Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ГЛЕЕВАТОЙ ПОЧВЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ОБРАБОТКИ, УДОБРЕНИЙ И ГЕРБИЦИДОВ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ГЛЕЕВАТОЙ ПОЧВЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ОБРАБОТКИ, УДОБРЕНИЙ И ГЕРБИЦИДОВ"



На правах рукописи

ТРУ ФАНОВ Александр Михайлович

ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ГЛЕЕВАТОЙ ПОЧВЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ОБРАБОТКИ, УДОБРЕНИЙ И ГЕРБИЦИДОВ

Специальность 06.01.01- общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2006

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель Заслуженный деятель науки Российской

Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Борис Александрович Смирнов

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Виктор Павлович Сутягин;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Валерий Дмитриевич Полин

Ведущая организация- ФГОУ ВПО «Московский государственный

агроинженерный университет им В П Горячкина»

Защита состоится « /С » 2006 г в « /б'"'» часов на заседании

диссертационного совета К 220 043 01 при ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва И-550, ул Тимирязевская, д 49 Ученый совет ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА Автореферат разослан «/£» 2006 г.

Ученый секретарь диссертационно > • кандидат се : *

доцент НГ Тазина

I

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Освоение адаптивно-ландшафтных систем земледелия требует разработки отдельных их звеньев (подсистем), адаптированных к конкретным агроландшафтным комплексам и направленных на воспроизводство плодородия почвы на основе ресурсосбережения, экологической сбалансированности и получения экологически безопасной продукции.

В Центральном районе Нечерноземной зоны в составе дерново-подзолисгых почв дерново-среднеподзолистые глееватые среднесуглинистые почвы, включенные в пахотные угодья, занимают большую долю. Только в Ярославской области они представляют каждый шестой гектар пашни (16,3%). Эти почвы формируются при временном избыточном увлажнении. Они, как правило, сильно засорены, особенно многолетними сорными растениями, и имеют очень низкий уровень естественного плодородия. На этих почвах из-за переувлажнения как правило: полевые работы начинаются позднее на 25-30 дней, окончание их происходит в первой декаде сентября, набор адаптированных культурных растений крайне мал, применение энергоемкой системы отвальной обработки почвы и гербицидов в оптимальные сроки, а также использование традиционных органических удобрений невозможно. Однако, эти почвы имеют большое страховое значение, особенно в засушливые годы, так как на них открываются большие возможности получения стабильных урожаев адаптированных культурных растений при условии соблюдения качественных параметров в технологии их возделывания.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с программой работ РАСХН, Федеральной целевой программой Минсельхоза России «Плодородие» и перспективным планом научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО ЯГСХА «Разработка научных и технологических основ адаптивно-ландшафтных систем земледелия для Центрального района Нечерноземной зоны России».

Результаты изучения научной литературы свидетельствуют об отсутствии каких-либо разработок по управлению основными показателями плодородия этих почв. Особое внимание при этом заслуживает изучение способов улучшения биологических свойств.

В этой связи целью наших исследований было изучение роли систем ресурсосберегающей обработки на основе минимализации, удобрения с использованием соломы и гербицидов в улучшении биологических свойств дерново-среднеподзолистой глееватой среднесуглинистой почвы.

В задачи исследований входило: определение содержания гумуса в почве, активности целлюлозоразлагающей микрофлоры и численности полезной

почвенной энтомофауны, пораженности культурл

токсичности и потенциальной засоренности почвы генеративными и вегетативными органами размножения сорных растений, хозяйственной экономической и энергетической эффективности техночогий

Научная новизна. Впервые в устовиях Центрального района Нечерноземной зоны России на дерново-среднеподзолистой глееватой среднесуглини-стой почве была из\чена разработанная на кафедре земзедечия ФГОУ ВПО ЯГСХА, в качестве основной, ресу рсосоерегаюшая поверхностно-отвальная обработка Данная система, базирующаяся на сочетании вспашки на 20-22 см с предварительным тушением на 8-10 см один раз в 4 года и поверхностной обработки на 6-8 см в остальные 3 года, изучалась в сравнении с другими, разной интенсивности системами, по их десятилетнему влиянию на биологические свойства почвы, хозяйственную, экономическую и энергетическую эффективность технологий при применении сотамы в качестве органического удобрения отдечьно и совместно с минеральными, использовании гербицидов и без них

Практическая ценность работы. Система поверхностно-отвальной обработки почвы как без удобрений и гербицидов, так и при их применении предотвращает процессы дегумификации, способствует созданию бзагоприятных устовий для развития цечлюлозоразлагающей микрофлоры и энтомофауны, не способствует усипению токсичности почвы и снижению урожайности полевых культур, экономит затраты совокупной энергии на основную обработку почвы в 2,9 раза в сравнении с классической отвальной обработкой

Апробация работы. Результаты исстедований дозожены на научных конференциях и региональном научно-практическом семинаре ФГОУ ВПО ЯГСХА в 2004 и 2005 годах

Публикации. По материалам диссертации от/бчиковано 4 печатные работы и одна принята в печать журнала «Плодородие»

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 116 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу, 4 рисунка и состоит из введения, трех пав, выводов, предтожений производству и притожений Список испоть-зованной литературы вктючает 219 наименований, в том чисзе 35 иностранных авторов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика исследовании

Экспериментальная работа проводилась в 2002-2005 гг в полевом стационарном трехфакторном опыте, заложенном на опытном попе ФГОУ ВПО ЯГСХА методом расщстенных дезянок с рендомизированным размещением вариантов в повторениях Повторность опыта четырехкратная

Почва опытного участка дерново-среднеподзолистая глееватая средне-суглинистая на карбонатной морене. Перед закладкой опыта, по более, чем 10-летней залежи (из-за переувлажнения), почва пахотного горизонта содержала: гумуса -3,29%, легкодоступного фосфора - 356,5 мг; обменного калия - 71,5 мг/кг почвы, сумма обменных оснований составляла 22,15 мг.экв., гидролитическая кислотность — 1,38 мг.экв. на 100 г. почвы, рН солевой вытяжки - 6,13.

Опыт проводился с чередованием полевых культур во времени: многолетние травы (1995) — озимая пшеница (1996) — однолетние травы (1997) - ячмень (1998) - овес (1999) - однолетние травы (2000) - озимая рожь (2001) -однолетние травы (2002) - озимая рожь (2003) — однолетние травы (2004)-ячмень (2005). Сорта: Мироновская-808 (озимая пшеница), Ярославская-136 (вика полевая) + Скакун (овес) — однолетние травы; Московский-121 (ячмень), Скакун (овес), Волхова (озимая рожь).

Все элементы технологий, выращиваемых культур (кроме изучаемых) использовались в опыте рекомендованные для региона.

Схема трехфакторного (4x6x2) опыта включала 48 вариантов. На делянках первого порядка площадью 756 м2 (54 м х 14 м) изучались системы обработки почвы, на делянках второго порядка площадью 126 м2 (14 м х 9 м) -удобрения и на делянках третьего порядка площадью 63 м2 (9м х 7м) - гербициды. Исследования проводились по всем показателям на всех вариантах в 4-х повторностях опыта.

Схема полевого стационарного трехфакторного (4x6x2) опыта Фактор А. Система основной обработки почвы, «О»:

1. Отвальная: вспашка на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см, ежегодно, «О]».

2. Поверхностная с рыхлением: рыхление на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на 6-8 см в остальные 3 года, «О2».

3. Поверхностно-отвальная: вспашка на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на 6-8 см в остальные 3 года, «Оз».

4. Поверхностная: однократная поверхностная обработка на 6-8 см, ежегодно, «О4».

В год закладки опыта (июль-август 1995) на всех вариантах была проведена вспашка на 20-22 см с предварительным дискованием на 8-10 см. Фактор В. Система удобрений, «У»:

1. Без удобрений, «У |».

2. Ы30, «У2».

3. Солома 3 т/га, «Уд».

4 Солома 3 т/га - N30 (азотное > добрение в расчете 10 кг д в на 1 т со темы), «Уа»

5 Сочома 3 т'га + NTK (нормы минеральных \добрений, рассчитанные на птанируемую прибавку урожая), «У«»

6 NPK (нормы минеральных удобрений, рассчитанные на птанируемую прибавку урожая), «У„»

Фактор С Система зашиты растений от сорняков, «Г»

1 Биотехночогическая (без гербицидов), «Г!»

2 Интегрированная («. гербицидами), «Г »

Гербициды применялись 2,4-ДА в норме 2,0 кг га верной в фазу кущения озимой пшеницы (1996), Раундап - 5 ч га (1997) за две недети до посева вико -овсяной смеси по всходам пырея почзучего (10-15см), Гранстар - 15 г'га в фазу кушения ячменя, Раундап - 8 л/га (2004) за 14 дней до первой механической обработки при массовом появтении побегов многолетних сорных растений

Технологические приемы осуществчялись дискование пласта много чет-них трав на 8-10 см под озимую пшеницу - тяжелой дисковой бороной БДТ-3 в агрегате с трактором ДТ-75М (1995), остальные технологические приемы - в агрегате с трактором МТЗ-82, вспашка на глубину 20-22 см - плугом ПЛН-3-35, вспашка на глубину 20-22 см с оборотом пчаста на 180° и с рыхлением подпахотного горизонта - пчугом ПБС-2 (точько в 2004 г на вариантах с поверхностно-отвальной обработкой «Oi>>), лущение и поверхностная обработка - дисковым лущильником ЛДГ-5А, культивация - культиватором КПС-4, боронование — зубовой бороной БЗТС - 1,0, рыхление на 20-22 см - сменными рабочими органами к плугу ПБС-2 - рыхлителями

Содержание гумуса в почве определяли по методу И В Тюрина (вариант ЦИНАО), определение биологической активности почвы проводили методом аппликации, анализ токсичности почвы проводичся по методу почвенных пластинок (ДГ Звягинцев, 1980), учет поражения зерновых кучьтур корневыми гнилями проводили по методу А Ф Коршуновой, А Е Чумакова и РИ Щеко-чихиной (1966), учет пораженности зерновых кучьтлр стеблевыми фитопатоге-нами проводился по методике ВНИИЗР (С С Санин, 2002), учет численности дождевых червей проводили методом отмучивания (Т Ветуечь, Б Фрайер, 1987), изучение численности хищных жужечиц в динамике проводили с помощью ловушки Барбера, определение запаса органов вегетативного размножения многолетних сорняков в почве проводили во всех повторениях опыта по методике Б А Смирнова и В И Смирновой (1976), засоренность почвы семенами сорных растений определяли методом малых проб (Б А Доспехов, АДЧекрыжов 1972) Урожайность всех полевых kvтьтур учитывали сплошным поделяночным меточом с пересчетом на абсочютно чистую продукцию и

стандартную влажность зерна 14% и сена однолетних трав — 16%. Экономическая эффективность перспективных технологий производства продукции полевых культур рассчитывалась по фактическим затратам на основании действующих в хозяйствах области нормативов и цен на продукцию и материалы, энергетическая оценка систем обработки почвы проводилась по методике ВАСХНИЛ (1983) с использованием учебного пособия (Г.С. Посыпанов, В.Е. Долгодворов, 1995) и фактических технологических карт. Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа с использованием пакета прикладных программ «БТИАг».

В период исследований отмечались годы как засушливые (2002) и переувлажненные (2004), так и близкие по метеорологическим условиям к средне-многолетним (2003, 2005).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Изменение биологических свойств почвы под действием разных но интенсивности систем обработки, удобрений и гербицидов

Гумус - интегральный показатель плодородия почвы. Его содержание определяет уровень ее окулыуренности и урожайности полевых культур. Так между содержанием гумуса и урожайностью нами была установлена тесная связь, которая выражается коэффициентом корреляции г = 0,61-0,82 в зависимости от возделываемой культуры с максимумом (г = 0,82) в 2003 году на озимой ржи.

Содержание гумуса после распашки залежи имело динамику к резкому снижению до 2000 года, однако этот процесс шел с разной интенсивностью. Наименьший уровень дегумификации наблюдался по ресурсосберегающим технологиям обработки.

За годы наших исследований (2002-2005) системы минимальной обработки почвы по разным фонам удобрений способствовали увеличению содержания гумуса по сравнению с отвальной в результате преобладания процесса гумификации над минерализацией. Наибольший прирост гумуса был при системе поверхностно-отвальной обработки и сочетания поверхностной с рыхлением. Так по фону без удобрений это увеличение, соответственно, было на 0,28 и 0,17 % (рис. 1).

Система ежегодной отвальной обработки не способствовала увеличению содержания органического вещества, более того наблюдалось его уменьшение в 2004 и в 2005 годах. При этом проведенные в 2004 году вспашка и глубокое рыхление на вариантах с сочетанием обработок на 4-й год применения поверхностных обработок, способствовали снижению содержания гумуса в 2005 году.

Применение удобрений, особенно соломы с МРК, способствовало значительному накоплению гумуса в пахотном слое не зависимо от способов их заделки, однако при этом наблюдалась дифференциация пахотного горизонта на слои с превышением содержания гумуса в слое 0-10 см на вариантах с ресурсосберегающими обработками почвы Особенно это превышение быто значительным на четвертый год посте рыхления и вспашки по системам сочетания поверхностной обработки с рыхлением и поверхностной с отвальной

л з: з 28 26 24

О Отвальная

О Поверхностная с рыхлением ■ Поверхностно отвальная □ Поверхностная

2002 2003,

однолетние озимая рожь олнолетние травы травы

Рис 1 Динамика содержания гумуса в почве пахотного слоя 0-20 см по разным системах! обработки (%, по фону без удобрений)

На наиболее интенсивном фоне удобрений (солома+\РК) наблюдалась несколько иная динамика (рис 2)

2002 2003 2004

однолетнне озимая рожь однолетние травы травы

□ Отвальная

□ Поверхностная с рыхлением М Поверхностна отвальная

ЕЗ Поверхностная

Рис 2 Динамика содержания гумуса в почве пахотного слоя 0-20 см по разным системам обработки, (%, по фону солома+ЫРК)

Системы ежегодной отвальной и ежегодной поверхностной обработки имели практически сходную динамику изменения содержания гумуса в почве. При этом на отвальной обработке наблюдалось постепенное снижение содержания гумуса. Преобладанию же процесса гумификации над минерализацией способствовали сочетания обработок, особенно поверхностно-отвальная.

Динамика содержания гумуса в слое 0-20 см за годы исследований в среднем по системам удобрений и гербицидов свидетельствует, что с 2002 года на вариантах с системами ресурсосберегающей обработкой почвы в сравнении с отвальной наблюдалось гумусонакопление (рис.3).

^ 1 no Q Отвальная

1995, 2002, 2003, 2004, 2005,

залежь однолетние озимая рожь однолетние ячмень травы травы

Рис. 3. Динамика содержания гумуса в почве пахотного слоя 0-20 см по системам обработки почвы, (%, в среднем по системам удобрений и гербицидов).

В среднем по изучаемым факторам система поверхностно-отвальной обработки почвы способствовала достоверному увеличению гумуса в пахотном горизонте (0-20 см) в сравнении с отвальной обработкой, но в основном за счет слоя 0-10 см (табл. 1).

Внесение удобрений способствовало достоверному увеличению содержания гумуса в почве. Особенно этим отличались варианты с внесением соломы совместно с Ш'К, а также отдельным внесением КРК, где накопление гумуса было существенно выше по обоим слоям пахотного горизонта в сравнении с фоном без удобрений. Результаты статистической обработки свидетельствуют о наличии положительного взаимодействия систем отвальной и поверхностно-отвальной обработки почвы и удобрений в воспроизводстве гумуса.

Действие и последействие гербицидов незначительно увеличивало содержание гумуса

Таблица 1

Роль изучаемых факторов в изменении содержания гумуса в почве (% в среднем по факторам и за период 2002-2005 гг )

Вариант С той почвы, см

0-10 10-20 0-20

А. Обработка, «О», НСРо* 0,07 Рф< Ко. 0,08

Отвальная, «О)» 2 58 2 52 2,55

Поверхностная с рыхчением. «О-» 2,61 2,51 2,56

Поверхностно-отвальная <Ю?>> 2.70 2.63 2,67

Поверхностная. «Од» 2,55 2,47 2.51

В. Удобрение, «У», НСРо5 0,06 0,08 0.05

Без удобрений, «У|» 2.45 2 40 2 43

N30, «У:» 2,55 2 45 2 50

Сочома 3 т/га. «У!» 2.53 2 47 2,50

Солома^-Мзо, «Уд» 2.55 2,47 2,51

Солома-МРК, «У<» 2 82 2 75 2,79

ЫРК, «У6» 2,76 2,66 2,71

С. Гербицид, «Г», НСРоч Р,ь ^ Г"о<; Рф < Р05 Рф<Ро*

Без гербицидов, «Г]» 2,70 2,62 2,66

С гербицидами, «Г-«» "" 72 2,67 2,70

Микробиологическая активность разложения целлюлозы в 2002 году была выше на вариантах с поверхностно-отвальной обработкой почвы в сравнении с отвальной по всем изучаемым системам удобрений, особенно при совместном внесении сочомы и ЫРК (на 40 %) и при отдельном внесении МРК (в 2 раза) В основном существенные различия отмечались в верхнем слое почвы 0-10 см При этом общий уровень интенсивности разложения цепюлозы был низким, особенно на вариантах с отвальной обработкой почвы, что было следствием внесенной в 2001 году соломы озимой ржи

На второй год разложения соломы (2003) активность микрофлоры по системе поверхностно-отвальной обработки почвы резко увечичилась в 2-4 раза в сравнении с отвальной на вариантах ее внесения, а также по фону без удобрений

В 2004 году достоверных различий между изучаемыми системами основной обработки почвы в среднем по системам удобрений и гербицидов, по

влиянию на активность целлюлозоразлагающей микрофлоры обнаружено не было с динамикой увеличения при проведении ресурсосберегающих обработок Повторное внесение соломы в 2003 год\ не привело к снижению микробиологической активности в 2004 году на вариантах ее внесения Действие гербицида Раундап, внесенного в 2004 году, существенно усиливало интенсивность микробиологических процессов

Преимущество ресурсосберегающих обработок при применении соломы совместно и отдельно с минеральными удобрениями подтвердилось и в 2005 году усилением активности целлюлозоразлагаюших микроорганизмов в сравнении с отвальной системой обработки почвы Последействие примененного гербицида хотя и сохранило свое положительное влияние, однако оно уже было нес} щественным в сравнении с вариантами без его применения

Численность дождевых червей в пахотном слое увеличивалась при уменьшении интенсивности механической обработки за все годы исследований Большее их количество было обнаружено на вариантах с ежегодными поверхностными обработками, а наименьшее - с ежегодными отвальными Система поверхностно-отвальной обработки заняла промежуточное положение

Внесение органического удобрения в виде соломы и ее совместное применение с минеральными удобрениями способствовало увеличению обилия дождевых червей в пахотном слое почвы Действие и последействие гербицидов незначительно снижало численность этих беспозвоночных

Независимо от изучаемых факторов количество дождевых червей было больше в слое 0-10 см, чем в слое 10-20 см и в большой степени зависела от метеорологических условий года

Чис.1енность хищных жужелиц на поверхности почвы в зависимости от системы обработки изменялась незначительно с динамикой увеличения на вариантах с поверхностно-отвальной обработкой почвы Вносимые удобрения в основном отрицательно сказывались на обилии полезных хищных насекомых Четкой зависимости от действия и последействия гербицидов на количество хищных жужелиц обнаружено не было

Значительных преимуществ в снижении поражениости полевых культур как корневыми гнилями, так и стеблевой ржавчиной, система отвальной основной обработки почвы не имела в сравнении с системами ресурсосберегающей обработки При этом применяемые удобрения способствовали увеличению поражениости культурных растений фитопатогенами, особенно при внесении соломы совместно с \ТК и отдельном внесении МРК Так, распространенность корневых гнилей озимой ржи в 2003 году при совместном внесении соломы и >Л>К была выше на 40 %, а при отдельном внесении №К на 13 % в сравнении с фоном без удобрений, развитие стеблевой ржавчины было в 2,2

раза больше. В последующие годы отрицательное влияние вносимых удобрений на развитие стеблевой ржавчины снизилось, однако распространенность заболевания была на уровне 100 %.

Токсичность почвы определяли по развитию тест-объекта - озимой ржи. В 2003 году более благоприятные условия для развития тест-культуры складывались при системах поверхностно-отвальной и даже ежегодной поверхностной обработки в сравнении с отвальной. Последействие соломы не оказывало токсического влияния на развитие проростков и корней тест-культуры, а ее совместное применение с NPK даже значительно уменьшало токсичность почвы в сравнении с фоном без удобрений. После внесения соломы под урожай 2004 года токсичность почвы увеличилась на вариантах с ее заделкой, что отразилось в снижении всхожести, развития проростка и корней тест-культуры. Однако достоверным это снижение было только на показателе всхожести в слое 0-10 см. Как и в 2003 году несколько лучшие условия для развития тест-культуры складывались на вариантах с ресурсосберегающими обработками почвы. Действие гербицидов не вызвало достоверных различий в токсичности почвы. В 2005 году изучаемые факторы незначительно повлияли на показатели развития тест-объекта.

За все годы исследований токсичность почвы по всем вариантам не превышала значений контроля, за исключением длины корней тест-культуры в 2005 году.

Потенциальная засоренность почвы семенами сорных растений в слое 0-20 см в год закладки опыта в среднем составила 217,8 млн. шт/га. За годы исследований это количество возросло на всех вариантах опыта за счет адаптированных видов сорных растений к изучаемым культурным видам. Наиболее распространенными сорными растениями семенного размножения были: марь белая (Chenopodium album), пикульник обыкновенный (Galeopsis tetrahit), трехреберник непахучий (Tripleurospermum inodorum), ярутка. полевая (Thlaspi arvense).

За годы исследований системы ресурсосберегающей обработки почвы способствовали большей аккумуляции семян сорных растений в верхней части пахотного слоя на 25-30 % в сравнении с отвальной обработкой.

Внесение удобрений, особенно совместное применение соломы с NPK, способствовало увеличению запаса семян сорных растений в 1,3-1,7 раза в сравнении с фоном без удобрений.

Последействие гербицидов незначительно снижало потенциальную засоренность почвы семенами.

Засоренность почвы вегетативными органами размножения .многолетних сорных растений с момента закладки опыта снизилась в 8-12 раз.

В 2004 году (через 9 зет после закладки опыта действия и взаимодействия факторов) из изучаемых систем основной обработки почвы лишь ежегодная поверхностная привела к достоверному увеличению длины корней размножения многолетних сорных растений по сравнению с отвальной обработкой По системе поверхностно-отвальной обработки запасы органов вегетативного размножения были на уровне отвальной

Существенному снижению длины вегетативных органов размножения в 4-5 раза способствовало совместное внесение соломы с NPK На искоренение многолетних сорняков также влияло и отдельное внесение соломы в сравнении с вариантами без удобрений

Действие и последействие гербицида способствовало снижению длины органов вегетативного размножения сорных растений в сравнении с вариантами без его внесения

Динамика изменения длины корней размножения быта характерна и для показателя их сухой массы

Следует отметить, что в слое 0-10 см значения длины и сухой массы вегетативных органов размножения были в 2 и более раз больше, чем в слое 10-20 см по всем изучаемым вариантам

В год закладки опыта (1995) органы вегетативного размножения были представлены в основном корневищами пырея потзучего (Agropyrum repens L ) За годы исследований их доля уменьшилась на 70 %, при этом соответственно увеличилась доля корневых отпрысков бодяка полевого (Cirsium arvense L ), осота полевого (Sonchus arvense L ), корневищ хвоща полевого (Equisetum arvense L ) и некоторых других видов При этом слой 0-10 см отличался большими значениями развития корней размножения многолетних сорных растений в сравнении со слоем 10-20 см на всех изучаемых вариантах опыта

Хозяйственная, энергетическая и экономическая эффективность технологий

Различные системы обработки почвы за все годы исследований практически по всем фонам удобрений и гербицидов незначительно различались по урожайности полевых культур

Внесение соломы совместно с NPK, а также отдельное применение NPK способствовало существенному увеличению урожайности полевых культур в 2002 году, соответственно, на 0,66 и 0,61 т/га, в 2003 - на 1,64 и 1,49, в 2004 -0,75 и 0,66, в 2005 году - на 1,55 и 1,11 т/га в среднем по обработкам почвы и гербицидам Кроме этого, совместное применение соломы с азотом значительно увеличивало урожайность зерна озимой ржи (2003) на всех вариантах обра-

ботки почвы и ячменя (2005) на вариантах с ежегодной поверхностной обработкой, а также при ее сочетании с рыхлением.

За все годы исследований достоверных различий между системами ресурсосберегающей обработки почвы и отвальной (в среднем по системам удобрений и гербицидов) по влиянию на урожайность обнаружено не было (табл. 2).

Таблица 2

Роль изучаемых систем обработки, удобрений и гербицидов в изменении урожайности полевых культур (т/га, основная продукция, в среднем по факторам)

Вариант Однолетние травы, 2002 г. Озимая рожь, 2003 г. Однолетние травы, 2004 г. Ячмень, 2005 г.

А.Обработка, «О», Н СР05 F4 < F0s FÍ, < F05 F,t < F0s FA<F„,

Отвальная, «Oí» 1,76 2,13 1,74 2,20

Поверхностная с рыхлением,«Oí» 1,91 2,00 1,65 2,12

Поверхностно-отвальная, «Оз» 1,73 2,10 1,63 2,27

Поверхностная, «О*» 1,63 1,97 1,88 2,15

В.Удобрение, «У», НСРо5 0,13 0,29 0,09 0,22

Без удобрений, «У)» 1,44 1,36 1,41 1,53

N30, «У2» 1,60 1,46 1,56 1,88

Солома 3 т/га, «Уз» 1,63 1,63 1,52 1,87

Солома+Ызо, «У 4» 1,68 2,02 1,63 2,12

Солома+ЫРК, «У5» 2,11 3,00 2,17 3,08

ИРК, «У6» 2,06 2,83 2,08 2,63

С.Гербицид, «Г», НСР05 F* < Fos F,b< Fos 0,07 0,12

Без гербицидов, «Г|» 1,76 2,05 1,69 2,09

С гербицидами, «Гз» 1,75 2,06 1,76 2,28

Применение всех изучаемых систем удобрений в 2002, 2004 и 2005 годах способствовало существенному увеличению урожайности полевых культур в сравнении с фоном без удобрений. В 2003 году этому способствовало внесение ЫРК как отдельно, так и совместно с соломой, а также соломы с азотом.

Наибольший выход продукции полевых культур за годы исследований был получен при совместном внесении соломы с ЫРК, рассчитанных на планируемую прибавку урожая.

Применение гербицида Раундап в 2004 году и его последействие в 2005 году способствовало получению достоверной прибавки урожая в сравнении с вариантами без его применения Ранее внесенные гербициды не оказали существенного влияния на урожайность полевых культур, так как потеряли свое последействие

Затраты совокупной энергии на систему поверхностно-отвальной обработки почвы в среднем за 4 года быта меньше в 2,9 раза в сравнении с затратами на систему отвальной обработки (табл 3)

Таблица 3

Совокупные затраты энергии на разные по интенсивности системы основной обработки почвы, Мдж/га'год

Статьи затрат_j

Система основной | обработки почвы | ГСМ i ' затраты труда i затраты на ¡ механизмы и орудия ' Итого

Отвальная, «Ор> 648 7 80.0 511,8 Í 1240.5

Поверхностно-отвальная. «Оч» 208,8 25,8 196,8 431,4

При этом экономическая эффективность технологий производства зерна озимой ржи и ячменя была выше при технологиях, базирующихся на системе поверхностно-отвальной обработки почвы с применением соломы совместно как с азотом, так и с ЬРК, где уровень рентабельности при производстве зерна озимой ржи бьл выше, соответственно, на 32 и 10%, а при производстве зерна ячменя - на 7 и 167 0 о, чем при технологиях по ежегодной отвальной обработке

ВЫВОДЫ

1 Десятилетнее применение системы поверхностно-отвальной обработки в среднем по факторам за 4 последних года способствует достоверному увеличению содержания гумуса в стае почвы 0-20 см на 0,12 %, в сравнении с системой отвальной обработки Повышение интенсивности фонов удобрения приводит к увеличению количества гумуса в почве на 0,07-0,36 % в сравнении с вариантами без удобрений

2 Активность целлюлозоразлагаюшей микрофлоры увеличивается в 1,4-3 раза, особенно в стое почвы 0 10 см, при системе поверхностно-отвальной обработки почвы по сравнению с ежегодной отвальной Внесение соломы в качестве ор! анического удобрения снижает микробиологическую активность в первый год ее разложения в 1,1-1 8 раза, а на второй год - усиливает в 1,2-1,5 раза

Применение NPK увеличивает в 1,1-1,6 раза активность разложения целлюлозы. Гербициды также положительно влияют на усиление микробиологической активности почвы.

3. Численность дождевых червей и хищных жужелиц увеличивается при снижении глубины и кратности механических обработок при: поверхностно-отвальной обработке на 5-17 %, ежегодной поверхностной - на 10-39 % по сравнению с ежегодной отвальной.

4. Применение соломы как отдельно, так и совместно с минеральными удобрениями способствует увеличению популяции дождевых червей на 3-12 %, отдельное внесение минеральных удобрений - снижает их численность на 6 % в сравнении с фоном без удобрений. Внесение удобрений приводит к снижению количества хищных жужелиц на 10-40 %. Действие и последействие гербицидов отрицательно сказывается на распространении дождевых червей, при этом не оказывает заметного влияния на распространение хищных жужелиц.

5. Ежегодная отвальная обработка не имеет преимущества в снижении пораженности культурных растений корневыми и листостеблевыми фитопато-генами в сравнении с системой поверхностно-отвальной обработки. Совместное внесение соломы с NPK и отдельное внесение NPK создает благоприятные условия для распространения и увеличения интенсивности заболеваний полевых культур (корневых гнилей на 13-40 %, стеблевой ржавчины в 2,2 раза).

6. Применение систем минимальной обработки не способствует усилению токсичности почвы. Действие соломы в первый год ее разложения несколько увеличивает токсичность почвы, на второй год - отмечается снижение токсичности, особенно при совместном с ней внесении NPK. Гербициды не оказывают токсического влияния на развитие тест-культуры (озимой ржи).

7. Применение поверхностной обработки в течение 4 лет и более приводит к большему на 25-50 % накоплению семян сорных растений в слое почвы 0-10 см, чем при отвальной обработке. Применение соломы как отдельно, так и совместно с азотом способствует наименьшей аккумуляции семян в почве, а внесение ее с NPK и отдельное применение последних приводят к увеличению засоренности пахотного слоя на 15-75 % в сравнении с вариантами без удобрений.

8. Система поверхностно-отвальной обработки обеспечивает одинаковый уровень засоренности почвы органами вегетативного размножения многолетних сорных растений с отвальной на 9-й год опыта. Применение соломы совместно с NPK и, особенно, отдельное внесение последних приводит к снижению их длины в 3-4, сухой массы - в 1,4-3,3 раза.

9. Применение систем ресурсосберегающей обработки почвы способствует получению урожайности полевых культур на уровне ежегодной отвальной

обработки почвы Внесение удобрений, особенно союмы совместно с ¡\РК, увеличивает урожайность зерновых культур на 1,5^-1,04, а однолетних трав -на 0,67-0,76 т'га по всем системам обработки почвы Достоверную прибавку урожая обеспечивает действие и последействие гербицида

10 Система повсрхностно-отвальнои обработки почвы требует затрат совокупной энергии в 2,9 раза меньше по сравнению с затратами на систему ежегодной отвальной обработки

11 Наиболее жономически эффективными технологиями производства продукции полевых культур являются технологии, базирующиеся на системе поверхностно-отвальной обработки почвы с применением соломы совместно с азотными удобрениями и МРК Себестоимость производства одного центнера зерна озимой ржи и ячменя была в среднем ниже на 12 а уровень рентабельности выше на 53 % чем по отвальной обработке

Предложения производству

На дерново-среднеподзолистой глееватой среднесу глинистой почве Центрального района Нечерноземной зоны России в качестве основной рекомендуется применение системы поверхностно-отвальной обработки, базирующейся на сочетании отвальной на глубину 20-22 см с предварительным лущением на глубину 8-10 см один раз в 4 года и поверхностной обработки на глубину 6-8 см в последующие 3 года

Для улучшения биологических свойств почвы (особенно расширенного воспроизводства гумуса и активизации целлюлозоразлагающей микрофлоры) и получения высоких урожаев полевых культур необходимо в качестве органического удобрения испольювать солому совместно с минеральными удобрениями в расчете на планируемую прибавку как под зяблевую вспашку, так и под осеннюю поверхностную обработку

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1 Чебыкина Е В , Щукин С В , Труфанов А М Действие систем минимальной обработки и удобрения соломой на биологические показатели плодородия в условиях временно избыточного увлажнения почвы/' Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур/Сб науч тр ме-ждунар науч -метод конф Ч 1 - Ярославль ЯГСХА, 2003 - с 105-111

2 Чебыкина Е В , Труфанов А М Изменение биологических показателей плодородия почвы под действием разных по интенсивности систем обработок почвы и удобрений / Совершенствование технологий возделывания сельскочо-

зяйственных культур/Сб. науч. тр. междунар. науч.-метод. конф. Ч.1.- Ярославль: ЯГСХА, 2004,- с. 106-115.

3. Труфанов A.M., Смирнов Б.А., Чебыкина Е.В. Влияние разных по интенсивности систем обработки почвы, удобрений и гербицидов на динамику биологических показателей плодородия почвы// Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур/Сб. науч. тр. междунар. на-уч.-метод. конф. Ч.1.- Ярославль: ЯГСХА, 2005,- с.81-89.

4. Чебыкина Е.В., Труфанов A.M. Влияние различных по интенсивности систем обработки почвы, удобрений и гербицидов на токсичность дерново-подзолистой почвы временно избыточного увлажнения и урожайность полевых культур// Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур/Сб. науч. тр. междунар. науч.-метод. конф. Ч.1.- Ярославль: ЯГСХА, 2005.-с.111-118.

Подписано в печать 05 04 2006 Формат 60x90 1/16 Бумага белая

Условных печ листов 1 0 Тираж 100 экз Заказ № 21 Типография ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия» 150042, г. Ярославль, Тутаевское шоссе, 58