Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Мелиоративная и противоэрозионная роль основной обработки усовершенствованными почвообрабатывающими орудиями на темно-каштановых почвах Заволжья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Мелиоративная и противоэрозионная роль основной обработки усовершенствованными почвообрабатывающими орудиями на темно-каштановых почвах Заволжья"

РГ6 од

На правах рукописи КРАЙ НО В Владимир Васильевич

МЕЛИОРАТИВНАЯ И ПР0ТИВ0ЭР03И0ННАЯ РОЛЬ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМИ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИМИ ОРУДИЯМИ НА ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ ЗАВОЛЖЬЯ

06.01.02 — сельскохозяйственная мелиорация

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов 1997

Работа выполнена в Саратовской государственной сельскохозяйственной академии им. Н. И. Вавилова.

Научные руководители; доктор сельскохозяйственных наук, профессор ДЕНИСОВ Е. П.; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент КАЛМЫКОВ С. И.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук РЕШЕТОВ Г. Г.; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ПРОЕЗДОВ П. Н.

Ведущее предприятие — НИИСХ Юго-Востока НПО «Элита Поволжья».

Защита диссертации состоится 1997 г.

в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 120.72.01 при Саратовской государственной сельскохозяйственной академии им. Н. И. Вавилова по адресу: 410600, г. Саратов, Театральная пл., 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан « / ^ 1997 г.

Ученый секретарь, * Л

доктор сельскохозяйственных. /

наук ^ ЛГИ. ЗАВАРЗИН

ОЗДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тамы. Одним из.важнейших раззрвов интенсификации ельакохозяйственного производства в современных условиях является овышение степени использования имэющихся внутренних ресурсов, в ом числе климатических условна и плодородия почвы. Зысокопрсизво-гтельное использование природных ресурсов в сочетании с мелиора-кей даэт возможность значительно повысить урожайность сельскохо» яйствонных культур.

Для реализации этих возможностей нужны новые научно обоснозан-ые энерго- и ресурсосберегающее технологии, основанные на исполь-оэании агротехнических приемов, улучшающих воздушный, водный и ищевой режимы почв, обеспечивающих почвоохранные функции, снижаю-их зодкув и ветровую эрозию и ке требующих больших дополнительных атрат."

Вазгное значение в любой технологии выращивания сельскохозяйст-еннах культур придается обработке почвы. В настоящее время зколо-ическив аспекты земледелия находят выражение в совершенствовании истемы обработка почвы, увязке ее с почвенно-клигатическими, гео-орфологичвскими условиями и дифференциации в соответствии с агро-кологическами требованиями возделывания сельскохозяйственных ультур.

Каштановые и темно-каштановые почвы сыртовнх равнин Саратов-кого Заволжья занимают около I млн гектаров. Гранулометрический остав псчв глинистый с содержанием SO-TO % частиц физической гли-ы. Верхние горизонты имеют часто тяжелозуглшшетый состав. Глаыш-и показателями плодородия этих почв я их мелиоративного состояния яужаг водяо-фязичэские свойства. Прилегающая к реке Волге террято-ия, где расположен учхоз Я I СХИ, характеризуется распространением зс еденных шоколадных глин плотного сложения. Подпахотный олой силь-о уплотнен, имеет грубую кемковато-призматичеокую структуру. Поч-ообразующая порода засолена. Преобладает хлоридно-сульфатный тип асолзкия. При таком сложенил почв во влажные года и при орошении чествует опасность засолония пахотного слоя (В.П. Медведев, 1974).

Все это - при наличии в почва достаточного количества питатель-ах ввпуетв - не позволяет получать высокие стабильные урожаи пзль-кохозяйственных культур без проведения мелиоративных мероприятий, 1чравлсзн1шх на коренное улучшение водно-$изичеоких свойств кашта-эвых и томно-каштановых пота,

В связи о этим на маломощных каштановых и темно-каштановых по* вах Заволжья важными задачами обработки являются создание оптимал! кого строепия пахотного слоя, накопление влаги, борьба с эрозией почвы, углубление пахотного горизонта без снижения плодородия верз них слоев, а при орошении - улучшение агромелиоративного состоянш земель. Для этого необходим принципиально новый подход к обработке почвы и конструкции рабочих органов почвообрабатывающих орудий, который позволит повысить мелиоративную роль этого важного технол гического приема.

Поэтому весьма актуальным! являются исследования, посвященные влиянию усовершенствованных мелиоративных рабочих органов почвооб рабатывающих орудий на сохранение плодородия почвы и повышение урожайности культур в севообороте.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является изуче ние возможности улучшения агромелиоративного состояния тяжелых по гранулометрическому составу каштановых и темно-каштановых почв о маломощшм гумусовым горизонтом за счет применения усовершенствованных мелиоративных рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

В задачи исследований входило изучение влияния мелиоративных рабочих органов на грабнистость и глыбистость поверхности поля после обработки; на сохранность и заделку стерневых остатков в осенний период; на накопление снега; на содержание влаги в почве; на водно-физическио свойства почвы; на содержание питательных веществ в различных слоях почвы; на засоренность; 'на водную грозя почвы при ливневых осадках или поливах дождеванием; на урока йнос1 культур в севообороте и энергетическую эффективность применения мелиоративных рабочих органов. Эти положения выносятся на защиту,

Научная новизна. Впервые проведено исследование влияния на плодородие почвы и урожайность сэльскохозяйственш»х культур юл! рагизных обработок, позволяющих проводить глубокое рыхление мало мощных, малогумусных, тяжелых глинистых, темно-каштановых и кашт новых почв с неглубоким пахотным горизонтом.

Впервые изучена целесообразность вспашки с мелиоративным отв лом, позволяй ним за счет изменения его конфигурации рыхлить и во вращать на прежнее место нижний горизонт пахотного слоя, не извл кая его на поверхность почвы, и безотвальной обработки почвы плс корезом с мелиоративной лапой, обладшаяэа повышенной рыхлящей сг собко^тью. о

Практическая значимееть работы. Применение на маломощных глинистых темно-каштановых почвах Заволжья различных способов мелиоративной обработка позволило улучаить водно-физические свойства, водный, воздушный к пиарвой режимы, снизить ливневый СТОК 7. водную эрозии.

Изучено влияние мелиоративных обработок на плодородие и эрозионную устойчивость темно-каштановых почв, проведана опенка отзывчивости на мелиоративные обработки различных культур в пятипольном севообороте. Показана роль мелиоративных обработок почвы в улучшении агромелиоративного состояния темно-каштановых почв с малогуму-сным горизонтом под различны!® зерновыми колосовыми и пропашными культурами, а также под чистым паром.

Возможно широкое применение этих мелиоративных обработок на склоновых смытых почвах и для мелиорации солонцов на каштановых почвах и на черноземах в различных областях Поволжья.

Апробация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 8. работ. Материалы диссертации доложены на научных конференциях преподавателей СП!ХА им. Н.И. Вавилова в 1989-1996 гг. Результаты исследований нашли отражение в учебном пособии "Научные основы земледелия в Поволжье", рекомендованном УЖ) для студентов агрономических факультетов. .

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, уписка литературы,включающего в себя 220 источников, в том числе 7 на иностранных языках. Работа изложена на 171 страницах машинописного текста. Экспериментальные данные отражены э 64 таблицах.

'Азето проведения исследований. Научно-исследовательская работа выполнена на полях учхоза.№ I Саратовского СХИ в 1987-1990 гг. на богаре и в 1990-1932 гг. при орошении.

Внедрение результатов проводилось в АО "Новое" Энгельсского эайоиа, АО "Радищевское" Новсузенского района, СИХ "Здановсксе" Сраснокутского района в 1590-1995 гг.

Условия проведения исследований. Почва опытного участка темно-гсаштановые, ткжэлне по гранулометрическому составу. Пахотный горизонт 0-23 см. Содержатее гумуса 3,2-4,0 Почвы средне обеспечены [юсфором и хорошо кялием. Отмечена явно выраженная солонцеватость. 1одяахотный слой, состоящий из шоколадных глин, сильно уплотнен. 1очвообразующая порода насолена. Преобладает хлоридно-сульйаткый гип засоления.

Климат резко континентальный, с холодной и малоснежной зимой, непродолжительной весной, жарким ж сухим летом. Сумма осадков за год 360 мм, за апрель-август 162 мм. Осадки за вегетацию выпадают. крайне неравномерно. 3 1987 г. за апрель-август выпало 224 мм, т.е. год можно считать влажным. Однако за апрель-иинь осадки составили всего 71 мм вместо 92 мм по норме. Это отрицательно сказалось на урожайности зерновых колосовых культур. 1988 г. следует считать средаесухим (161 ш осадков за вегетация), 1989 - средневлатсным (189 мм осадков за вегетационный период), 1990 - влажным (253 мм осадков за вегетационный период).

Схема и методика проведения опытов. Опыт закладывался в полевом севообороте: пар - озимая рожь - яровая пшеница - кукуруза - ячмень по следующей схеме:

1. Обычная вспашка плугом ШШ-5-35.

2. Вспашка тем же плугом с мелиоративным отвалом, имеющим 3 вы реза шириной 5-7 см, дайной 30 см.

3. Обычная безотвальная обработка плоскорезом-глубокорыхлителем КПГ-250. ' '

4. Безотвальная обработка плоскорезом с усовершенствованной мелиоративной лапой с наваренными для лучшего крошения почвы на верхнюю поверхность рабочего органа трехгранными заостренными стержнями по 3 с кавдой стороны лапы.

5. Комбинированная вспашка плугом ПЛН-5-35, где второй и четвертый отвалы были с вырезами по известной схеме. •

Шубина обработки определялась биологическими требованиями куль тур: под пар на всех вариантах - 27-30 см; под яровую пшеницу -25-27 см; под кукурузу - 27-30 см; под ячмень - 23-25 см.

Повтсрность четырехкратная. Площадь делянки 0,2 га. Урожайные данные обработаны математическим методом дисперсионного анализа.

В процессе исследований использовалась общепринятая методика. Заделка и сохранность стерни определялись путей подсчета стерневых остатков на I в 10-кратной повторности. Заморы толщины снеговоп покрова проводили металлической линейкой в 50 точках делянки по вс п овт ори остям в марте, когда плотность снега наибольшая. Ешбисгосгз подсчятывалась по количеству кошов почта более 5 ом на I м^. Греб-нистость находилась по отношению удлинения профиля поверхности пашни к ее проекции (5.А. Доспехов, 1987).

Плотность почвы определялась объемным методом, водопроницаемое методом заливаемых площадок, водопрочность структура - методом мок-

рого просеивания (С.З. Астапов, 1958; Б.А. Доспохов, 196?). Влажность почвы находили термовесовым методом (А.А. Роде, 19ТО).

Нитратный азот в почве определялся диоульфофеноловым отгодом, подвижный фосфор - по Мачигину,

Сток и эрозия исследовались на стоковых площадках з модельных опытах при искусственном дождевании (В.П. Козлов, 1987). Урожайность на зерновых колосовых культурах определяли методом пробных снопов, а кукурузы - методом учетных площадок.

^ергетическую эффективность рассчитывали по методике академика М.М. Севернева (1991).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Сохранность г ьаделка пожнивных остатков, накопления снега и поверхностная глыбпстость почвы

Большую роль в устойчивости поверхности пашни к ветровой и водной эрозии играют пожнивные остатки. Поэтому одним из важнейших показателей качества безотвального рыхления является сохранность стерня.

Для отвальной обработки важен показатель качества заделки пожнивных остатков в почву.

Исследования ¡оказали, что мелиоративная безотвальная обработка почвы незначительно снижала сохранность стерни. После ячменя сохранность стерни по обычной плоскорезной обработке составила 48 %,-а по мелиоративной обработке - 35 ¡2; после озимой ржи - 47 и 34 %', после яровой пшенипы - 60 и 52 %; после кукурузы - 87 и 82 %.

Мелиоративная вспашка несколько хужэ заделывала пожнивные остатки по сравнению с обычной вспашкой. Количество оставшейся на поверхности стерни по обычной вспаансе после ячменя составило II %, а по мелиоративной — 16/2; после озимой ржи - 10 и 15 после яровой пшеницы - II и 14 %; после кукурузы - 25 и 20 %. В связи с этим величина снежного покрова была больше на безотвальной плоскорезной обработке, как обычной, так и мелиоративной, по сравнению со вспашкой. После ячменя толщина снежного покрова'на безотвальной обработке составляла 25,8-26,3 см, а на вспашке - 19,2-19,4 см; после озимой ржи - 41,4-42,1 и 21,7-21,9 см; посла яровой тпенииь - 27,0-27,5 и 17,9-18,2 см, а после кукурузы - 23,2-23,6 и 17,6-17,8 см.

!^шбистость и гробнистость пвиши играя? определоннуп роль з качестве предпосевной подготовки почвы, в испарения влаги из почва, в

формировании влажности почвы в верхнем посевном слое и в его прогревании весной.

Наибольшая глыбис гость была после вспашки, наименьшая по безотвальной обработке. После ячменя вспашка давала 6,9-10,5 комков на I безотвальная обработка - 4,7-6,5 глыб на I после озимой ржи - 5,5-8,7 и 4,6-6,1; поело яровой пшеницы - 7,9-12,2 и 6,0-6,6; поело кукурузы - 12,1-16,7 и 8,1-9,9 глыб на I . Соответственно глыбистости колебалась и гребнистость зяби.

Выше гребнистость была по вспашке и меньше по безотвальной обработке. После ячменя она составила соответственно 8,0-10,1 и 6,16,7 %; после озимой пшеницы - 4,5-6,6 и 2,9-3,3 %; после яровой пшеница - 12,4-18,1 и 7,1-8,3 %; после кукурузы - 16,1-22,9 и 9,2-10,3 %.

По мелиоративным обработкам - и по отвальной, и по безотвально гребнистость была ниже, чем по обычным обработкам.

Водно-физические свойства почвы

Важное влияние па плотность почвы оказывает обработка, бдагода ря которой создается оптимальное соотношение между твердой и газообразной разами, условиями водопроницаемости и микробиологическими процессами. Различные.способы обработки по-разному влияют на плотность почвы.

На чистом пару после ячменя по обычной вспашке в среднем за гс ды исследований плотность почвы составила 1,21-1,30 г/см3, по мелиоративной вспашке - 1,11 и 1,18 г/см3. Снижение плотности почвы происходило главным образом за счет верхних слоев 0-10 и 10-20 см (табл. I). Это объясняется хоросим крошением почвы, возвращением малоплодородных слоев нижних горизонтов на прежнее ..вето. Отсутствие выпаханного на поверхность малоплодородного сдоя предотвращаем сплывание и образование корки на поверхности, что улучшает водо- I воздухопроницаемость.

На безотвальной обработке заметно снижается плотность почвы в верхнем слое - 0-10 см. По обычной вспашке на черном пару она составляла 1,21 г/см3, а по плоскорезной обработке - 1,16 г/см3. Это объясняется концентрацией пожнивных остатков з верхнем слое почвы,

Нижние слои почвы имзлн сравнительно высокую плотность - 1,29 и 1,35 г/см3 против 1,25 к 1,30 г/см3 по обычной вспашке вследстн слабого крошения почвы и плохой задолки растительных остатков в э горизонты при безотвальной обработке. 6

Мелиоративная бе'зотьальмзд обработка сштезла плотность ппчъу по сравнению с обычным ппоскорезным рыхлением з нижних слоях 10-20 и 20-30 см с 1,29-1,35 до 1,20-1,28 г/см3 (табл. I). Снижалась плотность почвы и по комбинированной обработке. Аналогичная закономерность получэна и по другим культурам севооборота.

Таблица I

Влияние способов основной обработки на плотность почвы в среднем за годы исследований, г/см3

! Слои !В черном!В посевах!В посевах]В посевах Способы обработки !почвы,!пару !яровой !кухурузы !ячменя почвы ! ,,,, !после !пшешща !после !после

j см !ячменя ¡после !яровой !кукурузы

i i !озимой ! пшеницы

! i |ржи i .1____

I. Обычная вспаг:« 0-10 1,21 1,21 1,18 1,15

10-20 1,25 1,26 1,24 1,21

20-30 1,30 1,31 1,29 1,26.

2. Мелиоративная 0-10 1.И 1,13 1,10 I.M

вспашка 10-20 1,18 1,20 1,18 1,20

20-30 1,24 1.23 1,23 1,24

3. Плоскорезная 0-10 1,16 1,15 1,13 1,12

обработка 10-20 1,29 1,28 1,28 1,29

* 20-30 1,35 1,35 - 1,33 1,32

4. Мелиоративное 0-Ю 1,10 1,11 I¿07 1,10

безотвальное рыхление 10-20 1,20 1,18 1,20 1,23

20-30 1,28 1,24 1,24 1,25

5. Комбинированная 0-10 1,21 1,21 1,19 1,15

вспашка .10-20 1,25 1,26 ' 1,23 1,21

20-30 1,29 1,30 1,28 1,23

В среднем за годы исследований в пару пористость почва на варианте с обычной вспашкой составила 55,2-51,7 % от объема почвы. По мелиоративной вспашке она возросла до 58,9-54,1 %. На мелиоративной безотвальной обработке пористость почвы возрастала по сравнения с плоскорззяк:л рыхлением о 57,1-50,1 до 59,2-52,1

13 посевах яровой пшенкпн в среднем за годы исследований по обычной вопаакв порясгооть равнялась 55,2-51,5 %, а по мели орагивно!! -58,4-54,5 %. Повн'пенаа пористости отмечено и на мелиоративной бчз-отвялышй. обраЗот-« с 57,3-49,9 до 59,1-51,1 %.

На посевах кукурузы пористость по этим вариантам составила соответственно 56,3-52,3 и 59,3-54,7; 59,2-50,8 и 60,7-54,5 на пссеЬах ячменя - 57,4-53,4 и 57,8-54,3; 58,7-51,2 и 59,2-53,7 %.

На водопрочность структурных агрегатов размером 0,25-5,0 мм оказывали влияние как обработка почвы, так и высеваемые культуры (табл. 2).

Таблица 2

Зависимость водопрочностя структуры почвы от различных способов обработки, % агрегатов 0,25-5,0 мм

!Слои !____Звеньд £е£ообор£та____.___

Варианты опытов }П0ЧБЫ>1яровая пшеница - ! кукуруза - ячмень -1 ом ' ЕУ!<Л1Уза_-_яза#9Нь _! _п|гр_________

1 1 £• J_.I2.90 £._!_ 1987_Га 1 1990_ГД

I. Обычная вспашка 0-10 40,2 39,8 36,9 35,0

10-20 42,1 40,9 39,8 36,2

20-30 43,7 43,1 • 42,6 39,7

2. Мзлиоративная 0-10 5.1,0 50,9 43,1 42,7

вспашка 10-20 49,3 . 49,9 42,8 42,0

20-30 44,5 43,9 42,0 41,6

3. Плоскорезная 0-10 39,5 39,9 36,1 35,9

обработка 10-20 43,0 42,3 42,2 . 39,1

20-30, 43,9 43,4 42,9 39,7

4. Мелиоративная 0-10 39,4 40,0 38,1 36,2

безотвальная обработка 10-20 43,7 43,1 40,7 39,0

20-30 44,2 43,3 43,1 40,9

5. Комбинированная 0-10 39,9 39,7 37,7 35,3

вспашка 10-20 42,7 42,1 40,2 37,1

20-30 44,0 43,2 43,1 40,3

Мелиоративная вспашка наиболее сильно влияла на увеличение водопрочных структурных агрегатов. Различие со вспашкой з верхнем слс составляло 6,9-11,1 В слое 0-30 си различие било насколько меньше - 5,1-6,9 %. Это объясняется сохранением верхнего слоя почвы от ежегодного перемешивания с нижним малоплодородным слоем. Во всех звеньях севооборота на вариантах со вспашкой отмочено снижение водг прочности структурных агрегатов по годам. Наибольшее снижение отмо-8

70Н0 в звене о паром в кукурузой. По мелиоративной вспашке сяиже-гае било меньше в 2 раза, чем по. обычной. Наименьшее снижение водо-цючности структурных агрегатов было в звене а яровой пшеницей и кукурузой. В этом звене по обычной вспашке снижение составило 0,7 а по мелиоративной - 0,2 %, т.е. в пределах ошибки опыта. Здесь Зыла и наибольшая водссрочнооть структуры.

Мелиоративная безотвальная обработка почзы мало изменяла водо-¡хрочность отруктурных агрегатов по сравнения с обычным плоскорезным рыхлением,

В связи о динамикой водно-физических свойств почвы изменялась и водопронищемость. Наибольшая водопроницаемость почвы была на кукурузе и чистом пару. Здесь она составила по обычной вспахке 166 в 164 мм за первый чао от начала впитывания. По мелиоративной вспашке она. равнялась 176 ж 175 ш (табл. 3).

Таблица 3

Водопроницаемость почвы по различным способам обработки, ш, в среднем за годы исследований

Способы обработки почвы

_____________JL--J

I. Обычная вспашка

2. Мелиоративная вспашка

! Время,!_ „К&яьтхры в ¿еводбората___

! шя. 1черный!яровая !кукуруза!ячмень l^ag _ ¿пшеница!.____!___—

3. Плоскорезная обработка

4. Шлиорашвная безотвальная обоаботка

5. Комбинированная вспэшка

20 75 72 78 •я

40 48 49 48 46

.60 42 40 38 42

Итого 166 161 164 160

20 79 75 78 73

40 56 52 50 62

60 41 45 47 46

Итого 176 173 175 136

20 85 84 ' 89 90

40 40 42 46 44

60 30 29 30 23

Итого 155 155 165 157

20 85 83 88 92

40 59 50 57 54

60 43 47 49 50

Итого IS2 180 IS4 1%

20 73 71 79 72

40 46 42 49 44

60 38 37 40 40

Итого 157 150 J.68 153

По плоскорезной обычной обработка отмечено снижение водопроницаемости по сравнению со вспашкой. Здесь она составила 155 и 165 м Наибольшая водопроницаемость отмечена по плоокорезной обработке с мелиоративной лапой. Здесь в почву поступило за первый час 192 и 194 мм.

Аналогичная закономерность получена и при изучении водопроницаемости на яровой пшенице и ячмене.

Запасы влаги в почве

Улучшение водно-физических свойств почвы приводило к увеличеню запасов влаги в почве. В среднем за годы исследований запас продуктивной влаги в севообороте существенно изменялся как по культурам, так и по вариантам с различными способами обработки почвы.

В слое 0-50 см по вспашке наибольшее количество влаги весной после посева до всходов было на чистых парах и кукурузе (табл. 4).

Таблица 4

Запас проективной влаги на зяби весной в среднем за годы исследований, км

Вари-Шар после Шровая пшеница!Кукуруза до ! Ячмень до

анты ! боронования _ |до вс^одо^__!всходов „ _ _!_всход£в____

опыта|__________сдои почвы,_см_____________

!~0-50 ~10-100 Т 0-50 10-100 ~!~0-50 !0-100 ! 0-50 ! 0-100

I 95 165 77 193 90 159 76 190

2 108 188 90 216 101 185 95 221

3 97 179 93 209 100 184 96 206

4 III 203 103 231 III 207 107 235

5 96 171 78 195 93 167 82 192

На яровой пшенице доступной влаги было меньше, чем на кукурузе на 13 мм, или на 15,9 %, а на ячмене - на 14,0 мм, или на 16,9 %.

На плоскорезной обработке в этом яа случае наибольшее количество влаги было на кукуруза. На яровой пшенице влаги было меньше, чем на кукурузе, на 7,0 мм, или 7,9 %, а на ячмене - па 4,0 мм, ni 4,1 %.

Наибольшее количество доступной влаги з метровом слое почвы весной было по плоскорезной обработке на яровой пшенице, посеянно/ поело озимой ржи. Это объясняется большим снежным покрозом в зимний период. 10

Существенное различие в запасах продуктивной влаги в почве прослеживалось по вариантам опыта. Поело плоокорезной обработки накапливалось влага больше, чем по вспашке, на 10-20 мм в впхнем полуметровом и на 16-25 мм в метровом слое,

Мэлиоративная вспашка увеличивала количество доступной влаги на парах в слое 0-50 см на 13 мм, или 13,7 %, в слое О-ЮО см -на 23 мм, или 13,3 па яровой пшенице после озимой ржи запас влаги увеличился соответственно по слоям на 13 и 23 мм, или 16,9 и 11,7 %; на кукурузе после яровой пшеницы на II и 26 мм, или 12,2 и

16.4 %; на ячмене после кукуруза - на 19 и 31 мм, или 25,0 и 16,3 %.

Мелиоративная безотвальная обработка увеличивала содержание доступной влаги на парах в слое 0-50 см на 24 мм, или 27,6 в метровом слое - на 24 мм, или 13,4 %', на яровой пшенице - на 10 и 22 мм, или 10,6 и 10,5 %; на кукурузе - на II и 23 мм, или 11,0 и

12.5 %; на ячмене - на II и 29 мм, или 11,5 и 14,1 %,

В условиях проведения опь-а мелиоративная обработка почвы обеспечивала более высокое содержание продуктивной влаги, чем обычная, на 10-27 %.

Пищевой режим

Каштановые почва обладают значительным потенциальным запасом лини для растений. В мобилизации этих запасов большая роль принадлежит обрзботке почвы. Обработка увеличивает аэрацию почвы, создает условия максимального накопления влаги, улучшает микробиологическую активность.

Анализы почвы по полям севооборота показали, что наибольшее количество питательных вещзств было в черном пару перед посевом озимой ржи. Высокое содержание нитратного азота и доступного фосфора было и под кукурузой. Меньше всего питательных веществ находилось под ячменем. Яровая пшеница занимала промежуточное положение.

Способы обработки почвы существенно влияли на мобилизации питательных веществ темно-каштановых почв. Это хорошо 6то заметно нэ только под ранними яровыш культурами, но и под кукурузой и даже в ' черном пару.

На варианте с обычной вспашкой перед посевом озимой рет нитратного азота содержалось по слоям почвы 3,8 и 2,6 мг. Различие в верхнем слое 0-10 см и нижнем 20-30 см составило 1,2 мг, т.о. было сравнительно незначительным. Это объясняется хорошим перемешиванием почвы при отвальной вспашка, обогащенном нижних слоев органическим ве-

шеетвом и обеднением верхних сяоез гумусом. Здесь пахотный слой был по содержанию питательных веществ наиболее однородным.

Мэлиоративная вспашка рыхлила нижние слои почвы, не выворачивала на поверхность малоплодородную почву, а перемешивала только слои О-Ю и 10-20 Поэтому нитратного азота в верхних слоях в этом случае было больше, чем в нижних при обычной вспашке.

Различие в количестве нитратного азота верхнего слоя 0-10 см о нижним 20-30 см было наибольшим и составило 2,5 мг. При вспашке с мелиоративным отвалом менее интенсивно идет окультуривание нижнего пахотного горизонта. На варианте с плоскорезным рыхлением это различие было вие больше..

Рыхление боа оборота пласта способствовало накоплению органического вещэсгва в верхнем слое. Здесь было наибольшее содержание азота, 4,9 мг на 100 г почвы. Различив с нижним слоом составило 3,7 мг. Интенсивное накопление органического вещества и элементов минерального питания, в верхнем слое 0-10 см при плоскорезном рыхлении в условиях засушливого Заволжья приводило к недоиспользованию последних иа-за недостатка влага в почве.

Мелиоративная безотвальная обработка увеличивала степень рыхления почвы, а следовательно и ее пористость, и способствовала развитию нитрис[икаци они ого процесса в более глубоких слоях. Поэтому здесь отмечено увеличение нитратного азота как в слое 10-20, так и слое 20-30 ом, по сравнению с обычной плоскорезной обработкой. Аналогичная картина наблюдалась и в отношении доступного фосфора.

Комбинированная вспашка мало чем отличалась от обычней по содержанию питательных веществ в почве.

Под остальными культурами содержание питательных веществ в поч- • ве было ниже, чем перед посевом озимой ржи. Однако по. вариантам об- -работки почвы отмечена та же закономерность моби; юацю? питательных вевдетв по слоям почвы.

В фазу куптния колебание содержания нитратного азота под яровой • пшеницей по слоям составило по обычной вспашке 0,4-0,6 мг, а по мелиоративной - 0,4-1,7 мг, фосфора соответственно 0,5-1,1 и 0,7-1,3 м

Мздиоратиадая безотвальная обработка накапливала нитратного., азота больше," чем обычная плот: коре зная обработка. Подобная зависимость егмечока и в огишапки фосфора.

Иа кукурузе со^ерулгаэ нитратного азота колебалось по вариантам о обычной вспашкой от 2,5 до 3,6 мг, с мелиоративной вспашкой от 2,0 до 4,1, с оЗычкоИ нясскорзгно!1. обработкой от 1,1 до 4,0, а с

мелиоративным глубоким безотвальным рыхлением от 1,3 до 4,2 мг на 100 г почвы. Количество фосфора колебалось соответственно в пределах 2,8-3,6; 2,6-3,9; 1,3-3,9 и 1,2-4,1 мг на 100 г почвы.

На посевах ячменя в фазу кущения содержание нитратного азота по вариантам составило соответственно 1,6-2,3; 1,7-2,5; 1,2-2,9 и 1,5-3,4 мг, а фосфора 2,5-3,1; 2,0-3,8; 1,2-3,7 и 1,4-3,9 мг на 100 г почвы.

Мелиоративные обработки увеличивали содержание питательных веществ в почве на всех полях севооборота.

Засоренность

Наименьшая засоренность была на озимой ржи и кукурузе. В посевах ржи количество сорняков колебалось по вспашке в пределах 4,04,2, по плоскорезной обработке 5,3-5,5 шт./к?, в посевах кукурузы соответственно 5,2-5,5 и 8,9-9,4 гат.Л?. Сильнее были засорены яровая пшеница и ячмень. В посевах яровой пшеницы число сорняков составляло 8,4-8,6 по вспашке и 10,8-12,1 шт.Л? по плоскорезной обработке. На ячмене количество сорняков равнялось по способам обработки почвы соответственно 8,8-8,7 и 12,3-13,0 шт.Л?. Посевы культур в севообороте сильнее были засорены пс безотвальной обработке, чем после вспашки.

Засоренность посевов всех культур севооборота по мелиоративной вспашке и мелиоративному безотвальному рыхлению была такой же, как и по соответствующим обычным обработкам почвы.

Обработка почвы и эрозия

В условиях каштановых почв в Заволжье можно наблюдать сток дождевых вод при интенсивных осадках ливневого характера, а также при орошении дождевальными машинами с интенсивностью дождя 2,0 км и более. Поэтому сток и эрозия наш изучались при искусственном дож-давании на специальных стоковых плопщках п]гя незначительном уклоне.

Сток отмечен на всех вариантах с обычной вспашкой и с обычней плоскорозпой обработкой. Наибольший сток - на чистом пару при отсутствии растений - составил 16-26 мм. При ?иутноста 0,740 г/л скыв почвы равнялся 115-192 кг/га, а зрозия 9,3 мк.

По ьлоскорязной обработке печны сток был выше, чем по отвальной вспашке, вследствие Оолоо высокой плотности почвы и сравнительно низкой водопроницаемости. '

Сток на яровой пшенице и ячмене был практически одинаков и равнялся Ю-15 им. Мутность стекающей воды была несколько меньше и составила 0,510-0,550 г/л. Растительный покров препятствовал смыву мелких илистых частиц. Незначительный сток с культур сплошного сева характеризовался и низким коэффициентом стока 0,080-0,113. Смыв почвы с посевов был в 1,5-2,0 раза ниже, чем с чистого пара, и составил 77-128 кг/га. На культурах сплошного посева сток и смыв почвы был пракгачески одинаков и по вспашке, и по плоскорезной обработке.

Наименьший сток отмечен на посевах кукурузы. Он равнялся всего 5-6 мм. Смыв был всего 39-46 кг/га.

По мелиоративной вспашке и мелиоративному безотвальному рыхлению стока дождевой воды практически не наблюдалось ке только в посевах культур, но и в чистом пару.

Урожайность культур в севообороте

Урожайность культур заметно изменялась по вариантам с различными способами обработки почвы.

Мелиоративная вспашка повышала урожайность зерна озимой ржи на 0,25 т/га, ели 9,3 %, а. мелиоративная безотвальная вспашка увеличивала урожайность зерна на 0,36 т/га, или 12,5 % (табл. 5). Комбинированная воташка превысила обычную вспашку всего на 6,7 %, что вполне достоверно.

Ячмень увеличивай урожайность зерна по мелиоративной вспашке i 0,15 т/га, или 8,8 ¡6, а по мелиоративной безотвальной обработке -на 0,19 т/га, или 10,6 %.

Обычная вспашка под яровую пшеницу уступала по урожайности мелиоративной на 0,23 т/га зерна, или 16,7 %, а обычная плоскорезна; обработка - мелиоративному рыхлению - на 0,17 т/га, или 12,0 %,'

Пшеаида отзывалась на мелиоративную вспашку большей прибавкой урожайное"и зерна, чем озимая роаь и ячмень. Это объясняется слаб развитием корневой системы пшеницы по сравнению с этими куль тур ш.: Кукуруза также давала наибольшую урожайность зеленой массы пс мелиоративным ойраооткам. По мелиоративной -спашке урожайность se лькой массы кукурузы увеличилась на 3,0 т/га, или 15,6 %, а по бе отвальному мелиоративному рыхлений - на 3,7 т/га, или 19,9

Следует отметить наибольшую прибавку урожайности кукурузы от гршекетч мнлиоративных обработок, видимо потому, ч?с кукуруза y.hs.Özxe.B отзывчива на улучшэнив аэрации почвы.

Таблица 5.

Урожайность культур в севообороте по различным способам обработки почвы

за 1987-1390 гг.

Варианты !- -PS4M Е°5Ь_ _ _ I Ш^Ш _ J„ _ J-ФШЧ___I _ „ Ячмень_____

ппнтя 1УРожай-1 прибавка i урожай-» 1, прибавка 1урожайн1 прибавка !урожай-! прибавка______

!ность ¡ . .ность . . «зелен. » , i |Ность . . !звона, ! т/га j % зерна, 1 т/га 1 % 'массы. 1 т/га 1 % 'зерна, ! т/га 1 % ! т/га ! ! ! т/га ! ! ! т/га ! I ! т/га ! !

I 2, "Ю - - 1,38 - - 19,2 - - 1,71

2* 2,95 0,25* 9,3 1,61 0,2^ 16,7 22,2 3,0* 15,6 1,86* 0,15 8,8

3 2,87 - - 1,42 - - 18,6 - - 1,80

$ 3,23 0,36* 12,5 1,59 O.I?"4" 12,0 22,3 3,7^ 19,9 1,99* 0,19 10,6

5* 2,88 О.НР 6,7 1,46 0,08* 5,8 20,9 1,7* 8,9 1,81* 0,10 5,8

НСР^ - 0,14 ... - - 0,11 1,40 - - 0,13

HCg® - О.Г? - - 0,09 - 1,04 - - 0,10

ш

Относительно обычной вспашки.

+

Относительно плоскорезного рыхления.

Таким образом, наиболее отзывчивыми на мелиоративные вспашки оказались кукуруза и яровая пшеница.

Применение мелиоративной вспашки при орошении

Поливная вода ухудшает мелиоративное состояние орошаемых земель. Повышается плотность почвы, снижается скважность, ухудшается водопроницаемость. Мелиоративные условия темно-каштановых почв учхоза * I Саратовского СХИ могут способствовать их засолению.

Это повышает необходимость применения мелиоративной вспашки на орошаемых землях Заволжья. Изучение возделывания кукурузы на зеленый корм с пришнением мелиоративной вспашки показало, что плотност пахотного слоя снижалась на 0,07-0,12 г/см3, или 6-9 %, водопроч-ность агрегатов повысилась на 8-12 %, водопроницаемость за первый час впитывания-на 27 мм, или 24,3 %.

Отмечена тенденция уменьшения плотного остатка водорастворимых солей в пахотном слое почвы за счет лучшей водопроницаемости.

Урожайность зеленой массы по мелиоративной вспашке была выше, чем по обычной, на 12,2 т/га, или 25,7 %. Причем в условиях орошения мелиоративная вспашка была эффективнее, чем на богаре.

Энергетическая оценка различных приемов обработки почвы

Энергетическая эффективность и зерновых колосовых культур, и кукурузы была наибольшей по мелиоративным обработкам. Если по мелиоративной вспашке энергетическая эффективность колосовых зерно вых составила на озимой ржи 11,2; на яровой пшенице 4,3 и ячмене 5,0, то по обычной вспашке она равнялась 9,2; 3,3 и 4,1. При выращивании кукурузы по мелиоративной вспашке экономическая эффективность равнялась 30,5, а по обычной - 23,5. Снизилось и количеотво энергозатрат на I т зерна на 21,8-30,9 %, на I т зеленой массы -. . па 20,1-30 %. Аналогичная закономерность отмечена и на вариантах с мелиоративной безотвальной обработкой.

ВЫВОДЫ

I. Мелиоративная безотвальная обработка почвы сохраняла стчрнз до 34-82 % протиь 43-87 % при обычной плоскорезной обработке. Мел рагивная вепшвка заделаэала в почву пожтшкко остатки практически одинаково о обычной Еопатшой. Зто не о лаял о на высот;' снежного л с ровз при пейоративно;* обрябогко по оразнаяяп с обычной. 16

2. Гребниогость и глыбистость почеы были заметно нижа при мелиоративных обработках, как при вспашке, так и при плоскорезном рыхлении, по сравнению с обычными обработками почвы.

3. При проведении мелиоративных обработок снижалась плотность пахотного слоя почвы на 0,07-0,06 г/см3, повышалась пористость на 2,5-3,4 %, улучшалась водогсрочность структурных агрегатов на 3-7 % ж водопроницаемость тяжелых глинистых темно-каштановых почв. Наиболее заметно улучшались водно-физические свойства почвы по мелиоративной вспашке.

4. Улучшение водно-физических свойств почвы, снижение гребнис-тости и глкбистости, а при безотвальной обработке накопление большого количества снега повышало влажность почвы и увеличивало запас доступной влага в слое 0-50 см на 10-24 мм, а в слое 0-100 см -

на 22-31 мм.

5. Мелиоративная вспашка и мелиоративное безотвальное рыхление почвы практически не увеличивали засоренность посевов как однолетними, так и многолетними сорплками по сравнению с соответствующими обычными обработками. |

6. 3 почве по мелиоративным обработкам отмечено увеличение как нитратного азота, так и подвижного фосфора, особенно в верхних слоях 0-10 и 10-20 см. В чистом пару это увеличение составило 0,3-0,5 мг, на яровой пшенице - 0,2-0,5 мг, на кукурузе и ячмене - 0,2-0,7 мг на 100 г почвы.

7. Отмечено положительное влияние мелиоративных обработок на снижение стока и ирригационной эрозии темно-каштановых почв. Стоя при интенсивном дождевании уменьшался на 11-22 мм, а смыв почвы -на 89-192 кг с гектара.

8. Урожайность зерновых колосовых культур в севообороте под влиянием мелиоративной вспашки возраотала у озимой ржи на 9,3 %, у ячменя - на 8,8 %, у яровой пшеницы - на,16,7 %, по мелиоративному безотвальному рыхлению - на 12,5; 10,6 и 12,0

На кукурузе прибавка урожайности зеленой массы составила 15,6 и 19,9 %, Эта культура оказалась наиболее отзывчивой на мелиоративную обработку почвы из всех культур севооборота.

В уадокеях орошения отмечалось повышение эффективности мелиоративной вспашки.

9. Расчет энергетической эффективности при возделывании зерновых кодосовнх культур показал, что мелиоративная вспашка повышла энергетическую эффекти&чоать та 21,7-30,9 %, а безотвальное мелио--

17.

рахвБКса рыхлекие - на II,I-12,7 %. При возделыван-ии кукурузы энергетическая эффективность возрастала соответственно на 29,8 я 19,9 %. Отмечено снижение энергозатрат на единицу продукции.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Дня вспашки тяжелых почв с незначительным гумусовым горизонтом прежде всего рекомендуется использовать мелиоративные отвалы, позволяющие рыхлить нижние малоплодородные горизонты без извлечения их на поверхность почвы, что повышает урожайность культур на 9,316,7 %,

2, Широко применять в условиях орошения мелиоративную вспашку, которая способствует снижению или полному предотвращению стока по-жявной воды и ирригационной эрозии и снижает опасность засоления пахотного горизонта.

3» На тяжелых глинистых почвах в условиях оухостепного климата Заволжья и господства ветровой эрозии с целью улучшения водно-физических свойств почвы, накопления влага и снижения эрозии почвы следует применять мелиоративное безотвальное рыхление, позволяющее увеличивать урожайность зерновых колосовых культур на 10,6-12,0 %.

4. Мелиоративную обработку почвы надо использовать в первую очередь под наиболее отзывчивые на нее культуры, в частности кукурузу а яровую пшеницу.

СПИСОК ФУЙМКОШНЫХ РАБОТ "

1„ Внедрение зональных систем земледелия: Информ. листок А 3J0-89. / Саратовский ЦНТИ. Саратов, '1989. 2 с. (в соавторстве).

2, Влияние усовершенствованных орудий основной обработки почвы на урожай сельскохозяйственных культур в севообороте // Наука -проззводсгву. Аннотированный перечень основных законченных научно-: всследоватьльсчадх работ сотрудников института в ХП пятилетка: Сб. науч. работ / Сарат. с.-х. ин-т. Саратов, 1990. С. 2Ó-2I (в соавторстве).

3, Совершенствование приемов и способов обработки каштановых почв засуиш&ог'о Поволжья // Актуальные проблема развития сельского хозяйства и сельскохозяйственного, образования: Тез. докл. на науч.-практ. конф. проф.-препод, состава к студентов Сарат. с.-х. ин-та ем, Ь.К, Вавилова (дак, 19S2 г.) / Сарат. с.-х. ик-т. Саратов, 19ЭЗ. С. SI-92 (в соавторство).

£8

4„ Результата испытаний орудий основной обработки почвы // Современные проблемы агрономических наук: Сб. науч. работ / Capar, с.-х. ин-т. Саратов, I9S3. С. 122-126 (в соавторстве).

5. Совершенствсвание приемов и способов основной обработки почв в богарных условиях // Аграрные реформы в России: опыт, проблемы, перспективы: Материалы Российской науч.-практ. конф. (Саратов, 22-24 сент. 1994 г.). Саратов, 1995. С. 207-209 (в соавторстве).

6. Влияние приемов основной обработки почвы на трансформацию органических остатков в почве // Тез. докл. науч.-практ. конф0, посвяпц. 85-летию НИИСХ Юго-Востока и 100-летию со дня рождения известного селекционера В.Н. Мамонтовой. Саратов, 1995 (в соавторстве).

7. Влияние различных приемов основной обработки на водно-физические свойства каштановых почв Заволжья // Пути повышения эффективности использования сельскохозяйственных культур: Сб. науч. работ / Capar, гос. с.-х. акад. им. Н-,И. Вавилона. Саратов, 1997 (в соавторства).

8. Влияние способов основной обработки на пищевой режим почвы и урожайность полевых культур // Пути повышения эффективности использования сельскохозяйственных культур: Сб. науч. работ / Capar, гос. с.-х. акад. им. Н.И. Вавилова. Саратов, 1997 (в соавторстве).