Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность различных способов освоения залежных земель в условиях лесостепи юга Нечерноземной зоны

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Эффективность различных способов освоения залежных земель в условиях лесостепи юга Нечерноземной зоны"

На правахрукописи

Недайборщ Олег Владимирович

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ОСВОЕНИЯ ЗАЛЕЖНЫХ ЗЕМЕЛЬ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ЮГА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Специальность 06 01 01 - Общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

□ОЗ169602

Саранск 2008

003169602

Работа выполнена на кафедре общего земледелия Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им Н П Огарева»

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук

профессор

Смолин Николай Васильевич

Официальные оппоненты заслуженный агроном РФ,

доктор сельскохозяйственных наук Курдюков Юрий Федорович

доктор сельскохозяйственных наук Фирсов Александр Иванович

Ведущая организация Мордовский научно исследовательский

институт сельского хозяйства

Защита состоится 11 июня 2008 г в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 006 050 01 при ГНУ Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока по адресу 410010, г Саратов, ул Тулайкова, 7, зал заседаний

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного учреждения Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока

Автореферат разослан « £ » ¿^¿Zí/_2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук ¿^¿^¿^/'¿^ ^ ^ Сибикеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Пахотные почвы являются главным богатством страны, во многом определяющем его продовольственную безопасность и, следовательно, политическую стабильность и экономическую независимость При демографическом взрыве второй половины XX в численность населения на планете увеличилась с 2 до 6 млрд , что привело к резкому сокращению пашни на душу населения, уменьшив ее до 0,25 га (Огнивцев С Б, Сиптиц С 0 , 2004) При этом пятая часть мирового населения хронически голодает, а по прогнозам ООН через четверть века это число возрастет не менее чем в 1,5 раза

На сегодняшний день в мире распаханы практически все пахотнопригод-ные земли Однако в России с ее огромными сельскохозяйственными угодьями и самой высокой подушевой обеспеченностью пашней (1,25 га на 1 человека) происходит обратный процесс За последние два десятилетия, по обобщенным данным ряда авторов, выведено из сельскохозяйственного оборота до 40 млн га пахотных угодий Деградация технологических параметров этих земель идет очень быстро Миллионы гектаров зарастают трудноискоренимыми сорняками, малоценными древесными и кустарниковыми породами, что делает освоение этих земель высокозатратным, а, подчас, и практически недоступным для сельхозпроизводителей и требует государственной поддержки В этой связи, разработка комплекса мероприятий по быстрому и эффективному освоению подобных категорий земель является важнейшей задачей, стоящей перед учеными и земледельцами современной России

Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось выявление наиболее оптимального комплекса мероприятий по освоению залежных земель в условиях лесостепной полосы юга Нечерноземной зоны Европейской части России

В задачи исследований входило

- изучить динамику пахотного фонда Республики Мордовия и установить долю необрабатываемых старопахотных земель,

- определить флористический состав залежных земель и выявить наиболее эффективный способ борьбы с сорняками при освоении залежи,

- провести сравнительную оценку способов освоения залежных земель,

- выявить эффективность гербицидов сплошного и избирательного действия при освоении залежных земель,

- определить урожайность возделываемых культур при разных способах возвращения залежных земель в сельскохозяйственное производство,

- дать экологическую оценку изучаемого комплекса мероприятий по освоению залежных земель,

- рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность изучаемых приемов

Научная новизна. Впервые на территории Республики Мордовия разработана и предложена эффективная система агротехнических и химических мероприятий в борьбе с сорняками при освоении залежных земель

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности изменения площади пахотных и залежных земель на территории Республики Мордовия,

- особенности флористической структуры залежных земель,

- особенность разных способов освоения залежных земель и их влияние на численность сорняков в различных звеньях севооборота с озимой пшеницей,

- функциональное значение гербицидов сплошного и избирательного действия при освоении залежных земель,

- экологическая, экономическая и энергетическая оценка изучаемого комплекса мероприятий по освоению залежных земель

Практическая значимость работы. Результаты исследований позволили установить, что при освоении залежных земель наиболее эффективным является комплекс мероприятий, состоящий из полупаровой обработки почвы и системы гербицидов (раундап + линтур)

Апробация работы Результаты исследований внедрены на полях ООО «Агросоюз» Рузаевского района Республики Мордовия

Основные положения исследований доложены и положительно оценены на VI Республиканской научно-практической конференции «Наука и инновации в Республике Мордовия» (Саранск, 2007), на 41-ой Международной научной конференции «Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия» (Москва 2007), на IX Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкор-Ола, 2007), на IV Международной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс состояние, проблемы, перспективы» (Пенза - Нейбрандербург, 2007), на Международной научной конференции «Научные системы земледелия и их совершенствование» (Н Новгород, 2007)

Публикации По материалам исследований опубликовано 10 научных статей, 1 из которых опубликована в журнале, рекомендованном ВАК

Структура и объем диссертации Работа выполнена на 160 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 9 глав, выводов и предложений производству Содержит 45 таблиц, 17 рисунков, 271 библиографический источник, в том числе 11 иностранных авторов, 80 приложений

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты по изучению эффективности различных способов освоения залежных земель проводились на территории ООО «Агросоюз» Рузаевского района Республики Мордовия в 2003-2007 гг Лесостепная зона южного Нечерноземья России, к которой отнесена территория Мордовии, расположена в умеренно теплом поясе ГТК за период вегетации в 2004—2007 гг составил 1,37, 0,97, 0,74, 0,75 соответственно (при средней многолетней норме 1,1)

Почва опытного участка чернозем оподзоленный слабосмытый тяжелосуглинистый с повышенным содержанием гумуса в пахотном слое 7 % Имеет вы-

4

сокую степень насыщенности основаниями - 86 % По степени кислотности почва характеризуется как слабокислая Содержание подвижных форм фосфора и калия - высокое для зерновых культур

Опыт 1. Перед закладкой опыта определен видовой состав сорного компонента и запас семян в почве типичной залежи (участок не обрабатывался 12-14 лет) и перелога (участок не обрабатывался 2-4 года) Засоренность посевов определяли количественным методом по А М Туликову

Для определения засоренности почвы семенами сорняков с этих же участков в конце вегетационного периода, послойно с глубины 0-10, 10-20, 20-30 см по диагонали участка на десяти учетных площадках были отобраны образцы почвы Масса среднего образца составляла 1,5 кг После удаления ненужной примеси, почву промывали на ситах диаметром 0,25 мм Семена отделяли, высушивали и определяли их видовую принадлежность

Исследования по определению эффективного комплекса мероприятий по борьбе с сорняками при освоении залежных земель проводились в полевом двухфакторном опыте, который был развернут тремя полями с последовательным вхождением по годам К началу проведения исследований опытный участок не обрабатывался в течение 12-14 лет (типичная залежь) Опыт был заложен методом расщепленных делянок Площадь одного повторения - 480 м2 Размер делянки первого порядка был равен 160 м2, второго - 80 м2 Повтор-ность вариантов в опыте трехкратная

На делянках первого порядка изучали эффективность различных систем обработки почвы, которые состояли из следующих вариантов 1) обработка по типу чистого пара (осенняя обработка мелиоративной дисковой бороной на глубину 20-22 см и пять летних послойных культиваций (КПС-4) на глубину от 14-16 до 6-8 см, 2) обработка по типу занятого пара (осенняя обработка мелиоративной дисковой бороной на глубину 20-22 см под парозанимающую культуру - вико-овсяную смесь, дискование после ее уборки (БДТ-3) на глубину 12-14 см и две культивации (КПС-4) на 12-14 и 6-8 см, 3) дискование (БДТ-3) на глубину 1214 см и отвальная вспашка (ПЛН 4-35) на глубину 25 см под непаровой предшественник - ячмень, дискование после его уборки (БДТ-3) на глубину 12-14 см и прсдпоссвная культивация (КПС-4) на 6-8 см под озимую пшеницу

На делянках второго порядка изучалось влияние гербицида сплошного действия на засоренность посевов и урожайность звена севооборота 1) без гербицида, 2) с обработкой гербицидом раундапом (360 г/л глифосата к-ты, Монсанто Европа С А ) в дозе 4 л/га Обработку залежи проводили во второй декаде августа Норма расхода рабочего раствора - 250 л/га

Затем на всех вариантах высевалась озимая пшеница, как индикаторная культура, по развитию, урожайности и степени засорения которой, сравнивали эффективность изучаемого комплекса агроприемов Учет засоренности проводили количественно-весовым методом с 1 м2 в шестикратной повторности в следующие сроки первый - после применения гербицида и дискования (начало сентября), второй - после проведения 2-ой культивации чистого пара, в конце кущения ячменя и овса (третья декада мая), третий - к моменту проведение 4-ои культивации чистого пара, уборка вико-овса, фазы молочного состояния

5

зерна ячменя (вторая декада июля), четвертый - к моменту проведения предпосевной культивации под озимую пшеницу (первая декада сентября)

В опыте была определена динамика почвенных запасов семян сорняков в различных звеньях севооборота при освоении залежных земель по методике, описанной выше

Нами были определены агрофизические показатели плодородия почвы строение пахотного слоя, капиллярная и некапиллярная пористость методом насыщения в цилиндрах, плотность объемно-весовым методом Структурное состояние определяли методом сухого просеивания на вновь освоенной залежи и на старопахотных участках

Также была определена интенсивность разложения растительных остатков залежной дернины под чистым и занятым парами, обработанными гербицидом раундапом Почвенные образцы отбирали рамочным методом в трехкратной повторное™ Корни отмывали на ситах с диаметром отверстий 0,25 мм После отмывки растительные остатки высушивали до постоянной массы (Станков Н 3 , 1951)

Опыт 2. Для изучения влияния различных доз гербицида сплошного действия (раундапа) на доминирующие многолетние сорняки залежи, нами был заложен в четырехкратной повторности микрополевой опыт Размер делянки 2,25 м2 (1,5x1,5 м), учетная площадь 1 м2 (1x1 м) Опыт проводился по следующей схеме 1 - без применения гербицидов (контроль), 2 - раундап в дозе 4 л/га, 3 - раундап в дозе 6 л/га, 4 - раундап в дозе 8 л/га

Под делянки отводили участки с типичной и равномерной засоренностью корневищными и корнеотпрысковыми сорняками Обработка гербицидом проводилась во второй декаде августа Норма расхода рабочего раствора - 250 л/га Наблюдение за биологической эффективностью гербицидов и состоянием сорняков проводили один раз в три дня

С целью изучения влияния гербицида раундапа на почвенную микрофлору нами была проведено определение интенсивности дыхания почвы (Груздев Г С , 1992) По следующим вариантам 1) компостирование почвы с воздушно-сухими растительными остатками сорняков, полученными при борьбе с ними по методу высушивания, 2) компостирование почвы со свежими растительными остатками (зеленая масса сорняков), полученными при борьбе с ними по методу «удушения сорняков», 3,4, 5) компостирование почвы с растительными остатками сорняков, полученными при химическом методе борьбы (раундап в дозе 4, 6, 8 л/га) Растительные образцы отбирались на 10-й день после обработки участка гербицидом В качестве контроля использовали почвенные образцы, просеянные через сито (1 мм), отобранные с того же залежного участка Интенсивность дыхания определяли через 1,2,3 месяца после обработки

Опыт 3. С целью изучения влияния комплекса мероприятий при освоении залежных земель на снижение засоренности и урожайность озимой пшеницы нами был заложен и проведен трехфакторный опыт

Первый изучаемый фактор - предшественники озимой пшеницы и различные системы обработки почвы состоял из следующих вариантов 1) по типу чистого пара 2) по типу занятого пара

Делянки второго порядка включали следующие варианты 1) без гербицида, 2) с обработкой раундапом в дозе 4 л/га

На делянках третьего порядка изучали страховые гербициды в посевах озимой пшеницы 1) контроль (без обработки гербицидами), 2) линтур (ВДГ 659 г/кг дикамбы к-ты + 41 г/кг триасульфурона, ООО «Сингента») в дозе 135 г/га, 4) логран (ВДГ 750 г/кг триасульфурона, ООО «Сингента») в дозе 11 г/га, 5) ковбой (ВГР 17,5 г/л хлорсульфурона к-ты + 368 г/л дикамбы к-ты, R&D KARE)b дозе 190 мл/га, 6) магнум (ВДГ 600 г/кг метсульфурон-метила, ЗАО Фирма «Август») в дозе 10 г/га Обработку проводили в фазу кущения культуры Норма расхода рабочей жидкости 200 л/га Учет засоренности озимой пшеницы проводили количественно-весовым методом с 1 м2 в шестикратной повторности

Урожайность ячменя и озимой пшеницы определяли обмолотом снопов, убранных с делянок площадью 1 м2, с последующим пересчетом на 100 %-ную чистоту и 14 %-ную влажность Урожайность викоовса на сено определяли с 1 м2

Исследования по определению остаточного количества пестицидов в растительных образцах были проведены в лаборатории станции защиты растений (Мордовский филиал) методом газожидкостной хроматографии на хроматографе «Цвет-5М» Оценку биоэнергетической эффективности возделывания викоовсяной травосмеси, ячменя, озимой пшеницы рассчитывали по методике, разработанной РАСХН (1994)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Состояние и использование пахотного фонда в Республике Мордовия.

К концу XX в площадь пашни в Республике Мордовия составляла порядка 1 250,6 тыс га С началом 90-х гг резкое ухудшение экономического состояния в стране и республике вызвало кризисные явления в сельском хозяйстве, что повлекло за собой сокращение значительной части главного, сберегаемого веками богатства сельского производителя - пашни С 1989 г из года в год, происходило значительное снижение посевных площадей, возрос клин залежных земель, а также доля чистых паров, подчас условная, за огромными площадями которых нередко скрываюся залежных земель (рис 1)

Особенно резкое снижение посевных площадей и, возрастание залежных земель в республике наблюдалось в два периода (1993 - 94 гг и 2000 - 01 гг) За 17 лет площадь посевов в республике сократилась на 35 % Подобное сокращение пахотных земель не удалось остановить и в наши дни Для стабилизации этого негативного для республики явления необходим комплекс кардинальных мер К ним можно отнести недавно начатую в Мордовии дотационную программу по восстановлению заброшенных земель, которую необходимо развернуть на всей территории России

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

-о- чистые пары -в— посевные площади необрабатываемые земли

Рис. 1. Динамика посевных площадей, паров и необрабатываемых земель в Республике Мордовия за 1991 - 2007 гг. (по данным Федеральной службы государственной статистики по Республике Мордовия)

Фитоценологический прогноз распространения сорняков при освоении залежных земель

Анализ спектра жизненных форм флоры перелогов и залежей за трехлетний период времени показал конвергентную элиминацию отдельных видов, обусловленную сравнительно резкой сменой экологического состояния агрофи-тоценоза (рис. 2).

Перелог второго года Перелог четвертого года Двенадцатилетняя Четырнадцатилетняя

залежь залежь

Рис. 2 Состав агробиологических групп сорных растений на переложных и залежных землях

На.второй год существования перелога гетерогенность фитоценоза была обусловлена значительным распространением малолетних адвентивных видов, большей частью, сегетальной принадлежности. На долю яровых ранних приходилось порядка 19 %, яровых поздних - 21, зимующих - 25, двулетних -2, кор-неотпрысковых - 26, стержнекорневых - 5 %. Доля корневищных видов была

минимальной. На полях отмечались лишь отдельные единичные представители этой группы, в основном, по границам образовавшегося перелога.

Говоря о структурно-видовом составе перелога четвертого года, можно отметить, что здесь происходило значительное снижение численности малолетних сорняков. Многие фитоценотические патиентные виды, присутствовавшие в начале зарастания этих земель: редька дикая, просо куриное, практически полностью выпали из растительного сообщества. В свою очередь, значительное видовое разнообразие наблюдалось по многолетним сорнякам. Из них наибольшее распространение получили типичные виоленты корнеотпрысковой группы: осот желтый, бодяк полевой, вьюнок полевой и стержнекорневой: цикорий обыкновенный, гравилат городской, щавель конский, одуванчик лекарственный, виды полыни. Таким образом, на переложных землях наблюдался очередной этап восстановительной сукцессии.

На двенадцатилетней залежи было выявлено, что основу фитоценоза составляли корневищные сорняки, по емкости местообитания и массе в несколько раз превосходящие остальные агробиологические группы. Малолетние виды были практически полностью вытеснены. Следует отметить, что на залежи встречались ассектаторные виды, не относящиеся к сорным: клубника полевая, мятлик луговой, колокольчик персиколистный.

На четырнадцатый год существования фитоценоза конвергентный (резкий) тип смены растительности перелога сменился на дивергентный (постепенный) переход к залежи. При этом достаточно часто стали встречаться в растительном сообществе залежи эксплерентные представители луговых бобовых растений: клевер гибридный и белый, люцерна хмелевидная и т.д.

В этот период стали обильно появляться представители древесных видов растений, в частности клена ясенилистного, который в начале опыта отсутствовал. Подобное явление опасно тем, что при быстро разростающихся древесных видах, освоение подобных категорий земель будет практически невозможным, или требующим значительных временных затрат и капиталовложений при раскорчевке. Отсюда следует, что видовое разнообразие растительности перелогов и залежей необходимо учитывать, при разработке агротехнических мероприятий по вторичному освоению этих земель.

При сравнении почвенных запасов семян сорняков переложных и залежных земель можно отметить существенные различия, как по их численности, так и видовому составу. Залежные земли в своем потенциале имели более высокий видовой спектр (рис. 3).

Перелог 2 г.

Залежь 12 г.

-Сегетальные малолетние сорняки

- Сегетальные многолетние сорняки

- Рудеральные малолетние сорняки

- Рудеральные многолетние сорняки

Рис. 3 Содержание семян сорняков в почве перелогов и залежей

Значительная доля потенциального запаса семян принадлежала рудераль-ным сорным растениям, которые, в силу своих биологических особенностей, на интенсивно обрабатываемых почвах произрастать не могут и вреда возделываемым культурам после освоения этих земель не принесут.

Всестороннее исследование динамики засоренности залежных земель позволят оперативно прогнозировать появление сорняков. Это даст возможность планировать применение специальных агротехнических приемов против доминирующих ассоциаций сорняков и, таким образом, поддерживать оптимальное фитосанитарное состояние посевов не только в момент освоения залежи, но и в последующие годы.

Влияние различных доз раундапа на угнетение доминантных видов сорных трав залежных земель (опыт 2)

В проведенных исследованиях по изучению действия различных доз гербицида сплошного действия раундапа на основные злостные виды сорняков, следует отметить высокую биологическую эффективность раундапа в отношении пырея ползучего и корнеотпрысковых сорняков, начиная с 3-5 дня (рис. 4).

Вариант опыта Срок ожидания, дни

Гербицид Доза, л/га 1 3 5 7 9 13 17 21 _

Пырей ползучий

Контроль -___

Раундап 4 •

Раундап 6 V II №

Раундап 8 V •

Хвощ полевой 1

Контроль

Раундап 4

Раундап 6 И.', ' ■■

Раундап 8 . 1

Бодяк полевой (

Контроль НИН ___________|

Раундап 4

Раундап 6 ... ■ ■:-• ■ шт 1

Раундап 8 ■

Вьюнок полевой

Контроль

Раундап 4 ■ииянк

Раундап 6 Ш ; ИНН

Раундап 8 1

Обозначение:

- отсутствие признаков;

- проявление гербицидного действия;

- появление некрозов;

- гибель.

Рис. 4. Проявление гербицидного действия на сорняках в зависимости от сроков учета

10

На повышенных дозах внесения препарата (6, 8 л/га) эти закономерности проявлялись несколько интенсивней, однако на 21 день исследований на всех вариантах биологическая эффективность была примерно одинаковой

Применение раундапа во всех изучаемых дозах не оказывало существенного действия на хвощ полевой Отмечалось лишь незначительное угнетение этого сорняка, выраженное в некотором кратковременном замедлении его роста и повреждении двух-трех верхних мутовок листьев

Наши исследования показали, что при выборе оптимальной дозы раундапа необходимо учитывать видовую чувствительность сорняков к этому гербициду В связи с доминирующим положением в сообществе пырея ползучего и бодяка полевого, в целях снижения затрат при освоении залежных земель, рекомендуем против них дозу гербицида в 4 л/га Борьбу с малолетними сорняками, семена которых в обилии содержатся в пахотном слое залежи, и хвощем полевым вести с применением страховых гербицидов

Влияние различных способов освоения залежных земель на показатели плодородия почвы (опыт 1)

Засоренность посевов озимой пшеницы в различных звеньях севооборота при освоении залежных земель. Последовательно проводимая в течение трех лет оценка фитосанитарного состояния выявила существенные различия между способами освоения залежи и засоренностью посевов озимой пшеницы (табл. 1)

Таблица 1

Численность сорняков в посевах озимой пшеницы в различных звеньях

севооборота при освоении залежных земель в среднем за 3 года_

Вариант опыта Количество сорняков, шт /м2

система обработки, применение в фазу кущения (весной) в фазу трубко-вания-начала перед уборкой перед уборкой, г/ч2

предшест- раундапа колошения

венник фактор В мало- много- мало- много- мало- много- мало- много-

фактор А летние летние летние летние летние летние летние летние

по типу без раундапа 44 14 58 29 106 58 28,9 41,5

чистого пара с раундапом 36 6 49 14 77 25 23,2 21,2

по полупаровому без раундапа 73 31 92 43 174 77 48,5 66,1

типу (вико-овес) с раундапом 61 11 81 19 154 41 34,7 27,3

по непаровому пред- без раундапа 82 38 100 53 198 90 56,8 83,7

шественнику (ячмень) с раундапом 72 15 90 24 168 49 41,4 38,9

НСРА 2 2 3 3 3 3 1,8 1,2

В 2 1 2 2 4 2 1,6 1,1

АВ РФ<Р, 1 Рф<Рт 2 4 2 1,6 1,1

Минимальной во все годы наблюдений она была на варианте, где культуру возделывали по чистому пару. Общая засоренность озимой пшеницы по занятому пару и непаровому предшественнику пред уборкой была, соответственно, выше на 52 и 76 %. Применение раундапа в дозе 4 л/га на варианте с чистым паром способствовало снижению численности сорняков на 38 %, а массы на 37. На варианте с полупаровой обработкой почвы это снижение от действия препарата составило 22 и 46 %, на варианте с нспаровым предшественником 25 и 43 %, соответственно, что по эффекту приближало эти варианты к чистому пару.

Однако на всех делянках засоренность превышала экономический порог вредоносности. Это говорит о том, что освоение залежи требует системного подхода к решению проблемы засоренности и нуждается в разработке дополнительных мероприятий, в частности, применения страховых гербицидов.

Запасов семян сорняков при освоении залежных земель. Проведенные исследования показали, что исходная засоренность почвы залежи очень высока: от 146 до 232 млн. шт. всхожих семян на 1 га, что соответствало очень сильной степени засоренности почвы (по Исаеву В. В., 1990). В пахотном слое при освоении залежных земель по типу чистого и занятого пара во все годы исследований, несмотря на значительную вариативность, прослеживалась общая направленность снижения числа жизнеспособных семян всех агробиологических групп сорняков (рис. 5).

Чистый пар Занятый пар Залежь Рис. 5 Засоренность пахотного слоя семенами сорняков при освоении залежных земель, шт./м 2

Это связано как с их естественной убылью, так и интенсивной провокацией всхожести под действием обработки почвы. На этот процесс в значительной степени влияли условия увлажнения, складывающиеся как в начальный период освоения залежи (чистый и занятый пары), так и в период вегетации озимой пшеницы. В среднем за три тура определений численность семян сорняков на чистом пару сократилась на 26 %, на занятом пару - на 12. То есть в почве пахотного слоя, даже после введения таких сороочищающих звеньев, оставалось порядка 74—88 % семян сорных растений. Это говорит о необходимости разработки системы применения гербицидов при дальнейшем использовании этих земель.

Динамика агрофизических параметров плодородия почвы в зависимости от разных способов восстановления залежных земель. В результате распашки залежного участка, изучаемые агрофизические показатели плодородия существенно изменились На почве залежи объем всех видов пор составлял 68,4 %, а объем твердой фазы - 31,6 % При вовлечении этих земель в сельскохозяйственный оборот это соотношение существенно изменилось в сторону увеличения твердой фазы почвы, который на варианте с паровой обработкой составил 46,4 %, на полупаровой - 42,9, на варианте с непаровым предшественником - 45,5 % Максимальное значение капиллярной и некапиллярной пористости было на залежном участке Распашка земель способствовала некоторому снижению этих показателей К моменту уборки озимой пшеницы, возделываемой по чистому пару, капиллярная пористость в слое 0-30 см была меньше на 30 %, некапиллярная на - 19, по полупаровому типу - на 13 и 24, по непаровому предшественнику на - 20 %

В наших исследованиях плотность почвы в слое 0-30 см на залежном участке составила 0,89 г/см3 Это объясняется большим количеством органической массы, накопленной в результате многолетнего развития фитоценоза залежи, в структуру которого в основном входили корневищные растения После обработки залежного участка в результате гибели большинства растений и интенсивной аэрации пахотного слоя, способствовавшей интенсивному разложению растительных остатков, плотность почвы существенно увеличилась Максимальная плотность пахотного слоя была на варианте с чистым паром -1,25 г/см1, где многократная обработка почвы способствовала существенному разложению растительных остатков залежи

Система применения гербицидов в посевах озимой пшеницы при освоении залежных земель (опыт 3)

Трехлетние исследования показали, что при системном применении гербицидов можно значительно снизить высокую засоренность посевов озимой пшеницы (табл 2)

Применяемая система гербицидов способствовала существенному снижению численности сорняков при всех способах освоения почвы В особенности эффективно это было на вариантах, где освоение залежи велось по полупаровому типу Численность и масса сорняков к моменту уборки на этом варианте были минимальными на делянках с применением ковбоя и линтура

При вторичном освоении залежных земель необходима разработка системы применения гербицидов, включающая препараты, эффективные против максимального видового спектра сорной флоры

Таблица 2

Изменение засоренности озимой пшеницы при использовании гербицидов, _ в среднем за три года__

Перед обработ Через 14 дней Перед уборкой

Вариант кой гербицидами, шт /м после ботки, обра-шт/м2 шт /м2 масса, г/м2

Освоение залежи (фактор А) Основной гербицид (фактор В) Страховой гербицид, (фактор С) малолетние многолетние малолетние многолетние малолетние многолетние малолетние многолетние

По типу чистого без раундапа Контроль 49 18 58 23 5 101 7 51 28,9 41,5

пара Магнум 47 21 19 15 7 43 8 34 14,8 29,0

Ковбой 50 18 4 3 5 26 8 15 6,0 10,3

Линтур 54 19 2 3 10 27 10 10 5,7 7,4

Логран 52 18 33 14 4 70 13 38 20,5 32,2

с раунда-пом Контроль 42 10 50 14 9 68 0 25 23,2 21,2

Магнум 48 9 17 8 5 32 5 13 6,9 16,4

Ковбой 46 9 5 1 4 30 3 10 5,5 5,9

Линтур 46 10 3 1 7 22 3 9 3,6 4,4

Логран 44 9 29 8 6 48 5 15 13,2 15,2

По полупаровому без раундапа Контроль 78 32 80 38 9 165 13 64 48,5 66,1

типу (вико- Магнум 76 33 30 22 13 71 14 48 17,7 37,7

овес) Ковбой 81 34 6 4 15 54 13 32 8,8 18,2

Линтур 79 34 3 4 14 49 12 22 7,7 14,7

Логран 79 36 49 29 10 93 10 56 21,8 44,8

с раунда-пом Контроль 66 18 76 20 9 145 2 40 34,7 27,3

Магнум 66 17 24 13 9 64 8 22 15,3 19,9

Ковбой 65 21 5 3 16 43 6 10 9,2 9,9

Линтур 70 20 2 2 8 42 6 10 3,9 7,4

Логран 67 19 42 15 8 78 6 30 26,6 24,4

НСР05 А 3 1 1 1 1 1 1 1 0,4 0,6

В 1 1 1 1 1 1 1 1 0,5 0,4

С 3 1 1 1 1 2 1 г 0,6 0,5

над чертой однодольные под чертой двудольные сорняки и хвощ

Продуктивность различных звеньев севооборота с озимой пшеницей при освоении залежных земель

Объективную оценку продуктивности различных предшественников и озимой пшеницы можно дать по урожайности целого звена севооборота, выраженной в кормовых единицах (рис. 6).

5,0 4,5 4,0 ч 3,5

4»

i 3,0 а

§ 2,5 ^ 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

чисгын пар чистый пар + танятын пар заптын пар + непаровоп неиаравой

раундам рауплап предшественник предшественник

+рэундап

Рис. 6. Продуктивность звеньев севооборота в зависимости от предшественников озимой пшеницы и применения гербицида, среднее за 3 года

Звенья озимой пшеницы с занятым паром и непаровым предшественником, в которых при освоении залежи использовали гербицид раундап, были продуктивнее варианта с чистым паром, соответственно на 47 и 52 %. Сочетание предшественника и гербицида обеспечивало выход дополнительной продукции по занятым парам порядка 1,58 т корм, ед./га. По непаровому предшественнику с применением гербицида валовое производство зерна с двух культур звена севооборота за 2 года увеличивалось до 4,81 т/га, что было выше на 44 %, чем на варианте, где озимую пшеницу возделывали по лучшему предшественнику -чистому пару.

Применение обработки почвы по типу чистого пара, основного гербицида раундапа и страхового линтура способствовало получению максимальной урожайности озимой пшеницы во все годы исследований вне зависимости от погодных условий. Прибавка от этого комплекса в среднем за три года составила 1,23 т/га (табл. 3). Прибавка урожая в звеньях с озимой пшеницей, где в качестве предшественника использовали занятый пар, была несколько ниже (1,16 т/га).

Применение комплекса с гербицидом ковбоем также было высокоэффективным в увеличении урожайности озимой пшеницы. В звеньях севооборота с чистым и занятым паром прибавка составила 1,1 т/га. Гербициды из группы сульфонилмочевин с низкой нормой расхода, ввиду узкого спектра их действия, давали значительно меньшую прибавку урожая и не рекомендуются при освоении залежных земель.

3,4

3,9

4,0

4,9

4,2

5,2

Таблица 3

Урожайность и структурные показатели озимой пшеницы при использовании системы гербицидов, среднее за 3 года

Вариант Урожай- Масса Число зерен Число

Освоение Основной Страховой ность, 1 000 зерен, в колосе, продуктивных

залежи гербицид гербицид т/га г шт побегов, шт /м2

По типу без Контроль 2,87 30,9 20,8 472

чистого рауидаиа Магнум 3,19 32,2 21,2 496

пара Ковбой 3,58 33,3 21,7 528

Линтур 3,63 33,6 22,1 518

Логран 3,13 31,7 21,1 493

с раунда- Контроль 3,28 32,3 21,5 505

пом Магнум 3,72 33,3 22,0 535

Ковбой 3,99 34,6 22,4 545

Линтур 4,10 35,1 22,4 561

Логран 3,66 33,5 22,0 527

По полупа- без Контроль 2,34 29,2 19,7 431

ровому раундапа Магнум 2,64 30,1 20,1 465

типу Ковбой 3,04 31,7 21,0 491

(вико-овес) Линтур 3,18 32,0 21,4 497

Логран 2,60 30,6 20,3 445

с раунда- Контроль 2,76 30,8 20,4 467

пом Магнум 3,06 31,7 20,9 493

Ковбой 3,45 33,0 21,6 518

Линтур 3,50 33,0 21,7 522

Логран 3,00 31,5 21,0 488

НСР05 А 0,05 0,6 0,4 5

В 0,05 0,5 0,5 3

С 0,05 0,6 0,5 8

Проведенные исследования доказали, что при правильном подборе системы гербицидов и их рациональном использовании уже на начальных этапах можно получить достаточно высокий урожай озимой пшеницы и, тем самым, значительно ускорить окупаемость средств по освоению залежных земель

Экологическая оценка изучаемых мероприятий но освоению залежных земель

Интенсивность дыхания почвы. Исследования показали, что гербицид раундап не оказывал отрицательного влияния на интенсивность почвенного дыхания, а, следовательно, не подавлял развитие микробного сообщества Напротив, его применение во всех изучаемых дозах усиливало дыхание почвы от 25 до 46 % в сравнении с контрольным вариантом (табл 4) Определение дальнейшей динамики выделения СОг почвой показало его достоверное увеличение на всех изучаемых вариантах Это связано с активизацией жизнедеятельности всех почвенных микроорганизмов, увеличением их численности в условиях оптимума увлажнения, созданного в лабораторных условиях, и дополнительных источников питания (погибшие после обработки раундапом растительные остатки)

Таблица 4

Влияние применения раундапа па интенсивность выделения углекислого газа почвой, мл СО>/сут

Вариант Количество ССЬ/сут

через I месяц через 2 месяца через 3 месяца

Контроль(почва) 1,02 1,45 2,68

Почва + сухие растительные остатки 1,41 2,13 3,04

Почва + свежие растительные остатки 1,20 1,76 3,04

Почва+растительные остатки, обработанные раундапом в дозе 4 л/га 1,49 2,27 2,93

Почва+растительные остатки, обработанные раундапом в дозе 6 л/га 1,33 1,98 3,14

Почва+растительные остатки, обработанные раундапом в дозе 8 л/га 1,28 1,91 3,11

НСР01 0,15 0,38 0,36

Динамика разложения растительных остатков достоверно различалась в зависимости от изучаемых способов освоения залежи Более интенсивное разложение отмечалось в достаточно увлажненные вегетационные периоды 20032004 и 2004-2005 гг На варианте с чистым паром, где при освоении залежи применяли гербицид раундап, за период с начала освоения до момента посева озимой пшеницы в среднем за три года разлагалось до 63 % растительных остатков Лучшее разложение отмечалось в слое 10-20 см из-за большего количества влаги и достаточной аэрации при периодической культивации чистого пара Масса растительных остатков в слое 20-30 см достоверно не изменялась и оставалась достаточно стабильной

Содержание неразложившихся остатков было значительно большим на варианте с занятым паром за счет вновь образованных остатков после возделывания викоовсяной смеси Причем их количество по фону применения раундапа было выше на 68 %, по сравнению с безгербицидным фоном Это объясняется лучшим развитием корневой системы и более высокой урожайностью

Проведенные нами трехлетние исследования показали, что применение изучаемых гербицидов не ухудшало качества производимой продукции Остаточных количеств раундапа в образцах во все годы исследований не было обнаружено Были обнаружены остаточные количества гербицидов сульфонилмоче-винной группы лограна и магнума в количестве, не превышающем допустимых норм Проведенная экологическая оценка рекомендуемой системы освоения залежных земель показала, что она не нарушает экологического равновесия в биоценозе и может использоваться при освоении подобных категорий земель

Биоэнергетическая и экономическая эффективность

Коэффициент биоэнергетической эффективности достоверно возрастал при использовании гербицида раундапа на всех вариантах обработки почвы Использование занятого пара и посев озимой пшеницы по непаровому предшественнику существенно увеличивали сбор кормовых единиц и способствовали

17

значительному накоплению энергии (табл 5) Однако из-за дополнительных энергетических затрат на возделывание предшественника и достаточно низкой его урожайности в начальных не вполне благоприятных условиях при определении коэффициента биоэнергетической эффективности выяснилось, что максимальным он был на вариантах, где озимую пшеницу возделывали по чистому пару с применением раундапа (3,3) Несколько уступал по биоэнергетической эффективности вариант, где обработку почвы под озимую пшеницу проводили после непарового предшественника с начальным применением гербицида раундапа (2,7) Однако данный вариант характеризовался наиболее высоким показателем накопления полезной энергии процесса, существенно превосходившим все остальные варианты

Таблица 5

Биоэнергетическая эффективность возделывания озимой пшеницы в различных звеньях севооборота при использовании раундапа

Показатель по чистому пару по занятому пару (вико-овес) по непаровому предшественнику

без раундапа с раундапом без раундапа с раундапом без раундапа с раундапом

Сбор кормовых единиц, т 4,3 4,9 4,6 5,7 5,2 6,5

Содержание энергии в основной продукции, МДж 47211 53956 46398 55602 58890 73367

Расход совокупной энергии, МДж 11186 12597 17205 18970 17494 19603

Накоплено полезной энергии процесса, МДж 36025 41359 29193 36632 44396 53763

Коэффициент биоэнергетической эффективности 3,2 3,3 1,7 1,9 2,5 2,7

Оценка экономической эффективности звена севооборота показала, что обработка гербицидом раундап была экономически оправданной на всех вариантах, так как обеспечивала прибавку урожайности и условного чистого дохода, однако снижала уровень рентабельности из-за увеличивающихся затрат Максимальный размер чистого дохода в опыте был получен в звеньях севооборота при применении гербицида раундап на занятом пару и непаровом предшественнике - 3 963 и 3 682 руб /га, соответственно, что выше, чем на варианте с чистым паром, обработанным гербицидом - на 516 и 235, и на варианте с чистым паром без обработки раундапом - на 757 и 485 руб

Экономическая оценка применения системы гербицидов в посевах озимой пшеницы подтвердила эффективность совместного действия основного и страхового гербицидов Наибольший условный чистый доход был получен в звене севооборота, где озимую пшеницу возделывали по викоовсу с применением системы гербицидов раундап + линтур - 6 975 руб /га При использовании в качестве предшественника чистого пара на соответствующих вариантах этот показатель был ниже на 491 руб

выводы

Исследования, проведенные нами в 2003-2007 гг, позволяют сделать следующие выводы

1 В Республике Мордовия за последние 17 лет кризисные явления в сельском хозяйстве привели к существенному снижению посевных площадей и росту количества залежных земель В переложные и залежные земли перешло примерно 29 % пашни

2 Изучение флористического состава залежных земель показало, что в структуре фитоценозов преобладали злостные трудноискоренимые сегетальные и рудеральные сорные растения В пахотном слое было выявлено от 146 до 232 млн шт всхожих семян сорняков на 1 га

3 Засоренность озимой пшеницы во все годы наблюдений была минимальной на варианте, где культуру возделывали по чистому пару Засоренность на занятом пару и непаровом предшественнике была соответственно выше на 53 и 76 %

Применение раундапа в дозе 4 л/га на варианте с чистым паром способствовало снижению численности сорняков на 39 %, а массы на 37 На варианте с полупаровой обработкой почвы это снижение от действия препарата составило 22 и 46 %, что по действию приближало этот вариант к чистому пару

6 В среднем за три тура исследований численность семян сорняков в почве на чистом пару сократилась на 26 %, на занятом пару - на 12 Даже после введения таких сорочищающих звеньев в почве пахотного слоя оставалось порядка 74-88 % семян сорных растений

7 При предлагаемой техногенной нагрузке агрофизические показатели плодородия вновь осваиваемых земель находились в оптимальных пределах Сложение пахотного слоя зависело от способа освоения залежного участка Общая пористость на залежной почве формировалась за счет увеличения капиллярной доли и была заметно выше, чем на пашне Максимальная плотность к моменту уборки озимой пшеницы отмечалась на варианте с чистым паром - 1,25 г/см3

8 Применение системы гербицидов в посевах озимой пшеницы основного - раундапа и страхового - линтура, способствовало максимальному снижению численности и биологической массы сорняков На вариантах с чистым паром снижение численности сорняков составило 60 %, массы - 82, на вариантах с полупаровой обработкой 66 и 82 %, соответственно

9 Звенья озимой пшеницы с занятым паром и непаровым предшественником, где при освоении залежи применяли гербицид раундап, были продуктивнее варианта с чистым паром, соответственно на 47 и 52 % Выход дополнительной продукции по занятым парам составил 1,58 т корм ед/га По непаровому предшественнику, с применением гербицида, валовое производство зерна с двух культур звена севооборота за 2 года увеличивалось до 4,81 т/га, что было выше на 44 %, чем на варианте, где озимую пшеницу возделывали по чистому пару

10 Применение обработки почвы по типу чистого пара, основного гербицида раундапа и страхового гербицида линтура способствовало получению максимальной урожайности озимой пшеницы во все годы исследований вне за-

19

висимости от погодных условий Прибавка от этого комплекса в среднем за три года составила 1,23 т/га

Прибавка урожая в звеньях с озимой пшеницей, где в качестве предшественника использовали занятый пар, была несколько ниже - 1,16 т/га

11 Изучаемые мероприятия по освоению залежных земель не оказывали отрицательного влияния на экологическое состояние агрофитоценозов Об этом можно судить по интенсивности дыхания почвенной биоты, которое на вариантах с применением раундапа усиливалось от 25 до 46 % в сравнении с контрольным вариантом Применение изучаемых гербицидов не ухудшало качества производимой продукции Остаточных количеств раундапа в образцах во все годы исследований не было обнаружено Были обнаружены остаточные количества гербицидов сульфонилмочевинной группы лограна и магнума, которые не превышали допустимых норм

12 Наибольший коэффициент биоэнергетической эффективности был на вариантах с чистым паром, где применяли гербицид раундап - 3,3 На аналогичных вариантах с занятым паром и непаровым предшественником биоэнергетический коэффициент составил 1,9 и 2,7, из-за дополнительных энергетических затрат на возделывание предшественников и достаточно низкой их урожайности на начальных этапах освоения залежи

Максимальный чистый доход в опыте был получен в звеньях севооборота при применении гербицида раундапа на занятом пару - 3 963 руб /га

Сочетание системы гербицидов (основной + страховой) обеспечивало получение наибольшего чистого дохода при применении раундапа и страхового гербицида линтура на варианте с занятым паром - 6 975 руб /га

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях лесостепи юга Нечерноземной зоны на слабосмытых почвах черноземного типа при освоении залежных земель с целью эффективной борьбы с сорными растениями в посевах озимой пшеницы и получения максимальной урожайности обработку почвы вести по полупаровому типу с применением основного гербицида сплошного действия раундапа в дозе 4 л/га и страхового гербицида избирательного действия линтура в дозе 135 г/га

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1 Флористический состав перелогов и залежей Республики Мордовия / Н В Смолин, О. В. Недайборщ, Д В Бочкарев, А П Овчинников // XXXIV Огаревские чтения Материалы науч конф в 2 ч Ч 2 Естественные и технические науки -Саранск Изд-во Мордов ун-та, 2006 - С 176-178

2 Прогноз распространения сорняков при освоении переложных и залежных земель / Д В Бочкарев, О. В. Недайборщ, А П Овчинников // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственно» продукции Материалы респ науч -практ конф , посвящ памяти С А Лапшина - Саранск Изд-во Мордов ун-та, 2006 - С 117-123

3 Продуктивность различных звеньев севооборота с озимой пшеницей при освоении залежных земель/ H В Смолин, Д В Бочкарев, О. В. Недайборщ, Т Ф Зайчикова // Агропромышленный комплекс состояние, проблемы, перспективы Материалы IV Междунар науч -практ конф Пенза - Нейбрандер-бург РИО Пензенской ГСХА, 2007 - С 14-16

4 Засоренность озимой пшеницы в различных звеньях севооборота при освоении залежных земель / H В Смолин, Д В Бочкарев, О. В. Недайборщ // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства Мосоловские чтения Материалы межд науч прак конф Вып IX - Йошкар-Ола Map roc ун-т, 2007 -С 178-180

5 Перспективы использования пашни в современном земледелии Мордовии / H В Смолин, О. В. Недайборщ, Ю H Журавлева // Научные системы земледелия и их совершенствование Материалы межд науч конф , поев 100-летию со дня рождения В П Нарциссова - H Новгород, Изд-во Нижегородской ГСХА, 2007 -С 154-156

6 Эффективность различных способов освоения залежных земель / H В Смолин, Д В Бочкарев, О. В. Недайборщ, Т Ф Зайчикова // Научные системы земледелия и их совершенствование Материалы межд науч конф, поев 100-летию со дня рождения В П Нарциссова -Н Новгород Изд-во Нижегородской ГСХА, 2007 -С 156-160

7 Динамика засоренности в звеньях севооборота с озимой пшеницей при освоении залежных земель/ О. В. Недайборщ, Д В Бочкарев, Т Ф Зайчикова // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции Материалы респ науч -практ конф , посвящ памяти С А Лапшина, вып 3-Саранск Ковылк тип,2007 -С 277-281

8 Система применения гербицидов на посевах озимой пшеницы при освоении залежных земель / Д В Бочкарев, О. В. Недайборщ, Т Ф Зайчикова // Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур Материалы41-ойМеждунар науч конф M ВНИИА,2007 -С 247-250

9 Динамика посевных площадей в земледелии Мордовии / H В Смолин, О. В. Недайборщ, Ю H Журавлева, П Д Тулупов // Наука и инновации в Республике Мордовия мат VI респ нуч -практ конф - Саранск, 2007 - С 134-137

10 Влияние различных доз раундапа на угнетение доминантных видов сорных трав залежных земель / H В Смолин, Д В Бочкарев, О. В. Недайборщ, Т Ф Зайчикова, H А Перов // Достижения науки и техники АПК, 2008 -№2 - С 37-38

Подписано в печать 06 05 08 Объем 1,25 п л Тираж 120 экз Заказ № 786 Типография Издательства Мордовского университета 430000, г Саранск, ул Советская, 24