений. Такими нетрадиционными источниками является «пиша» для растений -растительного происхождения. Вместо элементов питания промышленного производства все чаще и успешнее применяются элементы питания растительного происхождения - основа биологического земледелия. Однако хорошо разработанной и успешно применяемой на больших пространствах системы биологического земледелия пока нет. Решению этой проблемы и посвящается данная работа.

Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлась разработка применительно к условиям зернопаропропашной, биологической системы земледелия.

При этом решались следующие задачи:

1. Оценка севооборота.

2. Возможность замены промышленных на различные виды органических удобрений и их сочетания.

3. Роль обработки почвы в эффективности биологизацин земледелия.

Решение поставленных задач осуществлялось в 2001-2003 годах в

соответствии с планом НИР Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И.Иванова на опытном поле академии и ООО «Успех» Суджанского района Курской области.

Научная новизна работы состоит в том, что вопросы биологизацин земледелия в условиях Центрального Черноземья решались не на отдельных приемах (севооборот, удобрения и т.п.), а на их совместном участии в решении проблемы - комплексно. Это принципиально отличается от тех подходов, которые наиболее распространены не только в зарубежной практике, но и в большинстве регионов нашей страны.

Практическая значимость работы состоит в т^^то^резужтаты-

наших исследований показали, что биологическое, землЫе'^ге^ё1' у слав п-

ТОО-Д ^ литературы

ях Центрального Черноземья может успешно конкурировать с традиционным и обеспечивать высокую урожайность сельскохозяйственных культур и воспроизводство плодородия.

Апробация работы. Работа широко апробирована. Она докладывалась на научно-практических конференциях преподавателей и студентов Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И.Иванова и на совещаниях руководителей и специалистов Суджанского района и получила высокую оценку.

Личный вклад автора состоит в разработке им научной гипотезы и программы исследований, проведении лабораторно-полевых и производственных опытов, обобщении экспериментального материала. На основании анализа полученных материалов автор сформулировал концепцию биологического земледелия в условиях Центрального Черноземья.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 научные работы.

Положения, выносимые на защиту. В результате исследований разработаны и выносятся на защиту следующие положения:

1. Зерно паропро паши ой севооборот с занятым паром и яровой пшеницей (вместо озимой), насыщенный сидеральными промежуточными культурами, обеспечивает успешное функционирование и конкурентоспособность биологической системы земледелия.

2. Система удобрения, основанная на органике, включающая навоз, нетоварную продукцию возделываемых культур и сидераты, не уступает традиционной органо-минеральной системе удобрения.

3. Обработка почвы является важным фактором формирования биологической системы земледелия.

4. Севооборот, удобрения и обработка почвы, применяемые в комплексе, - основа формирования эффективной биологической системы земледелия.

Структура и объем диссертации. Диссертация написана на русском языке. Изложена на 140 страницах компьютерной верстки, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, содержит 29 таблиц и 3 рисунка. Список использованной литературы включает 208 наименовании, в том числе 34 на иностранном языке.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Цель и задачи проведения исследований

Целью наших исследований явилась разработка биологической системы земледелия, обеспечивающая воспроизводство плодородия почвы

и получение урожая сельскохозяйственных культур на уровне урожайности их при традиционном земледелии.

Для решения поставленной цели нами решались следующие задачи:

1. Дать оценку севооборота, как способу, обеспечивающему успешное формирование биологической системы земледелия.

2. Изучить возможность и эффективность замены промышленных на различные виды органических удобрений и их сочетания.

3. Определить роль обработки почвы в эффективности биологиза-ции земледелия.

Для решения этих задач мы изучали влияние названных факторов на рост и развитие культурных растений, засоренность посевов, биологическую активность, плотность и запасы продуктивной влаги в почве, обеспеченность растений элементами питания, качество воспроизводства плодородия, урожайность культур, продуктивность севооборота и экономическую и экологическую эффективность.

Программа и методика исследований

Реализация цели и задач исследований осуществлялась в лабора-торно-полевых исследованиях и в производственных условиях.

I. Схема опыта

№ п/п Научаемые факторы Уровни факторов

1 2 3 4 5

1, Севооборот Зернопаро-пропашной, 5-и-лольный (контроль) Альтернативный 1 Альтернативный 2

2. Обработка почвы Дифференцированная (контроль) Мульчирующая

3. Система удобрений Органо-минеральная (контроль) Органическая 1 (навоь; Органическая 2 (навоз + побочная нетоварная продукция) Органическая 3 (навоз + побочная нетоварная продукция + сидераты мн. трав) Органическая 4 (навоз + побочная нетоварная продукция + сидераты из одн. трав)

Примечание'

- В качестве зернопаропропашного пятипольного севооборота взят наиболее напряжен-ныв: 1 - черный пар. 2 -озимая пшеница, 3 - сахарная свекла. 4- кукуруза, 5-ячмень.

■ Альтернативный 1 севооборот: 1 - занятый пар + сидераты из многолетних трав. 2 -яровая пшеница с подсевом многолетник трав + сидераты из многолетних трав, 3 - сахарная свекла. 4 - кукуруза. 5 - ячмень с подсевом многолетних трае.

- Альтернативный 2 севооборот: 1 • Занятый пар из однолетних трав + сидераты из однолетних трав, 2 • яровая пшеница о подсевом однолетних трав + сидераты однолетних трав, 3 - сахарная свекла, 4 - кукуруза, 5 - ячмень + промежуточные культуры из однолетних трав.

Система обработки почвы

Фактор обработки почвы в опыте применяется на двух уровнях:

1) дифференцированная система обработки почвы - разноглубинная отвальная, рекомендованная для зоны;

2) мульчирующая - предполагает применение в осенний период систематических многократных мелких рыхлений посевного слоя почвы по мере появления сорняков.

Система удобрений

Система удобрений попей рассчитывается на простое воспроизводство плодородия и на планируемый урожай из расчета получить в зернопа-ропропашном севообороте: озимой пшеницы - 45-50 ц/га, сахарной свеклы - 450-500 ц/га, зеленой массы кукурузы - 400 ц/га, ячменя - 40-45 ц/га.

Урожай сидеральных культур: многолетних - 100-110 и/га; однолетних - 80-100 ц/га.

Содержание уровней фактора «Система удобрения» следующее:

1. Органо-минеральная (К) система удобрения рассчитывается за счет применения органических и минеральных удобрений. Основная и побочная продукция всех культур обоих севооборотов полностью отчуждается с полей. •

2. Органическая - 1 система удобрения рассчитывается за счет применения только органических удобрений (навоза). Основная и побочная продукция всех культур полностью отчуждается с полей. Минеральных удобрений (кроме рядковых) не применяется.

3. Органическая - 2 система удобрения рассчитывается за счет использования побочной нетоварной продукции и донесения необходимого количества органических удобрений (навоза). В качестве нетоварной побочной продукции в севообороте используется весь урожай соломы озимой пшеницы. Минеральные удобрения, кроме рядковых и эквивалентно тонне соломы, не применяются.

4. Органическая - 3 рассчитывается за счет сидератов из многолетних трав, побочной нетоварной продукции (солома яровой пшеницы) н навоза. Минеральные удобрения (кроме рядковых и эквивалентно тонне соломы) не вносятся. При этом зернопропашной севооборот трансформируется в следующее содержание альтернативный 1:1- многолетние травы; первый укос на сено, второй - на сидерат; 2 - яровая пшеница с подсевом многолетних трав, травы первого года жизни на сидерат; 3 -сахарная свекла; 4 - кукуруза; 5 - ячмень с подсевом многолетних трав.

5. Органическая - 4 рассчитывается за счет сидератов из однолетних трав, побочной нетоварной продукции (соломы яровой пшеницы) и на-

воза. Минеральные удобрения (кроме рядковых и эквивалентно тонне соломы) не вносятся. При этом зернопаропропашной севооборот трансформируется в следующее содержание альтернативный 2:

1. Однолетние травы на сено, лоукосно однолетние травы-на сидерат;

2. Яровая пшеница, пожнивно однолетние травы на сидерат;

3. Сахарная свекла;

4. Кукуруза;

5. Ячмень, пожнивно однолетние травы на сидерат.

Органические удобрения вносятся под озимую пшеницу и заменяющую ее - яровую пшеницу.

Баланс органического вещества планируется и учитывается в целом по севооборотам.

Опыт размещается на склоне до 2° и закладывается в трехкратной по-вторности. Размеры делянок в опыте: длина 30,0 м; ширина 5,4 м; площадь ] 62 м2. Размещение вариантов и повторений в опыте систематическое.

Учеты и наблюдения

1. Гумус по Тюрину (перед закладкой опыта и в конце каждой ротации).

2. Азот валовой по Къельдалю (перед закладкой опыта и в конце каждой ротации),

3. Фосфор валовой по Гинсбургу (перед закладкой опыта и в конце каждой ротации),

4. РН солевой вытяжки (перед закладкой опыта и в конце каждой ротации).

5. Поглощенные основания (перед закладкой опыта и в конце каждой ротации).

6. Механический состав по Качинскому (перед закладкой опыта и в конце каждой ротации).

7. Структурный и агрегатный состав по Саввинову (перед закладкой опыта и в конце каждой ротации).

8. Азот гидролизуемый по Тюрину и Кононовой, (в период посева и в период уборки).

9. Фосфор подвижный по Чирикову (в период посева и в период уборки).

10. Калий обменный по Масло вой (в период посева и в период уборки).

11. Влажность почвы (в период посева и в период уборки).

12. Динамика появления и фенология развития всходов (вегетационный период).

13. Густота стояния растений (при полных всходах и при уборке).

14. Структура урожая (при уборке).

15. Пораженность растерши болезнями (в середине вегетации и перед уборкой).

16. Засоренность посевов на площадках 50x^0 по 5 накладок на каждом делянке (в середине вегетации и перед уборкой).

17. Качество заделки пожнивных остатков (количество стерни на поверхности поля) (после основной обработки и перед посевом с.-х. культур).

18. Качество выполнения работ по обработке почвы (после основной предпосевной обработки и в период ухода за культурами).

Характеристика почвы опытного участка

Исследования (лабораторно-полевые опыты) проводились в 20012003 годах на кафедре земледелия Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И.Иванова, а производственные - в ООО «Успех» Суджанского района Курской области.

Полевой стационарный опыт расположен на склоне северовосточной экспозиции крутизной до двух градусов. Почвенный покров опытного участка однородный, представлен темно-серыми лесными почвами среднесуглинистого гранулометрического состава.

По содержанию гумуса почвы относятся к с л або гу м у с и рован н ы м с низким содержанием его - 2,5%. Содержание гумуса и общего азота -уменьшается по профилю.

Реакция почвы пахотного сдоя (рН) меньше 5, с глубиной рН несколько возрастает. В пахотном слое довольно высокая величина гидролитической кислотности и низкая величина суммы обменных оснований. Степень насыщенное?» почв основаниями в пахотном слое около 70%. Величина гидролитической кислотности говорит о средней нуждаемости почвы в известковании.

Содержание подвижного фосфора и обменного калия колеблется от среднего до повышенного.

Характеристика метеорологических условии в годы проведения исследований

В годы исследований (2001-2003) наблюдалась теплая, благоприятная для культурных растений температура воздуха с колебаниями по годам. Среднегодовая температура воздуха колебалась от 6,0° в 2003 году до 6,8° в 2001-2002 годах.

Метеорологические условия 2001 года были наиболее благоприятными, Посев яровых культур проводился при средней температуре почвы 13-150С в условиях достаточного увлажнения. Хотя низкие температуры нюня задержали рост растений, жаркая и влажная погода июля

способствовала интенсивному росту культур, дружности прохождения фаз вегетации, высокому темпу прироста.

2003 год был самым засушливым за период исследований, в среднем за год выпало 582 мм или на 28 мм ниже многолетней нормы.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Прежде, чем перейти к результатам исследования в звене севооборота: черный пар, пшеница, сахарная свекла, следует отметить, что это уже вторая ротация севооборота. В первой ротации были заложены все изучаемые факторы, поэтому здесь можно проследить действие всей программы опыта.

1. Влияние изучаемых факторов биологнзащш (севооборот, удобрения, обработка почвы) на условия роста и развития сельскохозяйственных культур

Плотность почвы (объемная масса)

В своих исследованиях мы изучали изменение плотности почвы от изучаемых факторов под посевами пшеницы н сахарной свеклы.

Замена озимой пшеницы на яровую и возделывание, в связи с этим, ендеральных культур, многолетних (вар, 4) и однолетних (вар. 5) трав в поле пшеницы не только не увеличило объемную массу почвы, а наоборот проявило тенденцию к снижению ее. Аналогичное положение наблюдалось и в поле сахарной свеклы.

Замена органо-минеральной системы удобрения (контроль) на органическую способствовала некоторому увеличению плотности почвы под посевами озимой пшеницы на варианте 2 (органическая I система питания - навоз) и на варианте 3 (органическая 2 система питания - на-гэз + солома основной культуры). Разница составила 0,06-0,08 г/см3. Этот процесс наблюдался только в начале весенней вегетации озимой пшеницы. К концу ее плотность почвы практически выравнивалась на изучаемых вариантах.

Под посевами сахарной свеклы этого процесса не наблюдалось. Как в начале, так и в конце ее вегетации плотность почвы на вариантах опыта: традиционная система удобрения и изучаемые (органическая I и органическая 2) практически не изменилась.

Обработка почвы (отвальная на 20-22 см под пшеницу и на 28-30 см под сахарную свеклу и поверхностная на 10-12 см) оказала более заметное влияние на плотность почвы. Так, в поле пшеницы, плотность поч-

9

вы практически во всех случаях на вариантах поверхностной обработан была ниже, чем при вспашке. В поле сахарной свеклы это наблюдалось на вариантах органической I и 2 системы удобрения. Однако эти изменения были небольшими и не могли влиять на урожайность.

Доступная влага

В своих исследованиях запасы доступной влаги мы определяли в почве под посевами пшеницы и сахарной свеклы соответственно в слое почвы 0-100 см и 0-150 см в начале весенней вегетации сельскохозяйственных культур и конце ее. Результаты исследований показали, что в поле пшеницы при замене озимой пшеницы на яровую в альтернативном севообороте с включением занятого пара (вместо черного) и сиде-ральных культур, запасы доступной влаги не только не уменьшились, а, наоборот, проявили тенденцию к увеличению, как в начале вегетации, так и в конце ее.

Замена традиционной органо-минеральной системы удобрения (вар. 1) на альтернативную органическую 1 и органическую 2 также способствовала незначительному, но увеличению запасов доступной влаги в почве в оба срока учета.

Обработка почвы также влияла на запасы доступной влаги. Так, в начале вегетации запасы доступной влаги на фоне поверхностной обработки почвы были заметно выше, чем на фоне вспашки. К концу вегетации положение изменилось. На фоне поверхностной обработки почвы они стали меньше, чем на фоне вспашки. Но к концу вегетации на процесс накопления и расходования влаги оказывал влияние урожай культуры, который очевидно в большей степени влиял на запасы влаги, чем обработка почвы.

В поле сахарной свеклы изменения запасов доступной влаги были аналогичны изменению их в почве под пшеницей. Так, замена традиционного чередования культур в севообороте на альтернативную способствовала увеличению запасов доступной влаги в 1,5 м слое почвы в начале вегетации на 9-20 мм. К концу вегетации общий уровень запасов доступной влаги уменьшился, но изменение в зависимости от севооборота осталось практически тем же.

Замена традиционной органо-минеральной системы удобрения на альтернативную - органическую в меньшей степени влияла на запасы доступной влаги. Так, в начале вегетации на изучаемых вариантах запасы усвояемой влаги в 1,5 м слое почвы были больше чем на контроле всего лишь на 8-9 мм.

Замена отвальной обработки почвы на поверхностную в начале вегетации отрицательно сказалась на запасе доступной влаги в почве под

сахарной свеклой как по предшественнику озимой, так и яровой пшеницы. В конце вегетации положение изменилось на противоположное, то есть мелкая обработка обеспечила большие запасы влаги в почве. Но здесь очевидно влияла не обработка почвы, а уровень урожайности. На мелкой обработке он был меньше, чем на вспашке, поэтому в почве и сохранилось большее количество влаги.

Коэффициент водопотребления в основном следовал за урожайностью. Чем выше был сформирован урожай, тем меньше коэффициент водопотребления.

Биологическая активность почвы

Биологическая активность почвы, интенсивность разложения льняной ткани определялась нами в два срока через 30 и 60 дней после закладки ее в почву в слоях 0-10, 10-20 и 20-30 см в поле под пшеницей и сахарной свеклой. Результаты исследования свидетельствуют, что биологическая активность почвы в поле пшеницы в первый срок учета, то есть через 30 дней после закладки изменялась от 14 на контроле до 19% на изучаемых вариантах, то есть она практически не зависела от севооборота, системы удобрения и обработки почвы. Во второй срок учета, то есть через 60 дней после закладки ткани в почву, биологическая активность почвы практически удвоилась, но изменение ее в зависимости от изучаемых вариантов не изменилось, различия составляли всего лишь 3-4%, то есть не зависела от севооборота, удобрений и обработки почвы.

В поле сахарной свеклы изменение биологической активности почвы было более существенно. Уже через 30 дней биологическая активность почвы на контроле была на 5 и 20% меньше, чем на изучаемых вариантах. Замена традиционного севооборота на альтернативный с включением в него сидеральных культур из однолетних трав увеличивала биологическую активность на 7-19%, замена традиционной органо-минеральной системы удобрений на альтернативную увеличивала биологическую активность почвы на 5-11%, а замена вспашки на поверхностную обработку увеличивала биологическую активность почвы только при органо-минеральной системе удобрения.

Через 60 дней после закладки льняной ткани общий уровень биологической активности почвы значительно увеличился, а изменение уровня её осталось практически такое же. Замена традиционных севооборотов и системы удобрения на альтернативные увеличивала биологическую активность, а замена вспашки на поверхностную обработку практически не оказывала влияние на уровень биологической активности.

Обеспеченность растений элементам им г/нерач ыюго тткипш

О своих исследованиях мы изучали изменения подвижных форм элементов питания растений в почве под посевами пшеницы в начале и в конце вегетации в слое 0-40 см,

В результате исследований установлено.

Щелочногидролызуел¡ый азот, С заменой традиционного севооборота на альтернативный, на фоне вспашки, количество щелочногидроли-зуемого азота в начале вегетации увеличивалось незначительно, всего лишь на 11,2 мг/кг почвы. Применение органической системы удобрений вместо традиционной - органо-мннералыюй в этих условиях увеличивало запасы щелочногндролизуемого азота на 4,4-8,4 мг/кг почвы. Поверхностная обработка не способствовала увеличению запасов щелочногндролизуемого азота в почве. В конце вегетации, замена традиционного севооборота на фоне вспашки на альтернативный не способствовала увеличению щелочногндролизуемого азота в почве, а лишь незначительно снижала запасы его. Так же влияла на запасы щелочногндролизуемого азота и альтернативная система удобрения. Мелкая обработка почвы на фоне органической системы удобрений с включением сидеральных культур из однолетних и многолетних трав способствовала накоплению в почве щелочногндролизуемого азота в почве.

Подвижный фосфор и обменный калий. Запасы этих элементов в почве в зависимости от изучаемых факторов изменились примерно также, как и пелочногидролизуемого азота. Причем эти изменения в конце вегетации больше зависели от урожайности культур. Различия в начальных (исходных) запасах их были не очень велики и не могли значительно влиять на уровень урожайности.

Гумус. За десятилетний период проведения эксперимента произошли значительные изменения плодородия почвы. Так, замена традиционного севооборота на альтернативный с заменой озимой пшеницы на яровую и с включением в него занятого пара и промежуточных сидеральных культур произошло наибольшее увеличение гумуса в почве. Оно составило 0,38 и 0,25% или на 0,21 и 0,8% соответственно выше в севообороте с промежуточными сидеральными культурами из многолетних и однолетних трав.

Замена традиционной органо-мннеральной системы удобрения на альтернативную также положительно влияла на изменение плодородия почвы. Так, органическая система 1 (вар, 2) (навоз - 36 т/га) способствовала увеличению содержания гумуса в почве за 10 лет на 0,23%, что на 0,08% больше чем при традиционной системе удобрения (контроль). Однако при органической системе удобрения 2 (вар. 3 - навоз 28 т/га + солома основной культуры) уменьшилось содержание гумуса в 0-20 см слое почвы на 0,11%, а в слое 0-40 см на 0,02%.

Постоянная поверхностная обработка почвы в севообороте, проводимая вместо вспашки на 20-22 см под яровые культуры н на 25-30 см под пропашные культуры, во всех случаях способствовала увеличению содержания гумуса в почве. За 10 лет эксперимента на контроле (органом и I тральная система удобрения) при поверхностной обработке содержание гумуса в 0-40 см почвы увеличилось на 0,23%. На варианте органической системы удобрений 3 (с сидеральнымн культурами из многолетних трав) содержание гумуса в почве увеличилось на 0,20%, то есть на 0,03 % меньше, чем на контроле.

На остальных вариантах опыта при поверхностной обработке почвы содержание гумуса в почве в слое 0-40 см увеличивалось по сравнению с контролем (органо-минеральная система удобрения) на 0,04-0,070,20%. Поверхностная обработка почвы, в абсолютном большинстве случаев, по влиянию на плодородие почвы была более эффективна, чем вспашка.

Засоренность посевов

Изучаемые приемы биологизации земледелия оказали значительное влияние на засоренность посевов. Так, замена традиционного севооборота на альтернативный с яровой пшеницей (вместо озимой), занятым сидеральным паром и промежуточными сидеральнымн культурами на фоне вспашки не только не увеличила засоренность посевов пшеницы однолетними сорняками, как в начале, так и в конце вегетации, а даже выявилась тенденция к снижению. Засоренность посевов многолетними сорняками за 10 лет в этих условиях увеличилась на 5-6 сорняков в начале вегетации и на 3-9 сорняков в конце вегетации.

Замена органо-минеральной системы удобрения (контроль) на альтернативную органическую I н органическую 2 привела к значительному (на 50 и более процентов) увеличению засоренности посевов озимой пшеницы как однолетними, так и многолетними сорняками.

При замене отвальной обработка на поверхностную на контроле (органо-минеральная система удобрения) увеличилась засоренность посевов озимой пшеницы практически вдвое. Однако на изучаемых вариантах системы удобрения органическая 1 и органическая 2 такого увеличения не произошло и засоленность посевов озимой пшеницы при поверхностной обработке оставалась практически такой же, как и при отвальной обработке.

В поле сахарной свеклы изучаемые факторы (севооборот, система удобрения и обработка почвы), хотя и увеличивали засоренность посевов в такой же закономерности, что и посевов пшеницы, но это увеличение было незначительным.

2. Урожайность культур и продуктивность севооборота

Урожайность тнепицы

В нашем опыте возделывалась озимая (на вариантах 1-3) к яровая (вариант 4-5) пшеница. Озимая пшеницы изучалась при разных системах удобрения, а яровая включалась в опыт с целью изменить традиционный севооборот (черный пар, озимая пшеницы, сахарная свекла, кукуруза, ячмень) на альтернативный (занятый пар, сндеральные культуры в пару и после пшеницы, яровая пшеница, сахарная свекла, кукуруза, ячмень).

Замена традиционного севооборота на альтернативный по фону вспашки привела к уменьшению выхода зерна яровой пшеницы на 4,1 (по сидератам - многолетние травы) и 6,7 ц/га (по сидератам - однолетние травы). Но это снижение произошло в связи с биологическими особенностями яровой пшеницы - как менее продуктивной (по сравнению с озимой пшеницей) культуры (табл. 2).

Замена традиционной органо-минеральной системы удобрения на альтернативную - органическую систему удобрения не снизила урожайность зерна озимой пшеницы, а, наоборот, обеспечила тенденцию к ее увеличению. Прибавка зерна составила 0,5-0,4 ц/га.

Замена отвальной обработки в севообороте на поверхностную незначительно снижала урожайность зерна озимой пшеницы (-0,8-1,5 ц/га) и изменяла урожайность яровой от -2,2 до +2,7ц/га пшеницы. Содержание клейковины в зерне озимой пшеницы практически не наблюдалось в зависимости от изучаемых вариантов.

Урожайность сахарной свеклы

Урожайность сахарной свеклы, размещаемой после озимой пшеницы, в традиционном севообороте, была ниже по сравнению с контролем (ор-гано-минеральная система удобрения на фоне вспашки), чем при размещении ее по яровой пшенице в альтернативном севообороте с включением в него сидератов из многолетних трав на 10,7 т/га. Но в этом же севообороте с включением в него сидератов из однолетних трав урожайность сахарной свеклы по сравнению с контролем снизилась на 1,5 т/га.

Замена традиционной органо-минеральной системы удобрения ни органическую 1 и органическую 2 обеспечила прибавку урожая корнеплодов на фоне вспашки в 10,0-12,3 т/га. Причем органическая система удобрения (навоз + солома) была более эффективной (табл. 2).

Поверхностная обработка почвы практически во всех случаях снижала урожайность корнеплодов.

2. Основные показатели продуктивности севооборота в среднем за 2001-2003 гг.

Варианты опыта Урожайность, т/га, основная продукция, физический вес Урожайность, т/га, кормовые единицы Коэффициент энергетической эффективности Уровень рентабельности, %

система удобрения способы основной обработки почвы культур занятого пара озимая пшеница сахарная свекла основная продукция всего

1 .Органо-минерапьная (навоз + ЫмРчоК)» на 1 га) контроль Вспашка 4,30 4,56 8,86 14,16 4,76 13,4

Поверхностная 4,10 4,10 8,20 13,04 4,43 8,6

2, Органичвская-1 (навоз 36 т/га) Вспашка 4,30 5,52 9,82 16,02 6.11 34,7

ПОВерХНОСТНаЯ 4,20 5,35 9,55 15,57 5,97 34,0

3. Орган ическая-2 (навоз 28 т/га * солома) Вспашка 4,30 6,03 10,33 17,00 6.39 47,1

Поверхностная 4,20 5,00 9,20 14,88 5.61 27,5

4, Органическая-3 (навоз 20 т/га + сидераты из многолетних трав) Вспашка 6,08 3,80 5.84 15,72 21,74 5.72 2,3

Поверхностная 6,04 3,50 5,33 14,87 20.37 5,30 7,3

5. Оргэнмческая-4 (навоз 28 т/га + сидераты из однолетних трав) Вспашка 6,15 3,50 4,38 14,03 16.65 4,22 37,3

Поверхностная 6,15 3,80 4,64 14,59 19.51 4,55 30,9

нср„

Качество корнеплодов сахарной свеклы по вариантам опыта изменялось непоследовательно. Ветвистость корнеплодов на изучаемых вариантах проявляла тенденцию к увеличению, дуплистость, наоборот, - к снижению, а сахаристость изменялась незначительно.

Продуктйен ость севооборота

Более точную и правильную оценку севооборота можно дать по выходу кормовых или зерновых единиц с гектара севооборотной площади. Мы в своих исследованиях оценивали по выходу кормовых единиц звенья севооборота: 1) черный пар, озимая пшеница, сахарная свекла и 2) занятый пар, яровая пшеница, сахарная свекла с включением в него сидеральных культур. Причем дополнительно учитывали только урожайность культур занятого пара. Урожайность сидеральных культур фиксировали, но в общий выход кормовых единиц не включали.

В наших исследованиях (табл. 2) наибольшую продуктивность на фоке вспашки обеспечил альтернативный севооборот с занятым паром, яровой пшеницы и промежуточными сидеральными культурами из мно-голетннх трав (21,74т/га) и этот же севооборот с промежуточными сидеральными культурами из однолетних трав (18,65 т/га). Замена традиционной органо-минеральной системы на органическую способствовала увеличению продуктивности традиционного севооборота, но это увеличение было не столь существенно, и оно составило всего лишь 2-3 т кормовых единиц на 1 гектар.

Поверхностная обработка почвы во всех случаях, кроме варианта 5 (альтернативный севооборот с промежуточными сидеральными культурами из однолетних трав), снижала продуктивность севооборота на 1-2 т кормовых единице 1 гектара.

3. Экономическая и биоэнергетическая оценка элементов бнологшацнн земледелия

Экономическая оценка

Замена традиционного севооборота на альтернативный с занятым паром, яровой пшеницей и сидеральными промежуточными культурами увеличила уровень рентабельности севооборота по сравнению с традиционным (черный пар, озимая пшеница и сахарная свекла при органо-минеральной системе удобрений) на 2,3 и 7,3 %.

При замене традиционной органо-минеральной системы удобрения на органическую в традиционном севообороте на фоне вспашки увеличивался уровень рентабельности в 3-4 раза (с 13,4 до 34,7 - 47,1%).

16

Поверхностная обработка почвы во всех случаях, кроме одного (альтернативный севооборот с включением промежуточных сидераль-ных культур го многолетних трав), снижала уровень рентабельности.

Биоэнергетическая оценка

Биоэнергетическая оценка эффективности приемов биологизации земледелия следовала за экономической оценкой. Она показала эффективность замены традиционного севооборота на альтернативный. Но наибольший коэффициент энергетической эффективности обеспечила замена традиционной органо-минеральной системы удобрения на альтернативную органическую 2 (навоз + солома основной культуры). Поверхностная обработка почвы во всех случаях, кроме одного (альтернативный севооборот с промежуточными сидеральными культурами из однолетних трав), снижала энергетический коэффициент.

ВЫВОДЫ

1. Биологическая система земледелия на серых лесных почвах Центрального Черноземья в условиях зернопаропропашного севооборота обеспечивает воспроизводство плодородия почв и высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

2. Замена традиционного зернопаропропашного севооборота на альтернативный, с включением занятого пара, сидеральных промежуточных культур и яровой (вместо озимой) пшеницы при органической системе удобрения (навоз + солома + сидераты) обеспечивает воспроизводство плодородия почвы, содержание гумуса в слое почвы 0-40 см за десять лет эксперимента увеличилось на 0,08-0,21%, а выход кормовых единиц возрос на 4,49-7,58 т/га по сравнению с контролем (зернопаропропашной севооборот, органо-минеральная система удобрений, вспашка).

3. Органическая (1) система удобрения (навоз) в зернопаропропашной севообороте, по сравнению с традиционной органо-минеральной системой, обеспечивает более интенсивное воспроизводство плодородия почвы (содержание гумуса за 10 лет увеличилось на 0,23% против 0,17% на контроле), а выход кормовых единиц на фоне вспашки возрос на 1,82 т (16,02 т против 14,16 т на контроле). В то же время органическая (2) система удобрения (навоз + солома) обеспечивает воспроизводство гумуса практически на уровне контроля, хотя и способствует дальнейшему росту продуктивности звена севооборота до 17 т/га.

4. Замена отвальной разноглубинной обработки почвы (вспашки) на поверхностную практически во всех случаях увеличивает темпы вос-

17

производства плодородия почвы, но также практически во всех случаях снижает уровень продуктивности севооборота на 0,45-2,12 т/га.

5. Наиболее логически целесообразным, агрономически и экономически эффективным является вариант биологической системы земледелия, состоящий из альтернативного севооборота, включающего занятый пар, сидеральные промежуточные культуры из многолетних трав, яровую (вместо озимой) пшеницу и мелкую мульчирующую систематическую обработку почвы (вместо вспашки). Этот вариант обеспечивает увеличение содержания гумуса в почве на 0,20% к исходному, максимальный выход кормовых единиц 21,74 т/га и уровень рентабельности 7,3% и меньшую, по сравнению с другими вариантами, потребность в навозе для воспроизводства плодородия почвы.

6. Изучаемые варианты биологической системы (особенно лучший по нашему убеждению) не ухудшали условия жизни растений по сравнению с традиционной системой земледелия. Так, плотность и биологическая активность почвы, запасы доступной влаги и элементов минерального питания в ней находились на уровне контроля или в более благоприятном состоянии (количестве) по сравнению с ним. Засоренность культур сплошного посева (озимая и яровая пшеница) также находилась на уровне контроля, лишь засоренность пропашных культур (сахарной свеклы) проявляла тенденцию к увеличению. Максимальное увеличение засоренности составило 11,3%,

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В хозяйствах с хорошей обеспеченностью органическими удобрениями (навозом) наряду с традиционной системой следует применять биологическую систему земледелия, включающую занятый пар, сидеральные промежуточные культуры, яровую пшеницу (вместо озимой), систематическую поверхностную обработку почвы и органическую систему удобрения (навоз + солома + сидераты из многолетних трав).

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ

1. Богачев А.Н., Сибилев Э.В. Сидеральные пары как предшественники сахарной свеклы // Материалы научной конференции.- Курск: Изд-во КГСХА, 2002.- С. 26-30.

2. Картамышев Н.И., Приходько В.Б., Богачев А.Н. Закономерность изменения плодородия кор необитаемо го слоя почвы по его глубине //

18

Плодородие почв и устойчивость земледелия в Центральном Черноземье,- Том 14,- Курск: Изд-во КГСХА, 2004,- С, 9-15.

3. Тарасов A.A., Богачев А.Н., Сибилев Э.В, Влияние севооборотов, систем обработки почвы и удобрения на качество зерна озимой пшеницы // Агроэкологические проблемы Центрального Черноземья (материалы научной конференции).- Курск: Изд-во КГСХА, 2004. - Том 15.- С. 5-8.

4. Богачев А.Н., Сибилев Э.В, Влияние обработки почвы на урожайность и биологические качества сахарной свеклы // Материалы научной конференции,- Курск: Изд-во КГСХА (в печати).

5. Богачев А.Н., Сибилев Э.В. Влияние сидератов на урожайность и качество сахарной свеклы И Материалы научной конференции.- Курск: Изд-во КГСХА (в печати),

6. Сибилев Э.В., Богачев А.Н. Урожайность н качество зерна ячменя в зависимости от приемов биологизации в зернотравяном севообороте // Материалы научной конференции.- Курск: Изд-во КГСХА (в печати).

7. Сибилев Э.В., Богачев А.Н. Эффективность сидеральных паров при возделывании озимой пшеницы Н Материалы научной конференции,- Курск: Изд-во КГСХА (в печати).

8. Сибилев Э.В., Богачев А.Н. Влияние предшественников и способов обработки почвы на урожайность и технологические качества зерна в условиях Центрального Черноземья // Материалы научной конференции,- Курск: Изд-во КГСХА (в печати).

Формат 60x84 Ш6, Бумага дп» множительных аппаратов. Печать на копировальном аппарате КГСХА. Усл. печ.л. Г ,0 Уч -ПІД л ЇДТнрзж LOO экз.

»154 10