Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность ресурсосберегающих систем основной обработки почвы в Северном Зауралье

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Эффективность ресурсосберегающих систем основной обработки почвы в Северном Зауралье"

На правах рукописи ! ^

□□34Б8721 ' /

МАЛЫШКИН

Александр Николаевич

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НОЧВЫ В СЕВЕРНОМ ЗАУРАЛЬЕ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Тюмень-2009

003468721

Работа выполнена в Тюменской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Федоткин Виталий Андреевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Рендов Николай Александрович

кандидат сельскохозяйственных наук Исаенко Василий Анатольевич

Ведущая организация: Уральский НИИСХ

Защита диссертации состоится «21» мая 2009 г. в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.01 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии

Адрес академии: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Тел./факс: (3452) 46-87-77,46-16-50.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан « » апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат с.-х. наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Техническое перевооружение отрасли растениеводства АПК Тюменской области на использование широкозахватной комбинированной техники предполагает корректировку технологий возделывания, важный элемент которых - система основной обработки почвы (Абрамов Н.В., Федоткин В.А., Ренёв Е.П., 2006).

На современном этапе развития земледелия основные направления научных исследований и практики должны предусматривать разработку таких способов, приемов и систем обработки почвы, которые сохраняли бы плодородие почвы, создавали оптимальные условия для роста и развития растений, обеспечивали рост урожайности сельскохозяйственных культур. При этом процесс совершенствования обработки почвы имел бы направленность в сторону использования энергосберегающих технологий. Минимизация обработки почвы является важным фактором повышения производительности труда в земледелии, энерго- и ресурсосбережения при выращивании сельскохозяйственных культур.

В условиях Северного Зауралья не изучены системы основной ресурсосберегающей технологии при посеве зерновых культур широкозахватной техникой типа Джон Дир.

Цель исследований: выявление наиболее эффективной ресурсосберегающей системы основной обработки почвы для получения устойчивых урожаев зерновых культур в северной лесостепи Тюменской области.

Задачи исследований: провести оценку влияния ресурсосберегающих систем основной обработки почвы на:

1) агрофизические показатели (плотность почвы и запасы доступной влаги);

2) питательный режим;

3) глубину посева семян, полевую всхожесть и сохранность зерновых культур;

4) засоренность посевов;

5) урожайность зерновых культур;

6) экономическую эффективность.

Научная новизна. Впервые в условиях северной лесостепи Тюменской области на основании полученных результатов по выравненное™ глубины посева, сохранности растений к уборке и урожайности зерновых культур установлена эффективность ресурсосберегающих систем основной обработки почвы с комплексом машин фирмы Джон Дир.

Практическая значимость работы. Установлена эффективная система основной ресурсосберегающей обработки чернозема выщелоченного при посеве зерновых культур посевным комплексом Джон Дир 730 в условиях северной лесостепи Тюменской области - вспашка оборотным

плугом на 23-25 см и два года обработка Рубином на 8-10 см, которая обеспечивает урожайность ячменя 4,77 т/га (2006 г.), овса - 1,94 т/га (2007 г.) и ячменя - 3,14 т/га (2008 г.) и получение прибыли 4521,29 руб./га при уровне рентабельности 77,3 %.

Предмет исследования. Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы и посевной комплекс Джон Дир 730.

Объекты исследования. Чернозем выщелоченный; посевы зерновых культур (овес, ячмень).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1) Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы обеспечивают оптимальные показатели плотности почвы и запасов доступной влаги для получения максимальной урожайности зерновых культур.

2) Засоренность посевов зерновых культур зависит от системы основной ресурсосберегающей обработки почвы.

3) Урожайность зерновых культур (овес, ячмень) зависит от выравненности глубины посева и сохранности растений к уборке.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на:

• День поля, «Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в северной лесостепи Тюменской области», с. Новая Заимка, 2006;

• День поля, «Ресурсосберегающие технологии», г. Заводоуковск,

2007;

• Конференции молодых ученых «Современные тенденции развития АПК в Северном Зауралье», г. Тюмень, 2008.

Личный вклад соискателя. Полевые работы, анализ экспериментальных данных и математическая обработка результатов выполнены Малышкиным Александром Николаевичем в производственных условиях ООО «Возрождение» и в лаборатории кафедры земледелия.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, в т.ч. одна в ведущем научном журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 150 страницах, состоит из введения, восьми глав, выводов, предложения производству, списка литературы, который включает 218 источников, в том числе 9 работ зарубежных авторов. В работе содержится 37 таблиц, 12 рисунков, 34 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы

В главе излагается обзор литературы по изучению систем основных обработок почвы.

2 Условия и методика проведения исследований

Производственный опыт по изучению систем основной (ресурсосберегающей) технологии обработки почвы при возделывании зерновых культур и посеве их посевным комплексом Джон Дир 730 проводился в ООО «Возрождение» с. Новая Заимка Заводоуковского района Тюменской области в 2006-2008 гг.

Климат зоны континентальный, характеризуется продолжительной зимой и коротким умеренно теплым летом. Годовое количество осадков в северной лесостепи 374 мм, из них 232 мм выпадает за вегетационный период (апрель-октябрь), в холодный период (ноябрь-март) - 80-105 мм. Продолжительность периода с температурой выше 0°С составляет 194 суток, выше 10°С - 114-123 суток.

Анализ метеорологических условий в годы проведения опытов показал, что все вегетационные периоды различались между собой по тепло- и влагообеспеченности: 2006 г. характеризовался пониженными температурами в основные фазы развития ячменя, кроме того, в июне и июле выпало большое количество осадков, что в конечном итоге привело к значительному увеличению периода роста и развития растений; 2007 г. отличался жаркой погодой, редкими осадками, что отрицательно повлияло на урожайность; 2008 г. по климатическим условиям был крайне неблагоприятным по обеспечению осадками в июне и июле.

Почва опытного поля - чернозем выщелоченный маломощный, тяжелосуглинистый. Характеризуется мощностью гумусового горизонта - до 38 см; имеет пахотный слой - до 27 см. Содержание подвижного фосфора составляло 5,4 мг/100 г, нитратного азота - 9,25 мг/кг.

Общая площадь опыта 181,25 га. Размещение вариантов рендомизированное. Площадь под вариантами № 1, 3 - 31,25 га (250 х 1250 м); под вариантами № 2, 5 - 30,00 га (250 х 1200 м); под вариантами №4,627,50 га (250 х 1100 м). Площадь защитных полос - 0,625 га. Повторность в опыте трехкратная.

Весной при наступлении физической спелости почвы проводилось ранневесеннее боронование агрегатом Moris в два следа поперёк направления основной обработки почвы. При наступлении оптимальных сроков посева зерновых культур проводили посев посевным комплексом Джон Дир 730, который включает операции: предпосевная культивация, внесение минеральных удобрений (аммиачная селитра, аммофос из расчёта на запланированную урожайность), боронование, высев семян, прикатывание.

В опыте сеяли районированные сорта культур: ячмень «Ача» - 20062008 гг.; овес «Талисман» - 2007 г. - с нормой высева 6,5 и 6,0 млн. всхожих семян на 1 га, соответственно.

В посевах ячменя и овса применяли гербициды Пума Супер 100 (0,6 л/га) + Секатор (125 г/га) - 2006-2008 гг.

Убирали ячмень и овес в фазу полной спелости зерна прямым комбайнированием «Дон-1500».

После уборки урожая зерновых культур выполняли основную обработку почвы согласно схемы опыта (табл. 1).

Таблица 1 - Системы ресурсосберегающей технологии основной обработки _____почвы, опытное поле ООО «Возрождение»_

Основная обработка почвы Культура, год

ячмень, 2006 овес, 2007 ячмень, 2008

Дифференцированная разноглубинная Вспашка, 23-25 см (оборотный плуг) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)

Безотвальная разноглубинная Рыхление, 23-25 см (дисковый рыхлитель) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)

Рыхление, 30-35 см (дисковый рыхлитель) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)

Безотвальная мелкая Рыхление, 8-10 см (Смарагд) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)

Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)

Дискование, 8-10 см (БДТ) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)

Плотность почвы в слое 0-30 см определялась в трехкратной повторности по H.A. Качинскому; влажность в слое 0-100 см - термостатно-весовым методом; запасы доступной влаги рассчитывали по данным фактической влажности и плотности почвы. Нитратный азот определяли по Грандваль-Ляжу, подвижный фосфор - по Чирикову (Юдин Ф.А., 1971). Глубину заделки семян, всхожесть и сохранность растений по Б.А Доспехову, И.П. Васильеву, A.M. Туликову, (2004). Засоренность посевов учитывали количественным методом перед применением гербицидов и через месяц после обработки гербицидами.

Экономическая эффективность рассчитана по технологическим картам в соответствии с методикой СибНИИСХОЗа (Неклюдов А.Ф, 1993) и ТГСХА (Абрамов Н.В., Селюкова Г.П., 2000).

3 Влияние систем основных обработок почвы на агрофизические свойства

Плотность почвы в 2006 г. на контрольном варианте по вспашке перед посевом ячменя была 1,21 г/см3 (табл. 2). Рыхлое сложение в слое 0-30 см было после обработки дисковым рыхлителем на 30-35 см - 0,91 г/см3, а плотное после обработки Рубином на 8-10 см - 1,33 г/см3.

Меньше контроля на 0,04-0,05 г/см3 плотность почвы была на четвертом и шестом вариантах (безотвальная мелкая обработка), больше на 0,01-0,И г/см3 на втором и пятом вариантах при НСР05 0,052.

В фазу кущения плотность пахотного слоя (0-30 см), по вспашке и рыхлению (23-25 см) составила 1,20-1,21 г/см3 (НСР05 0,043). Плотность почвы при обработке дисковым рыхлителем (30-35 см) и БД'Г на 8-10 см была 0,89 и 1Д5 г/см3, что соответствует градации рыхлого сложения. Самым плотным был вариант с обработкой Рубином - 1,32 г/см3.

Таблица 2 - Плотность почвы при возделывании ячменя, 0-30 см, г/см3

Основная обработка почвы Перед посевом Кущение-выход в трубку Перед уборкой

2006 г. 2007 г. 2008 г. 2006 г. 2007 г. 2008 г 2006 г. 2007 г. 2008 г.

Дифференцированная разноглубинная (контроль) Оборотный плуг. Рубин 1,21 1,28 0,98 1,20 1,30 0,72 1,23 1,32 0,93

Безотвальная разноглубинная Дисковый рыхлитель, Рубин 1,22 1,28 1,00 1,21 1,30 0,83 1,22 1,31 1,12

Дисковый рыхлитель. Рубин 0,91 1,27 0,94 0,89 1,29 0,87 0,92 1,30 1,13

Безотвальная мелкая Смарагд, Рубин 1.17 1,27 0,96 1,16 1,29 0,83 1,17 1,30 1,11

Рубин 1,32 1,29 1,01 1,32 1,32 0,99 1,33 1,34 0,99

БДТ 1,16 1,28 0,96 1,15 1,31 0,91 1,17 1,32 1,10

НСР05 0,05 0,04 0,04 0,04 0,03 0,04 0,05 0,03 0,03

Перед уборкой пахотный слой (0-30 см) по вспашке уплотнился на 0,03 г/см3. Самым рыхлым - 0,92 г/см3 пахотный слой был по рыхлению на 30-35 см. При обработке Смарагдом, БДТ и дисковым рыхлителем на 23-25 см плотность почвы, в сравнении с контролем, была незначительно ниже - на 0,01-0,06 г/см3. В целом можно отметить, что почва имеет оптимальную плотность по вспашке, рыхлению на 23-25 см, обработке Смарагдом и БДТ (1,16-1,23 г/см3) при НСР05 0,051. После обработки дисковым рыхлителем на глубину 30-35 см, почва имела рыхлое сложение (0,89-0,92 г/см3), а после обработки Рубином - плотное сложение (1,32-1,33 г/см3), что отрицательно сказалось на росте и развитии растений ячменя в 2006 году.

Действие и последействие различных систем основной обработки на плотность почвы было только в течение 2006 г., а в 2007 г. плотность почвы по всем вариантам была оптимальной и составила 1,27-1,34 г/см3 за период от посева до уборки овса.

В 2008 г. почва по всем системам основной обработки была рассыпчатой и рыхлой (0,72-1,13 г/см3), что характерно при оптимальном увлажнении.

В среднем за 2006-2008 гг. в посевах ячменя и овса независимо от систем основных обработок плотность почвы была оптимальной и находилась в пределах 1,02-1,22 г/см3 из-за высокого содержания гумуса в слое 0-30 см (9,37%).

Запасы доступной влаги за годы исследований при возделывании ячменя и овса в слоях 0-20 и 0-100 см перед посевом и в фазу кущения колебались в пределах 35,7-42,5 и 136,9-161,9 мм по всем системам основной обработки почвы (хорошая обеспеченность) (табл. 3).

Перед уборкой запасы влаги сокращались в метровом слое до 94,1102,8 мм из-за недостатка осадков в июле, августе и потребления влаги культурными и сорными растениями. Различия запасов влаги по вариантам основной обработки почвы были в пределах 0,7-8,7 мм.

Таблица 3 - Запасы доступной влаги, мм (2006-2008 гг.)

Основная обработка почвы Слой почвы, см Перед посевом Кущение-выход в трубку Перед уборкой

Дифференцированная разноглубинная (контроль) Оборотный плуг, Рубин 0-20 0-100 37,1 138,6 40,6 146,8 34,4 100,5

Безотвальная разноглубинная Дисковый рыхлитель, Рубин 0-20 0-100 37,4 137,4 39,4 144,4 35,1 99,7

Дисковый рыхлитель, Рубин 0-20 0-100 35,7 136,9 38,7 149,8 30,8 96,3

Смарагд, Рубин 0-20 0-100 36,0 144,6 40,2 153,5 27,8 94,8

Безотвальная мелкая Рубин 0-20 0-100 38,7 150,5 42,0 159,3 30,6 94,1

вдт, Рубин 0-20 0-100 36,8 142,3 42,5 161,9 37,6 102,8

НСР05 0-20 0-100 1,8 2,8 1,0 2,1 1,6 2,1

Расход влаги на формирование зерна. За период от посева до уборки ячменя (2006 г.) наименьший расход влаги 7,65 мм наблюдался по дифференцированной разноглубинной обработке почвы, это можно объяснить высокой урожайностью ячменя (4,77 т/га) и, следовательно, влага на этом варианте использовалась эффективнее, чем по другим системам основной обработки почвы (табл. 4).

По безотвальным разноглубинным обработкам почвы (вар. 2, 3) расход влаги был выше контроля на 0,78-1,55 мм и составлял 8,43-9,20 мм. При

мелких безотвальных обработках (вар. 4-6) расход влаги увеличивался в сравнении с контролем на 1,27-1,89 мм и составлял 8,92-9,54 мм.

В 2007 г. за период от посева до уборки овса наименьший расход влаги - 8,31 мм наблюдался по дифференцированной обработке почвы - контроль, это объясняется наибольшей урожайностью овса (1,94 т/га) и, свидетельствует, что влага на этом варианте использовалась эффективнее, чем по другим системам основной обработки почвы.

При безотвальных обработках почвы расход влаги на формирование зерна овса повышался на 0,38-0,78 мм по разноглубинным, на 0,85-0,97 мм по мелким и составлял 8,69-9,09 мм и 9,16-9,28 мм соответственно.

Таблица 4 - Расход влаги (мм) на создание 1 ц зерна

Основная обработка почвы Ячмень 2006 г. Овес 2007 г. Ячмень 2008 г.

Дифференцированная разноглубинная (контроль) Оборотный плуг, Рубин 7,65 8,31 7,94

Безотвальная Дисковый рыхлитель, Рубин 8,43 8,69 6,92

разноглубинная Дисковый рыхлитель, Рубин 9,20 9,09 8,44

Безотвальная мелкая Смарагд, Рубин 8,92 9,28 8,73

Рубин 9,54 9,19 9,26

БДТ, Рубин 9,07 9,16 8,51

За период от посева до уборки ячменя (2008 г.) наименьший расход влаги 6,92 мм наблюдался по безотвальной разноглубинной обработке почвы (дисковый рыхлитель, 23-25 см; Рубин, 8-10 см), это можно объяснить погодными условиями исследуемого года.

При мелких безотвальных обработках почвы (вар. 4-6) расход влаги на формирование зерна увеличивался в сравнении с контролем на 0,57-1,32 мм и составлял 8,51-9,26 мм.

Таким образом, наименьший расход влаги 7,65 мм (2006 г.) и 8,31 мм (2007 г.) на 1 ц зерна был по дифференцированной системе основной обработки почвы - контроль (вспашка оборотным плугом, Рубин) с наибольшей урожайностью ячменя 4,77 т/га и овса - 1,94 т/га.

4 Питательный режим по основным обработкам почвы

В 2006 г. перед посевом ячменя содержание нитратного азота в слое 030 см почвы было в пределах 8,32-9,99 мг/кг, что характеризовалось низкой обеспеченностью. Наибольшее содержание нитратного азота 9,99 мг/кг было отмечено по дифференцированной обработке почвы (вспашка, 23-25 см -2005 г.; Рубин, 8-10 см - 2006-2007 гг.).

Содержание подвижного фосфора в слое 0-30 см перед посевом ячменя было средним - 6,00-9,27 мг/100 г по дифференцированной обработке, безотвальному разноглубинному рыхлению (рыхление на 23-25 см - 2005 г.; Рубин, 8-10 см - 2006-2008 гг.), по мелким безотвальным обработкам на пятом и шестом вариантах. Низкое содержание подвижного фосфора было отмечено при разноглубинной (4,62 мг/100 г) и по мелкой безотвальной обработкам почвы (Смарагд, 8-10 см - 2005 г.; Рубин, 8-10 см - 2006-2007 гг.)-4,51 мг/100 г.

В 2008 году содержание нитратного азота в слое 0-30 см слое почвы было в пределах 7,60-9,25 мг/кг, что характеризовалось низкой обеспеченностью. Наибольшее содержание нитратного азота 9,25 мг/кг было отмечено по дифференцированной обработке почвы - контроль.

Содержание подвижного фосфора в слое 0-30 см перед посевом ячменя было средним - 6,30-8,85 мг/100 г по безотвальной разноглубинной (рыхление на 23-25 см, Рубин) и по мелким безотвальным обработкам на пятом и шестом вариантах. Низкое содержание подвижного фосфора было отмечено при разноглубинной безотвальной обработке почвы на 30-35 см (4,40 мг/100 г) и по мелкой безотвальной (Смарагд, Рубин) - 4,30 мг/100 г.

5 Влияние систем основных обработок почвы на глубину заделки семян, всхожесть и сохранность зерновых культур

Глубина заделки семян. Средняя глубина посева по системам обработки почвы варьировала в пределах 3,6-4,4 см (табл. 5).

Коэффициент выравненное™ по вариантам был в пределах 76,0-86,7%. Максимальный, коэффициент выравненное™ (86,0-86,7%) был отмечен по дифференцированной (контроль) и мелкой безотвальной обработкам почвы (БДТ, Рубин), что соответствовало удовлетворительной оценке качества глубины посева.

По мелкой безотвальной обработке почвы (Смарагд, Рубин) коэффициент выравненное™ составлял 80% при плохой оценке качества

глубины посева. Очень плохой оценкой глубины посева характеризовались второй, третий и пятый варианты основной обработки почвы.

Таблица 5 - Глубина и оценка качества посева зерновых культур,

2006-2008 гг.

Основная обработка почвы Средняя глубина посева, см Колебания глубины посева, см Коэффициент выравненной» глубины заделки семян, % Оценка качества глубины посева

Дифференцированная разноглубинная (контроль) Оборотный плуг, Рубин 4,1 2,1-6,1 90 удовл.

Безотвальная разноглубинная Дисковый рыхлитель, Рубин 3,0 1,2-6,5 70 очень плохая

Дисковый рыхлитель, Рубин 3,6 1,2-6,5 70 очень плохая

Безотвальная мелкая Смарагд, Рубин 3,2 1,9-5,5 80 плохая

Рубин 4,3 1,7-6,5 80 плохая

БДТ, Рубин 4,2 2,8-7,1 90 удовл.

НСРо! 0,47

Полевая всхожесть зерновых культур. Наилучшие результаты в 2006 г. были по мелкой безотвальной обработке почвы (БДТ, Рубин) - 99,2%, в 2007-2008 гг. были по дифференцированной разноглубинной системе обработки почвы - 94,8-98,5%.

Сохранность растений зерновых культур к уборке. В 2006 г. густота стояния ячменя в фазу полных всходов была в пределах 608-645 шт./м2 при НСР05 7,05, к уборке их количество уменьшилось на 68-95 шт./м2 и составило 522-554 шт./м2 при НСР05 8,51, при этом сохранность была в пределах 84,689,1% (табл. 7). Сохранность культурных растений по системам основной обработки почвы - при обработке БДТ, Рубином, Смарагдом, дисковым рыхлителем на глубину 23-25 см, 30-35 см была ниже на 1,1-4,5%, в сравнении с контролем, (оборотный плуг, Рубин - дифференцированная обработка), в результате благоприятно сложившихся почвенных условий для роста и развития, а также удовлетворительной оценки качества посева наряду с другими вариантами основной обработки почвы.

Таблица 6 — Полевая всхожесть зерновых культур в фазу полных всходов, %

Основная обработка почвы Ячмень 2006 г. Овес 2007 г. Ячмень 2008 г.

Дифференцированная разноглубинная (контроль) Оборотный плуг, Рубин 95,7 94,8 98,5

Безотвальная Дисковый рыхлитель, Рубин 93,5 93,5 96,5

разноглубинная Дисковый рыхлитель, Рубин 94,9 93,7 94,0

Безотвальная мелкая Смарагд, Рубин 97,4 91,7 97,1

Рубин 96,6 90,2 94,5

БДТ, Рубин 99,2 94,5 95,0

Таблица 7 - Густота стояния и сохранность растений ячменя к уборке

Основная обработка почвы Растения, шт./м2 Сохранность растений, %

в фазу полных всходов перед уборкой

2006 г.. 2007 г. 2003 г. 2006 г. 2007 г. 21)08 г.. 2006 г. 2007 г. 2008 г.

Дифференцированная разноглубинная (контроль) Оборотный плуг Рубин 622 569 640 554 455 545 89,1 80,0 85,2

Безотвальная разноглубинная Дисковый рыхлитель Рубин 608 561 627 532 442 531 87,5 78,8 84,7

Дисковый рыхлитель Рубин 617 562 611 522 438 513 84,6 77,9 84,0

Безотвальная мелкая Смарагд Рубин 633 550 631 557 424 523 88,0 77,1 82,9

Рубин 628 541 614 545 411 495 86,8 75,9 80,7

ЕДТ Рубин 645 567 617 550 430 503 85,3 75,8 81,6

НСР05 7,05 10,3 8,43 8,51 7,82 8,08

В 2007 г. количество растений овса в фазу полных всходов варьировало в пределах 541-569 шт./м2 при НСР05 10,35, к уборке это количество уменьшилось и составило 411-455 шт./м2, при этом сохранность растений была в пределах 75,8-80,0% при НСР05 7,82.

Сохранность овса по безотвальным разноглубинным обработкам почвы, в сравнении с дифференцированной обработкой почвы (контроль)

была ниже на 1,2-2,1%, по мелким безотвальным обработкам ниже - на 2,94,2%.

Наибольший процент сохранности растений к уборке (80,0%) был отмечен по дифференцированной обработке почвы (контроль), в результате лучших условий для роста и развития, которые сложились при последействии вспашки.

В 2008 г. густота стояния ячменя в фазу полных всходов варьировала в пределах 611-640 шт./м2 при НСР05 8,43, к уборке этот показатель уменьшился на 95-119 шт./м2 и составил 495-545 шт./м2 при НСР05 8,08, при этом сохранность растений была в пределах 80,7-85,2%.

В сравнении с контролем, (оборотный плуг, Рубин -дифференцированная обработка) по изучаемым системам основной обработки почвы выживаемость культурных растений была ниже на 0,54,5%, а именно по разноглубинным безотвальным обработкам почвы на 0,51,2%, по мелким безотвальным обработкам на 2,3-4,5%.

В целом за три года исследований наибольшей густотой стояния растений и сохранностью их к уборке характеризовался вариант дифференцированной обработки почвы (оборотный плуг, Рубин - контроль).

6 Засоренность посевов зерновых культур

В посевах зерновых культур из однодольных малолетних сорных растений преобладали: овсюг обыкновенный (Avena fatua), просо куриное (Echinochloa crusgalli), щетинник зеленый (Setaria viridis). Из двудольных малолетних преимущественно были: щирица запрокинутая (Amarantus retroflecsus), подмаренник цепкий (Calium aparine), марь белая (Chenopodium album), змееголовник (Dracocephalum thymiflorum). Из многолетних встречались бодяк полевой (Cirsium arvense) и осот полевой (Sonchus arvense).

Засоренность посевов в фазу кущения ячменя в 2006 году варьировала в пределах 9,3-75,5 шт./м2. Наибольшая засоренность была отмечена по мелкой безотвальной обработке почвы.

Количество сорных растений в посевах овса (2007 г.), сравнивая с предыдущем годом исследований, было меньше на 18,0-51,0 шт./м2 по разноглубинным безотвальным обработкам и на 14,0-60,5 шт./м2 по мелким безотвальным обработкам почвы.

В 2008 г. засоренность в посевах ячменя была в пределах 17,0-56,3 шт./м2. Увеличение количества сорных растений с предыдущим годом объясняется погодными условиями.

В среднем за годы исследований (2006-2008) засоренность посевов зерновых культур варьировала в пределах 11,7-48,9 шт./м2. Количество

сорных растений по разноглубинным обработкам почвы было выше на 17,431,9 шт./м', по мелким безотвальным на 26,1-37,2 шт./м2.

В 2006 г. перед уборкой ячменя наибольшей засоренностью (7,1-11,0 шт./м2) характеризовались варианты мелких безотвальных обработок почвы (вар. 4, 5). Аналогичная картина наблюдалась и в 2007 и 2008 гг. в посевах овса и ячменя, что объясняется меньшим передвижением семян сорных растений в нижележащие слои почвы и большим сосредоточением их в верхних слоях почвы (табл. 10).

За годы исследований (2006-2008) наибольшим количеством сорных растений (11,0 шт./м2) характеризовался вариант обработки почвы Рубином на 8-10 см - мелкая безотвальная система обработки почвы.

В результате химической прополки засоренность к уборке снизилась на 7,0-41,6 шт./м2 (59,8-85,1%) и составила 4,7-11,0 шт./м2.

Таблица 10 - Засоренность посевов зерновых культур перед уборкой

Основная обработка почвы

2006 г.

2007 г.

2008 г.

Средняя

Дифференцированная разноглубинная (контроль)___

Обороты»

плуг;

Рубин

М 1,7

ТА 3,0

Ш 0,8

12 1,8

Безотвальная разноглубинная

Дисковый рыхлитель; Рубин

Дисковый

рыхлитель;

Рубин

и 0,6

ш

4,7

18 1,5

14.3 5,2

12

М 7,1

4,7

м

4,6

Безотвальная мелкая

Смарагд; Рубин

Рубин

БДТГ

Рубин

НСР05

11 3,0

1М

9,6

11.0

4,6

1,9

М2

0,38

17,0 7,9 13.0 6,4 2.93 0,46

5^5 2,2

12 2,7 М 6,7 2.52 0,48

10.3 4,9

11.0 5,1

ТА 5,0 2.66 0,44

Примечание: 2006,2008 гг. - посевы ячменя; 2007 г. - посевы овса;

над чертой - количество сорных растений, шт./м2; под чертой - сухая масса сорных растений, г/м2.

7 Урожайность зерновых культур по системам основных ресурсосберегающих обработок почвы

Урожайность зерновых культур. Урожайность ячменя в 2006 г. варьировала в пределах 3,97-4,77 т/га (табл. 11). Максимальная урожайность 4,77 т/га получена по дифференцированной обработке почвы (контроль). По разноглубинной безотвальной обработке (рыхление на 30-35 см) урожайность снижалась на 0,8 т/га из-за рассыпчатого сложения почвы. По

мелким безотвальным обработкам урожайность была ниже контроля на 0,45 т/га (Смарагд), на 0,54 т/га (Рубин), на 0,67 т/га (БДТ) при НСР05 0,11.

В 2007 г. урожайность овса по обработкам варьировала в пределах 1,73-1,94 т/га. Максимальная урожайность была получена по разноглубинным дифференцированной и безотвальной (рыхление на 23-25 см) обработкам и составила - 1,91-1,94 т/га при НСР05 0,08. По мелким безотвальным обработкам урожайность была ниже контроля на 0,14 т/га (Смарагд, Рубин), на 0,21 т/га (Рубин) и (БДТ, Рубин)

Таблица 11 - Урожайность зерновых культур

Основная Ячмень Овес Ячмень

обработка почвы 2006 г. 2007 г. 2008 г.

Дифферен-цировашш разноглубинная (контроль) Оборотный плуг Рубин 4,77 1,94 3,14

Безотвальная Дисковый рыхлитель Рубин 4,30 1,91 3,02

разноглубинная Дисковый рыхлитель Рубин 3,97 1,84 2,97

Безотвальная мелкая Смарагд Рубин 4,32 1,80 2,96

Рубин 4,23 1,73 2,89

БДТ Рубин 4,10 1,73 2,93

НСР05 0,11 0,08 0,09

В 2008 г. урожайность ячменя варьировала в пределах 2,93-3,14 т/га. Максимальная урожайность - 3,14 т/га получена по дифференцированной обработке почвы, а минимальная - 2,93 т/га - по мелкой безотвальной обработке (БДТ, Рубин). По разноглубинным безотвальным обработкам урожайность была ниже контроля на 0,12-0,17 т/га, по мелким безотвальным на 0,18-0,25 т/га при НСР05 0,09.

8 Экономическая эффективность возделывания зерновых культур по системам основных ресурсосберегающих обработок почвы

В среднем за годы исследований затраты на контроле (дифференцированная обработка почвы) составили 5852,01 руб./га и получена прибыль 4521,29 руб./га при уровне рентабельности 77,3% (табл. 12). В сравнении с контролем затраты были ниже по разноглубинным безотвальным обработкам на 168,85-194,10 руб./га, по мелким безотвальным

на 199,15-228,67 руб./га, прибыль соответственно была ниже на 471,15-904,20 руб./га и на 600,85-923,53 руб./га.

Наибольший уровень рентабельности 77,3% достигнут по дифференцированной обработке почвы, а наименьший 63,8% был отмечен по мелкой безотвальной обработке (БДТ, Рубин).

Таблица 12 - Экономическая эффективность возделывания зерновых культур _______по системам основной обработки почвы, 2006-2008 гг._

Основная обработка почвы Показатели

урожайность, т/га стоимость, руб./га затраты, руб./га прибыль, руб./га рентабельность, %

Дифференцированная, разноглубинная (контроль) Оборотный плуг; Рубин 3,28 10373,3 5852,01 4521,29 77,3

Безотвальная, разноглубинная Дисковый рыхлитель; Рубин 3,08 9733,3 5683,16 4050,14 71,3

Дисковый рыхлитель; Рубин 2,92 9275,0 5657,91 3617,09 63,9

Безотвальная, мелкая Смарагд; Рубин 3,03 9573,3 5652,86 3920,44 69,3

Рубин 2,95 9331,7 5623,34 3708,36 65,9

БДГ; Рубин 2,92 9238,3 5640,54 3597,76 63,8

Экономически эффективным для возделывания ячменя и овса был контрольный вариант - дифференцированная обработка почвы (вспашка в 2005 г. и рыхление Рубином в 2006-2007 гг.), где получена максимальная прибыль - 4521,29 руб./га при уровне рентабельности 77,3%.

Выводы

1. Плотность почвы только по разноглубинной безотвальной обработке почвы (рыхление, 30-35 см; Рубин, 8-10 см) характеризовалась рассыпчатым сложением почвы (0,89 г/см3) в течение 2006 г. По разноглубинным дифференцированной и безотвальной (рыхление на 23-25 см; Рубин, 8-10 см) и мелким безотвальным обработкам плотность почвы была оптимальной (1,02-1,22) г/см3 в течение трех лет исследований.

2. Запасы доступной влаги в среднем за 2006-2008 гг. в посевах ячменя и овса в слое 0-20 см перед посевом и в фазу кущения колебались в пределах 37,1-42,5 мм (хорошая обеспеченность); в метровом слое составляли 136,9-

161,9 мм (от хорошей до очень хорошей обеспеченности) по всем системам основной обработки почвы. Перед уборкой зерновых культур запасы влаги сокращались в метровом слое до 91,8-102,8 мм из-за потребления поды культурными и сорными растениями. Различия запасов доступной влаги по вариантам основной обработки почвы составляли 0,7-8,7 мм.

3. Содержание нитратного азота в 0-30 см слое почвы перед посевом характеризовалось низкой обеспеченностью - 8,32-9,99 мг/кг в 2006 г. и 7,609,25 мг/кг в 2008 г.

Содержание подвижного фосфора соответствовало средней обеспеченности по дифференцированной обработке (оборотный плуг; Рубин), безотвальному рыхлению (дисковый рыхлитель, 23-25 см; Рубин), по мелким безотвальным обработкам (Смарагд - 2005 г.; Рубин - 2006-2007 гг. и Рубин - 2005-2007 гг.) - 6,00-9,27 мг/100 г. Низкое содержание подвижного фосфора - 4,30-4,62 мг/100 г было отмечено при разноглубинной и мелкой (Смарагд, Рубин) безотвальным обработкам почвы.

4. Глубина посева семян ячменя и овса колебалась от 1,2 до 7,1 см при средней 3,0-4,3 см. Оценка качества посева семян зерновых культур (2006, 2008 гг. - ячмень; 2007 г. - овес) по коэффициенту выравненное™ была очень плохой (по принятой градации) при безотвальной разноглубинной обработке (76-77%) и по мелкой безотвальной обработке - Рубин (79,3%), плохой (80,0%) при обработке Смарагдом (2005 г.) и Рубином (2006-2007 гг.). Качество глубины посева было удовлетворительным (86,0-86,7%) по дифференцированной и при мелкой безотвальной обработкам (БДТ, Рубин).

За годы исследований при посеве зерновых культур большая часть семян (48-70% - ячмень, 2006 г.; 52-66% - овес, 2007 г .; 68-78% - ячмень, 2008 г.) находилась в слое почвы от трёх до пяти сантиметров.

5. Лучшие результаты по всхожести в 2006 г. были по мелкой безотвальной обработке почвы (БДТ, Рубин) - 99,2%, в 2007-2008 гг. по дифференцированной разноглубинной обработке почвы - 94,8-98,5%.

6. Максимальной густотой стояния растений (569-640 шт./м2) и сохранностью их к уборке (80,0-89,1%) характеризовалась дифференцированная разноглубинная обработка почвы (оборотный плуг, Рубин - контроль).

7. Наибольшая сохранность растений к уборке составляла 84,8% по дифференцированной обработке почвы (оборотный плуг, Рубин), а самая низкая - 80,9% по мелкой безотвальной обработке (БДТ, Рубин). В сравнении со вспашкой по разноглубинному и мелкому безотвальному рыхлению сохранность культурных растений была ниже на 1,1-2,6% и 2,1-3,9%, соответственно.

8. Засоренность посевов в фазу кущения ячменя и овса снизилась с 115,6-146,8 по поверхностным обработкам до 35,2-87,9 шт./м2.

7. За годы исследований большая урожайность зерновых культур: ячменя - 4,77 т/га (2006 г.), овса - 1,94 т/га (2007 г.) и ячменя - 3,14 т/га (2008

г.) была получена по дифференцированной обработке почвы (контроль -вспашка оборотным плугом, рыхление Рубином).

9. Затраты по дифференцированной обработке почвы (контроль -вспашка оборотным плугом в 2005 г.; рыхление Рубином в 2006-2007 гг.) составили 10373,30 руб./га и получена прибыль 4521,29 руб./га. Самый высокий уровень рентабельности 77,3% достигнут по дифференцированной обработке почвы, а наименьший - 63,8% по мелкой безотвальной обработке почвы (БДТ - 2005 г., Рубин - 2006-2007 гг.).

10. Наиболее эффективным для возделывания ячменя и овса был контрольный вариант (вспашка в 2005 г. и рыхление Рубином в 2006-2007 гг.), где получена максимальная прибыль - 4521,29 руб./га при уровне рентабельности 77,3%.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях северной лесостепи Тюменской области на чернозёме выщелоченном при возделывании зерновых культур рекомендуется дифференцированная разноглубинная обработка почвы (вспашка оборотным плугом на 23-25 см в сочетании с рыхлением Рубином на 8-10 см ) с посевным комплексом Джон Дир, где продуктивность составила 3,81 т/га, прибыль - 4521,29 руб./га при уровне рентабельности 77,3%.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Федоткин В.А., Иваненко A.C., Малышкин А.Н., Рзаева В.В., Сулимова Н.М. Инновационные технологии основной обработки почвы // Вестник Тюменской ГСХА. 2008. № 4 (7). С. 6-13.

2. Малышкин А.Н., Рзаева В.В., Федоткин В.А. Засоренность и продуктивность посевов ячменя по осенней обработке выщелоченного чернозема в лесостепи Тюменской области // Нивы Зауралья. 2008. № 7 (53). С. 90-91.

3. Малышкин А.Н., Рзаева В.В. Ресурсосбережение при возделывании овса // Современные тенденции развития АПК в Северном Зауралье: Сб. науч. тр. Тюмень, 2008.С. 148-152.

4. Федоткин В.А., Рзаева В.В., Малышкин А.Н. Продуктивность ячменя по инновационным технологиям основной обработки почвы // Аграрный Вестник Урала. 2009. № 4. С. 47-49.

Подписано в печать 13.04.2009. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 041. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Малышкин, Александр Николаевич

Введение

1 Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы (обзор литературы)

2 Природные условия северной лесостепи Тюменской области и методика проведения исследований

2.1 Агроклиматические условия в годы проведения исследований

2.2 Агрохимическая характеристика почвы опытного поля

2.3 Схема опыта

2.4 Методика учетов и наблюдений

2.5 Агротехника в опыте

3 Влияние систем основной обработки почвы на агрофизические свойства

3.1 Плотность почвы

3.2 Запасы доступной влаги 52 3.2.1 Расход влаги на формирование зерна

4 Питательный режим по основной обработке почвы

5 Влияние систем основной обработки почвы на всхожесть, глубину заделки семян и сохранность зерновых культур

5.1 Глубина заделки семян

5.2 Полевая всхожесть зерновых культур

5.3 Сохранность растений зерновых культур к уборке

6 Засоренность посевов зерновых культур

6.1 Видовой состав сорных растений

6.2 Засоренность посевов

7 Урожайность зерновых культур по системам основных ресурсосберегающих обработок почвы

8 Экономическая эффективность возделывания зерновых культур по системам основных ресурсосберегающих обработок почвы Экономическая эффективность возделывания зерновых культур по системам основных ресурсосберегающих обработок почвы

Выводы

Предложение производству

Список используемой литературы

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эффективность ресурсосберегающих систем основной обработки почвы в Северном Зауралье"

Техническое перевооружение отрасли растениеводства АПК Тюменской области на использование широкозахватной комбинированной техники предполагает корректировку технологий возделывания, важный элемент которых - система основной обработки почвы (Абрамов Н.В., Федоткин В.А., Ренёв Е.П., 2006).

На современном этапе развития земледелия основные направления научных исследований и практики должны предусматривать разработку таких способов, приемов и систем обработки почвы, которые сохраняли бы плодородие почвы, создавали оптимальные условия для роста и развития растений, обеспечивали рост урожайности сельскохозяйственных культур. При этом процесс совершенствования обработки почвы имел бы направленность в сторону использования энергосберегающих технологий. Минимизация обработки почвы является важным фактором повышения производительности труда в земледелии, энерго- и ресурсосбережения при выращивании сельскохозяйственных культур.

В условиях Северного Зауралья не изучены системы основной ресурсосберегающей технологии при посеве зерновых культур широкозахватной техникой типа Джон Дир.

Цель исследований: выявление наиболее эффективной ресурсосберегающей системы основной обработки почвы для получения устойчивых урожаев зерновых культур в северной лесостепи Тюменской области.

Задачи исследований: провести оценку влияния ресурсосберегающих систем основной обработки почвы на:

1) агрофизические показатели (плотность почвы и запасы доступной влаги);

2) питательный режим;

3) глубину посева семян, полевую всхожесть и сохранность зерновых культур;

4) засоренность посевов;

5) урожайность зерновых культур;

6) экономическую эффективность.

Научная новизна. Впервые в условиях северной лесостепи Тюменской области на основании полученных результатов по выравненное™ глубины посева, сохранности растений к уборке и урожайности зерновых культур установлена эффективность ресурсосберегающих систем основной обработки почвы с комплексом машин фирмы Джон Дир.

Практическая значимость работы. Установлена эффективная система основной ресурсосберегающей обработки чернозема выщелоченного при посеве зерновых культур посевным комплексом Джон Дир 730 в условиях северной лесостепи Тюменской области — вспашка оборотным плугом на 23-25 см и два года обработка Рубином на 8-10 см, которая обеспечивает урожайность ячменя 4,77 т/га (2006 г.), овса — 1,94 т/га (2007 г.) и ячменя - 3,14 т/га (2008 г.) и получение прибыли 4521,29 руб./га при уровне рентабельности 77,3 %.

Предмет исследования. Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы и посевной комплекс Джон Дир 730.

Объекты исследования. Чернозем выщелоченный; посевы зерновых культур (овес, ячмень).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

• Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы обеспечивают оптимальные показатели плотности почвы и запасов доступной влаги для получения максимальной урожайности зерновых культур.

• Засоренность посевов зерновых культур зависит от системы основной ресурсосберегающей обработки почвы.

3) Урожайность зерновых культур (овес, ячмень) зависит от выравненности глубины посева и сохранности растений к уборке.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на:

• День поля, «Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в северной лесостепи Тюменской области», с. Новая Заимка, 2006;

• День поля, «Ресурсосберегающие технологии», г. Заводоуковск,

2007;

• Конференции молодых ученых «Современные тенденции развития АПК в Северном Зауралье», г. Тюмень, 2008.

Личный вклад соискателя. Полевые работы, анализ экспериментальных данных и математическая обработка результатов выполнены Малышкиным Александром Николаевичем в производственных условиях ООО «Возрождение» и в лаборатории кафедры земледелия.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, в т.ч. одна в ведущем рецензируемом научном журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 151 странице, состоит из введения, восьми глав, выводов, предложения производству, списка литературы, который включает 218 источников, в том числе 9 работ зарубежных авторов. В работе содержится 37 таблиц, 12 рисунков, 34 приложения.