Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность способов основной обработки серой лесной почвы при расчетных дозах минеральных удобрений в условиях Предкамья Республики Татарстан

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Набиуллин, Рустам Зинатуллович, Казань

КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

НАБИУЛЛИН Рустам Зинатуллович

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПРИ РАСЧЕТНЫХ ДОЗАХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПРЕДКАМЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, заслуженный агроном РТ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Х.Х. Хабибрахманов

КАЗАНЬ 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................................................................................................................4

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Способы основной обработки почвы..............................................................................................6

1.2. Обработка почвы и агрофизические показатели плодородия..........12

1.3. Эффективность разных способов обработки почвы против вредных организмов......................................................................................................................................................26

1.4. Осенняя обработка почвы в сочетании с минеральными удобрениями..............................................................................................................................................30

1.5. Засоренность посевов................................................................................................................................................34

1.6. Продуктивность культур при различных обработках почвы....................39

ГЛАВА II. ПРОГРАММА, УСЛОВИЯ И МЕТОДИЩЙССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Цель и задачи исследований.............................................................................................45

2.2. Почвенно-климатические условия........................................................................................................46

2.3. Метеорологические условия в годы исследований..................................................48

2.4. Характеристика опытного участка и агротехника возделывания культур......................................................................................................................................................57

2.5. Методика исследований........................................................................................................................59

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Агрофизические свойства почвы..........................................................................................................63

3.2. Водный режим......................................................................................................................................................................78

3.3. Питательный режим почвы..............................................................................................................................86

3.4. Биологические показатели плодородия почвы..............................................................99

3.5. Засоренность посевов и развитие болезней яровой пшеницы............105

3.6. Рост и развитие растений......................................................................................................................................118

3.7. Урожайность и ее качество.................................................................................................129

Глава IV. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЧЕТАНИЯ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ

БИОЛОГИЗАЦИИ СЕВООБОРОТОВ........................................................................................136

Глава V. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ......................................................................................................................................................140

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.............................................................................................148

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ..............................................................................................................................150

ЛИТЕРАТУРА........................................................................................................................................................................................................151

ПРИЛОЖЕНИЯ....................................................................................................................................................................................................176

ВВЕДЕНИЕ

За последние годы в Республике применяются меры интенсификации сельского хозяйства путем химизации, механизации и других средств, ориентированных на максимальный выход продукции с единицы площади.

Длительное интенсивное использование плодородия на фоне постоянной вспашки привело к резкой дегумификации и поставило на грань деградации серые лесные почвы. Природа находится перед угрозой экологического кризиса: деградация почв, загрязнение почв и подземных вод остатками средств химизации, высоко затратное производство, загрязнение продукции из-за применения высоких, несбалансированных доз минеральных удобрений, истощение запасов энергоносителей, разрушение сельского образа жизни.

В то же время одной из главных проблем в аграрном секторе в настоящее время остается проблема полного обеспечения страны продовольственным зерном высокого качества. В решении этих проблем важное место занимает применение научно обоснованных способов основной обработки почвы и системы удобрения.

Яровая пшеница - одна из ценных продовольственных культур, имея высокую потенциальную урожайность, является важной культурой в решении проблемы продовольственного зерна - увеличении валовых сборов. В Республике Татарстан площади под яровой пшеницей за последние годы составляют примерно 35-40% от площади зерновых культур (690,7 га в 1998 г.), валовые сборы данной культуры достигли 10237 тыс. ц (в 1992 году). Но урожайность яровой пшеницы из года в год резко изменяется. Так в 1991 году урожай с 1 гектара составил 13,9 ц, 1992 году - 21,4; 25,6 и 18,5 ц с 1 гектара в 1993 и 1995 годах соответственно, в 1998 году - 12,7; и эти достигнутые уровни урожайности сравнительно низкие.

Одним из главных факторов повышения урожайности сельскохозяйственных культур является правильное применение системы основной обработки почвы.

При выборе систем обработки почвы необходимо опираться на использование экологически безопасных и экономически выгодных, научно обоснованных методов изменения плодородия почвы и на этой основе получить высокие стабильные урожаи. Только в этом случае можно добиться повышения эффективности сельскохозяйственного производства.

Другим фактором, имеющим мощное влияние на все уровни биоценоза природы и, непосредственно, на урожайность сельскохозяйственных культур, является применение оптимальных доз минеральных туков. Дальнейшее повышение культуры земледелия немыслимо в настоящее время без научно обоснованного применения удобрений. В Республике Татарстан в последние годы, относительно другим регионам России, применяют больше минеральных удобрений: в 1997 году на каждый гектар пашни внесено в среднем 106 кг д.в. (в 1993 году - 183, 1995 - 81, 1996 - 94, 1998 - 78 кг д.в./га). В некоторых хозяйствах нормы вынесения удобрений достигает до 100-200 кг на гектар, например по Арскому району в 1997 году - в среднем на гектар 259,2 кг д.в.

При нынешних возможностях земледелец должен и может ставить на научную основу восстановление и умножение плодородия почв и увеличение на этой основе урожаев сельскохозяйственных культур.

В связи с вышеизложенным, на кафедре общего земледелия Казанской ГСХА были проведены исследования по изучению эффективности способов основной обработки почвы при расчетных дозах минеральных удобрений. Исследования проводились на опытном поле кафедры в 1990 - 1997 годах.

Автор выражает искреннею благодарность научному руководителю Х.Х. Хабибрахманову, коллективу кафедры и студентам - дипломникам за помощь при проведении исследований и подготовке диссертационной работы.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Способы основной обработки почвы

Повышение плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур неразрывно связано с комплексом агротехнических мероприятий, среди которых важное место по-прежнему принадлежит способам обработки почвы. На разных этапах развития научного земледелия основные задачи обработки почвы понимались по разному. Так, Д.И. Менделеев (1966) считал, что механическая обработка должна способствовать переходу питательных веществ из менее усвояемых в более доступную форму. А по мнению П.А. Костычева (1885), обработка должна придать почве наиболее благоприятное для растений строение. Обработка почвы должна создавать такое строение, которое способствует уменьшению сопротивления растущим корням и максимальному накоплению воды.

Б.А. Доспехов (1976) писал, что задача основной обработки почвы заключается в создании такого строения пахотного слоя, которое способно обеспечить для растений и полезных микроорганизмов благоприятных условий водно-воздушного, теплового и питательного режимов, накопления и сбережения влаги или удаления её избытка.

Уже много десятилетий в стране господствует плужная обработка почвы: подъем зяби и паров осуществляется отвальными плугами и используются связанные с этим приемы предпосевной обработки. Сторонники данной обработки почвы опираются на учение, разработанное В.Р. Вильямсом (1946, 1949). Основные постулаты данного учения: основная обработка с осени плугами с культурными отвалами с предплужниками вслед за уборкой предшественника; минимальная глубина вспашки - 20 см., глубокая - до 30 см., райольная - свыше 30 см.; предпосевная обработка под озимые и яровые -экстирпаторными, отвальными лущильниками, не прибегая к использованию

послепосевная обработка боронами, культиваторами и окучниками на пропашных культурах, боронование посевов многолетних трав после укосов и стравливания.

Крупные исследования в нашей зоне и в последствии в масштабе страны проведены В.П. Мосоловым (1993). Обобщив материалы возникших в разное время зональных опытных полей республики, в том числе и Лаишевского на серой лесной почве, а также собственных исследований, он подтвердил преимущество зяби перед весновспашкой; ранней зяби перед поздней; черного пара перед ранним и поздним "зеленым". Дальнейшие исследования на опытных станциях Нечерноземной зоны и в НИИСХ Центральных районов Нечерноземья также выявили высокую эффективность ранней зяблевой вспашки (К.И. Саранин, В.Я. Коновалова, 1976; К.И. Саранин, H.A. Старовой-тов, 1990).

Несмотря на отдельные уточнения с учетом состояния почв, зональных и погодных условий, а также возделываемых культур, на севере Европейской части страны, в средней полосе и в ряде других регионов система В.Р. Виль-ямса считалась "становым хребтом" приемов обработки почвы. Благосклонный в целом прием системы обработки В.Р. Вильямса, в возникших к тому времени крупных механизированных сельскохозяйственных предприятиях, не исключал, тем не менее, необходимости новых исследований приемов обработки в разных зонах, на разных почвах и связанных с выращиванием многочисленных сельскохозяйственных культур.

В литературе и в практике сельского хозяйства еще в конце прошлого и начале текущего столетия неоднократно поднимался вопрос о замене вспашки мелкой обработкой. Известный деятель русской агрономической науки П.А. Костычев еще в 1885 году писал: "...не надо забывать, что верхний слой почвы в некоторых отношениях более дорогой сравнительно с другими: в нем содержится наибольшее количество органических веществ и в нем же по преимуществу размножаются те низшие организмы, деятельность которых полез-

на в хозяйственном отношении. Поэтому было бы ошибочно запахивать этот слой глубоко, где полезные микроорганизмы могут быть уничтожены" (П.А. Костычев, 1885).

Оригинальную систему бесплужной обработки развивал в конце XIX столетия известный агроном И.Е. Овсинский. Он считал, что корни растений должны развиваться в верхнем слое почвы, где больше всего накапливается питательных веществ при мелкой обработке почвы (И.Е. Овсинский, 1899). В двадцатых годах XX столетия в защиту бесплужной обработки выступал Н.М. Тулайков (1962). Он доказывал, что в условиях Юго-востока и других засушливых районов глубокая вспашка ведет к излишней потере влаги и снижению плодородия почвы. Предложения и практические исследования немецкого агронома F. Achenbach (1921) и ряд успешных экспериментов по безотвальной обработке почв в Англии (Е. W. Rüssel, В. А. Кееп, 1938), Америке (F. Е. Duley, J. А. Rüssel, 1942), в России (В.Г. Ротмистров, 1904) и др. способствовали развитию идей бесплужной обработки.

Начиная с 60-х годов наряду с традиционной отвальной системой обработки, повсеместно были разработаны и широко внедрены в производство безотвальные способы обработки почвы. Ряд авторов считает, что общепринятая основная обработка, состоящая из вспашки в сочетании с другими приемами, не отвечает биологическим требованиям большинства культур (П.К. Иванов, 1972, 1976; И.Б. Ревут, 1972; В.П. Нарциссов, 1982; N. G. Perur, 1983; J. Jravaf, 1985; Т.С. Мальцев, 1985, 1988; Х.Х. Хабибрахманов, 1988; N. Slenderger, 1988; H.K. Шикула, 1989; В.А. Гулидова, 1990; М.С. Кузьмин, Н.М. Голиков, 1990 и др.).

Многочисленные опыты подтверждают целесообразность замены вспашки в севообороте безотвальными и поверхностными обработками. Так, в опытах Р.В. Лотфуллина (1990), при применении поверхностных обработок урожай озимой ржи увеличивался на 1,5-1,7 ц/га, к тому же, как считает автор, такие обработки препятствуют смыву верхнего плодородного слоя

почвы. Исследования В.П. Заикина, А.Г. Шаблыкина, М.П. Усова (1987) показали увеличение урожая овса и ячменя по плоскорезной обработке в сочетании с дискованием: овса на 4 ц/га, ячменя на 11,5 ц/га.

В литературе нет единого мнения и на глубину проведения основных обработок. Как считает М.А. Ростовцев (1989), урожайность сельскохозяйственных культур по различным способам основной обработки в значительной степени зависит от предшествующей культуры, после которой эта обработка была проведена. Однако и в его опытах мелкие обработки были более предпочтительны. Средняя прибавка урожая зерновых от применения поверхностных обработок в сравнении с отвальными в опытах Н.Р. Никулина, В.Н. Шам-рая (1988), В.П. Васильева, Н.И. Светкиной (1988), составила 1,6-2,4 ц/га. К тому же, как считает В.А. Гулидова (1990), поверхностные обработки позволяют сформировать на 56 колосьев на 1 кв. метров больше, по сравнению со вспашкой.

При этом, отмечают авторы, необходимо учитывать, что поверхностные обработки сохраняют почвенное плодородие, снижают трудовые и энергетические затраты, сокращают период обработки почвы, повышают производительность труда. То, что поверхностная обработка наряду с некоторым повышением урожайности сельскохозяйственных культур значительно снижает затраты на их производство, отмечают и другие авторы (N. Martin, J.Reable, 1981; А.К. Миненко, 1982; И.Т. Ищенко, Я.С. Лагута, 1987; В.В. Яровенко, Н.Г. Осенний, П.К. Терещенко, 1990; Н.Ф. Хохлов, 1990).

Чистый доход от замены вспашки поверхностной обработкой, по расчетам Э.В. Матисса, З.С. Корнауховой (1989), увеличилась на 12,6 руб./га, а при чередовании обработок - на 54,5 руб./га, рентабельность увеличилась соответственно на 36 и 17%. Ресурсосберегающая технология в сравнении с традиционными обработками способствует снижению затрат времени на обработку 1 га в 2-8 раз, уменьшению расхода ГСМ в 2-3,5 раза и стоимости обработки в 1,5-5 раз (В.А. Богомолов, В.П. Сидорович, 1991).

Результатами исследований С.Е. Петрушенко, П.И. Смородиным, A.B. Судаковым (1989) и А.Я. Рассадина, Г.Г. Манолия (1990) доказывается, что минимальная обработка почвы не приводит к снижению урожаев возделываемых культур, а дает возможность сократить прямые затраты на производство продукции и расход горючих и смазочных материалов.

Однако существуют и другие мнения по этому вопросу. Так, результаты исследований целого ряда ученых свидетельствуют о том, что при неглубоких обработках (при минимализации основной обработки) возможно и снижение урожайности сельскохозяйственных культур (Ю.И. Выгузов, 1985; П.А. Голо-бородко, Е.Д. Василенко, 1986; JI.C. Цыбарий, В.Н. Арженовский, 1987; И.Г. Родькин, В.М. Приставко, 1988; И.П. Котоврасов, В.Б. Павловский, 1989).

В то же время в литературе приводятся исследования многих авторов о том, что глубокие безотвальные способы основной обработки положительно влияют на урожайность различных культур и дают существенную прибавку урожая по сравнению с традиционной вспашкой и поверхностными обработками (В.П. Нарциссов, 1971 ; А.И. Бараев, 1976; Х.Т. Хоснутдинов, В.П. Бе-лячков, 1976; Б.А. Доспехов, 1976; Ф.Т. Моргун, 1984; А.И. Пупонин, 1984, 1986; В.Ф. Мареев, Х.Х. Хабибрахманов, 1986; Н.П. Вострухин, В.П. Кур-чанский, 1987; И.Т. Ищенко, Я.С. Лагута, 1987; Л.Д. Бараташевич, В.И. Ба-раташевич, 1988; А.Ф. Витер, 1949, 1990; В.А. Гулидова, 1990; М.С. Кузьмин, Н.М. Голиков, 1990 и др.).

Применение различных систем обработки почвы теоретически можно обосновать исследованиями способов рационального использования земельных ресурсов страны, методов управления почвенным плодородием и закономерностей изменения эффективного плодородия частей пахотного слоя. Ряд авторов вопрос о дифференциации пахотного слоя почвы по биологической активности и плодородию считают исключительно важным.

Единого мнения о наиболее оптимальном строении почвенного профиля пашни до сих пор нет. Одни из них полагают, что для получения высоких и

устойчивых урожаев необходимо создать мощный гомогенный пахотный слой почвы. В гомогенном пахотном слое создаются благоприятные условия для развития растений и, в первую очередь, для доступа питательных веществ, а также для проникновения корней растений на большую глубину, благодаря чему сельскохозяйственные растения будут меньше зависеть от неблагоприятных условий внешней среды (В.П. Нарциссов, 1982; И.П. Котоврасов, В.Б. Павловский, 1989).

Другие ученые считают, что с