Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность систем зяблевой обработки почвы в зернопропашном звене севооборота на выщелоченном черноземе Пензенской области

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Эффективность систем зяблевой обработки почвы в зернопропашном звене севооборота на выщелоченном черноземе Пензенской области"

^ А

N •

^ На правах рукописи

NN

АПЕНИН Павел Григорьевич

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ЗЯБЛЕВОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЗЕРНОПРОПАШНОМ ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие

А

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

КИНЕЛЬ 1997

Диссертационная работа выполнена в Пензенской государственной сельскохозяйственной академии в 1993-1996 гг.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, Каптеев А.Н. Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Рабочее Г.И., кандидат сельскохозяйственных наук Лигасшаева Л.Ф.

Ведущее предприятие (организация) Пензенский научно-исследовательский институт сельского хозяйства.

Защита состоится 13 ноября 1997 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д.120.47.01. при Самарской сельскохозяйственной академии.

Адрес: 446400, Самарская область, г. Кинель-4, п. Усть-Кинельский, диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института.

Автореферат разослан «/А.» октября 1997 года.

Ученый секретарь ^-/1

диссертационного совета, ^ИУ

кандидат биологических наукдуг-к' Маркове*

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На современном этапе важнейшей задачей земледелия является повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Основой возделывания сельскохозяйственных культур является зяблевая обработка почвы. Ее совершенствование в условиях Среднего Поволжья осуществляется на основе следующих положений научного земледелия:

• о высокой эффективности ранних сроков зяблевой вспашки и послеуборочной поверхностной обработки в борьбе с многолетними сорняками, накоплением влаги и элементов питания в почве?

® о высокой эффективности ранних сроков зяблевой обработки и закономерном повышении урожайности сельскохозяйственных культур по мере увеличения разрыва во времени между основной обработкой почвы и севом яровых куль тур ?

• о положительном влиянии разноглубинной зяблевой обработки з севообороте на плодородие почвы,1

• об агроэкологической эффективности миникализации и системы безотвальной обработки почвы, их месте в севообороте? - --------

• об отрицательном воздействии бессистемной зяблевой обработки на почвенные режимы, фитосанитарное состояние полей и урожайность сельскохозяйственных культур.

Нерешенными научно-практическими вопросами, имеющими большое значение, являются:

• оптимальные пределы насыщения севооборотов системами отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработки почвы, обеспечивающие высокий агротехнический эффект и ресурсосбережение?

• принципы дифференцированного применения в севооборотах систем зяблевой обработки почвы.

Негативным следствием неопределенности этих вопросов является попытки полной замены в севообороте отвальной зяблевой обработки на бессистемную безотвальную --1----

Поэтому работа по изучению систем зяблевой обработки почвы в севооборотах на черноземных почвах Пензен-

ской области вызвана производственной необходимостью i является актуальной.

Цели и задачи исследований. Целью настоящей работь является определение оптимального насыщения четырехпольного звена севооборота системами отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработки на черноземных почвах Пензенской области.

Б задачи исследований входило:

1. Установить влияние изучаемых систем зяблевой обработки на водно-физические свойства почвы, пищевой режим, засоренность посевов и урожайность сельскохозяйственных культур в зернопропашном звене севооборота.

2. Определить энергетическую и экономическую эффективность изучаемых систем зяблевой обработки почвы и разработать предложения производству по их использованию.

Научная новизна. В результате проведенных научных исследований установлены более эффективные системы зяблевой обработки почвы для производственного применения с получением экологически чистой продукции. Установлено оптимальное насыщение зернопропашного звена севооборота системами отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработки почвы и определено их влияние на плодородие выщелоченного чернозема лесостепи Среднего Поволжья в условиях Пензенской области.

Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по совершенствованию систем зяблевой обработки почвы в зернопа-ропропашных севооборотах Пензенской области, применение которых способствует снижению энергозатрат и увеличению производительности труда. Материалы исследований использованы при разработке проекта эколого-ландшафтной, контурно-мелиоративной системы земледелия учебно-опытного хозяйства Пензенской ГСХА.

апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались ка научной конференции Самарского СХИ посвященной 75-летию института (1994), на областной научно практической конференции "Проблемы села сегодня и завтра" (Пенза, 1996), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и специалистов сельского хозяйства (Пенза, 1995-97 гг.).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 137 страницах компьютерного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству, включает 18 таблиц, 11 рисунков, 19 приложений. Список использованной литературы включает 222 наименования, в том числе 7 зарубежных авторов.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились с 1993 по 1996 год в стационарном полевом опыте кафедры общего земледелия Пензенской ГСХА, который расположен в учебно-опытном хозяйстве академии.

Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным, среднегумусным, тяжелосуглинистым. Содержание гумуса в пахотном слое - 8,02%, легкогидролизуемого азота - 18,1 мг/100 г, подвижного фосфора - 8,2 мг/100 г, обменного калия - 13,1 мг/100 г почвы (по Чкрикову) , рН сол - 5,04.

Климат района исследований умеренно-

континентальный, характеризующийся значительными колебаниями температуры, относительной влажности воздуха и неравномерностью распределения осадков, как в течение года, так и по годам. Среднемноголетняя сумма осадков 450 мм. Сумма положительных температур выше +10°С составляет 2200-2400°С. Период активной вегетации растений 136-142 дня. Безморозный период - 125-138 дней. Число дней с суховеями различной интенсивности колеблется от 10 до 15. Постоянный снежный покров образуется в конце ноября и сохраняется 128-135 дней. Полный сход снега 10-15 апреля.

По основным метеорологическим элементам (увлажнению и температурному режиму) годы исследований заметно отличались как друг от друга, так и от среднемноголетних показателей. Вегетационный период 1994 года характеризовался понизанными среднесуточными температурами к повышенной нормой осадков, по сравнению со среднемного-летнкыи показателями, ГТК был равен 1,3. Это обусловило резкую вспышку засоренности посевов сельскохозяйствен-

ных культур. Вегетационные периоды 1995-1996 гг. напротив отличались повышенными среднесуточными температурами и пониженным количеством осадков, ГТК в 1995 году был равен 0,9, в 1996 - 0,4.

Для накопления влаги в почве наибольшее значение имеют осадки, выпадающие в послеуборочный и зимне-осенний период. Послеуборочный период 1993 года отличался избыточным увлажнением, что повлекло дружное осеннее прорастание семян сорняков. В свою очередь послеуборочные периоды 1994-1995 гг. были засушливыми, в результате чего сорняки осенью практически не прорастали.

Методика исследований. Исследования проводились на базе экспериментального 8-ми польного зернопаропропаш-ного севооборота со следующим чередованием культур: 1. Чистый пар; 2. Озимые,' 3. Картофель? 4. Яровая пшеница; 5. Горох; 6. Озимые; 7. Кукуруза; 8. Ячмень. Общая площадь стационарного палевого опыта - 9,2 га, площадь одного поля - 0,6 га, посевная площадь делянки - 300 м2, учетная - 200 м2. Опит залосни методом рандомизированных повторений в четырехкратной повторности. Вами изучалось дифференцированное применение систем зяблевой обработки почвы в 4-х польном зернопропашном эвене горох-озимые-кукуруза-ячмень. Вариантами опыта являлось разное насыщение звена системами отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработки почвы:

1. Двухфазная отвальная под горох и ячмень, полупаровая отвальная под кукурузу - (75%) - контроль.

2. Полупаровая безотвальная под кукурузу, двухфазная безотвальная под горох и ячмень - (75%) .

3. Двухфазная отвальная под горох и ячмень - (50%), полупаровая безотвальная под кукурузу - (25%).

4. Полупаровая безотвальная под кукурузу и двухфазная безотвальная под горох - (50%), минимальная под ячмень - (25%) .

5. Двухфазная отвальная под горох - (25%), минимальная под кукурузу и ячмень - (50%).

Под озимые культуры (после гороха) по всем изучаемым вариантам проводилась обработка тяжелой дисковой бороной б 2 следа и предпосевная культивация с боронованием. Развернутая схема опыта представлена в таблице 1.

Таблица 1

Системы зяблевой обработки почвы в эернопропашном звене

Варианты

Культура 1 2 3 4 5

Стеалы-ая - 75 0 50 0 25

Безотвальная - 0 75 25 50 0

Минимальная - 0 0 0 25 50

'1. Луща-ш» е-8 см 1.Лущэние 0-8 см 1. Лущрние 6-8 см 1.Лущгние В-8 см 1.Лущрни& 0-8 см

5.Горох 2. Вспашка 25-27 см 2. Рыхление СибИМЭ 2. Вспашка 20-22 см 2. Рыхление СибИЮ 2. Вспашка 25-27 см

25-27 см 20-22 см

И. СВИНЫв 1.Лущриие8-10см 1. Лущение 8-10 см 1.Лущрние8-10см 1. Лущение 8-10 см 1.Лущение8-10см

2. Культивация 8-й см 2. Культивация 0-6 2. Культивация в-8 2. Культивация В-8 см 2. Культивация В-8

СМ см см

1. Вошка 25-27 см 1.Лущр«ке 8-8 см 1. Лунгине в-8 см 1. Лущение 0-8 см 1. Лущение 0-8 см

7. Кус/руга 2. Культивация 10-12 сн 2. Лущэние а-ю см г.Луцрние 8-10 от 2. Лущение 8-10 см 2. Лущение 8-10 см

3. Культивация 3. Рыхление СибИМЭ 3. Рыхление СибИЮ 3. Рыхление СибИМЭ 3. Культивация

14-10 СМ 25-27см 25-27СМ 20-22СМ 14-18 см

1. Лущение в-8 см 1.Лушэние 8-8 см 1.Луцрнио в-8 см 1. Лущение В-8 см 1. Лущение В-8 см

е.Ячмшь 2. Вспашка 20-22 см 2. Рыхление СибИМЭ 2. Вспашка 20-22 см 2. Культивация 2. Культивация

20-22 см 12-14 см 12-14 см

Программой исследований бьши определены следующие наблюдения, учеты и методика их проведения:

1. определение структурно-агрегатного состава по Д.И. Савинову в пахотном слое;

2. определение методом цилиндров плотности сложения (объемной массы) пахотного слоя перед уходом в зиму, после схода снега (при физической спелости) и перед уборкой;

3. определение влажности и содержания воды в почве по 10-см слоям до глубины 1 м перед уходом в зиму, после схода снега и перед уборкой;

4. определение нитратного азота ионоыетрическим методом, легкогидролиэуемого азота по Корнфильду, подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову, содержания гумуса по Тюрину;

5. количественный учет сорняков по видам перед уходом в зиму, в период полных всходов и перед уборкой путем наложения рамок размером 0,5x0,5 м в четырех точках каждой делянки всех повторений;

6. уборка зерновых и зернобобовых культур прямым комбайыированием, зеленой массы кукурузы на учетных делянках вручную, определение массы урожая с делянки с точностью до 0,10 кг;

7. экономическая оценка систем зяблевой обработки почвы проведена путем использования натуральных и стоимостных показателей нормативов и расценок, принятых для производственных условий учхоза Пензенской ГСХА;

8. расчет энергетической эффективности по методике Г.А. Булаткина, 1986 г;

9. математическая обработка результатов исследований методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985) .

Для проведения полевых механизированных работ в опыте использовались машины и орудия, серийно выпускаемые отечественной промышленностью: при обработке почвы - плуг ПН-4-35; плуг со стойками СибЕМЗ; тяззелая дисковая борона БДТ-3,0; культиваторы - КПЭ-3,8, КРН-5,6, КПС-4; катки - ЗККЦЬб; бороны - БЗТС-1,0, БЭСС-1,0; при посеве сеялки - СЭУ-3,6, СУПН-8; уборка зерновых - комбайном *Сампо-500ж, кукурузы - КСК-ЮОА. Яа всех работах использовался трактор ДТ-75.

В опыте возделывались следующие сорта сельскохозяйственных культур: озимая пшеница Мироновская 808; озимая рожь Саратовская 5; кукуруза Днепровская 247, Бемо 180; ячмень Харьковский 99; горох Труженик.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Структурно-агрегатный состав. Важная роль в создании водного, воздушного и пищевого режимов, благоприятных для возделывания сельскохозяйственных культур, принадлежит структуре почвы. Анализ структурно-агрегатного состава пахотного слоя почвы показал, что в зерновых полях (горох, ячмень) изучаемые системы зяблевой обработки почвы не оказали существенного влияния на содержание агрономически ценных агрегатов размером 10-0,25 мм. Наблюдается тенденция к увеличению распыления верхнего 0-10 см слоя почвы при бессменном применении одной системы зяблевой обработки почвы.

Плотность сложения. В наших исследованиях плотность сложения пахотного слоя почвы перед уходом в зиму по изучаемым системам зяблевой обработки была неодинакова. Наиболее рыхлое сложение почвы в слое 0-30 см наблюдалось по системам отвальной зяблевой обработки, где в среднем за 3 года она колебалась в пределах 0,95-0,97 г/см3 (табл.2), в то же время по мере повышения насыщения системами безотвальной и минимальной обработок и уменьшением их глубины плотность сложения возрастала до 1,03-1,04 г/см3. Такая же зависимость наблюдалась и весной, при физической спелости почвы. Объемная масса пахотного слоя почвы к моменту посева сельскохозяйственных культур по безотвальной и минимальной обработкам была более близка к оптимальной, так по гороху она равнялась 1,04 г/см3, по кукурузе (2,3,4,5 варианты) -1,03-1,07, по ячменю £2,4,5 варианты) - 1,03-1,06 г/см3. К концу вегетации плотность сложения возрастала по всем изучаемым системам зяблевой обработки, причем более интенсивно в засушливых условиях и по глубокой обработке.

В течение вегетации, за годы исследований, плотность сложения пахотного слоя не выходила эа пределы оптимальных значений для возделывания ячменя, и составляла 1,19-1,20 г/см3 по всем изучаемым системам зяблевой

Плотность сложения пахотного слоя, г/см3 (1994-1996 рг.)

Вариант Спой пенеы см Гора* Клад/за Ячм»ъ бсрвдсмгоосгскэд зяблгеой обработки

перед ртррм 8 3»<у физическая спелость пород убор- ИЗЙ перед ухадм в зиму физическая спелость «град УЗор-шй пород уходи в зиму физическая спелость перед уборкой перед уяэдам фЮИ-ческая спелость переа уборкой

1. Двухфазная отвальная под горох и ячмень. Полупараван отвальная поа кукурузу. 0-10 10-30 0-30 0,61 0,96 0,65 0.97 1,04 1,02 1.16 1.21 1.20 0,90 0,98 0,95 0,97 1,02 1,01 1,09 1.17 1.14 0,91 0,99 0,97 0,90 1.01 1,00 1.Ю 1.30 1.19 0.91 0.98 0.8В 0,97 1.03 1,01 1,14 1,19 1,18

2. Двухфазная безотвальная под горох и ячмень. Полупаровая безотвальная под ку*уру»у 0-10 10-30 о-эо 0,53 1.02 0,69 0,99 1,07 1.04 1,15 1.20 1,19 0,93 1,01 1,00 0,96 1.05 1,03 1.11 1,19 1,19 0,94 1.02 0,99 0,97 1,05 1,03 1,15 1.17 1.18 0.93 1,02 0,99 0,98 1,00 1,03 1,14 1.19 1,18

3. Двухфазная отвальная под горох и ячмвнь. Полупаровая безотвальная под кукурузу. 0-10 10-30 0-30 0.92 1,С0 0,97 0,97 1,03 1.00 1,14 1,18 1,17 0,93 1,01 0.99 0,99 1,06 1,0? 1.11 1.19 1,17 0,92 1.01 0,99 0,90 1,0? 1,02 1.15 1.21 1,19 0,93 1,01 0.58 0,97 1.0? 1.03 1,14 1,19 1,18

4, ДвуХ1!шная бмотаапн-ш иод горох. Полупаровая бозотшальная под кукурузу. Минимальная под ячм:нь 0-10 10-30 0-30 0,93 1,03 0,Е9 0,98 1,07 1,0? 1,14 1,18 1.17 0,83 1.02 0,99 0,99 1,08 1,05 1.11 1.19 1.17 0,92 1,06 1.0В 0,95 1,09 1,0? 1,10 1,21 1.20 0.93 1,0? 1,00 0,97 1.06 1,0? 1,14 1,19 1.18

5. Двухфазная отвалы-ая под горох. Минималы-ая под кукурузу и ячмень. 0-10 10-30 0-30 0,92 0,98 0,95 0,97 1,03 1,02 1,17 1,20 1,19 0,91 1,08 1.02 1,00 1.Ю 1.07 1.12 1,23 1,19 0.92 1.Ю 1,0» 0,98 1,10 1,00 1.17 1,22 1,2» 0,92 1,05 1,01 0,98 1.08 1,05 1,15 1.22 1,25

НС РОБ 0-10 10-30 0-30 0,05 0,0) 0,01 0,05 0.03 0,03 0,04 0,« 0,02 0,23 0,0» 0,02 0,0» 0,04 0,03 0,03 0,0} 0,00 0,01 о.сн 0,03 0,00 0,05 0,01 0,06 0,00 0,00 0,01 0,00 0,03 0,02 0,05 0,03 0,02 0,03 0,03

обработки почвы, несколько выше оптимальных значений она была для гороха и кукурузы.

Водный режим. В условиях Пензенской области одной из важнейших задач зяблевой обработки почвы является увеличение запасов почвенной влаги, имеющей решающее значение для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Анализ данных по содержанию запасов общей влаги в метровом слое почвы перед уходом в зиму показал, что различия по всем полям и вариантам были несущественными. Весной, системы отвальной и безотвальной зяблевой обработки увеличивали содержание общей влаги в метровом слое почвы ка 10-20 мм, по сравнению с минимальной (табл.3). В среднем за роды исследований, по безотвальной зяби под горох в слое 0-100 см оставалось перед уборкой больше влаги, чем на отвальной, на 10-12 мм. Не наблюдалось существенных различий в содержании влаги в конце вегетации, по изучаемым системам зяблевой обработки под кукурузу и ячмень. В то зеэ время необходимо отметить, что по системам безотвальной и минимальной эяби оставалось несколько больше влаги, особенно в

тч О тп_т г» тт/~» ПЛЛШ4 т/мятт* тп /ч«« т<илт;

а цм" лч^^ч^ч^м и IV 'апшч хчч^ш'эсч/тои'Л! ич/аДпч^О •

Пищевой режим почвы. Наблюдениями за динамикой содержания нитратного азота было установлено, что количество его в первый срок определения (по всходам ячменя и гороха, перед посевом кукурузы) по системам безотвальной и минимальной зяблевой обработки было меньше, чем по отвальной, как по отдельным слоям, так и в целом по пахотному горизонту на 12-28 В период вегетации посевов гороха, кукурузы и ячменя содержание нитратов выравнивалось по всем изучаемым системам зяблевой обработки почвы. Систематическое применение безотвальной и минимальной зяблевых обработок приводит к дифференциации пахотного слоя по плодородию.

Наибольшее количество подвижного фосфора ЯгС5 и обменного калия КгО накапливается в верхнем 0-10 см слое, в то йге время наблюдается пониженное их содержание з нижэлеязщих горизонтах. В среднем по эвену наиболее равномерное распределение В205 и КаО в пахотном слое было на вариантах с различной степенью насыщения системами отвальной зяблевой обработки (1,3,5 варианты). Существенных различий в содержании легкогидролизуемого азота и гумуса в зависимости от изучаемых систем зябле-

Содержание общей влаги в метровом слое, мм (1994-1996 гг.)

йариаиг Слой, пснвы см Горек кукуруза Ячмвнь

пероа уходом в зиму фязинос-кая спелость пород перед уход*! в зим/ физическая сп&-лость перед уборкой перед УВДИ взиму (¡томская сш-лость перед уборкой

1. Двухфазная отвальная под горох и ячмень. Полупаров»] отвальная под 0-100 257,5 336,8 218,0 2ЕО,8 323,3 169,1 257,3 338.0 217.0

2. Двухфазная безотвальная под горох и ячмень, полупаровая бетатвапы-ап псщ кукурузу 0-100 288,8 350,7 224,0 283,8 324,8 193,9 288,1 349,7 220.5

3. Двухфазная отвальная под горох и ячмень. Полупаровая безотвальная под кукуругу. 0-100 259,8 341,8 217.5 263,2 358,2 198.3 258,1 338.4 22), б

4. Двух'?1аз1-вя безотвальная поц горох. Полупаровая бззотвальнвя под кукурузу. Минимапьнап под ячнснь 0-100 270,8 348,0 228,4 259,3 337,1 197,5 254,5 325,0 220.1

5. Дву®!азмая отвал ы-ая под горох. Мииниальная ПСА КУКУРУЗУ и ячмшь. 0-100 250.1 340,2 213,0 250,в 320.2 194,2 255.2 325.4 219,5

нср® 0-100 15,4 13,0 6,4 12,6 11,8 12,0 10,4 15,9

Таблица 4

Содержание гумуса (в %} и элементов питания в пахотном слое, мг/100 г почвы в среднем по системам зяблевой обработки

Слой Гумус Легкогщро ГЪдвдашй Обменшй

Вариант почт отеуемый фосфор калии

см азот

1. Двухфазная отвальная пэд 0-10 7,91 11,7 8,4 12,0

порох и ^мень. Шлушровая 10-30 7,08 10,4 7,7 10,5

под кукурузу. 0-30 7,89 11,0 8,0 11,2

2.Двухфазная безотвальная под 0-10 8,02 11,9 11,2 15,3

горох и ~~гнъ. полупаровая 10-30 7,84 10,0 6,0 3,5

безотвальная поя кукурузу 0-30 7,93 10,9 8,5 11,9

3.Двухфазная отвальная под 0-10 7,95 12,1 8,7 12,3

ГОрОХ 11 ЯС5£5НЬ. ТУяпугтятутяст 10-30 7,89 11,2 8,1 11,2

безотвальная под кукурузу. 0-30 7,92 11,7 8,4 11,8

4.ДЕ5гафазная безотвальная 0-10 8,01 11,1 9,2 13,4

под горох. Шлушровая 10-30 7,95 10,1 7,3 10,1

безотвальная под кукурузу. о-зо 7,98 10,6 8,2 11,7

Нининальная под ячмгнь

5.Двухфазная отвальная 0-10 7,59 11,5 8,7 4. Г-

год горох. Нишмальвая 10-30 7,95 10,8 7,6 10,6

под кукурузу и ЖЖЕНЬ. 0-30 7,97 ИД 8,2 11,6

вой обработки не наблюдалось. Бри езиэгодном применении систем отвальной зяблевой обработки отмечается тенденция к снижению содержания гумуса, подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое.

Засоренность посевов. Одной иэ важнейших задач зяблевой обработки почвы является борьба с засоренность» полей. Эффективность системы зяблевой обработки в борьбе с сорняками определяется сроком ее проведения, почвенно-климатическими условиями и видами произрастающих сорняков. Полученные результаты показывают, что изучаемые системы зяблевой обработки почвы по-разному влияют на засоренность посевов гороха, кукурузы и ячменя (табл.5, рис.1 и 2) . Резко выделялись по засоренности посевов, особенно многолетними корнеотпрысковыми сорняками, делянки с систематической Сезотвапьной зяо лйвой обработкой (2 вариант), число многолетних сорняков было в 2 раза и малолетних в 1,5 раза больше по сравнению с ежегодной отвальной (1 вариант). Различия были существенными во все годы исследовании и по noce-

вам всех изучаемых культур- Варианты с полупаровой безотвальной под кукурузу и двухфазной отвальной под горох

шт/и2

П1 вариант (контроль)

В 2 вариант

■ 3 вариант

Перед По всходам Перед уходом в уборкой

зиму

Рис.1. Засоренность посевов зернопропашного эвена многолетними сорняками, шт/м2

шт/н2

150

01 вариант (контроль) В 2 вариант ИЗ вариант И 4 вариант В 5 вариант

¡пТЧггу

По всходам

Перед уборкой

Перед уходом в зиму

засоренность посевов эернопропашного звена малолетними сорняками, шт/м2 (1994-1996

гр. }

Рис.г.

Таблица 5

Засоренность посевов зернопропашного звена в зависимости от систем зяблевой

обработки, шт./м2 (1994-1996 гг.)

Вариант Ьаоадме,* Группа соршша Перец уходов зиму ВЯк кшгроло ПО еззадзм В*К кштрою Перец уборкой ВЯ к контролю

1. Двухфазная от ¡ал и« и под горох и ячмень. Полупаровая стильная под кукурузу. 50 25 малолетние жуопети® 44,5 1,7 100 100 62,7 5.1 100 100 82,9 8.0 100 100

2. Дау«£азная Ооэат&альыая под горох и ячмень. Полупаровая безотвзлы-вя под кукурузу 50 25 юлопетше 73,4 4,2 105,0 »7,1 125,1 10,5 151.3 аое.о 130,5 18,7 157,4 239,0

3. Даукфаэная отвальная под горах к ячмень. Полупаровая без отвал ы-ая под кукурузу. 50 25 малапетше (♦столетие 53,7 2,4 121,0 141,2 92,1 8,8 111,4 123,4 88,0 9.9 110,0 123,7

4. Двухфазная безотвальная лод горох. Полупаровая безотвальная под кукурузу. Минимальная пои ячмпнь 25 25 '25 ЩЛОЛЭТНИ» м-сгсдам» М,0 3,3 143,6 194,1 111,0 3.0 135,0 1(33.0 109,3 13,8 131,8 170,0

8. Двухфазная отвальная под горох. Мшимальшя под кукурузу и ЯЧМСНЬ. 25 50 малегап-го мвгопетн« 59.4 3,0 133,5 178,5 110,7 8,2 134,0 100,8 100,0 13,а 128,0 172,5

НСРК малолетние м-оголст-ме 10,4 0,4 - •и,а 1.9 - 15,2 3,0

и ячмень(3 вариант) существенно не отличались от контрольного по количеству малолетних и многолетних сорняков. По мере снижения насыщения звена системами отвальной зяблевой обработки увеличивается засоренность посевов, особенно многолетними сорняками.

Урожайность сельскохозяйственных культур. Основным показателем, определяющим эффективность изучаемых систем зяблевой обработки почвы, является урожайность сельскохозяйственных культур. В среднем, за годы исследований, системы двухфазной отвальной и безотвальной зяблевой обработки не оказали существенного влияния на урожайность гороха. Лишь в 1994 году урожайность гороха по отвальной зяби (1,3,5 варианты) была выше, чем по безотвальной (2,4 варианты) на 0,01-0,35 т/га (табл.6).

Существенное влияние на урожайность озимых, размещенных по гороху, оказало последействие зяблевых обработок под горох и яровую пшеницу. Они снижали урожай на вариантах с бессистемным применением систем безотвальной зяблевой обработки на 0,20-0,40 т/га.

т/га Е1 вариант (контроль) В 2 вариант

Горох Озимью Кукуруза Ячмень В среднем

Культуры

Рис.3. Продуктивность зернопропашяого эвена севооборота, т/га {зерновые единицы), 19941396 рр.

Системы полупаровой отвальной (1 вариант) и полупаровой безотвальной зяби (2,3,4 варианты) не оказали, в годы исследований, существенного влияния на урожайность зеленой массы кукурузы. В то яза время снижение по минимальной зяби составило 3,0 т/га, по сравнению с контро-

лем, что связано с ухудшением агрофизических свойств и водного режима.

Двухфазная отвальная зяблевая обработка под ячмень, в среднем за три года, существенно увеличивала его урожайность, по сравнению с двухфазной безотвальной и минимальной, на 0,36-0,54 т/га. Лишь в острозасушливом 1996 году, урожайность ячменя не имела существенных различий по изучаемым системам зяблевой обработки.

Анализ продуктивности зернопропашного звена показал, что наиболее продуктивным оказался вариант с 75% насыщением системами отвальной зяблевой обработки (контроль), где в среднем по звену урожай составил 2,95 т/га зерновых, незначительно уступал ему вариант с 50%-ным насыщением системами отвальной и 25% безотвальной зяблевой обработки - 3,1% (3 вариант). Наименьшая продуктивность зернопропашного звена была на вариантах с различным насыщением безотвальной и минимальной зяби (2,4,5 варианты), где снижение урожайности по сравнению с контролем составило 9-12%.

Таким образом, допустимым насыщением 4-х польного зернопропашного звена 8-ми польного зернопаропропашного севооборота системами зяблевой обработки почвы, является: отвальной - 50% (двухфазная отвальная под горох после яровой пшеницы и под ячмень после кукурузы) , безотвальной - 25% (полупаровая безотвальная под кукурузу после озимых).

Энергетическая и эколого-экономическая эффективность систем зяблевой обработки почвы. Анализ результатов по определению энергетической эффективности изучаемых систем зяблевой обработки почвы показал, что наиболее энергетически эффективными являются варианты с 75% (1 вариант) и 50% (3 вариант) насыщением системами отвальной зяби, где накопление энергии с урожаем превышало затраченную на его производство в 4,4-4,5 раза. Увеличение насыщения зернопропашного звена системами безотвальной и минимальной зяби свыше 25% приводит к сни-:яэнкю энергетической эффективности.

Проведенные расчеты экономической эффективности показали, что система зяблевой обработки почвы, обеспечивающие наибольшую урожайность, давали соответственно более высокий экономический эффэкт. Повышение насыщения эвена севооборота безотвальной и минимальной зяби при-

Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от систем зяблевой

обработки почвы, т/га (1994-1996 гг.)

Вариант Насы ирние % Горек &№>В Кукуруза вдень

Ш 1Ж 15йй в Срэд НЕМ 1534 1Ж Ш в сред №М .1Й4 1363 ть в сред НЕМ М! Ш Т990 В сред НЕМ

1. Двухфазная атааль«ая год горох и ячминь. Полупг.ровая отвальная год кукурузу. 50 25 1.89 1,33 2,43 1.90 2.49 2.27 3,05 2,0) ¿0,0 20.7 25,0 21,9 2,81 2,72 2,92 2,82

2. Двухфазная безотвальная год горох и ячдань. Гдлуп&равая безотвальная поп кукурузу а 25 1,54 1,25 2,42 1,74 2,19 2,01 2,30 2,19 19,4 23,0 21,7 21,4 2,29 2,01 2,73 2,34

3. Двухфазная отвальная под горох и ячнгиь. Полупаровая безотвальная под кукурузу. £0 25 1,73 1,2(5 2,38 1.79 2,31 2,30 2,73 2,45 20,2 23,2 23,0 22,1 2,64 2,59 2,85 2.09

4. Двухфазная без отвал ьная под горох. Полупаровая боготиал4Шя под кукурузу. Минимальная под ячмень а 25 25 1.71 1,37 2,25 1,79 2,43 2,2» 2,50 2.39 17,9 30,2 21,4 19,8 2,30 2,19 2,90 2.40

Б. Двухфазная отвальная под горох. Минимальная под кукурузу и ячигнь. ъ 50 1,ео 1.35 2,35 1.85 2,23 2,07 2,73 2,30 1,09 18,0 21,7 18,9 2.24 2,01 2,00 2,23

НСРЮ 0,16 0,33 0,34 0.16 0,35 0.42 0,33 0,Й 3,0 з,? 3,1 2.3 0,40 0.И) 0,34 0,25

водило к снижению производственных затрат, в т.ч. затраты на проведение эяОлевой обработки снижаются на 8,9-14,0 тыс.руб/га или 15,1-24,7%, по сравнению с контролем. При этом себестоимость 1 т зерновых единиц возрастала на 7,2-10,1%, условно чистый доход и уровень рентабельности снижались соответственно на 11,4-13,5% и 24-29%. Снижвние насыщения зернопропашнопо эвена системами отвальной зяблевой обработки до 50% (3 вариант) существенно не изменило себестоимость, уровень рентабельности и условно чистый доход по сравнению с контролем. Дальнейшее насыщение звена системами безотвальной и минимальной зяби вело к существенному снижению экономической эффективности.

Расчет эколопо-экономической эффективности, при которой учитывается плодородие почвы показал, что снижение насыщения зернопропашного звена системами отвальной зяблевой обработки до 50% (3 вариант) приводит к повышению эколого-экономического дохода на 197,1 тыс. руб. (23%), повышению уровня рентабельности на 24%, по сравнению с контролем.

Насыщение системами безотвальной и минимальной зяблевой обработки обеспечивает увеличение эколопо-экономической эффективности на 15-72% по сравнению с контролем, что объясняется более рациональным расходованием гумуса. При этом необходимо отметить о существенном снижении урожайности и повышении засоренности по этим обработкам.

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Системы отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработки не оказали существенного влияния на содержание агрономически ценных агрегатов размером 100,25 мм в пахотном слое почвы. При бессменном применении одной системы зяблевой обработки наблюдается тенденция к увеличению распыления верхнего 0-10 см слоя почвы.

2. Объемная масса пахотного слоя почвы, весной, не выходила за пределы оптимальных значений для возделывания гороха, кукурузы и ячменя по системам отвальной,

безотвальной и минимальной зяблевой обработки. К концу вегетации плотность сложения пахотного слоя возрастала, причем более интенсивно в засушливых условиях и на глубокой отвальной и безотвальной зяби.

3. Применение систем безотвальной зяблевой обработки почвы способствовало большему накоплению и сохранению осенне-зимних осадков, в годы с недостаточным увлажнением, по сравнению с отвальной. В годы с достаточным осенним увлажнением и обильными снегопадами минимальная зябь перед посевом накапливала меньше влаги, чем отвальная и безотвальная.

4. В период вегетации, в условиях недостаточного увлажнения, безотвальная и минимальная зябь обеспечивали более продуктивный расход влаги, по сравнению с отвальной.

5. Бессменное применение систем безотвальной и минимальной зяблевой обработки приводило к снижению накопления нитратного азота в пахотном слое почвы весной, в начале вегетации. Большему содержанию нитратов в пахотном слое способствовало применение систем отвальной зяблевой обработки почвы. В период вегетации количество нитратного азота выравнивалось по системам отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработки почвы.

6. Систематические безотвальные и минимальные обработки приводят к дифференциации пахотного слоя на верхнюю более плодородную часть (0-10 см) и нижнюю менее плодородную (10-30 см) . При ежегодных отвальных обработках наблюдается тенденция к снижению содержания в пахотном слое почвы гумуса, подвижного фосфора и обменного калия.

7. По мере снижения насыщения зернопропашного звена севооборота системами отвальной зяблевой обработки почвы увеличивается засоренность посевов, особенно многолетними сорняками. Постоянные безотвальные и минимальные обработки повышали засоренность посевов гороха, кукурузы и ячменя, особенно в годы с большим количеством осадков в течение вегетационного периода.

8. Бессменное применение систем безотвальной и минимальной зяблевой обработки почвы под горох, кукурузу и ячмень приводит к существенному снижению их урожайности. Кроме того, последействие этих обработок значи-

тельно снижало урожайность озимых, размещенных по гороху.

9. Увеличение насыщения зернопропашного звена системами безотвальной и минимальной зяблевой обработки почвы более 25% приводило к уменьшению продуктивности на 9-12%.

10. Двухфазная отвальная зябь под горох и ячмень (50%) и полупаровая безотвальная под кукурузу (25%) есть то допустимое насыщение зернопропашного звена севооборота системами отвальной и безотвальной зяблевой обработки почвы, применение которых обеспечивает, по сравнению с системами отвальной зяблевой обработки под все культуры (75%), снижение энергетических затрат.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На выщелоченных черноземах Пензенской области в зернопропашном звене севооборота горох-озимые-кукуруза-яровые зерновые рекомендуется следующая дифференциация системы зяблевой обработки почвы:

1. Под горох после яровых зерновых и озимых - двухфазная отвальная зяблевая обработка, включающая лущение на 6-8, 8-10 см вслед за уборкой и вспашку на 20-22 см с появлением сорняков (через 2 недели).

2.Под кукурузу после озимых - полупаровая безотвальная зяблевая обработка, включающая лущение на 6-8 см вслед за уборкой, лущение на 8-10 см с появлением сорняков (через две недели), рыхление плоскорезами или плугами со стойками СибНМЭ на 25-27 см с появлением всходов сорняков.

3. Под яровые зерновые после кукурузы - двухфазная отвальная зяблевая обработка, включающая лущение на б-В, 8-10 см вслед за уборкой и вспашку ка 20-22 см с минимальным разрывом от лущения или вслед за ним.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Эффективность систем зяблевой обработки почвы в зернопаропропашном севообороте на выщелоченном черноземе Пензенской области. //Сборник научных трудов Самарского СХИ. Самара, ч.1., -1994. - С. 117-124. (в соавторстве) .

2. Влияние отвальной, безотвальной и минимализировэнной зяблевой обработки почвы на урожайность культур зернопропашного севооборота // Тезисы докладов научной конференции Пензенского СХИ. Пенза, - 1995. -С. 41-44. (в соавторстве).

3. К вопросу оптимального насыщения севооборотов лесостепи Среднего Поволжья системами отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработки почвы. //Тезисы докладов областной научно-практической конференции "Проблемы села сегодня и завтра". Пенза, -

1996. - С. 73-75. (в соавторстве).

4. Засоренность и урожайность зерновых культур в звеньях зеркопаропропашного севооборота под влиянием систем основной обработки почвы. //Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского состава и специалистов сельского хозяйства. Пенза, -

1997. - С. 58-59. (в соавторстве).

5. Эффективность систем отвальной, безотвальной и минимальной зяблевой обработки почвы в зернопаропропашном звене севооборота на тяжелосуглинистом черноземе Пензенской области. //Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского состава и специалистов сельского хозяйства. Пенза, 1997.- С. 61-62. (в соавторстве).