Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЁМОВ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯЧМЕНЯ И ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ТЁМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЁМОВ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯЧМЕНЯ И ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ТЁМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ"

/-зт*

На праважрукопиеи

травахфу^ Букреев Николай Николаевич ^

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЁМОВ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯЧМЕНЯ И ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ТЁМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

06.01.01 — общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Курск - 2005

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

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Картам ышев Николай Иванович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Стифеев Анатолий Иванович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лобков Василий Тихонович

Ведущая организация: Всероссийский нэучно-исследовательски й институт земледелия и зашиты почвы (ВНИИЗ и ЗПЭ)

Защита состоится «30»сентября 2005 г. в «13^ » 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« $ » СЗС\ 2005 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

В.П. Герасименко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В результате интенсификации сельскохозяйственного производства, проводимой, как правило, без учёта основных экологических принципов, возник вопрос экологической нестабильности в сельском хозяйстве н в стране в целом. В условиях экологической нестабильности и сложившегося паритета цен минеральные удобрения стали недоступными многим хозяйствам области. Кроме того, в связи с бурным развитием научно-технического прогресса минеральные удобрения часто вносили бесконтрольно и бессистемно. В результате усилилась антропогенная нагрузка на почвенный покров, снизилась буфер-ность плодородия и стабильность земледелия, нарушилась экологическая ситуация в природе. Поэтому появилась необходимость в разработке нетрадиционных источников питания для растений. В связи с этим в современных условиях особо актуальным становится, применение элементов питания растительного происхождения. Воспроизводство плодородия почв с помощью органических удобрений стало основой биологического земледелия. Вместо элементов питания промышленного производства вей чаще применяют элементы растительного происхождения. Однако хорошо разработанной системы биологического земледелия пока не существует. Решению этой проблемы и посвящена данная работа.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является разработка основ биологической системы земледелия и технологий возделывания сельскохозяйственных культур, обеспечивающих воспроизводство плодородия почвы и рост урожайности сельскохозяйственных культур, существенно сокращающих или полностью исключающих применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений, базирующихся на источниках минерального питания растительного происхождения и агротехнических мерах защиты растений.

Для решения поставленной цели нами решались следующие задач и:

1. Изучить возможность воспроизводства плодородия почвы и получения высоких н устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур на основе применения источников минерального питания растительного происхождения в различных севооборотах.

2. Изучить влияние биологазации земледелия на динамику основ-пых жизнеобеспечивающих (для растений) условий: усвояемой влаги, пищевого режима, агротехнических и агрофизических свойств почвы, потенциального и эффективного плодородия, засоренность посевов, поражаемость сельскохозяйственных культур вредителями и болезнями.

3. Разработать приёмы (технологии), альтернативные действию минеральных удобрений и химических средств защиты растений.

При этом изучалось влияние изучаемых факторов на рост и развитие растений, почвенные режимы, засоренность посевов, урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность-севооборота^—

ЦНБ МСХА фонд научной литературы

Решение поставленных задач осуществлялось в 2002-2004 годах в соответствии с планом НИР Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И. Иванова на опытном поле академии и в ООО «Успех» Суджанского района Курской области.

Научная новизна работы состоит в том, что вопросы биологиза-шш земледелия в условиях Центрального Черноземья решались не на отдельных приёмах (севооборот, удобрения и т. п.), а на их совместном участии в решении проблемы - комплексно. Этот приём 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 том, что результаты наших исследований показали, что биологическое земледелие в условиях 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 совещании руководителей и специалистов Суджанского района.

Личный вклад автора состоит в разработке им научной гипотезы н 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.

Пу6ликании. По материалам диссертации опубликовано 3 научные работы.

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

1. Зернотравяной 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 объём диссертации. Диссертация написана на русском языке. Изложена на 155 страницах компьютерной верстки, состоит из введения, 5 глав, выводов н предложений производству, содержит таблиц 32 и 9 рисунков. Список используемой литературы включает 245 наименований, в том числе 20 на иностранном языке.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Программа и методика исследований, В своих исследованиях мы изучали условия воздействия и продуктивности сельскохозяйственных культур в традиционных и альтернативных севооборотах, В качестве традиционных севооборотов были взяты:

1. Зернотравяной севооборот:

- горох (во второй ротации - однолетние травы),

• озимая пшеница,

- ячмень с подсевом многолетних трав,

- многолетние травы,

- озимая пшеница.

2. Зернопаропропашной севооборот:

• черный пар,

- озимая пшеница,

• сахарная свёкла,

- кукуруза,

- ячмень.

В качестве альтернативных к традиционному — 1 использовали севообороты:

А) — однолетние травы (вико-овсяная смесь) с подсевом многолетних трав, травы первого года жизни на сидерат;

- яровая пшеница с подсевом многолетних трав, травы первого года на сидерат;

- ячмень с подсевом многолетних трав;

- многолетние травы первый укос на сено, второй на сидерат;

- яровая пшеница с подсевом многолетних трав, травы первого года жизни на сидерат;

Б) - однолетние травы на сено + однолетние травы промежуточные на сидерат;

- яровая пшеница + промежуточные однолетние травы на сидерат;

- ячмень + промежуточно однолетние травы на сидерат;

- однолетние травы на сено + промежуточно однолетние травы на сидерат;

- яровая пшеница + однолетние травы на сидерат;

В качестве альтернативных к традиционному севообороту - 2 использовали севообороты:

А) - пар сидеральный;

- Яровая пшеница с подсевом многолетних трав + многолетние травы I года на сидерат.

- сахарная свекла;

- кукуруза;

- ячмень с подсевом многолетних трав;

Б) - однолетние травы на сено + пожнивно однолетние травы на сиде-рат;

- яровая пшеница + пожнивно однолетние травы на сидерат;

- сахарная свекла;

- кукуруза;

- ячмень + пожнивно однолетние травы на сидерат. Альтернативные севообороты с насыщением сидеральных культур

введены в обоих традиционных севооборотах с тем, чтобы традиционную (органо-минерапьную) систему удобрения более полно заменить биологической.

Традиционные севообороты в схеме опыта занимают 1, 2, и 3 варианты, а альтернативные севообороты 4 и 5 варианты.

При этом система удобрения выглядит следующим образом (табл. 1).

I. Содержание альтернативных систем удобрения

в/т Севооборот Внесено удобрений Севооборот Внесено удобрений

] Традиционный зернотравякой Органо-м инеральная (навоз 8 т/га + N^PjoKjo на 1га) Традиционный Зернопаро-пропашной Орган о-минеральная (навоз 8 т/га + NsoP4oK]M на 1га

2 » Органическая -1 (навоз 30 т/га) » Органическая - 1 (навоз 36 т/га)

3 » Органическая - 2 (навоз 24 т/га + солома + Nw) » Органическая - 2 (навоз 28 т/га + солома + N40)

4 Альтернативный -А Органическая - 3 (навоз 4 т/га + сидераты многолетних трав) Альтернативный - А Органическая - 3 (навоз 20 т/га + сидераты многолетних трав)

5 Ал ьтернатн вный -Б Органическая - 4 (навоз 12т/га+ сидераты однолетних трав) Альтернативный - Б Органическая - 4 (навоз 38 т/га + сидераты однолетних трав)

Фактор обработки почвы в опыте применяется на двух уровнях:

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

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

Названные севообороты в 2004 году завершили вторую ротацию. Наши исследования проведены в 4 и 5 полях второй ротации севооборотов, с учетом наложения всех изучаемых факторов в первой и второй ротации. В зернотравяном севообороте это культуры: травы (однолетние и многолетние) и пшеница (озимая и яровая), а в зернопаропропаш-ном - кукуруза и ячмень.

Опыт размещается на выровненном участке с крутизной склона до 2° и закладывается в трехкратной повторное™. Размеры делянок в опыте: длина 30,0 м; ширина 5,4; площадь 162 мг. Размещение вариантов и повторений в опыте систематическое.

Учеты и наблюдения

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

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

3. Фосфор валовый 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 Масловой (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 растений болезнями (в середине вегетации и перед уборкой).

16. Засоренность посевов на площадках 50x50 по 5 накладок на каждой 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 (лабо-раторно-полевые опыты) проводились в 2002-2004 годах на кафедре земледелия Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И. Иванова, а производственные - в ООО «Успех» Суджан-ского р-на Курской области.

Полевой стационарный опыт расположен на выровненном участке северо-восточной экспозиции крутизной до двух градусов. Почвенный покров однородный, представлен тёмно-серыми лесными почвами среднесуглинистого гранулометрического состава.

По содержанию гумуса почвы относятся к слабо гумусировшным с низким его содержанием — 2,5%. Содержание гумуса и общего азота — уменьшается по профилю.

Реакция почвы пахотного слоя (рН) меньше 5, с глубиной рН несколько возрастает. В пахотном слое довольно высокая величина гидролитической кислотности и низкая величина суммы обменных оснований. Степень насыщенности 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 условий в годы проведения исследования. В годы исследований (2002-2004) наблюдалась благоприятная для культурных растений температура воздуха с колебаниями по годам. Среднегодовая температура воздуха колебалась от 6,0° в 2003 году до 6,8° в 2002-2004 годах.

Метеорологические условия 2002 года были наиболее благоприятными. Посев яровых культур проводился при средней температуре почвы 13-15°С в условиях достаточного увлажнения. Хотя низкие температуры июня 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, полученных в звене зернотравяного севооборота (многолетние травы, пшеница) и звене зернопаропропашного севооборота (кукуруза, ячмень), следует отметить, что в 2004 г. закончилась вторая ротация севооборота. В первой ротации были заложены все изучаемые факторы, поэтому здесь можно проследить действие всей программы опыта.

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

Биологическая активность почвы Интенсивность разложения льняной тканн определялась нами в два срока - через 30 и 60 дней после закладки её в почву в слоях 0-10, 10-20 и 20-30 см в поле пшенииы (зер-нотравяной севооборот) и ячменя (зернолропашной севооборот).

Результаты опыта показали, что от начала периода вегетации и до его завершения биологическая активность увеличилась практически в 2 раза на всех исследуемых вариантах.

Показатели биологической активности почвы под посевами пшеницы и ячменя свидетельствуют о том, что темпы разложения льняного полотна на вариантах с поверхностной обработкой были несколько выше. Переход с органо-м нигральной системы удобрения к органическим системам удобрения не только не снижал показатель активности почвенной биоты, а проявил тенденции к её увеличению. Замена озимой пшенииы на яровую существенного влияния на почвенную активность не оказывала.

В итоге следует отметить, что приёмы биологического земледелия в обоих севооборотах не только не снижали биологическую активность почвы, а, наоборот, повышали е€.

Плотность почвы (объемная масса). В ходе наших исследований мы уделяли большое внимание изучению изменения плотности почвы от изучаемых факторов под посевами пшеницы и ячменя. Анализы проводились весной в начале вегетации и осенью в конце вегетации в следующих слоях почвы: 0-10,10-20,20-30 см.

Анализируя данные, было выявлено, что на вариантах, где проводилась отвальная обработка почвы на глубину 20-22 см, при посеве пшеницы в зернотравяном севообороте плотность почвы была близка к плотности на поверхностной обработке. Замена органо-минеральной системы удобрений на органические системы удобрений привела к уменьшению плотности почвы. Результаты исследований показывают, что плотность почвы на варианте 1 (контроль) органо-м ииеральная система удобрения была выше, чем на вариантах: 2 (органическая - 1 система удобрения - навоз); 3 (органическая - 2 система удобрения - навоз + солома основной культуры). Данная закономерность сохранялась и на вариантах, где возделывали яровую пшеницу 4 (органическая — 3 навоз + сидераты многолетних трав); 5 (органическая — 4 навоз +■ сидераты однолетних трав). Наблюдения показывают, что плотность почвы в конце вегетации была значительно выше, чем в еб начале.

Исследуя данные о плотности почвы, под посевами ячменя в зер-нопропашном севообороте наблюдали следующее. В начале вегетации на двух фонах обработки почвы замена органо-минеральной системы удобрения (контроль) на органические уменьшила плотность почвы практически на всех вариантах. В конце вегетации произошли измене-

ния на фоне обработки почвы — вспашка. Варианты: 2 (органическая - I навоз) плотность почвы была выше плотности на контроле; 4 (органическая - 3 навоз + сцдераты многолетних трав) плотность почвы одинакова с плотностью на контроле. Применение различных систем удобрений и систем обработки почвы (отвальной и поверхностной) незначительно влияли на изменения показателя плотности почвы. Наблюдая за обработкой, можно сказать, что вспашка приводит к незначительному уменьшению плотности в отличие от поверхностной обработки. Система удобрения органическая 4 (навоз + смдераты однолетних трав) оказывает благотворное влияние на снижение плотности в посевах ячменя.

В итоге следует заключить, что замена традиционных севооборотов, систем обработки почвы на альтернативные не препятствует эффективному применению приёмов биологизации земледелия.

Доступная влага. В наших исследованиях запасы доступной влаги мы определяли в почве под посевами пшеницы и ячменя в слое почвы 0-100 в начале весенней вегетации сельскохозяйственных культур и конце её. Результаты исследования показали, что в поле пшеницы изменения севооборота, то есть замена озимой пшеницы в традиционном на яровую в альтернативном севообороте, запас доступной влаги не уменьшался в начале вегетации. В конце вегетации наблюдалось незначительное уменьшение запаса доступной влаги в почве на вариантах с яровой пшеницей.

Это проявлялось при учёте влажности в 0-10; 0-30 см, значимых для растения слоях почвы.

Способы обработки почвы также оказали влияние на запасы доступной влаги, так, в начале вегетации наблюдалось, что на фоне поверхностной обработки исследуемый показатель был выше, чем на фоне вспашки. Данная закономерность изменяется в конце вегетации культуры. Очевидно, что к концу вегетации на процесс накопления и расходования влаги повлиял урожай культур, который в большей степени оказывает влияние на запасы доступной влаги, чем обработка почвы.

Запасы доступной влаги в поле ячменя, которое располагалось в зернопаропропашном севообороте, резко не изменялись в зависимости от способа обработки почвы и системы удобрения.

Таким образом, приёмы биологизации обработки почвы несущественно влияли на запасы доступной влаги и, следовательно, не могли отрицательно сказаться на урожайности.

Экологическое состояние посевов

Засоренность посевов

В нашем опыте засоренность посевов учитывалась на поле пшеницы и ячменя.

Изучаемые приёмы биологизации земледелия оказали значительное влияние на засоренность посевов. Так, замена традиционного севооборота

на альтернативный с яровой пшеницей (вместо озимой) не только не увеличила, а, наоборот, уменьшила численность однолетних и многолетних форм сорных растений. Данные о засоренности пшеницы отражают тенденцию роста засоренности на двух фонах обработки почвы, как в начале, так и в конце вегетации культуры. Наблюдая за обработкой почвы, можно убедиться, что поверхностная обработка незначительно увеличивала исследуемый показатель. Замена органо-минерапьной системы удобрения (контроль) на органические альтернативные (3 и 4), как на поле пшеницы, так и на поле ячменя приводило к снижению численности однолетних и многолетних форм сорных растений. Система удобрения (органическая 1) увеличивала показатель засорённости посевов относительно контроля. Менее засоренными оказались варианты альтернативных севооборотов, как на фоне вспашки, так и на фоне поверхностной обработки почвы, где снижение засоренности было наибольшим.

К концу вегетации численность однолетних и многолетних сорняков была значительно выше, чем в начале вегетации на всех вариантах опыта. При этом закономерность изменения засоренности в связи с севооборотом и вспашкой осталась прежняя.

За годы исследований наиболее сильно посевы ячменя н пшеницы были засорены в 2002 г. в начале и в конце вегетации. Это связано с тем, что в этот год исследований во время посевной выпадало большее количество осадков, что н сказалось на численности сорняков. Наблюдалось и увеличение сырой массы многолетних сорняков, особенно в 2003 г., как по вспашке, так н по поверхностной обработке почвы. Наименьшая засоренность наблюдалась в 2004 году исследования.

Приемы биологизации оказали положительное влияние на состояние засорённости посевов.

Поражаемость растений болезнями

Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что болезни ячменя в некоторой степени зависят от севооборота, системы удобрения (биологический фактор), в меньшей степени от способа обработки почвы. Так, распространение болезней в зернопаропропашном севообороте были заметно ниже, чем в зернотравяном. Величина этого снижения составила по бурой ржавчине 1,2-1,3 %, по мучнистой росе 1,2 %, по гельминтоспориозу 4,0 %.

Приёмы биологизации земледелия (альтернативный севооборот) снизили заболевание растений бурой ржавчиной на 1,1 — 1,2 %, мучнистой росы на 1,12- 1,4 %, гельминтоспорнозом на 0,9— 1,1 %.

Замена органом ннераяъной системы удобрения на органическую — 1 (навоз) и на органическую — 2 (навоз +солома) проявила тенденцию к увеличению распространения болезней на варианте. Эта же тенденция, но в меньшей степени наблюдалась в связи с заменой вспашки на 20-22 см на поверхностную обработку на 8-10 см.

Поражаемость растений вредителями

Распространение вредителей ячменя, хотя н в небольшой степени, но все же зависит от севооборота, системы удобрения, обработки почвы. Так замена традиционного севооборота на альтернативный, вар. 1 и 4, то есть исключение в связи с этим органо-минеральной и органической системы удобрения и замена их на альтернативную (преобладание сидеральных культур) способствовало уменьшению количества злаковых мух на I мг на 0,7-0,8 шт. блошки на 1,0-0,6 и вредной черепашки на 1,9-2,4 шт./ м*.

Замена органо-минеральной системы удобрения (вар. 1) на органическую - 2 (вар.З) обусловила тенденцию к увеличению количества вредителей ячменя. Такая же тенденция отмечена и при замене вспашки на поверхностную обработку почвы на вариантах органо-минеральной и органической системы удобрения (вар. 1,3), а на вариантах с применением альтернативной системы удобрения (использование сидеральных культур) это не происходило.

Замена зернотравяного севооборота на зернопаропропашной севооборот обуславливает некоторое снижение количества вредителей на 1 м . Это, очевидно, связано с изменением условий жизни вредителей в связи с введением в севооборот пропашных культур.

В целом и здесь введение элементов биологдоации земледелия не исключает возможность реализации ей в производстве.

Урожайность культур и продуктивность севооборота

Здесь мы представили урожайность культур последнего звена зернотравяного севооборота (многолетние травы за два укоса и пшеницы) и зернопропашного севооборота (кукуруза и ячмень). Поскольку в опыте названные севообороты и звенья прошли две ротации, то урожайность названных культур, её уровень и варьирование по вариантам опыта есть результат не только прямого действия факторов, заложенных в данных звеньях, но, главным образом, результат последействия изучаемых факторов, заложенных в первой и второй ротации севооборотов.

Урожайность культур зернотравяного севооборота: многолетних трав » пшеницы

В результате исследований установлено, что замена традиционного севооборота на альтернативный с использованием в качестве сидера-тов многолетних трав (вариант 4) не только не снизила урожайность сена, а, наоборот, обусловила тенденцию к увеличению ее.

Замена органо-минеральной системы удобрения на органическую в среднем за 3 года исследования увеличила урожайность сена клевера

на всех вариантах. Замена вспашки на поверхностную обработку почвы во всех случаях приводит к увеличению урожайности сена клевера.

Урожайность зерна озимой пшеницы в традиционном севообороте прн органической системе удобрений была выше, чем яровой пшеницы в альтернативном севообороте с использованием в качестве сидератов клевера красного на 0,2-0,3 т/га и на 0,3 -0,6 т/га с использованием в севообороте в качестве сидератов однолетних трав. Но это связано главным образом с тем, что потенциальная продуктивность яровой пшеницы ниже потенциальной продуктивности озимой пшеницы. Это различие обуславливается особенностями биологического развития данных культур.

Замена вспашки на поверхностную обработку почвы на вариантах с применением органических систем удобрения (навоз 30 т/га и навоз 24 т/га + солома) увеличила урожайность зерна на 0,1-0,3 т/га,

В альтернативном севообороте с использованием на сидерат многолетних трав вспашка и поверхностная обработка обеспечили одинаковую урожайность зерна, а в альтернативном севообороте с использованием на силерат внко-овсяную смесь поверхностная обработка снизила урожайность зерна яровой пшеницы на 0,2-0,3 т/га по сравнению с урожайностью на фоне вспашки.

Урожайность культур зернопаропропашного севооборота: кукурузы н ячменя

Замена традиционной органо-минеральной системы удобрения на альтернативные органические привела к увеличению урожайности зеленой массы кукурузы практически на всех изучаемых вариантах.

Замена вспашки на поверхностную обработку почвы привела к увеличению урожайности зеленой массы кукурузы на большинстве изучаемых вариантах. Исключения составляет вариант с применением ор-ганической-2 системы удобрения, где урожайность зеленой массы кукурузы была выше на фоне с применением вспашки и составила 37,0 т/га против 36,5 т/га на фоне с применением поверхностной обработки почвы. Максимальная урожайность наблюдалась на варианте с применением органической -3 системы удобрения, как на фоне вспашки, так и на фоне с применением поверхностной обработки почвы и составила 37,0 т/га и 39 т/га соответственно.

Полученные данные в годы исследования свидетельствует о том, что замена традиционного севооборота на альтернативные обеспечила большую урожайность зерна ячменя. Причем в альтернативном севообороте с использованием в качестве сидератов многолетних трав прибавка составила 0,15-0,17 т/га, а на альтернативном с использованием в качестве сидератов однолетних трав всего лишь 0,05-0,10 т/га.

Замена органо-минеральной системы удобрения на органическую-1 и органическую-2 приводила к некоторому снижению урожайности зерна ячменя. Это объясняется отрицательным действием высоких доз

навоза вносимых на данных вариантах, а именно органическая-1 (навоз 36 т/га) и органическая-2 (навоз 28 т/га + солома).

Замена вспашки на поверхностную обработку практически во всех случаях незначительна, но снижает урожайность зерна ячменя. Наибольшее снижение (0,22 т/га) отмечено лишь на фоне органо-минерапьной системы удобрения.

Продуктивность звена севооборота. В своих исследованиях мы оценивали по выходу кормовых единиц звенья зернопаропропашного и зернотравяного севооборотов. Звено зернопаропропашного севооборота состоит из кукурузы и ячменя. В звене зернотравяного севооборота мы оценивали следующие звенья: 1) занятый пар, озимая пшеница и 2) занятый пар, яровая пшеница с подсевом многолетних трав и однолетних трав на сидерат (соответственно орган ическая-3 и органическая-4 система удобрения). Причем дополнительно учитывали урожайность культур занятого пара и урожайность сидералькых культур, урожайность последних фиксировали, но не включали в общий выход кормовых единиц.

В наших исследованиях в условиях зернопаропропашного севооборота (табл. 2) наибольшую продуктивность обеспечил вариант с применением органической-3 системы удобрения и составил 12,32 т/га на фоне с применением поверхностной обработки почвы и 12,03 т/ га на фоне с применением вспашки, что оказалось на 1,13 т/га и на 0,84 т/га выше по сравнению с контролем, где применялась органо-минеральная система удобрения. Замена традиционной органо-минеральной системы удобрения на органическую способствовала увеличению продуктивности зернопаропропашного севооборота на всех вариантах как на фоне с использованием вспашки, так и на фоне с применением поверхностной обработки почвы. Замена вспашки на поверхностную обработку почвы в большинстве случаев, хоть и несущественно, но увеличила продуктивность севооборота на 0,02-0,73 т/га. Исключение составляют варианты с применением органичес кой-2 и органической-4 систем удобрения, где продуктивность на вариантах с применением фона вспашки выше, чем продуктивность на вариантах с применением поверхностной обработки почвы и составляет 0,10-0,22 т/га.

В условиях зернотравяного севооборота (табл. 3) наибольшую продуктивность мы в своих исследованиях наблюдали на варианте с применением органической-3 системы удобрения на фоне с применением поверхностной обработки почвы, и она составила 9,81 т/га, что на 0,64 т/га выше, чем на контроле. В целом замена органо-минеральной системы удобрения на органическую привела к увеличению продуктивности на большинстве вариантов, исключение составляет вариант с заменой органо-минеральной системы удобрения на органическую-4, где продуктивность была ниже, чем на контроле.

Замена основной обработки почвы в виде вспашки на поверхностную увеличила продуктивность изучаемых вариантов севооборота на 0,13-0,62 тонны кормовых единице I гектара.

2, Продуктивность звена зернопаропропашного севооборота в зависимости от системы удобрения и способа основной обработки почвы, т.к'.ед., 2002-2004 гг.

№ в/т Варианты опыта Всего тонн Всего кормовых единиц Коэффициент энергетической эффективности Уровень рентабельности

система удобрения способ основной обработки почвы Кормовых единиц

кукуруза ячмень

основная побочная

1 Органо-минеральная (навоз 8 т/га + N^<0^120 на I га) Вспашка 7,06 3,14 0,99 11,19 6,48 18,70

Поверхностная 7,24 3,16 0,92 11,32 6,66 17,80

2 Органическая-1 (навоз 36 т/га) Вспашка 7,12 3,32 0,97 11,41 7,88 17,70

Поверхностная 7,18 3,29 0,96 11,43 8,24 21,20

3 Органнческая-2 (навоз 28 т/га + солома + N40) Вспашка 7,40 3,28 0,96 11,64 7,15 18,70

Поверхностная 7,29 3,20 0,93 11,42 7,32 21,50

4 Орган ическая-3 {навоз 20 т/га + сндера-ты многолетних трав) Вспашка 7,40 3,58 1,05 12,03 8,25 40,40

Поверхностная 7,98 3,36 0,98 12,32 8,88 42,80

5 Органическая-4 (навоз 38 т/га + сидерапы однолетних трав) Вспашка 7,34 3,47 1,01 11,82 6,74 26,70

Поверхностная 7,48 3,28 0,96 11,72 6,94 26,90

3. Продуктивность звена зернотравяного севооборота в зависимости от системы удобрения и способа основной обработки почвы, т.к.ед., 200(3-2004 гг.

№ в'г Варианты опыта Всего тонн Всего кормовых единиц Коэффициент энергетической эффективности Уровень рентабельности

система удобрения способ основной обработки почвы кормовых единиц

культуры занятого пара пшеница

основная побочная

1 Органо-минеральная (навоз $ т/га + Н^Р^К» на 1 га) Вспашка 4,73 3,55 0,89 9,17 4,20 17,40

Поверхностная 4,89 3,62 0,90 9,42 4,30 24,00

2 Органическая-1 (навоз 30 т/га) Вспашка 5,10 ЗЛ4 0,79 9,03 5^0 22,80

Поверхностная 5,15 3,54 0,89 9,58 6,01 42,10

3 Органическая-2 (навоз 24 т/га + солома+ N^0) Вспашка 5,30 3,40 0,85 9,55 4,80 24,70

Поверхностная 5,36 3,46 0,86 9,86 5,10 27,20

4 Органическая-3 (навоз 4 т/га + сидераты многолетних трав) Вспашка 5,30 3,28 0,61 9,19 5,50 38,10

Поверхностная 5,78 3,40 0,63 9,81 6,03 48,90

5 Органическая-4 (навоз 12 т/га + свдераты однолетних трав) Вспашка 5,06 3,15 0,53 8,74 4,13 22,30

Поверхностная 5,72 2,53 0,47 8,72 4,24 19,60

Экономическая и биоэнергетическая оценка элементов биологкзации земледелия

Экономическая опенка. Представленные данные говорят о том, что наиболее высокий уровень рентабельности в звене зернотравяного севооборота был на варианте с применением органической - 3 системы удобрения (навоз 4 т/га + сидераты многолетних трав) на фоне с применением поверхностной обработки почвы и составил 48,9%, что на 31,5 % выше уровня рентабельности на контроле.

Замена органо-минеральной системы удобрения на органические привело к увеличению уровня рентабельности практически на всех изучаемых вариантах.

В целом замена вспашки поверхностной обработкой увеличила уровень рентабельности на большинстве изучаемых вариантов. Исключение составляет вариант с применением органической — 4 системы удобрения, где уровень рентабельности на фоне с применением поверхностной обработки почвы был ниже, чем на фоне с применением вспашки и составлял соответственно 19,6 % и 22,3 %.

Экономическая оценка звена зернопаропропашного севооборота показала, что уровень рентабельности был выше на варианте с использованием органической -3 системы удобрения в сочетании с альтернативным севооборотом - 1. Он составил 40,4 % с применением обработки почвы — вспашка и 42,8 % с применением поверхностной обработки почвы. Применение альтернативного -2 севооборота также увеличило уровень рентабельности, но не столь значительно. Переход с органо-минеральной системы удобрения к органическим привёл к увеличению уровня рентабельности практически на всех вариантах. Замена вспашки поверхностной обработкой увеличивала показатель рентабельности.

Биоэнергетическая оценка. Оценка вариантов биологического земледелия для звена зернотравяного севооборота (многолетние травы -пшеница) показала, что замена традиционной органо-минеральной системы удобрения на органические увеличила коэффициент энергетической эффективности относительно контроля. Максимальное увеличение составило на варианте альтернативного - 1 севооборота с применением органической - 3 системы удобрения (навоз 4 т/га + сидераты много летних трав) и было равно 1,3 (на фоне с использованием вспашки) и 1,83 (на фоне с применением поверхностной обработки почвы). Вариант с применением органической - 4 системы удобрения был исключением, здесь коэффициент энергетической эффективности был чуть ниже, чем на контроле.

В условиях традиционного севооборота замена органо-минеральной системы удобрения на органическую максимально увеличила коэффициент энергетической эффективности на 1,1 и 1,81 (вариант с применением органической - 1 системы удобрения) по фону с применением вспашки и поверхностной обработки соответственно.

Замена вспашки на поверхностную обработку почвы также привела к увеличению коэффициента энергетической эффективности на всех изучаемых вариантах. Максимальный показатель коэффициента энергетической эффективности составил 6,03 на варианте с использованием органической — 3 (навоз 4 т/га + сидераты многолетних трав) при применении поверхностной обработки почвы.

Биоэнергетическая оценка вариантов биологического земледелия для-звена зернопаропропашного севооборота (кукуруза — ячмень) говорит о том, что замена традиционной органо-минеральной системы удобрения на органическую увеличила коэффициент энергетической эффективности на 0,26-2,40. Максимальное увеличение наблюдалось в условиях применения альтернативного-! севооборота с органической -3 системой удобрения (навоз 4 т/га + сидераты многолетних трав) и составило 1,77-2,40. В условиях традиционного севооборота максимальное увеличение по сравнению с контролем наблюдается на варианте с не пользован кем органической - 1 системы удобрения, как на фоне вспашки, так и на фоне с применением поверхностной обработки почвы и составляет 1,4-1,76 соответственно.

Замена вспашки на поверхностную обработку на всех изучаемых вариантах привела к увеличению коэффициента энергетической эффективности.

ВЫВОДЫ

Результаты исследований позволили сделать следующие выводы:

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

2. Замена традиционного зернотравяного севооборота на альтернативный, с включением занятого пара, сидеральных промежуточных культур и яровой (вместо озимой) пшеницы при органической системе удобрения (навоз +■ солома + сидераты) обеспечивает увеличение выхода кормовых единиц.

3. Замена отвальной разноглубинной обработки почвы (вспашка) на поверхностную на большинстве вариантов звена зернотравяного севооборота повышает продуктивность от 0,25 т/га (контроль: органо-минерапьная система удобрения) до 0,62 т/га (органическая - 3: навоз + сидераты многолетних трав).

4. Замена отвальной разноглубинной обработки почвы (вспашка) на поверхностную на большинстве вариантов звена зернопаропропашного севооборота повышает продуктивность и составляет 0,23 т/га вариант с применением органической — 3 системы удобрения (навоз + сиде-

раты многолетних трав) против 0,13 на контроле (органо-минеральная система удобрения).

5. Наиболее логически целесообразным, агрономически, экономически эффективным в звене зернотравяного севооборота является вариант биологической системы земледелия, состоящий из альтернативного севооборота.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

В хозяйствах с хорошей обеспеченностью органическими удобрениями (навозом) наряду с традиционной системой земледелия следует применять биологическую систему земледелия, включающую склеральный 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. Букреев H.H. Влияние обработки почвы на урожайность ячменя в условиях биологизации земледелия // Агроэкологнческие проблемы Центрального Черноземья (материалы всероссийской научно-практической конференции, г. Курск, 24 - 27 февраля 2004 г., ч. 1). — Курск: Изд-во Курск, гос. с.-х. ак., 2004.- С.53.

2. Рогов А.Н., Балабанов С.С., Букреев H.H. Влияние основной обработки почвы на урожайность озимой пшеницы // Проблемы развития сельского хозяйства Центрального Черноземья (материалы всероссийской научно-практической конференции, г. Курск, 21-25 марта 2005 г.,ч. 1).- Курск: Изд-во Курск, гос. с.-х. ак., 2005.- С.20.

3. Букреев H.H., Балабанов С.С., Беседин Н.В. Влияние обработки почвы на засорённость посевов ячменя // Проблемы развития сельского хозяйства Центрального Черноземья (материалы всероссийской научно-практической конференции, г. Курск, 21-25 марта 2005 г.,ч.1).- Курск: Изд-во Курск, гос. с.-х. ак„ 2005. - С. 66.

Формат 60*ft4 1/16. Бумзга для множительных аппарат«. Печать на копировальном аплар«п КГСХА Уся.гмч.л. 1,0. Уч-имл. 1,0. Тираж 100 *мп-

»144 7 1