Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Комбинированная система обработки почвы в Лесостепной зоне Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Комбинированная система обработки почвы в Лесостепной зоне Поволжья"

С

^ Оз

российская академия сельскохозяйственных наук

научно-производственное объединение «подмосковье»

На правах рукописи

КИРДИН Владимир Филиппович

удк 631.51

КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 —общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Немчиновка, Московская обл., 1992

Работа выполнена в НПО «Нива Татарстана» и НПО «Подмосковье» в 1967—1991 гг.

Научный консультант—доктор сельскохозяйственных наук, профессор С. С. Сдобников.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор И. А. Чуданов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор К. И. Саранин, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л. М. Ситников.

Ведущее учреждение — Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева.

Защита состоится « Д I » 1992 г.

в часов на заседании Специализированного совета Д 020.19.01 в

НПО «Подмосковье» по адресу: 143013, п/о Немчиновка 1 Московской области.

Автореферат разослан « » 1992 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО «Подмосковье».

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

3. А. Буц

I. ОБЩЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Поволжье является крупным производителем товарного зерна в России. Несмотря на наличие здесь плодородных черноземов, земледелие зоны довольно неустойчиво из-за недостатка влаги, проявления водной и частично ветровой эрозии. Эти особенности почвенно-климатическюс условий зоны определяют необходимость придавать системе обработки почвы почвозащитную и энергосберегающую направленность.

В связи с усиливающейся в последнее время тенденцией деградации почв большую актуальность приобретают работы по сохранению и повышению содержания гумуса на основе поиска новых решений за счет усиления почвозащитной роли обработки почвы и оптимизации применения удобрений. Представляемая работа базируется на выполнении государственных задаягй по указанной тематике, номера госрегистрации 70049516-70049518.

Цель и задачи исследований. Используя новые теоретические подходы по дифференциации плодородия пахотного слоя, разработать энергосберегающего, почвозащитную систему обработки черноземных почв лесостепной зоны Поволжья на основе сочетания периодического оборачивания пахотного слоя и-глубокой заделки органических удобрений с последующими поверхностными и безотвальными обработками.

В задачу исследований входило:

- изучить влияние различных систем основной обработки почвы па ее агрофизические и агрохимические свойства, водный и пишевой регим, засоренность посевов и урояайяость сельскохозяйственных культур;

- определить влияние длительного применения обработок почвы без оборота пахотного слоя на условия роста и развития растений;

- дать научное обоснование способам послойного внесения органических удобрений в системе обработки черноземов п разработать механизм стимулирования процессов формирования почвенного плодородия;

- определить экономическую эффективность разрабатываемых технологий и дать им сравнительную оценку.

В практическом плане предусматривалось разработать и рекомендовать производству систему обработки почвы и способ применения удобрений, способствухщях мобилизации и расширенному воспроизвел- •

ству плодородия почвы, сохранении и увеличению содержания в ней гумуса, росту урожайности сельскохозяйственных культур, снижению энергозатрат и повышению экологической устойчивости земледелия.

Научная новизна результатов исследований. Выявлено преимущество разноглубинных отвальных обработок почвы в сравнении с применявшейся в зоне ежегодной глубокой вспашкой. Исходя из особенностей почвы и превде всего устойчивого сохранения оптимальной плотности черноземов, дано научное обоснование минимализадии обработки с использованием безотвальных, в том числе.поверхностных л плоскорезных обработок почвы в севообороте.

Установлено, что при систематическом использовании безотвальных способов обработки почвы происходит дифференциация плодородия пахотного слоя с резким падением его сверху вниз. Доказана целесообразность проведения в севообороте периодической вспашки с целью сохранены преимуществ глубокого пахотного слоя. Рекомендуемая при вспашке глубокая заделка органических удобрений создает эффект обратногетероггнного строения пахотного слоя, улучшающий условия питания и водоснабжения возделываемых в севообороте культур. Впервые разработана технология к предложено орудие постоянного обогащения нижнего слоя пашни свеким органическим веществом за счет пожнивных остатков и соломы, способствующей активизации микробиологических процессов, усилению гумусообразования и улучшения его качественного состава. Составные части технологии разрабатывались на основе полевых испытаний и в мякрополевых опытах, где были установлены периодичность внесения измельченной соломы в течение ротации севооборота и оптимальные сроки ее припа-хивания в почву.

Практическая ценность работы. В результате поэтапных исследований разработана система комбинированной обработки почвы с послойным внесением органических удобрений, способствующая расширенному воспроизводству плодородия почвы, сохранению и увеличению содержания в ней гумуса и непрерывному росту продуктивности земледелия.

По теме диссертации опубликовано 34 работы. Результаты исследований вошли в систему земледелия Татарии (1982) и в рекомендации по шпгомализацт обработки г чвн (Казань, 1980; Москва, 1991).

Адробаштя работы. Материалы диссергацщ докладывались на республиканских научно-практических конференциях (Казань, 1979, • 1984), на зональном координационном Совете по обработке почвы

(Киров, 1977), на научных конференциях Татарского ШИСХ (1978, 1980, 1990), на научной конференции Казанского СХИ (1978, 1983), на юбилейной конференции КПО "Подмосковье" (Москва, 1991).

Реализация результатов исследований. Разработанная система комбинированной обработки почвы с чередованием в севообороте отвальных и безотвальных способов является составной частью системы земледелия Татар™ и других областей лесостепной зоны Поволжья. В Вугулъмннском районе республики она применяется на плсцадл 42517 га. С 1908 года здесь внедряется система ярусной обработки почвы с послой ¡ым внесением органических удобрений в севообороте на общей плода а 22000 га.

Объем работы. Диссертационная работа является обобщением 24-летних (1958-1990 гг.) исследований. Материал изложен на 200 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству и списка литературы.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Состояние вопроса и обоснование исследований

Вся история развития взглядов и практических подходов к системе обработки почвы в значительной степени сводится к оптимизация глубины и потребности в оборачивании пласта.

Академик В.Р. Вильяме обосновывал ежегодное и повсеместное применение отвальной.вспашки потерей структурности верхнего слоя и необходимостью создания глубокого пахотного горизонта. Полностью не отвергая этих выводов следует признать, что на сегодня они несколько устарели, гак как для сохранения.глубокого пахотного слоя необязательно везде и каждый год пахать, а потеря структурности верхнего слоя - не единственная и не главная причина целесообразности оборачивания.

Предложения Т.С. Мальцева, разработки Всесоюзного научно-исследовательского института зернового хозяйства жени А.И. Бараева и производственные испытания осуществляемые в разных зонах страны, явились основанием для пересмотра сложлвсихся представлений о системе обработки почвы и шрокого внедрения безотвальной обработки.

В последнее время значительно расширились и углубились теоретические исследования по механической обработке почвы, хотя мно-

гие вопросы в этой области еще не нашли решения и продолжают оставаться дискуссионными. Усилия ученых в основном направлены на разработку таких приемов обработки почвы, которые, с одной стороны, обеспечивали бы рост продуктивности растениеводства, а с другой - предотвращали деградацию почвенного покрова. В то же время появился ряд теоретических разработок, в которых по новому оценивается роль и значение обработки почвы.

В Полтавской области разрабатывалась и внедрялась система бес-плукного земледелия, основой которой является безотвальная обработка почвы. По мнению Ф.Т. Моргуна и Н.К. Шикулы (1988) бесплуя-цая обработка должна обеспечить создание на поверхности почвы мульчированного слоя из растительных остатков и органических удобрений, способной предохранить почву от эрозионных процессов и обеспечить направленный сдвиг гумусового состояния обрабатываемых почв в сторону саморегулирующих почвенных процессбв подобно есте-ственЕсл и этим создать прочную основу для расширенного воспроизводства плодородия почв. ilo существу авторы принимаю! выдвинутое ранее академиком А.И. Бараевым положение о создании и особой роли так называемой "органической подушки". Однако эта гипотеза не нашла подтвервдения опытными материалами. Больше того, до опубликованным данным за тридцатилетний период применения плоскорезной обработки на целинных землях Казахстана произошла потеря около 2С$ исходного гумуса (М.К. Сулейленов, 1989).

A.M. Лыковым, £.В. Гриценко, К.А. Кауричевыл (1986) выдвинута теоретическая концепция единства почвы и растения. Она предполагает получение возрастающих урожаев сельскохозяйственных культур за счет использования плодородия почвы при непременной компенсации его компонентов. При этом обязательным условием развития земледелия должен быть принцип воспроизводства материальной основы отрасли - почвенного плодородия. Поэтому лвбой агротехнический прием должен учитывать требования на только растения, но и почвы. Теоретическая концепция авторов предполагает экологическую сбалансированность земледелия. Она позволяет строить и применять в практической деятельности различные модели плодородия, включать в технологии возделывания культур нормативы для получения запрограммированного урожая и расширенного воспроизводства почвенного плодородия.

Новое видение проблем теории обработки почвы были предложены профессором С.С, Сдобилковым (1938) по созданию обратногетероген-

ного строения пахотного слоя, обеспечивающего ускоренное воспроизводство плодородия почвы и оптимизацию условий роста и развития растений. Теоретической базой этого направления была принята установленная закономерность по дифференциации пахотного слоя по плодородию. Указанное явление подтверждено опытами в различных зонах страны и не вызывает сомнений, однако значимость ее можно оценивать по разному. По разработанной концепции дифференциация пахотного слоя по плодородию наблюдаемая при систематических безотвальных обработках имеет пряное отношение к теории обработки почвы. Регулируя условия взаимодействия органического вещества и атмосферных факторов можно управлять процессами накоплен:«: е-разложения гумуса. Известно, что сколько бы не оставалось в верхнем слое почвы свеяих органических остатков, все они подвергаются аэробному разложению до минеральных форм, а количество закрепленного гумуса в основном стабилизируется на уровне присущем для зоны. Накопление гумуса сверх этого уровня требует внесения большого количества органического вещества и экономически нецелесообразно.

Оборачивание меняет положение, запаханное вниз свекее органическое вещество разлагается медленно с преобладанием процессов гумификации. При следующем оборачивании вниз попадают новые порции свехего органического вещества, а выпахивается обогащенный гумусом слой, с повышенным запасом питательных веществ и улучшенными водно-физическими свойствами.

Ответ па вопрос какое строение пахотного слоя выгоднее для растения природное с затуханием плодородия по мере утлублзггя, равномерное или обратное с наличием обогащенной прослойки знизу был получен в многолетних микроделяночных полевых олгттах, где по иммитации с различными cnoco6ai.ni обработки почвы удобрения перемешивались со всем пахотным слоем (вспашка), распределялись в верхней части пахотного слоя (безотвальная обработка) и заделывались вниз (ярусная вспашка). При размещении удобрений сверху и перемешивании их во всем пахотном слое в засушливые периоды растения больше страдали от пересыхания верхнего слоя, поэтому продуктивность юс была шпсе, чем у тех растений, где удобрения размещались в нижней части пахотного слоя.

Учитывая, что применение ежегодной безотвальной обработки почвы приводит к поверхностному размещению корнеЕой системы, в виду большего плодородия этого слоя,с точки зрения щзганпя рас-

тений этк изменения нежелательны, гак как предпочтительнее иметь обратное строение с повышенным плодородием нижней части пахотного слоя. Поэтом/ в системе безотвальной обработки целесообразно проводить периодическое оборачивание пахотного слоя, с целью создания обратногетерогенного его строения с наличием более плодородной прослойки в нижней части. Эффект такой обработки усиливается использованием органических удобрений, с помощью которых в нижней части пахотного слся создается удобренная прослойка, сохраняемая на вен ротацию севооборота.

С учетом преимущества обратногетерогенного строения пахотного слоя по плодородию, создаваемая глубокой заделкой органических удобречии, большую актуальность могут иметь мероприятия предотвращайте закиенке процессы в никнем слое, способствующие его оживлению и увеличивающие отдачу от органических удобрений. В связи с этим на затиту выносится система обработки почвы на базе дальнейшего развития концепции о преимуществах обратногетерогенного строения пахотного слоя к периодическая послойная заделка све-них органических удобрений, регулирующая интенсивность процессов минерализации и гумусообразования в почве.

2.2. Условия и методика проведения исследований

Климат примыкающей к Татарстану лесостепи Поволжья резко континентальный. Агроклиматические условия характеризуется в основном дефицитом двух факторов - тепла и влаги. Суша активных температур в зоне составляет 2150-2200°. Средняя продолжительность активной вегетации 130-135 дней. Безморозный период длится 124-130 дней. Весенние заморозки заканчиваются в середине мая на возвышенностях и в конце мая - в пониженных местах. Первые осенние заморозки в среднем наблюдаются во второй половине сентября. В этом районе в зимний период складываются наиболее суровые условия для перезимовки озимых культур. ,

Климатические условия в значительной'мере опрелеляются и его положением - какое Предуралье, где с севера вдоль Уральских гор спускаются холодные ветры, задерживая начало .весенне-полев-х работ, а с востока, огибая шную часть Урала, дуют суховеи с Казахстана.

На пересечении двух этих господствующих направлений находится обширная территория, примыкающая с северо-востока к Поволжью, на-

зываемая в народе "оренбургская груба". Этот регион отличается холодным и засушливым весенне-летним периодом, поэтому обработка почвы здесь должна быть направлена на максимальное накопление осенне-зимней влаги и рациональное ее использование в течение весенне-летнего периода.

Учитывая напряженность климатических условий в обеспечении растений влагой, система обработки почзы должна способствовать не только максимальному накоплению и рациональному расходованию влаги, ко и создатаю мощного пахотного слоя для удовлетворения потребностей растений в элементах питания. Принятая в зоне ежегодная глубокая вспашка вызывает повышенные потери влаги на днффуз-ное испарение, усиливает минерализацию гумуса в псчвэ.

Почвы опытных участков представлены среднемоцнкми тяжелосугли-нисткми черноземами. Агрохимические свойства почзы достаточно благоприятны для роста к развития растений: высокое содержание гумуса в пахотном слое (9,56$), близкая к нейтральной реакция среды, высокое содержание обменного калия (84,0 мг) и достаточное количество подвижного фосфора (26,5 мг на I кг почвы по Чир-дкову). С глубиной содержание элементов питания в почве постепенно снижается.

Почва характеризуется достаточно высоким содержанием органического вещества, постепенно убывающим, характером распределения его по профилю, фульватно-гуматным типом гумуса (Сгк:Сфк = 1,5). Мощность гумусового горизонта до 80 см.

Метеорологические условия периода проведения опытов (19671990 гг.) отличались большим разнообразием, но характеризовали главную особенность региона - недостать шов увлажнение в период развития растений, усугубляемые в иные годы и недостатком тепла.

Из 24 лет исследований 12 лет (1970-1973, 1975, ,.577-1981, 1986 и 1988 гг.) были не вполне благоприятными для роста и развития сельскохозяйственных культур. Наиболее засушливым были 1971 и, особенно, 1975 годы, когда сумма осадков за год составила всего 66$, а за период вегетации яровых зерновых культур - 54$ от средней многолетней нормы.

Наиболее часто наблюдался недобор осадков в мае-июне, сопровождающийся низкой температурой воздуха. Неблагоприятно сказывалось и большое количество осадков, вкпадавпих во вторую половшгу вегетации яровых культур, что ухудшало условия их созревания и уборку.

В период исследований в опытах велись следующие наблюдения и

'анализы:

- фенологические наблюдения по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971). Наступление фаз устанавливалось глазомерно;

- густота стояния растений на четырех фиксировании площадках по 0,25 м2 после появления полных всходов и перед уборкой;

- вланность почвы высушиванием образцов, на глубину одного метра через каадые 10 см; после посева, в фазу колошения зерновых и перед уборкой;

- учет засоренности посевов на четырех закрепленных площадках по 0,25 м2 три раза в течение вегетации с определением группового состава сорняков. Перед уборкой проводили учет воздушно-сухой массы сорняков;

- содержание нитратов, подвижного фосфора и обменного калия определяли после посева, в фазу колошения зерновых и перед уборкой урожая. Пробы отбирали в пяти местах делянки с верхней (010 см) и нижней (10-30 см) частей пахотного слоя, с двух повтор-ноогей опыта. Содержание УОд определяли по методу Грандвалъ-Ляду, ?205 и КоО по Чирикову;

- содержание гумуса - перед закладкой опыта и при его завершении по методу Тюрина с определением группового и качественного состава, з слоях 0-10, 10-20 и 20-30 см;

- агрегатный состав почвы - после уборки урожая в верхней (0-10 см) и шишей (10-30 см) частях пахотного слоя методом Сав-взшова;

- плотность сложения почвы в слоях 0-10 и 20-30 см после уборки уролая методом Некрасова;

- твердость почвы - с помочью прибора Ревякина в те же сроки, что и плотность;

- учет уроьсая производился путем взвешивания зерна со всей учетной делянки. Структуру уроаая: высота растений, число растений, соотношение веса зерна к соломе определяли по пробшу снопам, отобранным с I кв.м в четырех точках, .в двух повторениях;

- данные учета урожая, а также результаты некоторых 'аналитических исследований подвергались математической обработке методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1973);

- экономическая и энергетическая эффективность систем обработки почвы по методике МСХ СССР, ВНИИЯИ (1983).

Агрогсл-нина возделывания сельскохозяйственных культур в они-

тах соответствовала рекомендациям для зоны.

Минеральные удобрения вносились под основную обработку почвы в опыте & I из расчетаУдуРдоКзд. В опытах Л 2 и й 3 дозы были скорректированы по агрохимическим показателям почзы к зкос:'.лксь из расчетаУ6о?ддК^5. На заключительном зтапе исследований дополнительно вносились органические удобрешш: 60 т/га навоза в чистом пару и измельченная солома при уборке урожая озимой ржи я яровой пшеницы. Органические удобрения заделывались в почзу орудиями, предусмотренными схемой опыта.

Весенняя обработка почвы в опытах включала раяяезесеннее боронование зябй: отвальной - боронами БЗТ-1,0 в один след, а безотвальной, плсскорезной и нулевой - боронами ШГ-3. Предпосезную культивации почвы во всех вариантах опытов проводили культизато-ром КПГ-4 на глубину заделки семян, по отвальной зяби в агрегате с боронами, а на остальных вариантах - без борон. Для посева использовали рядовую сеялку СЗП-3,6 з агрегате с гладкими катками. На 4-5 день после посева колосовых культур проводилось довсходовое боронование посевов, а в посевах гороха и кукурузы дополнительно и послевсходовое боронование.

Уход за чистым паром включал раяневесеннее боронование, а по мере появления сорняков - 2-3-кратную послойную культивацию на' глубину 6-8 см и 8-10 см.

Перед посевом семена зерновых культур протравливали гранозаном (2 кг на I т семян), а семена гороха дополнительно обрабатывали нитрагином (0,5 л на 3 ц семян). Для посева использовали семена районированных сортов: яровой пшеницы - Харьковская 46 (1976-1977 гг.) и Московская 35 (1977-1989 гг.), ячменя - Московский 121 и Московский 2, озимой ржи - Саратовская 4 и Чулпая, гороха - Казанский 38.

В фазе кудения посевы зерновых опрыскивали гербицидом 2,4-Д (аминная соль) из расчета 2 кг/га. Посевы гороха при появлении тли обрабатывали 0,1#-ным раствором метафоса. При прзвышении порога вредоносности посевы яровых и озимых зерновых культур обрабатывали (фунгицидами и иятексеквддами.

Поделяночную уборку урожая проводили зерновыми комбайнами СК-4.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Хсследозаняе системы отвальной. обработки , почвы (1967-1977 гг.)

Целесообразность настоящих исследований основала на необходимости оптимизации зональной системы обработки почвы.

Основываясь на теоретических положениях В.Р. Вильямса о необходимости ежегодного оборачивания пахотного слоя, в НПО "Семеновод" республики Татарстан в 1967 году были заложены стационарные полевые опыты по изучению эффективности применения разноглубинной отвальной обработки почвы в севообороте. Необходимо было проверить целесообразность ежегодного проведения глубокой вспашки, принятой в зоне, с целью разработки менее трудоемкой системы, на основе сочетания разноглубинных обработок в севообороте.

Ее следования проводились в зернопропашном севообороте по схеме, приведенной в таблице I.

Из результатов исследований в первую ротацию сеьооборота (1967-1974 гг.) наибольший интерес имеют данные сравнительного сопоставления обычной и глубокой вспашки, а также кратности глубокой вспашки в севообороте, где условия возделывания сельскохо-Еяйсгвешшх культур во многом определялись плотностью сложения почвы. По мнении многих исследователей (II.У. Бахтин, 1969; Д.И. Буров, 1972; А.И. Шевлягин, 1977; A.C. Роктакен, 1978) наиболее оптимальные условия роста и развития растений на черноземах создаются при плотности почвы в пределах 1,05-1,15 г/см3. Плотность наших почв под различными культурами севооборота изменялась в пределах 0,96-1,00 г/см3 по вспашке на глубину 20 см, 0,94-0,96 г/см3 по вспашке на глубину 30 см и 0,88-0,92 г/см3 по вспашке с почвоуглублением. В течение ротации севооборота по глубоким обработкам, особенно в нижней части пахотного слоя происходило дальнеЬнее снижение плотности почвы, в верхней части она' менялась незначительно.

Повышенная рыхлость почвы, наблюдаемая при глубокой вспашке, ухудшила условия перезимозки растений озимой ржи, в результате чего чаегь растений погибла. Гибгль растений в зимний период произошел из-за обрыва корней при уплотнешы почвы, что доказывалось как нашими наблюдениями,, так и данными других исследователей. По далтам Н.П. Ез.сильева (1988) от деформации рыхлой почвы в опытах Харьковском СХИ в среднем за 1973-1976 годы погибло при

перезимовке до 12$ озимых. По нала подсчета:,! сохранность растений озимой рта при глубокой вспадже за период перезимовки составляла чуть более 77$.

Таблица I

Схема опыта й I "Изучение систем отвальной обработки почвы (1966-1577 гг.)

! Куль

¡к Л ¡Варианты !чистый

вар. п/п ! опыта ! пар

Культуры севооборота и глубина вспашки,

!

Тяро-

!мая !зая ! горох !вая ¡ро.'чь.'ппе- ! !пще-

! !ница ! !ница

кукуруза

овео

I. Без углуеле-шит (контроль)

2 Постепенное углубление

3 Однократная глубокая

4 Двухкратная глубокая

5 Трехкратная глубокая

6 Ежегодная глубокая (контроль)

7 Периодическое почвоуглубление

8 Разноглубинное почвоуглубление 20+Пу1д

20 24 30 30 30

30

2Му15

20 20 20 20 20

20 28 20 30 20

20 20 20 20 20

20 20 20 30 20

20 30 20 30 20

30 • 30 30 30 30

20 20)-Цу15 20 ?0-Пу15 20

20 2СМ1у10 20 20+-Пу5

20

Примечание. Цифрами дана глубина вспашки; Пу - почвоуглубление.

Изменение плотности сложения пахотного слоя повлекло за собой и изменение режима влажности почвы. Увеличивая рыхлость почвы, глубокая обработка способствовала большему накоплению з ней осенне-зимних и весенних атмосферных осадков, причем ее преимущество в этом отношении обнаруживалось по всем полям севооборота и в разные по погодным условиям годы. В течение вегетационного периода больший запас весенней влаги не всегда обеспечивал лучший решал влагообеспеченности растений, так как почвы с глубокораз-

рыхленным пахотным слоем влаги теряло больше.

Динамика пищевого режима почвы складывалась так, что содержание элементов питания в пахотном слое на всех вариантах и под всеми культурам севооборота от весны к лету скисается, а затем по мере уменьшения потребления растениями снова увеличивается. Глубокая вспашка не оказала, существенного влияния на содержание нитратного азота и подвижного фосфора в почве.

За первую ротацию севооборота от ежегодной глубокой вспашки была получена существенная прибавка урожайности яровой пшеницы, второй культуры после чистого пара - 2,4 ц/га и гороха -1,5 ц/га. Кукуруза положительно реагировала на глубокую вспашку, однако существенная прибавка в урожайности была только в системе разноглубинной вспашки в севообороте. По другим рультурач прибавки урожая были несущественными, а в ряде случаев глубокая вспашка вызывала снижение урожая зерна (табл. 2).

Таблица 2

Урожайность сельскохозяйственных культур в первую ротацию севооборота (ц/га)

¡Озимая ¡Яровая I ¡Яровая 1Кукуру-1 • Шродухтив-

№ А ! рожь ¡пшеница! Горох ¡пшеница!за на ! Овес !ность сево-вар. 11958- ¡1969- !197&- ¡1971- ! з/м ¡1973- ¡оборота в п/п И969 гг!1970 гг!1971 ггП972 гг!1972- 11974 гг!корм.ед. о 111! 11973 гг! 1 I га

I 23,1. 19,0 17,6 15,6 150,0 34,2 147,3

2 22,0 19,6 18,2 16,3 154,0 33,2 147,8

3 20,3 19,2 18,4 15,4 164,0 32,9 148,3

4 20,3 19,2 18,4 15,4 172,0 33,0 148,3

5 20,3 19,2 18,9 16,2 177,0 33,3 150,7

6 20,3 21,4 19,1 16,2 153,0 32,1 146,9

7 21,6 18,6 18,4 15,2 169,0 33,0 147,9

8 21,6 18,6 17.1 14,9 172,0 31,0 148,0

ср.

(д/га', 1.8 2,3 1,4 1,5 22,6 2,:

Примечание. Средние показатели НСРде вычисляли по методике Б.И. Королевского (1985).

Так, урожайность озимой рай в среднем за 1968-1539 годы по вспашке на глубину 30 см составила 20,3 ц/га, что на 2,8 ц/га ни-

же, чем по вспашке на глубину 20 см. Отрицательные результаты получены и от применения почвоуглубителя. Замегноо снижение урожайности - на 2,1 ц/га наблюдалось и при учете урожая овса. В итоге как по продуктивности севооборота, так и экономической эффективности ни один из изучаемых способов разноглубинной к глубокой вспашки не имел существенного преимущества перед ежегодной вспапкой на глубину 20 см.

Результаты учета урожая во вторую ротацию севооборота и данные производственных испытании, проведенных в ОГК "Семеновод" Татарского НЖСХ, подтвердили ранее полученные данные. Подсчеты показали, что ежегодная глубокая вспалка оказалась экономически наименее выгодным способом обработка почвы в севообороте. Некоторое преимущество по выходу продукции - 28,0 ц и условно чистому доходу - 184,4 руб. с I га имела разноглубинная вспашка в севообороте (табл. 3).

Таблица 3

Экономическая оценка систем отвальной обгзаботки почвы (в среднем за 1967-1977 гг.)

.'г Л ¡Выход про- ¡Стоимость ¡Прямые зат-!Условно чи-!Уровень рон-

вар.'дукциив ¡урожая, ¡раты, !стнй доход,¡табельности,

п/п ¡корм.ед., ! руб./га ! руб./га ! руб./га ! %

I ц/га ! ! ! !

I 26,6 319,8 139,8 179,4 129,3

2 27,0 324,0 147,7 176,3 119,3

3 26,7 320,4 143,2 177,2 123,7

4 27,2 326,4 147,3 179,1 121,6

5 28.0 336,0 151,6 184,4 121,7

6 25,7 308,4 168,7 139,7 82,8

7 26,8 321,6 162,3 146,3 90,2

8 26,9 322,8 160,8 142,8 88,8

Тагил образом, данные полученные в стационарных и производственных опытах, показали нецелесообразность ежегодной глубокой вспашки. Наиболее эффективной системой на базе отвальной обработки черноземов в зернопаропропашном севообороте оказалась разноглубинная вспашка с углублением под вторую культуру после черного пара - яровую пшеницу, под горох и кукурузу и вспашка на 20 ш под остальные культуры.

3.2. Исследование систем безотвальной, плоскорезной и мелкой обработки почва

Одним из основных недостатков отвальной обработки почвы является уничтожение на поверхности верхнего защитного слоя из мульчирастительных остатков, что усиливает минерализации органического вещества и возникновение эрозионных процессов.

Учитывая недостаточную эффективность ежегодного оборачивания черноземных почв на предохранение их от эрозии, а также высокую оценку почвозащитной обработки в ряде зон страны, на втором этапе исследований (1976-1982 гг.) была поставлена задача по выявлению возможности снижения механического воздействия на почву путем инициализации ее обработки. На основе сравнительного изучения выявлялась эффективность применения безотвальной, плоскорезной глубокой и мелкой, нулевой обработки почвы, а также различных их сочетаний под культуры севоооорота.

Исследования проводились в зерновом севообороте по схеме, приведенной в таблице 4.

Таблица 4

Схема опыта Л 2 "Изучение систем обработки почвы в севообороте (1976-1982 гг.)

й & ! 1 Обработка почвы в севообороте_

п/и*!^^к^почвы^0^" 1 Г°Р°Х | щеницаIячменъ {гор°х | ;гречиха

1 Отвальная глубокая (контроль)

2 Отвальное лущение

3 Плоскорезная мелкая

4 Безотвальная глубокая

5 Плоскорезная глубокая

6 Без основной обработки

1 Отвально-шхоско-резлая

8 Плоскорезная разноглубинная

Обозначения: В - I

В30 в30 В30 в30 В30 В30

Чо ЛЮ дю ЛЮ %0 лю

пю % пю ПЮ %0 пю

% Б30 Б30 Ьзо % Бзо

П30 П30\ П30 ■ % П30 . П30

В30 Ьь пю взс пю пю

%> %0 пю пзо П10 %0

опашка; I - лущение; Б - безотвальная;

Перед закладкой опыта плотность сложения почвы в пределах глубины обработки составила в верхней части пахотного слоя (0-10 см) - 0,98 г/см3, в средней (10-20 см) - 1,00 г/см3 л линией части (20-30 см) - 1,06 г/см3.

В течение ротации севооборота как в зависимости от складывающихся конкретных условий, так и от длительности применения тех или иных способов обработки, плотность сложения почвы несколько изменилась, однако даже при отсутствии механической обработки величина ее не выходила за верхние пределы оптимальных для суглинистых черноземов показателей - 1,05-1,10 г/см3.

Различные системы обработки почвы по разному влияли на вдаго-обеспеченность растений. В благоприятные по метеорологическим условиям годы разница по запасам влаги в почве между способами обработки почвы была меньше, чем в засушливые годы. Это наглядно видно по влажности почвы под горохом, где в более благоприятном 1976 году разница в запасах влаги между отвальной и плоскорезной, а также глубокой и мелкой обработками была незначительной, а в засушливом 1977 году преимущество глубокой обработки достигало в метровом слое почвы 20-30 см.

Однако, в результате повышения непроизводительных летних потерь влаги по глубоким обработкам к фазе бутонизации гороха количество ее выравнивалось с вариантами с мелкой обработкой или уступало им (табл. 5).

Таблица 5

Содержание продуктивной влаги в почве под горохом, мм

й Я ¡Слой поч-1 Фаза всходов_1 Фаза бутонизации

вар. п/п ,! вы, см 1 | 1976 г. | 1977 г. | 1976 г. , 1977 г.

I 0-20 0-100 46,0 179,9 38,8 188,3 34,3 176,4 29,7 163,4

2 0-20 0-100 38,7 183,6 35,2 179,9 38,2 180,1 29,6 182,2 '

3 0-20 0-100 42,7 195,8 30,0 181,3 37,8 181,3 29,8 179,8

4 0-20 0-100 38,7 189,3 34,9 199,5 35,0 177,8 28,7 167,0

5 0-20 0-100 34,6 191,7 35,6 201,7 34,7 170,3 28,8 170,3

6 0-20 0-100 31,9 140,4 25,9 152,9 37,2 181,2 30,2 171,0

Преимущество глубоких плоскорезкых обработок наблюдалось под всегм культурами севооборота, где из-за увеличивающейся рыхлости почвы глубокие обработки обеспечивали большее накопление влаги в течение осенне-зимнего периода, ко в то же время приводили к большим потерям ее на испарение летом. В итоге под всеми культура:.® севооборота к периоду колошения яровых зерновых культур содержание продуктивной влаги в почве выравнивалось или по мелким обработка:,1 было несколько выше.

Способ и глубина основной обработки почвы оказали заметное влияние ца содержание элементов питания в пахотном слое и на их динамику в течение ротации севооборота. В период посева ранних яровых культур содержание нитратов, подвижного фосфора и обменного калия на фоне вспашки было ка 10-15% выше, чем при безотвальное и плоскорезной обработках. С другой стороны, наличие здесь большого количества органических остатков по мере прогревания почвы ц активации микроорганизмов увеличило,накопление элементов питания и их становилось больше, чем по вспашке. Указанная закономерность по пищевому режиму почвы проявлялась во все годы исследований и под всем культурами севооборота.

В последующие сроки тенденция перераспределения элементов питания по профили пахотного слоя с понижением их содержания-сверху вны усиливалась, что и определяет дифференциации пахотного слоя по плодородию. Под ячменем и последующими культурами севооборота варианты с безотвальными способами обработки в верхней части пахотного слоя содержат наибольшее количество элементов питания, а нижние, наоборот, наименьшее. И эта разница растет по мере увеличения длительности постоянного проведения безотвальных и плоскорезных обработок почвы.

Наблюдения за засоренностью посевов показали, что систематическая обработка почвы без оборота пахотного слоя привод ила к увеличению количества многолетних сорняков в посевах. В то же время, ввиду неглубокой заделки в почву семян однолетних сорнякоЙ! всходи их на этих вариантах появились значительно раньше и дружнее, чем при глубокой вспашке. Это позволяло полнее их уничтожить предпосевными обработками, а также до; и послевсходовым боронованием посевов, а чередование в севообороте мелких плоскорезных обработок с периодической глубокой вспашкой позволило снизить засоренность посевов по сравнению с контролем на 20-25$.

Еаегодная глубокая и отвалько-плоскорезная система обработки

почвы в севообороте оказались более эффективными в борьбе с многолетними сорняками. Установлено, что увеличение количества многолетних сорняков в посевах происходит на 3-4 год систематического применения безотвальных способов обработки почвы. Поэтому для предотвращения нарастания засоренности посевов целесообразно в системе безотвальной обработки почвы периодическое проведение глубокой вспашки.

Исследования показали, что на фоке предшествующей глубокой вспашки максимальная урожайность первой культуры севооборота гороха получена при минимальной к различных способах безотвальных обработок (табл. 6, вар. 2, 4, 5, Б, 8). В благоприятный по вла-гообеспеченности 1976 год превышение урожайности составило до 3-3,5 ц/га. Несколько меньшую прибавку урожайности 1,5-2,5 ц/га по отношению к глубокой вспашке обеспечили мелкие отвальная и плоскорезная обработки.

В 1977 году ввиду более засушливой первой половины лета средняя урожайность гороха по вариантам опыта была значительно шже 1976 года и преимущество безотвальных способов обработки почвы по отношению к глубокой вспашке также было несколько меньше. Тем не менее прибавки в урожайности гороха доказывались статистически.

Отмеченная закономерность по урожайности гороха проявилась и на урожайности второй культуры севооборота - яровой псешщп, хотя разница по способам обработки почвы здесь была меньше. Максимальная урожайность в оба года была получена на варианте 7, где под яровую пшеницу проводилась плоскорезная обработка на 10 см после предшествующей глубокой вспашки под горох.

На третьей культуре севооборота - ячмене проявляется тенденция снижения урожайности по вариантам ежегодной безотвальной обработки. Это можно отнести к особенностям требований культуры так как неоднократно отмечалось, что ячмень снижает урожайность при систематических мелких и безотвальных обработках почвы (К.И. Саранин, В.Н. Шептухов, В.Н. Федоргацев, 1987). С другой стороны проявляется действие общей закономерности.по дифференциации пахотного слоя по плодородии и ухудшению при этом условий роста и развития растений. Как было выявлено результатами иссле-доваш^ отрицательное действие этого явления начинает проявляться после 2-3 лет систематической обработки почвы без оборота пахотного слоя. В связи с этим закономерно снижение урожайности

ячменя при систематических безотвальных способах обработки почвы, наименьшая урожайность этой культуры на варианте без основной обработки и наибольшая в системе отвально-плоскорезной обработки почвы в севообороте (табл. 6).

Тенденция постепенного снижения урожайности сельскохозяйственных культур при систематических безотвальных обработках почвы отмечалась и на следующих культурах севооборота. Урожайность четвертой культуры севооборота - гороха на указанных вариантах была на 1,5-3,3 ц/га ниже, чем по ежегодной глубокой вспашке. Наибольшую урожайность гороха - 19,6 ц, следующей за ним озимой ржи -29,1 ц и гречихи - 17,4 ц/га обеспечило чередование глубокой отвальной обработки с плоскорезной на 10 см (вар. 7).

Для озимой ржи характерно существенное снижение урожайности по глубоким отвальной и безотвальной обработкам (вар. I и 4). Основной причиной которого явилась повышенная рыхлость почвы, в результате чего из-за ее деформации в период перезимовки озимых происходит обрыв корней и часть растений погибает. Подсчеты показали, что в среднем за I980-1981 годы количество перезимовавших растений по глубоким вспашке к безотвальной обработке составило 67 и 12%, а при мелких обработках от 85 до 90$.

По общей продуктивности севооборота большие преимущества за системой отвально-плоскорезной обработки почвы. Она превышает по сбору кормовых единиц контрольный вариант на 13,3$ и варианты минимальной обработки на 7%.

При наибольшей стоимости продукции с I га севооборотной площади - 307,2 руб. и относительно невысоких затрат отвально-плос-корезная система обработки почвы обеспечила наибольший условно -чистый доход - 176,0 руб., при доходе в 139,8 руб. по ежегодной глубокой вспашке и от 150,1 до 156,6 руб. на остал*ных вариантах опыта.

Наибольшие энергетические затраты бьии по ежегодной глубокой вспашке - 74,8 мля.кДж/га, а наименьшие - без основной обработки почвы - 62,8 млн.кЦж/га. Наибольшая величина накопленной энергии в урожае культур севооборота - 198,9 млн.кЦж/га была получена в системе отвально-плоскорезной обработки почвы (вар. 7), а наименьшая по ежегодной глубокой вспашке - 175,5 и без обработки почвы -178,8 млн.нДж/га (табл. 7).

В связи с этим в системе отвально-плоскорезной обработки почвы за ротацию севооборота получена наибольшая "нетто-энергия" -

Таблица 6

Влияние систем обработки почеы на урожайность сельскохозяйственных культур,

ц/га

№ Я вар. , IГорох (1976 , п/ц| 1977 гг.) >-! Яровая пше-!ница (1977! 1978 гг.) ¡Ячмень 1(1978-! 1979 гг.) ¡Горох (1979-I 1980 гг.) ! •'Озимая рожь 1(1980-1981 гг, I 1 Гречиха Л (1981-1982 гг.) !

Г 21,7 24,3 30,1 18,7 21,0 15,2

2 24,1 25,2 29,2 17,3 27,8 15,3

3 . 23,4 25,7 29,6 16,1 28,4 15,5

4 24,7 25,0 29,6 16,7 ' 24,5 15,8

'5 24,4 25,5 29,5 16,5 26,8 15,8 |

6 24,2 23,9 28,5 15,4 26,2 15.2 й

7 22,4 27,5 32,4 19,6 29,1 17,4 ,

8 24,4 25,1 19,6 16,7 26,6 16,0

НСР^п.1 ц/га 2,1 1,3 1,6 1,6 1,9 1.0

128,3 млн.кДж/га, что обеспечило этой системе наивысшую энергетическую эффективность - 181,8 %.

Таблица 7

Экономическая и энергетическая эффективность систем оснозной обработки почвы (среднегодовые показатели на I га севооборотной площади за 1976-1982 гг.)

Шродуктив- ! ! ¡Энергетические показатели,

/в № ¡ность сево-!Стои- ¡Условно!_млн.кДд/га_

вар.¡оборота, ¡мость ¡чистый ¡затра- I !энерге-

п/п ¡кормовых ¡урожая, ¡доход, ¡чено !получе-!"нетто-!тпческая

¡единиц, !руб/га ¡руб./га!энергии!но в !энер- ¡эффек-

! ivга ! ! ! ¡урожае ! гия" ¡тиеность,

! !!!!!!%

I 159,8 273,6 139,8 74,8 175,5 100,7 134,6

2 169,5 286,8 156,6 70,2 186,1 115,9 165,1

3 169,2 286,0 155,9 70,3 185,9 115,6 164,4

4 166,3 282,0 150,1 74,2 182,7 108,5 146,2

5 168,9 285,6 153,2 73,8 185,6 111,8 151,5

6 164,1 278,0 156,6 65,0 178,8 113,8 175,1

7 181,1 307,2 176,0 70,6 198,9 128,3 181,8

8 168,8 286,7 155,7 70,5 185,5 115,0 163,1

На основе изучения различных систем основной обработки типичных черноземов установлено, что приемы безотвальной обработки почвы, независимо от глубины обработки при постоянном их применении в зернопропазшом севообороте приводили к постоянному перераспределению элементов плодородия по профилю пахотного слоя с усилением в верхней к обеднением низшей его части. После шести лет безотвальных обработок почвы засоренность посевов однолетними сорняками практически не изменилась, а количество многолетних .сорняков значительно увеличилось. Наиболее эффективным способом борьбы с многолетними сорняками оказалась отзально-плоскорезная система обработки почвы при периодическом чередовании в севообороте глубокой вспашки под зернобобовые и мелких рыхлений под зерновые культуры. Этот вариант обеспечил наибольшую урожайность сельскохозяйственных культур за ротацию севооборота, лучшие.экономические и энергетические показатели.

3.3. Исследование систем комбинированной обработки почвы с послойным внесением органических удобрений (1584-1990 гг.)

В последние годы в системе земледелия различных районов страны все большее значение приобретают мероприятия по сохранешао и воспроизводству естественного плодородия почзы. Особую актуальность эти мероприятия имеют в черноземной зоне Поволжья, где деградация почв идет довольно быстрыми темпами. Это вызывает необходимость создания системы обработки почвы в комплексе с другими агротехническими мероприятиями, способствующей не только мобилизации питательных веществ из самой почвы, но и воспроизводству их на основе рационального применения органических удобрений.

На предыдущем этапе исследований была доказана эффективность отвально-плоскорезной системы обработки почвы, которая достигалась за счет сочетания в системе севооборота положительных свойств отвальной и безотвальной способов обработки почвы.

Преимуществом безотвальной обработки является то, что пахотный слой из-за более рыхлого состояния полнее усваивает влагу осенне-зимних осадков, что определяет больпее ее содержание в почве к моменту посева яровых зерновых культур. Кроме того, стерня и наличие растительных остатков на поверхности поля сохрэяяет почву от эрозионных процессов.

Недостатки безотвальной обработки исходят из отсутствия оборота пахотного слоя, когда верхняя ее часть постепенно обесструк-турива&тся, в ней развиваются болезни и вредители сельскохозяйственных культур (Р.Г. Гкльмутдинов, 1968).

Систематическое применение безотвальных' приемов обработки

■ почвы приводило к перераспределению элементов питания по профилю пахотного слоя, в результате в верхней ее части образовалась более плодородная прослойка, а в нижней плодородие снижалось. 'При таком строении пахотного слоя корни растений размещались преиму-

■ щественно в верхней, наиболее плодородной части пашни. Неустойчивость увлажнения этого слоя вызывала угнетение' растений в период весенне-летних засух.

Это заключение было подтверждено в микрополевых опытах, кото. рые проводили из почвы с двух частей пахотного слоя 0-10 и 2030' см с вариантов ежегодной глубокой вспашки и безотвальной об-, работки - I год, 2 года, 3.года, 4 года и 5 лет подряд.

Результаты учета урожая показали, что дифференциация пахотного слоя по плодородии начинает проявляться уже со второго года безотвальной обработки. С каждым последующим годом безотвальной обработки разница по плодородию между верхней к нижней частями пахотного слоя увеличивается, соответственно изменяется и урожайность яровой шаеннцы.

Так, если по ежегодной глубокой вспашке урожайность зерна по слою 0-10 см относительно слоя 20-30 см составляла 0,9, то после первого года безотвальной обработки - 0,97, после второго года -1,0, после третьего - 1,3, после четвертого - 1,5 и после пятого года - 1,9. В такой же закономерности изменялась и нитрификацион-ная способность почвы (табл. 8).

Таблица 8

Плодородие различных частей пахотного слоя почвы (1988-1989 гг.)

Слой почвы, ¡Ежегодная!_ Безотвальная обработка _

см ! вспашка | I год | 2 года | 3 года ¡4 года \ 5 лет

Урожайность (г/на сосуд)

0-10 62 64 66 70 73 76

20-30 68 66 66 53 50 41

верхний нижний 0,9 0,97 1,0 1,3 1,5 1,9

Нитрификационная способность почвы (/Од в мг/кг)

0-10 11,7 20,3 22,7 24,4 26,8 25,2 20-30 18,6 17,9 18,0 16,0 12,2 11,1

При отвальной обработке пахотный слой ежегодно переворачивает-•ся, поэтому многие недостатки безотвальной обработки здесь сами собой устраняются. Однако у отвальной обработки есть свои недостатки. Главное - это усиленная минерализация, то есть потери гумуса при перемешивании пахотного слоя, а также запахивание стерни, что усиливает опасность возникновения эрозии почвы.

Совмещении положительных свойств и устранению недостатков отвальной и безотвальной способов обработки почвы в значительной мере способствует отвально-плоскорезная система обработки почвы,

однако еэ эффективноеть может проявиться только в течение 3—4 лет. Учитывая растянутость проведения отвально-шюскорезной системы, нами был разработан и испытан способ противоэрозионной обработки почвы и устройство для его осуществления, который достигает подобного эффекта в одной почвообрабатывающей операции с совмещением положительных свойств безотвальной обработки - сохранение стерни на поверхности поля и отвальной - выкос на поверхность поля нижней части пахотного слоя (Автор, свидетельство £ 1400523 от 29.03.84).

Почвообрабатывающий агрегат за свой проход приподнимает верхнюю и среднюю часть пахотного слоя, затем подрезает нижнюю часть, которая по почвоотводящему патрубку выносится на поверхность поля. При этом средняя и верхняя часть пахотного слоя перемещаются на дно борозды, а нижняя часть занимает место бывшей верхней части.

Испытание разработанного способа показало его преимущество перед существующими способами обработки почвы. За ротацию шестипольного севооборота увеличение валовой продукции по отношению к ежегодным глубоким отвальным и безотвальным обработкам почвы, составило соответственно 22,0 и 16,0 ц корм.ед. на каждый-гектар пашни.

Эффективность разработанного способа обработки почвы подтверждает необходимость периодического оборачивания пахотного стя, при которой более плодородная верхнтя часть перемещается в нижнюю часть паши. Однако, несмотря на многие преимущества и доказанную эффективность комбинированной системы обработки почвы она не смогла обеспечить бездефицитный баланс гумуса в почве.

Учитывая усиливающуюся тенденцию падения плодородия черноземов и снижения содержания гумуса в почве, разрабатываемые системы обработки почвы необходимо совмещать с другими агротехническими . мероприятиями, обеспечивающими не только увеличение продуктивности растений на основе лучшей мобилизации питательных веществ, но и сохранение и повышение естественного плодородия почвы. В этом плане следует использовать эффект комбинированной обработки почвы, когда на поверхности поля в системе плоскорезных обработок создается более плодородная прослойка, которая затем запахивается в нижнюю часть пахотного слоя. Профиль пахотного слоя с плодородной прослойкой в нижней его части создает наиболее оптимальные условия для роста и развития растений, что' и доказывается предыдущими исследованиями. Поэтому искусственное создание недели пахотного

слоя с более плодородной прослойкой в нижней ее части с помощью органических удобрений может иметь решающее значение для воспроизводства плодородия почв и дальнейшего роста продуктивности сельского хозяйства.

Для изучения данного вопроса были заложены опыты, где исследования проводились в зернопаропропашном севообороте по схеме, приведенной в таблице 9.

Таблица 9

Схема опыта # 3 "Изучение комбинированной системы обработки почвы с послойным внесением органических удобрений в севообороте (1984-1989 гг.)

№ № ¡Варианты обработки 1 Обработка почвы в севообороте вар.! почвы ¡чистый 1 озимая ¡кукуру-!яровая 1т1,,.„.

п/п ! ! пар ! рожь I за !пшеница!ячыень

I Глубокая отвально-плоскорезная р20 р30 °20 Р20

2 Отвально-минимальная °зо - рю рю РЮ

3 Послойно-минимальная Рю - РВ20 РЮ РЮ

4 Ярусно-минимальная вя30 РЮ РЮ РЮ

5 Минимальная под все культуры рю - РЮ рю РЮ

6 Ярусно-послойная вя30 РВ20 рю РВ20

7 Периодически отвальная I год РЮ - °30 рю РЮ

8 Периодически отвальная 2 года рю - °30 °20 Р10

9 Периодически отвальная 3 года РЮ - °30 °20 °20

. Обозначения. О - вспашка; ВЯ - ярусная вспашка; Р - рыхление;

РВ - рыхление с выносом нижнего слоя на поверхность.

В чистом пару вносился навоз - 60 т/га

На 3 и 6 вариантах при обработке почвы и заделке соломы Под кукурузу, а на 6 дополнительно и под ячмень использовался экспериментальный агрегат, с помощью которого добивались контакта нижней унавоженной прослойки с верхним слоем перемешанной с измель-

ченной соломой.

Внесете органических удобрений оказало благоприятное влияние на структурно-агрегатный состав почвы, особенно в тех слоях куда они были заделаны основной обработкой почвы. При безотвальных и мелких способах обработки почвы, внесенные оргашяеские удобрения распределялись преимущественно на поверхности поля, поэтому увеличилось количество водопрочных агрегатов в верхней части пахотного слоя. При заделке навоза двухъярусным плугом увеличивалось количество водопрочных агрегатов в нижней части пахотного слоя, что в то же время в последействии оказало положительное влияние на весь пахотный слой.

Весенний запас влаги в чистом пару по профилю пахотного слоя был больше в слоях преимущественного размещешы органических удобрений. Безотвальные способы обработки почвы больше накопили влаги в верхней части пахотного слоя, а при ярусной вспашке - в низшей части пахотного и подпахотного горизонтов.

При обычной вспашке органические удобрения перемешивались со всем пахотным слоем, поэтому содержание элементов питания по его профилю было более или менее равномерным. При безотвальных и мелких обработках внесенные удобреши усилили дифференциацию пахотного слоя по плодородию с уменьшением сверху вниз. При ярусной лспашко и глубокой заделке оргакиеских удобрений улучшился нищего;! рейт в ыпней части пахотного "яоя, а последующее периодическое внесение измельченной соломы способствовало повышению интенсивности накопления нитратов и подвижного фосфора во всем пахотном слое. Згот же вариант ярусно-послсйной обработки почвы обеспечил наибольший прирост гумуса в пахотном слое за семь лет проведения опытов. Улучшение пищевого режима и увеличение содержания гумуса в почве при ярусно-послойной обработке почвы сопровождалось увеличением количества гуминовых кислот в составе гумуса и изменением его ша о фульватно-гуматного на гуматкый.

Безотвальные обработка, ввиду неглубокой заделки семян сорняков в почву, способствовали более ранним и обильным их всходам, в результате чего они полнее уничтожались предпосевными обработками почвы, боронованием посевов п обработкой гербицг^аш. В итоге в течение ротации севооборота засоренность посевов по различным вариантам отвальных и безотвальных способов обработки почвы существенно не различались. Несколько меньшей засоренность посевов однолетним сорнякам способствовала глубокая заделка двухъярусным

плугом навоза в пару (4, 6 вар.), а последующие послойные обработки почвы при заделке измельченной соломы (6 вар.) оказались эффективными в борьбе с многолетними сорняками.

Сдерживающим'фактором роста засоренности посевов однолетними и многолетними сорняками явилось регулярное использование гербицидов с повышением эффективности их действия за счет добавления в раствор пенообразователя, улучшающего контакт с поверхностью сорняков и .увеличивающего продолжительность действия раствора.

Исходя из меньшей засоренности посевов, лучшего пищевого режима и влагообеспеченности растений в зернопаропропашном севообороте, наиболее эффективным способом основной обработки чистого пара оказалась вспашка двухъярусным плугом на глубину 30 см с предварительным внесением навоза и заделкой его в нижнюю часть пахотного слоя. Прибавка урожайности озимой ржи на этом варианте, по сравнению с безотвальными обработками на разную глубину и поверхностным внесением навоза составила 2,7-3,5 ц/га.

На фоне глубокой заделки навоза в пару особенно эффективным оказалось последующее использование измельченной соломы в качестве стимулятора микробиологических процессов в почве, которая вносилась на всех вариантах опыта при уборке озимой ржи под кукурузу и при уборке яровой пшеницы под ячмень. Наибольший эффект от измельченной соломы был получен на варианте, где она перемешивалась с верхним слоем почвы и припахивалась к нижней унавоженной прослойке. Указанная система комбинированной обработки почвы с послойным внесением органических удобрений (6 вар.) обеспечила лучше условия для роста и развития растений и наибольшую урожайность всех последующих культур севооборота, где во все годы прибавка урожайности доказывалась статистически (табл. 10). Слабая отзывчивость ячменя на минимализацию обработки почвы объясняется увеличением пораженности растений корневыми гншшми, которые усилились ввиду поверхностного размещения навоза при безотвальных обработках.

Высокая урожайность других сельскохозяйственных культур по ярусно-послойной обработке почвы была получена на основе лучших условий роста и развития растений, что выразилось в улучшении качества урожая. Содержание клейковины в зерне яровой пшеницы в среднем за 1987-1988 гг. на этом варианте составило 27,что на 1-1,855 больше, чем на других вариантах опыта.

Запашка в чистом пару высоких доз органических удобрений в

Таблица 10

Влияние комбинированных систем обработки почвы на урожайность сельскохозяйственных культур, ц/га

й В вар., п/п

1 Озимая рожь

Кукуруза

. Яровая пшеница

1985 г 11983 г|сР^~|18бб г 11987 г|сР^_{1987 г 11988 г

Ячмень

¡сред-

¡1988 г ¡1989 г-рР^

51,3 48,0 . 49,7 281 483 382 28,4 27,3 27,9 23,1 25,0 24,0

49,8 48,0 48,9 265 513 60,2 48,7 49,5 278 489 53,5 51,2 52,4 272 518

6

7

8 9

Ж?о5 (д/га)

389 29,1 26,8 28,0 ~3,2 25,4 24,3 381 27,9 27,7 26,8 23,0 24,2 23,6 395 27,8 29,7 28,8 23,3 26,8 25,1

50,2 48,7 49,5 268 505 387 27,9 27,8 27,9 23,8 22,2 23,0

53,7 50,2 50,2 50,2 2,1

51,2 48,7 48,7 48,7 1.3

52.4

49.5 49,5 49,5

274

275 277 280

16,1

526 476 4БЗ 484 15,7

400 376 380 382

28.4

27.5 27,4 28,4

1,0

30,3 27,6 27,5 26,9 1.8

29.4

27.6

27.5

27.7

24,1 22,6 22,7 22,1 0,7

27,8 25,3 25,0 24,7 1,3

26,0 24,0 23,9 23,4

м -л

I

2

нижнюю часть пахотного слоя и последующая припашка к унавоженной прослойке соломы зерновых культур обеспечила наибольший выход продукции за ротацию севооборота - 201,2 ц корм.ед. с I га, что на 11,2 ц выше, чем по ежегодному безотвальному рыхлению почвы и распределению всех органических удобрений на поверхности пашни и на 2,8 ц/га, чем по такой же системе обработки почвы, но без припашки свежего органического вещества в виде соломы зерновых культур.

Экономические подсчеты подтверздают эффективность ярусно-по-слойной обработки почвы. При сравнительно небольшой разнице в затратах стоимость валовой продукции по данной системе обработки почвы составила 342,1 руб./га, что на 4,8-19,7 руб./га выше, чем на остальных вариантах; опыта.

Баланс полученный с урожаем энергии и затрат на его производство здесь также имел лучшие показатели, что позволило получить наибольшую "нетто-энергию" и энергетическую эффективность за ротацию севооборота (табл. II).

Таблица II

Экономическая и энергетическая эффективность комбинированных систем обработки почвы (1984-1989 гг.)

Шродуктив- !Стои- ¡Условно¡Энергетические показа- ¡Энерге-№ № ¡ность сево-!мость ¡чистый 1 тели, млн.кНж/га ¡тичоская вар.¡оборота ¡урожая,¡доход, ! ¡получем ¡эффек-

п/п !ц/корм.ед. !руб./га!руб./га!затраты!но Г"нетто-1тивность, ¡на I га I ! ¡энергии¡энергии¡энергий %

I 191,2 325,1 212,2 96,6 208,6 112,0 115,9

2 192,6 . 327,2 220,2 93,5 210,3 115,8 123,9

3 . 190,2 322,4 219,4 91,8 206,1 114,3 124,5

4 198,4 337,3 239,6 92,8 215,2 122,4 131,9

5 160,0 326,8 226,3 89,3 206,0 116,7 130,7

6 •201,2 342,1 244,7 94,0 220,6 124,6 132,6

.7 190,2 322,6 211,6 93,7 206,3 112,6 120,2

8 191.0 325,0 210,0 96,2 208,0 111,8 116,2

9 190,8 323,3 208,6 97,2 207,2 110,0 ИЗД

Эффективность ярусно-послойной обработки почвы была достигнута за счет использования преимуществ новой теоретической концеп-

ции по создании обратногетерогенного строения пахотного слоя и стимулированию микробиологических процессов в почве свежими органическими веществами.

Производственные испытания яруспо-послойной обработки почвы, проведенные в различных хозяйствах Татарии, подтвердили высокую эффективность этой разработки.

В совхозе "Урал" Бугульминского района данная технология ис-пытывалась на площади 1200 га. В среднем за 1988-1990 годы общая продуктивность звена севооборота по ярусно-послойной обработке почвы составила 80 ц корм.ед. с I га, что на 7,3 ц/га выше, чем при использовании таких же доз удобрений по общепринятой технологии.

Подобные данные были получены в совхозе "Пугачевский" этого же района, где общая продуктивность севооборота от использования предлагаемой разработки увеличилась на 18,6 ц корм.ед., обеспечив получете дополнительной продукции в 48 руб. на каждом гектара пашни.

Учитывая высокую эффективность комбинированной- обработки почвы с послойным внесением органических удобрений в севообороте широкое использование его в различных почЕенно-шшматических регионах страны даст возможность поеысрть продуктивность почв на основа усиления процесса гумусообразоваяия и улучшения качествепного состава гумуса. Это обеспечит постоичкое воспроизводство плодоро-;щя почвы, повысит продуктивность земледелия и улучши качество продукции при ИЕкешп! использования химических средств защиты от ¿ояезпей и вредителей сельскохозяйственных культур.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В лесостепной зоне Поволжья одной из главных составных частей системы земледелия должны стать мероприятия по сохранению п воспроизводству почвенного плодородия' на основе рациональной обработки почвы и применения органических удобрений.

2. Применяемая в зоне ежегодная глубокая вспашка усиливает минерализацию органического вещества и но обеспечивает сохранение бездефицитного баланса гумуса в почве. За ротацию севооборота снижение содержания гумуса в пахотном слое составило 0,6$.

3. Характерное для.высокогумусированных черноземов постоянное

сохранение оптимальной плотности пахотного слоя создает благоприятные условия для минимализащш обработки почвы. Применение поверхностных и мелких плоскорезных обработок повышает влагосбе-регащие свойства почвы и при условии применения гербицидов и борьбы с малолетними сорняками в системе предпосевных обработок, до- и послевсходовых боронований посевов, увеличивает продуктивность севооборота на 15-20$.

• 4. Ежегодное применение глубоких и мелких безотвальных обработок в течение ротации севооборота приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур в виду увеличивающейся засоренности посевов многолетними сорняками и дифференциации пахотного слоя по плодородию.

Ь. Периодическая вспашка в системе безотвальных обработок почвы устраняет отрицательные действия дифференциации пахотного слоя по плодородию. Перенос более плодородного верхнего слоя в нижнюю часть пашни улучшает условия питания растений, что обеспечивает повышение урожайности всех культур севооборота и увеличение продуктивности севооборота в сравнении с ежегодными отвальной и безотвальной обработками на 17-21 ц/га корм.ед.

6. Эффект периодической вспашки в большой мере усиливается при внесении и глубокой заделке органических удобрений. Наиболее эффективным способом их использования является внесение в пару в суммарной дозе на всю ротацию севооборота. При этом удобрения перемешиваются с верхним слоем почвы и заделываются двухъярусным плугом в нижнюю часть пахотного горизонта. Такое строение профиля пашни устраняет отрицательное действие его дифференциации, происходящей при систематических безотвальных обработках и позволяет значительно увеличить возможность минимализации обработки почвы в севообороте.

7. Строение пахотного слоя с концентрацией органических удобрений в нижней ее части (обратногетерогенное) по сравнению с размещением их в верхней части при постоянных мелких и безотвальных обработках (гетерогенное) или перемешиванием со всем пахотным слоем при вспашке (гомогенное) обеспечивало лучший пищевой режим и влагообеспеченяость растений, более благоприятные условия перезимовки озимых, что в итоге повышало урожайность на 3-3,5 ц зерна с каждого гектара.

8. Периодическое внесение измельченной соломы зерновых культур, перемешивание ее с верхним слоем почвы к припахивание к яиж-

— Т1 _

ней унавоженной прослойке активизирует затухающие микробиологические процессы, увеличивает содержание усвояемых форм питательных веществ, вызывает дополнительное образование гумуса и улучшает его качество. И менением периодичности внесения и припахивания измельченной соломы и других высокоуглеродистых материалов (древесные опилки, лигнин и др.) можно регулировать соотношение окислительно-восстановительных процессов в почве, создавая оптимальные условия для деятельности корневой системы растений и расширенного воспроизводства плодородия пашни.

•9. Комбинированная обработка почеы с послойным внесением ор-гашгаеских удобрений при сочетании глубокой заделки навоза в пару и минимальных обработок под последующие культуры севооборота с периодическим внесением и припашкой к унавоженной прослойке соломы зерновых культур, обеспечивала максимальную общую продуктивность севооборота (198,4-201,2 ц к.е.).и наибольшую величину полученной в урожае энергии при сравнительно небольшой разнице в затратах, наибольшую "нетго-знергсго" - 124, 6 млн.кДя/га. Энергетическая эффективность составила 132,6$, что значительно превышает показатели других способов обработки почвы.

ПРВДШШМЯ ПРОИЗВОДСТВУ

I. На черноземах лесостепной зоны Повол:гья рекомендуется применять систему комбинированной обработки почвы с послойным внесением органических удобрений при сочетании глубокой их заделки двухъярусным плутом з чистом пару и минимальных обработок под остальные культуры севооборота.

■ 2. Для обеспечения высокого уровня плодородия почв и создания оптимальных условий жизнедеятельности корневой системы растений глубокая заделка органических удобрений в течение ротации севооборота дополняется периодической припашкой к нижнему удобренному слою измельченной соломы зерновых культур.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

. I. Комбинированный снособ обработки почвы. ТатИШ, 1978, Л 39, с. 1-4. .

2. О глубине основной обработки черного пара в Закамских районах Татарии. Таткнигоиздат, Казань, 1978, с. 3-5.

3. Система огвально-плоскорезной обработки почвы в севообороте. ТатНТИ, 1978, й 154, с. 1-4.

4. Дифференцировать обработку почвы под горох. - Земледелие, 1979, № 4, с. 32-33.

5. Разноглубинная обработка почвы. - Земледелие, 1979, № 2, с. 27-29.

6. Опыт повышения культуры земледелия. ТатНТИ, 1979, й 94, с. 1-3.

7. Особенности агротехники в Татарии. - Зерновое хозяйство, 1979, № 7, с. 39-41.

8. О кратности глубокой обработки в севообороте на черноземах Закамья ТАССР. Сб. трудов ТатНШСХ, вып. 8, 1979, с. 27-30.

9. Передовая технология - высокие урояал. Земледелие, 1979, № 9, с. 28-29.

10. Минимализация обработки почвы под яровую пшеницу. Таткнигоиздат, Казанский СХИ, 1980, с. 62-65.

11. Основная'обработка черноземов в Татарии. Земледелие, 1980, И, с. 26-27.

12. Обработка типичного чернозема в зерновом звене севооборота. Таткнигоиздат, Казань, 1980, с. 18-19.

13. Роль севооборотов и обработки почвы в увеличении производства зерна. - Земледелие, 1980, Л 12, с. 35-37.

14. Совершенствование систем основной обработки почвы в условиях юго-востока ТАССР. ТатНТИ, 1981, № 13, с. 1-4.

15. Комбинированная система основной обработки почвы. - Степные просторы, 1982, Л 4-5, с. 36-37.

16. Особенности применения плоскорезной обработки на засоренных участках. ТатНТИ, 1984, № 127, с. 1-4.

17. Влияние обработки почвы типичных черноземов юго-востока на плодородие почв и урожайность с.-х. культур. В кн. Повышение плодородия почв. Казань, 1983, с. 96-105.

18. Плоскорезная обработка или отвальная вспашка. - Стешше просторы, 1984, № 7, с. 17-18.

19. Об основной обработке черноземов в Татарии. - Земледелие,

1984, й 10, с. 17-21.

20. Главная продовольственная культура. - Зерновое хозяйство,

1985, Л 10, с. 30.