Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

МИНИМАЛИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ЯЧМЕНЬ В ЗЕРНОПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЮЖНЫХ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "МИНИМАЛИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ЯЧМЕНЬ В ЗЕРНОПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЮЖНЫХ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ"



На правах рукописи

. Ягофаров Ринат Фаргатович

МИННМАЛИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ЯЧМЕНЬ В ЗЕРНОПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЮЖНЫХ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

0ренбург-2004

Работа выполнена на кафедре земледелия и технологии производства продукции растениеводства ГОУ Оренбургский государственный аграрный университет.

Научный руководитель - заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор A.B. Кислое

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук

H.A. Максютов;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В.Н. Варавва

Ведущая организация— ГНУ Всероссийский НИИ мясного скотоводства

Защита состоится^ апреля 2004 года в \0 часов на заседании диссертационного совета Д 220.051.04 в Оренбургском государственном аграрном университете.

Адрес: 460795, ГСП, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, диссертационный с* совет. : ,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургское-

) ';.*

государственного аграрного университета. -.*

Автореферат разослан «ЯУ» УчРС?004 года

Ученый секретарь диссертационного совегреГ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор I С

1 -

Гч »

i

Ж

¡.¿1 ■ -

-

A.A. Громов | .

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей задачей современного земледелия является сохранение и воспроизводство плодородия почвы-при повышении продуктивности агроэкоснстем за ' счет использования адаптивных ресурсосберегающих технологий, основанных на минимальных почвозащитных приемах обработки почвы.

Ячмень является ведущей зернофуражной культурой в Оренбургской области, он уступает по площади возделывания только яровой пшенице, но превосходит ее по урожайности. Используется ячмень в пивоваренной и пищевой промышленности, но в основном на кормовые цели, что делает особенно необходимым снижение себестоимости его производства.

Исследования Оренбургского ГАУ показали, что минимализация обработки почвы имеет большую перспективу на черноземах Южного Урала благодаря хорошим их агрофизическим свойствам. Однако передел земли в- виде паевой 1* доли привел к нарушению систем севооборотов, а резкий износ сельскохозяйственной техники и недостаток средств для ее замены стал

* причиной упрощенных технологий, основанных на прямом посеве зерновых и кормовых культур стерневыми сеялками без осенней обработки почвы. Это привело к ухудшению фитосанитарного состояния полей по засоренности и зараженности болезнями и вредителями ' и необходимости широкого использования химических средств защиты растений.

В связи с этим поиск наиболее рациональных приемов минимапизации обработки для защиты агроландшафтов и сокращения энергетических затрат отвечает современным требованиям сельскохозяйственного производства.

Цель исследований: разработать и рекомендовать производству наиболее рациональные почвозащитные, энергосберегающие системы обработки почвы под ячмень в зернопаровом севообороте, обеспечивающие получение высокой урожайности ячменя, снижение трудовых, энергетических затрат и сохранение ( плодородия почвы..

Задачи исследований : - - установить влияние ресурсосберегающих технологий на агрофизические свойства почвы;

* - изучить особенности накопления и использования почвенной влаги при различных системах обработки почвы и способах посева;

- выявить роль минимализации обработки в сохранении плодородия почвы и защите ее от эрозии;

-определить , действие и последействие основной обработки почвы на засоренность посевов ячменя;

-изучить эффективность ресурсосберегающих технологий на продуктивность ячменя;

-дать экономическую и энергетическую оценку лучшим вариантам технологии

возделывания.

■«я I ручной лнге{>зтур*<

Научная »овита. Впервые для черноземов южных Оренбургской области выявлены технологи» . возделывания ячменя, обеспечивающие ресурсосбережение, зашгту почвы ог эрозии и повышение урожайности; по результатам экономической и энергетической оценки определены наиболее рациональные системы обработки почвы и посева.

Основные положения выносимые на чаш игу:

- характер водопотребления растений, основные агрофизические свойства почвы, ее ветроустойчивость, засоренность посевов в зависимости от систем обработки почвы и способов посева ячменя;

- изменение плодородия почвы в зависимости от систем её обрабогки;

- продуктивность ячменя при разных технологиях его возделывания на черноземах южных Оренбургской области;

- результаты экономической и энергетической оценки ресурсосберегающих приемов основной обработки почвы и посева ячменя.

Практическая значимость. Разработанные ресурсосберегающие приемы обработки улучшают почвозащитные свойства почвы, обеспечивают снижение себестоимости зерна на 12,7-14,5 %, повышают условный чистый доход на 18,621,1 % и рентабельность на 21,8-25,4 % без снижения урожайности по сравнению с традиционной технологией, прошли производственную проверку, внедрены в хозяйствах Оренбургской области и применяются в учебном процессе Оренбургского ГАУ. ..

А л роба пня работы н публикации. Основные положения работы докладывались на межвузовских научно-практических конференциях (Оренбург, 2001-2003гг.), международной научно-практической конференции (Оренбург, 2003г.), на расширенных , заседаниях кафедры земледелия и технологии производства продукции растениеводства Оренбургского ГАУ (2001 -2004 гг.). По теме диссертации опубликовано б научных статей.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций производству, содержит 31 таблицу, 4 рисунка и 30 приложений.

'Список литера-туры включает 218 источников, in них 13 - иностранных авторов,

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Место проведения исследований - опытное поле Оренбургского ГАУ, расположенное в центральной зоне области.

Почва - чернозем южный, среднемощный, карбонатный, тяжелосуглинистый, ■ с содержанием гумуса 3,8 %, подвижного азота (N-NO3) 1,35 мг на 100 г почвы, легко гидролизу см ого азота 8,4 мг, подвижного фосфора (P^Oj) 3,25 мг, обменного калия (KjO) 27 мг на 100 г почвы, pH = 7.8. Водно-физические снойства пахотного (0-30см) и метрового горизонтов почвы соответствуют значениям: удельная масса 2,16 и 2,66 г/см, средняя плотность 1,22 и 1,30 г/см', максимальная гигроскопичность 8,76 и 8,71-%, влажность устойчивого запядания рзстсний 11,74 и Г1,б7 % или 43,0 и 151,7 мм, наименьшая влагосм кость почвы 30,50 и 25,28 % или 111,3 и 356,3 мм, соответственно.

Как видно из рис. I, метеорологические условия в годы исследований были контрастными: сумма положительных температур за вегетационный период ячменя колебалась от 1624,9 до 1867,9° С, количество выпавших осадков

2000 г.

чай HtOFfh июль азгуст

2001 г.

2002 г.

июнь ию.;ь август

Среднем ного летнее

эоп

3 75

3 60 •

s 45-

э 30 ■

о )5 ■ - ♦

0 ■

-г 30

июнь ИЮЛЬ Д8ГусГ

Рис, 1, Погодные условия вегетационного периода ячменя 2000-2002 гг.

- от 68 до 268 мм. Гидротермический коэффициент подтверждает засушливость климата и его контннснтальность - в среднем за 3 года он составил 0,82 с колебаниями от 0,36 до 1,65.

Опыты велись на базе многолетнего стационара- кафедры земледелия и ТППР, в котором приемы обработки почвы под ячмень изучались на фоне 16 различных по интенсивности систем обработки почвы в течение двух ротаций севооборотов: зернопаропропашного - пар черный - озимая рожь .-■ яровая пшеница твердая - яровая пшеница мягкая - кукуруза - яровая пшеница мягкая -ячмень н зерно парового — пар черный - ошмая пшеница - просо - яровая пшеница

- ячмень (таблица I).

Под каждую культуру. и пар попгторность опыта бьит трехкратная во времени и четырехкратная в пространстве.

1. Система обработки почвы в двух ротациях севооборотов (1988-2002 гг.У

вари антэ Системы обработки Приемы обработки под ячмень и глубина, см

1 Разноглубинная вспашка В 20-22

2 Комбинированная разноглубинная Б 20-22

3 Три мелких рыхления, две глубокие и три средних вспашки, два гл\*бок«х плоскорез» ых рыхления П 12-14

4 Три нулевых, одно мелкое, три средних и два глубоких рыхления, одно глубокое чизельное Нулевая

5 Комбинированная разноглубинная И 20-22

6 Безотвальная разноглубинная В 20-22

7 Три мелких, три средних и четыре глубоких рыхления П 12-14

8 Три нулевых, одно мелкое рыхление, два глубоких, три средних рыхления, одно глубокое чтельное Нулевая

9 Три мелких рыхления, две глубокие и три средних вспашки, два глубоких плоскорезных рыхления . В 20-22 -

10 Три мелких, три средних и четыре глубоких рыхления В 20-22

11 Шесть мелких и четыре глубоких рыхления П12-14 )

12 Три нулевых, четыре мелкиу, два глубоких рыхления и одно глубокое чизельное Нулевая

13 Три кулевых, одно мелкое рыхление, две глубоких вспашки, три средних вспашки и олно чизельное В 20-22

14 Три нулевых, одно мелкое, два глубоких, три средних рыхления, олно глубокое чизельное Б 20-22

15 Три нулевых, четыре мелких, два глубоких рыхления и олно глубокое чизельное II 12-14

16 Шесть нулевых, два мелких и дна чнзельных глубоких рыхлений Нулевая

Примечание; В — вспашка, Б — безотвальная обработка, П — плоскорезное рыхление

Размер делянок составлял 900 м1 (30x30 м), а затем они делились пополам (30х15~450 м5) в зависимости ог варианта посева:

1. Предпосевная культивация + посев СЗ-З, б + при каты сан и с

2. Прямой посев СЗС-2,1

Таким образом, опыт был трехфакторный: А — последействие приемов многолетней системы обработки почвы в севообороте, В — приемы обработки почвы под ячмень, С —способы предпосевной подготовки почвы н посева. Предшественник - яровая пшеница.

С целью изучения влияния длительной минимализации на плодородие почвы был заложен вегетационный опыт. Изменение плодородия почвы за 13 лег (две ротации севооборота) оценивалось по продуктивности ячменя, выращенного в сосудах на почве, взятой с I, 6, 12 и 16 вариантов со слоев 0-10, 10-20 и 20-30 см.

Вариант 1-еже годная разноглубинная вспашка; 6-е же годная разноглубинная - безотвальная обработка; 12 — глубокая плоскорезная обработка, чизельное рыхление, 4 мелких рыхления и три кулевые обработки за 2 ротации;

16 - два чизельных рыхления (лапы были расположены через 45см' к не обеспечивали сплошного рыхления, делая в почве глубокие, до 40 см щели), три мелких и б нулевых обработок за 2 ротации севооборота.

В дальнейшем эти варианты вегетационного опыта для краткости будут называться: 1 — отвальная обработка (контроль), 2 — безотвальная, 3 -мкнимализаиия I, 4 — миннмализация II.

Агротехника в опыте соответствовала рекомендуемой в зоне. Все агрегаты для обработки почвы и посева культур комплектовались с гусеничным трактором ДТ —75 М. Для проведения основной обработки использовались следующие орудия: плуг ПН-4-35; плуг со стойками СибИМЭ; плоскорез-глубокорыхли тел ь КПГ-250 и плуг чизельнын ГТЧ-2,5. Для закрытия влаги использовались зубовые бороны по отвальному и игольчатые по безотвальным фокам.

Норма высева ячменя Оренбургский 11 составляла 4 млн, всхожих семян на гектар.

В ходе проведения опытов осуществлялись следующие учеты и наблюдения:

- метеорологические наблюдения по данным Оренбургской метеостанции;

- плотность твердой фазы (удельная масса) циклометрическим методом определялась в метровом слое почвы послойно через каждые 10 см перед закладкой опыта при обследовании опытного участка;

- гранулометрический (механический) состав по H.A. Качинскому по генетическим горизонтам при описании почвенного профиля перед закладкой опыта;

- плотность почвы методом цилиндров по С.И. Долгову - но слоям 0-10,-10-20 и 20-30 см в трехкратном повторении на 1 и 3 повторностях в начале и конце вегетации;

- строение пахотного слоя мёгодом капиллярного насыщения патронов с почвой, взятой с ненарушенным сложением. Определились обшая, капиллярная и некапиллярная пористость, на всех вариантах аналогично плотности почвы;

- максимальная гигроскопичность почвы по методу А,В. Николаева, послойно, при обследовании почвенного профиля;

- влажность почвы - термостатно-весовым методом. Почвенные пробы отбирались почвенным буром на глубину до 1м послойно через каждые Ю см на всех вариантах, в трехкратном повторении на 1 и 3 по втор костях, в начале и в конце вегетации ячменя, Запасы продуктивной влаги в почве определялись расчетным путем, по уже известным показателям плотности почвы, полевой и максимальной гигроскопической влажности ее;

- засоренность посевов определялась количественно-весовым методом по методике ТСХА. На вариантах со способами обработки почвы учет проводился в фазу кушения и перед уборкой ячменя путем подсчета сорняков на пробных накладках размером 0,5 х 0,5 {0,25 м*) в четырех случайно выбранных местах каждой делянки. Масса сорняков учитывалась в сыром виде, а затем после высушивания проводился пересчет на воздушно-сухую массу.

- структурное состояние почвы исследовали по методу Н.И. Саввинова путем сухого просеивания;

- оценку устойчивости почвы к ветровой эрозии проводили*по методике ВНИИЗХ;

- определение структуры урожая проводили по методике Госсортсети (1981);

- учет, урожая путем прямого комбайнирования осуществляли комбайном «Сампо» в фазу полной спелости зерна;

- статистическая обработка урожайных данных проведена дисперсионным методом (Б.Л Доспехов, 1985) на ПЭВМ;

- расчет экономической эффективности результатов исследований выполнен- на ПЭВМ, на основе "технологических карт по нормативам и расценкам в сопоставимых ценах;

энергетическая оценка осуществлена по методике Оренбургского ГЛУ (В.ПЛухменев и др., 1998).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние способов основной и предпосевной обработки почвы на её агрофизические свойства в посевах ячменя .

Многочисленные данные, полученные в опытах в периоде 1988 по 2002 гг., дают основание утверждать, что равновесная плотность южных черноземов составляет для слоя 10-20 см 1,23, 20-30 см — 1,26 г/см*, верхний предел оптимальной плотности для зерновых - 1,23 и 1,26 г/см5 для этих слоев и 1,22 г/см* для 0-30 см слоя.

В посевах ячменя все изучаемые системы обработки почвы позволяют поддерживать плотность пахотного слоя в пределах 1,13-1,22 г/см1 весной и 1,181,23 г/см' осенью (таблица 2). В слоях, не подвергшихся обработке (варианты 3,4, 11,15) уже весной плотность составляет 1,24-1,27 г/см5, на нулевом фоне в

слое 20-30 см она достигает 1,28-1,29 г/см'. К'уборке, хотя и незначительно, на нулевой и мелкой обработках происходит' разуплотнение почвы. На 11-ом парнзнте, где за две ротации шесть раз проводилась мелкая обработка и четыре глубоких рыхления, плотность почвы не превышала пределы оптимальных значений для зерновых культур. На наш взгляд, эго допустимый уровень минималкзашш для черноземов южных.

Строение пахотного слоя почвы весной было оптимальным на всех вариантах систем обработки: общая пористость была в пределах 55-60 отношение капиллярных пор к некапиллярным составляло 1,5-2 : I, что является благоприятным для степной засушливой зоны (таблица 2). К уборке лишь на нулевом фоне пористость аэрации снижалась до 10-12 %, однако ввиду низкого увлажнения почвы к концу вегетации не было затруднений в обеспечении корневой системы растений воздухом.

Снижение интенсивности обработки положительно сказалось на структурно-агрегатном составе почвы (таблица 2). Сумма агрегатов размером от 0,25 до 10 мм на вспашке в слое 0-30 см составляла 78,1 %, на мелких обработках - 82,0, а нулевом фоне - 84,1 соответственно увеличился и коэффициент структурности —с 3 до 4,8 и 5,4.

■ Интенсивность основной обработки оказала заметное влияние на почвоэашитные свойства почвы (таблица 3). Содержание ветроустойчивой фракции размером больше 1 мм в верхнем (0-5 см) слое почвы по вспашке на глубину 20-22 см, безотвальному рыхлению на ту же глубину, плоскорезной обработке на 12-14 см н варианту без обработки составило, соответственно, 68,0; 74,9; 74,5 и 77,9 V». После закрытия плат почва была устойчивой к дефляции, оставаясь самой высокой на нулевом фоне. После посева сеялкой СЗ-3,6, где раздельно выполнялись культивация, посев и прикатывание, содержание агрегатов, устойчивых к дефляции, достигало критического уровня — 51,3-54,6 %, а при использовании стерневой сеялки, одновременно выполняющей все три технологические операции, распыление было меньше - комковатость составила 53,6-60,4 %.

Приемы обработки и способы посева повлияли на количество стерни. После закрытия влаги на фоне безотвального рыхления на глубину 20-22 см сохранность стерни составила 25 %, при мелком рыхлении — 40,9 а/о. На нулевом фоне сохранилось 66,2 % стерни от исходного количества, а масса ей на поверхности почвы достигала 7,94 ц/га — -это в 2,5 раза больше, чем по безотвальному рыхлению. Применение стерневой сеялки позволило сохранить в среднем по вариантам 28 % стерни в верхнем поверхностном слое, тогда как при использовании зерновой сеялки с предварительной культивацией этот показатель составил лишь 18 %.

Комковатость и количество стерни позволяют определить эродируемость почвы (О). Поверхность почвы считается сильно ветроустойчивой при 0< 50 г/м2 за 5 минут; умеренно ветроустойчивой при <3 > 50,- но < 120, а при С> > 120 г/м2 за 5 мин. - высоко податливой ветровой эрозии.

2. Агрофизические свойства пахотного слоя почвы в зависимости от системы обработки почвы (2000-2002 гг.)

Вар иан ты Слои почвы, см Плотность почвы, г/см' Пористость, % Структурно-агрегатный состав

после посева перед уборкой после посева перед уборкой агрегаты от 0,25 до 10 мм, % коэффициент структурности

общая нека-11 и л. общая нека-пил.

1 0-10 1.06- 1.13 ! 1 74,5 3,0

10-20 1.15 1.19 ( 74,9 2,9

20-30 1,23 1.23 1 75.4 3.1

0-30 1 1,15 1.18 59,9 24,4 | 57.3 21.1 74.9 3,0

т 0-10 1 1.09 1.13 75.8 3,1

10-20 1 122 1 Т) 1 | 1 78,9 3.8

20-30 1Л6 1,26 79.9 1 3,9

0-30 | 1,19 1.20 56.2 22.0 | 54,7 20,4 78.2 3,6

3 0-10 1 1.10 1.13 | 74,1 3.0

10-20 1 1.22 1,23 78.1 3.5

20-30 1 1.27 . 1,26 77,6 3.5

0-30 1 1,20 1.21 57.4 19,8 ( 53,9 16.0 76.6 3.3

4 0-10 1 1,12 1.16 1 . 82,9 4,8

10-20 1 1,23 1,23 I- 79,5 4,0

20-30 | 1.26 1,27 1 • 82,6 4,9

0-30 ! 1.20 1 22 55,4 18,7 53,2 | 14.4 81.7 4.6

5 0-10 1.05 1.14 ! 78.5 3.6

10-20 1.12 1,20 1 1 77,2 3.1

20-30 1.21 1,22 75,7 2.9

0-30 1 1,13 1.19 60.5 20,2 56.1 18.0 77,1 3.2

11 0-10 1,10 1,16 77.9 3.6

10-20 1.21 1.24 83.9 5.2

20-30 1.24 1,25 84,8 5.7

0-30 1.18 1,22 59.5 24,5 56.2 17,0 82,2 4.8 '

12 0-10 1.12 1,14 76.6 4,0

10-20 1,23 1,25 84.0 . 5.3

20-30 1,28 1.27 83,9 5.2

0-30 1,21 1.22 57.5 22.0 53.5 15.7 81,5 4,8

15 0-10 1,11 1,16 81.6 4.5

10-20 1,23 1.25 83,1 4,9

20-30 1,25 1.26 86.1 6.2

0-30 1.19 1,22 57.5 20,8 53,6 14,8 83,6 5,2

16 0-10 1,12 1.16 84,4 5,4

10-20 1,24 1,25 82,7 5,0

20-30 1,29 ив 87,1 6.7

0-30 1.22 1.23 56,9 19,7 52,7 13.3 84,7 5,7

3. Почвозащитные свойства почвы d зависимости ог системы основной к предпосевной обработки почвы под

ичмет. (2001-2002 гг.)

Варианты опыта Содержние ветроустойчивых агрегатов в 0-5 см слое почвы, % Содержание условных стернинок, в % от исходного количества Эродируемосгь, г на 1 кв. м за 5 минут

приемы основ* ной обработки почвы и ' глубина, см тип сеялки после основной обработки после ■ закрытия влаги после посева после основной обработки после закрытия влаги после; посева после основной обработки после закрытия влаги после посева

В 20-22 С3-3,6 СЗС-2,1 ' 68,0 60,2 52.8 '■ 53.9 0 0 г 0 0 17,4 36,6 84,2 74,1

Б 20-22 СЗ-3,6 СЗС-2,1 74,9 56,6 51,8 53,6 69,0 25,5 5,2 15,9 1,6 26,7 75,3 44.6

П 12-14 СЗ-3,6 СЗС-2,1 74,5 58,9 51,3 55,0 76,5 40,5 173 27,6 Ь2 12,6 48.4 26,7

г Нулевая СЗ-3,6 СЗС-2,1 77,9 65,1 54,6 60,4 97.8 66,2 30,6 40,8 0,5 3,4 25,0 11,6

После основной обработки по всем четырем фонам почва была сильно ветроустойчивой (таблица 3), после закрытия влаги показатели эродируем ости повысились, но не выходили за пределы <3 < 50 г/м1 почвы.за 5 минут. После посева по вспашке ветроустойчивость снизилась до умеренной степени независимо от способа посева, при безотвальном рыхлен ни только использование стерневой сеялки обеспечило высокую ветроустойчивость почвы, по поверхностной и нулевой обработкам - применение стерневой сеялки позволило снизить показатель эродируемости вдвое в сравнении с вариантом посева обычной рядовой сеялкой.

Волоиотрсблепие в посевах ячменя о зависимости от технологии возделывания

Приемы основной и предпосевной обработки почвы по-разному повлияли на накопление влаги к периоду посева ячменя. В 2000 году в метровом слое почвы запасы продуктивной влаги на вспашке были почти вдвое больше, чем на нулевом фоне. В 2001 году безотвальная и мелкая обработки имели преимущество в накоплении влаги перед вспашкой, а на варианте без основной обработки запасы влаги были самыми низкими. В 2002 году, напротив, они оказались наибольшими на нулевом фоне — 152,3 мм против 131,3 мм продуктивной влаги на вспашке. Различия отдельных лет в накоплении влаги, связанные с лучшей водопроницаемостью на вспашке и меньшими потерями в засушливые годы на нулевом фоне, с п н вслировал ис ь в средних за три года показателях (таблица 4): запасы влаги весной как обшей, так и продуктивной по способам основной обработки, в относительном значении не превышали 2,4-3,0 %. Но во все годы коэффициент водопотребления был самым низким на яспашке.

Даже минимальный разрыв во времени между предпосевной культивацией и посевом сеялкой С3-3,6 ведет к потере продуктивной влаги — использование стерневой сеялки позволяет сохранить в почве к посеву от 1,5 до 6,5 мм влаги, наименьшая величина относится к нулевому фону.

Действие и последействие различных систем обработки почвы на засоренность посевов нчменя

Приемы обработки почвы и погодные условия оказывали' влияние на степень засоренности и вредоносность сорных растений. В 2000 году при хорошей влагообеспененности засоренность посевов была высокой, но хорошо развитые растения ячменя подавляли сорную растительность. В засушливые 2001 и 2002 годы уровень засоренности был ниже, но сорняки значительно усугубляли отрицательное влияние засухи. Засоренность многолетними сорняками возрастала по мере снижения интенсивности обработки от вспашки к безотвальной обработке, мелкому рыхлению и нулевому фону,- соответственно в 2,6; 3,0 и 5,0 раз, численность малолетников в сравнении со вспашкой повышалась

4. Волонотребление в посевах ячмени п зшшсимосгн от обработки почпы (2000-2002гг,)

№ Способ основной Запасы влага в слое 0-100 см, им Количе- Уро- Коэффициент

ва обработки и • весной перед осенью после уборки ство жай- водопотрсбленпя.

ри глубина, см посевом израсхо- ность, м'/т

аи под яр. под общей в т.ч. обшей в т.ч. дованной ц/га

та пшеницу ячмень продуктивной продуктивной влаги, мм

1 В 20-22 В 20-22 261,3 109,8 203,8 52,4 192,4 17,7 1087

2 В 20-22 Б 20-22 264,8 113,3 187,6 36,1 212,2 17,5 1212

3 В 20-22 П 12-14 278,5 127,0 210,2 58,7 203,3 17,9 1136

4 В 20-22 Нулевая 261,7 110,2 202,7 51,2 194,0 18,5 1049

5 Б 20-22 В 20-22 261,7 110,2 205,0 53,5 191,7 16,4 1169

6 Б 20-22 Б 20-22 266,3 114,8 202,4 •50,9 198,9 13,7 1452

7 Б 20-22 П 12-14 271,3 ' 119,8 191,1 39.6 215,2 14,5 1484

8 Б 20-22 Нулевая - 251,7 100,2 192,9 41,4 193,8 ИЗ 1355

9 П 10-12 ■ В 20-22 289,5 138,0 200,9 49,4 223,6 15,8 1415

10 П 10-12 Б 20-22 268,5 117,0 193,0 41,5 210,5 16,4 1283

11 П 10-12 П 12-14 274,6 123,1 181,4 29,9 228 2 18,4 1240

12 П 10-12 Нулевая 266,5 115,0 204,7 53,2 196,8 16,2 1215

13 Нулевая В 20-22 260,4 108,9 186,7 35.2 208,7 16,8 1242

14 Нулевая Б 20-22 264,9 113,4 191,5 40,0 208,4 15,2 1371

15 Нулевая П 12-14 i 265,3 113,8 187,7 36,2 212,6 17,2 1236

16 Нулевая Нулевая 261,0 109,5 188,8 37,3 207,2 16,0 1295

Примечание: сумма осадков за вегегаиию 135,0 мм

незначительно — на 6,6-8,0 % (таблица 5). Влияние системы обработки на массу сорняков было таким же, как и при количественном учете: как в прямом действии, так и в последействии масса сорняков была выше на минимальных обработках и превосходила этот показатель по вспашке в 1,7 раза.

5< Действие и последействие различных способов обработки почвы на ____засоренность посевов ячменя (2000-2002 гг.) _

Способы 1 глубина Способы и глубина основной обработки под ячмень (фактор В) Среднее по фактору А

юновнон эбработ- . ;и почвы под яровую ппеницу (фактор А) В 20-22 . Б 20-22 • П12-14 Нулевая

количество сорняков, шт/м2

всего в т.ч.

всего в т.ч. мно-. гол. всего в т.ч. мно-гол. всего 8 Т.Ч. мно-гол. всего в т.ч. мно-гол. мно-гол.

3 - 20-22 69.5 - 91,0 0.3 90,9 - 59,7 2,0 77,7 0.6

5 - 20-22 91,0 - . 82,0 1,3 100 Л - 118,7 3,3 98,0 1,1

1- 10-12 963 0,7 93.0 1,7 103,5 1,6 93,5 4.3 96.6 2,1

Нулевая 95.0- 1,0 903 1,7 109.2 4.2 105,5 4,3 100.0 2,8

Среднее по ' фактору В 87,9 0,4 89,1 1,2 100,9 1,4 943 3,5

Изменение плодородия почвы в пахотном слое и по горизонтам в конце ротации севооборота при различных системах обработки

Оценка плодородия частей пахотного слоя в зависимости от системы обработки почвы проводилась, вегетационным методом. Индикатором эффективного плодородия был урожай зерна ячменя, выращенного в сосудах на почве, взятой с вариантов 1,6, 12 и 16 (таблица б).

Ежегодное разноглубинное безотвальное рыхление привело к некоторому снижению эффективного плодородия и урожайности по сравнению со вспашкой в среднем по пахотному слою, хотя колебания её по слоям были незначительными 4,39- 4,45 г/сосуд. На вариантах с:минимальноЙ обработкой шло закономерное снижение плодородия от верхнего слоя к нижнему. На вариантах с длительной мелкой плоскорезной и нулевой обработками ухудшалось плодородие всего 0-30 см слоя почвы: урожайность ячменя на разноглубинной вспашке (контроль) составила 4,88-г/сосуд, по минимализации 1 и 2 уровней снижение урожая составило 10,9 и 14,3 %.

Ячмень Сын завершающей культурой 13-летиего стационарного опыта. За этот период по ежегодной разноглубинной вспашке содержание гумуса уменьшилось по сравнению с минимальными системами, включающими 4 мелких и 3 нулевых обработки (12 вариант}- и 2 мелких и б нулевых обработок (16 вариант) на 0,1-0,3 %.

б. Урожайность зерна ячменя в сосудах' л зависимости ог системы обработки

и глубины взятия образца почвы

Исследуемый СЛОЙ почвы, СМ Система обработки почвы

разноглубинная отвальная (контроль) разноглубинная безотвальная минимальная

1 И

В г/сосуд

0-10 1 5.43 \ 4.40 5.53 5,13

10-20 4,18 | 4.45 4.17 3.91

20-30 5,02 1 4.39 3.36 3.49

0-30 4,88 1 4,41 4,35 4,18

В % от урожая в контроле

0-10 100 81,0 101,8 I 94.5

10-20 100 106.4 99,8 1 93.5

20-30 100 87.4 { 66.9 1 69.5

0-30 100 90,4 1 89; 1 1 85,6

В % от урожая в слое 0-10 см

10-20 77.0 101.1 . 75.4 76.2

20-30 | 92,4 99,8 60.8 68,0

НСР 05 0.32 г/сосуд

В всех исследуемых вариантах содержание нитратного азота снижалось от верхнего до нижнего пахотного слоя, причем на контроле оно наблюдалось в слое 20-30 см, где количество нитратов составляло 84,8 % к слою 0-10 см. На минимальных системах содержание нитратного азота начинает уменьшаться уже со следуюшего горизонта, а в слое 20-30 см по отношению к верхнему слою его стало меньше на 45 %. Системы обработки не оказали существенного влияния на содержание в слое 0-30 см подвижных форм фосфора, калия п легкогидролизуемого азота. По слоям почвы закономерного изменен» я содержания этих элементов не обнаружено.

Урожайность ячмени п зависимости от системы обработки в зернопаровом севообороте и способов носеня

Анализ действия и последействия приемов основной обработки почвы (таблица 7) показал, что максимальную урожайность ячменя обеспечивает ежегодная разноглубинная вспашка (контроль) -19,1 ц/га. Отказ от основной обработки почвы в сравнении с контролем на фоне вспашки под предыдущею

культуру приводит к недобору 0,6 ц с 1га., По всем остальным приемам обработки . снижение урожайности на нулевом фоне более заметное и составляет 2,9-3,5 ц/га. В таблице 7 показано действие и последействие приемов основной обработки почвы под ячмень.

( . .7, Урожайность зерна ячменя Оренбургский' 11 п зависимости or способа и

глубины основной обработки почвы и посева, u/га (2000-2002 гг.)

Способ и глубина основной обработки под яровую пшеницу, см — фактор А Способ и глубина основной обработки под ячмень, см-фактор В Среднее по фактору А

В 20-22 Б 20-22 П12-14 Нулевая

В 20-22 19,1 17,5 1 17,9 18,5 18,2

Б 20-22 17,1 15,7 | 16,6 15,6 16,2

П 12-14 17,1 16,4 I 18,4 ■ 16,2 17,0

. Нулевая 17,1 15,2 j 17,2 16,0 16,4

Среднее по фактору В 17,6 16,2 17,5 ' < 16,6

Примечание: НСР о; для главных факторов (Л и В) и их взаимодействия (АВ): 2000 г. -0,95; 2001 г.- 1,05; 2002 г. - 0,77 ц/га.

В среднем по четырем фонам предшествующей обработки наибольшую урожайность обеспечили вспашка 17,6 ц/га и мелкое рыхление - 17,5 ц/га.

. Несколько меньшая урожайность получена на нулевом - 16,6 ц/га и безотвальном фоне - 16,2 ц/га. В аналогичном порядке расположились, способы обработки по своему последействию: вспашка на глубину 20-22 см, мелкое , плоскорезное рыхление 10-12 см, нулевая обработка и безотвальное рыхление на глубину 20-22 см.

Использование комбинированных агрегатов типа СЗС-2,1 на стерневых фонах обеспечивает повышение урожайности зерна на 1,5 ц/га в сравнении с .'-раздельным применением культивации, посева и послепосевного прикатывания. На отвальном фоне лучше использовать обычную рядовую сеялку СЗ-3,6.

Экономическая и энергетическая оценка эффективно с ги возделывании ячменя в зависимости от обработки

Замена вспашки на глубину 20-22 см безотвальным рыхлением на ту же глубину позволила снизить производственные затраты на 167-182 рубУга, однако . недобор урожая зерна на этом варианте в сравнении со вспашкой привел к тому,

что стоимость недополученной продукции превысила экономию производственных затрат. Лучшие экономические показатели обеспечили минимальная и нулевая обработки почвы, где себестоимость 1 т зерна ячменя в сравнении со вспашкой снизилась с 13Г9 р>б. до 1251 и 1258 руб, соответственно (таблица 8). Совмещение предпосевной культивации и послепосевного при каты вания с посевом при использовании сеялки СЗС-2,1 сократило расходы на производство единицы проду кции ещё на 99 и 130 рублей. В итоге эти два варианта обеспечили наибольший условный чистый доход, который составил 1380-1408 рубУга.

Изменение показателя рентабельности имело ту же тенденцию: при мииимализации обработки почвы она повысилась на 21,8-25,4 %,

Увеличение производительности труда при минимальных технологиях обработки позволило сократить потребление трудовых ресурсов: но отвальному фону затраты труда на 1 га составили 5,43 чел-ч, по поверхностной и нулевой обработкам они снизились на 1,07 и 1,68 чел-ч. В результате производство зерна отмечалось наименьшей трудоемкостью при мелком плоскорезноч рыхлении и нулевой обработке, где затраты труда на 1 т зерна были на 20,8 %и 24,7 % меньше, чем на вспашке.

Переход на бесплужную технологию обеспечил экономию топлива. При проведении вспашки расход горючего составил 19,6 л/га, по безотвальной обработке на глубину 20-22 см и плоскорезному рыхлению на глубину 12-14 см — 15,5 и 7,4 л/га соответственно.

Затраты совокупной энергии снижались по мере уменьшения интенсивности обработки: на безотвальном рыхлении, поверхностной и нулевой обработках затраты энергии по сравнению со вспашкой при посеве обычной рядовой ссялкой сократились на 3,1; 7,6 н 9,3 %", а при применении стерневой сеялки - па 2,6;"7,8 н 10,6% соответственно (таблица 8).

Коэффициент энергетической эффективности на отвальном фоне был выше при посеве ссялкой СЗ-3,6 и составил 1,74, на поверхностной и нулевой обработках, напротив, он оказался выше при посеве сеялкой СЗС-2,1 - 1,83 и 1,80, при безотвальном рыхлении стойками СнбИМЭ он имел наименьшее значение и был практически равным при обоих способах посева.

По всем показателям энергетической оценки — КЭЭ, энергетическая себестоимость и чистый энергетический доход - лучшим был вариант с плоскорезной обработкой на глубину 32-14 см в сочетании с посевом стерневой сеялкой.

8. Экономическая и энергетическая эффективное! ь возделывания ячменя в зависимости от систем обработки

помпы (20U0-2002 гг.)

Показатели Н 20-22 Б 20-22 Г112-14 • Пулевая

С3-3,6 (К) СЗС-2,1 С3-3,6 СЗС-2,1 СЗ-3,6 СЗС-2,1 С3-3,6 СЗС-2,1

Урожайность, т/га 1,76 1,67 1,56 1,57 1,61 1,70 ' 1,56 1,62

Производственные затраты, руб./га 2321 2283 2154 2101 2001 1958 1963 1827

Себестоимость 1т продукции, руб. 1319 1367 1381 1338 1251' 1152 1258 ■ 1128

Стоимость продукции, руб./га 3484 3306 3088 3108 ■3187 3366 3088 3207

Условно чистый доход: с 1 га, руб. " " i с 1 тонны руб. 1163 660,8 ¡023 612,6 934 598,7 1007 ' 641,4 ! 186 736,6 1408 828,2 1125 721,1 1380 851,8

Рентабельность, % - 50,1 44,8 43,4 47,9 '59,3 71.9 57.3 75,5

Затраты совокупной энергии, МДж/га 13150 13061 12744 12724 12157 12043 11933 11681

Сумма накопленной энергии, МДж/га 22880 21710 20280 20410 20800 22100 20280 21060

Энергетический коэффициент 1,74 1,66 1,59 1,60 1,71 1,83 1,70 1,80

Затраты труда, чел.-час: на I га на 1 тонну 5,43 3,08 5,25 3,14 4,97 3,18 4,83 3,08 4,34 2,71 4,16 2,44 4,25 2,72 3,77 ■ 2,32 -

ВЫВОДЫ

1. Физические свойства черноземов южных не ограничивают применение мнннмализацни в системе основной и предпосевной обработки почвы.

Все системы основной обработки — вспашка на гл)бину 20-22 см, безотвальное рыхление на ту же глубину и мелкое рыхление на 12-14 см -обеспечивают оптимальную для зерновых культур плотность почвы, как перед посевом, так и к концу вегетации ячменя.

- Отказ ог основной обработки и применение только предпосевного рыхления повышают плотность почвы куборке до 1,26-1,27 г/см1, а в отдельные годы до-132' г/см3, что больше равновесной плотности на 0,02-0,07 г/см'.

- На всех вариантах обработки создается благоприятная для роста и развития ячменя обшая пористость почвы. Лишь ко времени уборки некапиллярная пористость на нулевом фоне снижается до 10-12 %, но из-за низкой влажности почвьг во второй половине вегетации обеспечивается достаточный воздухообмен.

Минимализацня обработки почвы в сравнении со вспашкой повышает в пахотном слое общее содержание структурных агрегатов на 6,6-9,8 %, в т, ч. агрономически ценных в засушливой зоне (0,25-3 мм) - на 0,8-7,5 а/о, а коэффициент структурности - с 3 до 4,8-5,7. -

2. Мелкие и нулевые обработки обеспечивают высокую защиту почвы ог дефляции весной в наиболее опасный эрозионный период по комковатости почвы к количеству и массе условных стернинок. Сочетание минимальной обработки с применением стерневой сеялки снижает коэффициент эродируем ост и с 48,4 до 26,7 - на мелкой и с 25,0 до 11,6 г/м3 за 5 минут — на нулевой обработках по сравнению с технологией, предусматривающей раздельное применение культивации и посева дисковыми сеялками 03-3,6.

3. Различные приемы основнойи предпосевной подготовки почвы, благодаря изменению глубины рыхления, оставлению стерни,- по-разному влияют на накопление влаги ко-времени посева в зависимости от погодных условий. Вспашка обеспечивала лучшую водопроницаемость и имела преимущество в 2000 и 2001 годах, а-в 2002 более высокие запасы влаги были на мелкой и нулевой обработках вследствие меньших потерь её за предпосевной период. Использование для посева комбинированного агрегата в сравнении с раздельным применением культивации и посева, позволяет сохранить в почве к посеву до 6,5 мм влаги и снизить коэффициент водопотребления на вариантах с мелкой и нулевой обработками на 23 и 30 м3/г зерна.

4. Минимализацня обработки почвы оказывает заметное влияние на засоренность посевов ячменя многолетними сорняками, количество которых

. возрастает от вспашки к безотвальному рыхлению, мелкой и нулевой обработкам соответственно в 2,6; 3,0 и 5,0 раз. В ю же время численность .малолетних сорных растений в сравнении со ' вспашкой повышается незначительно — на 6,6 - 8,0 %.

5. Длительная мелкая плоскорез нал и нулевая обработки ведут к . дифференциации пахотного слоя по эффективному плодородию.

Урожайность зерна ячменя в вегетационных сосудах по сравнению со

вспашкой уменьшается соответственно на 10,9 и 14,3 %, особенно заметно в слое 20-30 см-на 30,4 и 33,1%.

6. Ежегодная разноглубинная вспашка увеличила минерализацию гумуса и его содержание в пахотном, слое за 13 лет уменьшилось по сравнению с минимальными системами, включающими 4 мелких и 3 нулевых обработки (12 вариант) и 2 мелких и б нулевых обработок (16 вариант) на 0,1 -0,3 %,

7. Минимальные системы обработки почвы по сравнению с разноглубинной вспашкой в течение двух ротаций севооборотов не оказали существенного влияния на содержание в слое 0-30 см подвижных форм фосфора, калия и депсогидролизуемого азота. Количество нитратного азота в среднем по пахотному слою также было примерно одинаковым, но в верхнем.(0-10 см) горизонте вдвое превышало нижний (20-30 см).

8. В среднем по четырем фонам. предшествующей обработки наибольшую урожайность ячменя обеспечивают вспашка — 17,6 ц/га и мелкое рыхление — 17,5 ц/га. Несколько меньшая урожайность получена на нулевом фоне — 16,6

, ц/га и при безотвальном рыхлении — 16,2 ц/га. В аналогичном порядке расположились способы обработки по своему последействию; вспашка на глубину 20-22 см, плоскорезное рыхление на 10-12 см, нулевая обработка и безотвальное рыхление на 20-22 см.

На отвальном фоне лучше использовать обычную рядовую сеялку С3-3,6, а "на стерневых - комбинированные агрегаты типа СЗС-2,1, повышающие . урожайность на 1,5 ц/га в сравнении с раздельным применением культивации и посева.

9. Ресурсосберегающие технологии, включающие использование

' комбинированных посевных агрегатов , дают возможность увеличить

условный чистый доход на, 21,1 и рентабельность на 21,8 снизить себестоимость зерна на !2,7 н затраты труда на 23,4 % и уменьшить расход горючего на 11,0 л/га по сравнению с традиционной, включающей отвальную обработку, предпосевную культивацию, посев обычной рядовой сеялкой и , послепосевное прнкатыванне. .

10.- Энергетический.коэффициент' при,замене вспашки на глубину 20-22 см плоскорезной обработкой на 12-14 см с использованием комбинированного посевного агрегата повышается с 1,74-до 1,83, а чистый энергетический доход возрастает на 327 МДж/га.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

На черноземах южных Оренбургской области с целью снижения трудовых, энергетических, материальных затрат, повышения эрозионной устойчивости и сохранения плодородия следует под ячмень применять мелкое осеннее рыхление почвы в сочетании с использованием комбинированных

-посевных агрегатов весной.'-Важным условием эффективности применения , минимальных систем обработки почвы является освоение зернопаровых севооборотов, в которых пар служит надежным средством регулирования

фитосак тарного состояния посевов, з при высокой засоренности и применение современных гербицидов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВЛЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ягофаров Р.Ф. Минимизация основной и предпосевной. обработки под ячмень в зернопаровом севообороте // Сб. материалов региональной научно -прэхт. конф. молодых ученых и специалистов. Ч. 1, - Оренбург, ИПК О ГУ, 2001. -С. 74-76.

2. Ягофаров Р.Ф. Влияние различных способов и систем обработки почвы на засоренность и урожайность ячменя // Сб. материалов региональной научно -практ. конф. молодых ученых и специалистов, 4.1. - Оренбург: ИПК ОГУ, 2002. -С. 127-128.

3. Ягофаров Р.Ф. Экономическая эффективность ресурсосберегающих технологий возделывания ячменя // Сб. материалов региональной научно - практ. конф. молодых ученых и специхтистов. Ч.З. - Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003. -С. 55-56.

4. Кисло в Л.В., Вакиров Ф.Г., Ягофаров Р.Ф. Мннималнзация обработки почвы и условия ее применения в почвозащитных технологиях возделывания с/х культур в засушливых регионах // Повышение устойчивости бноресурсов на адаптивно-ландшафтной основе: Материалы международной нэучно-практ. конф. Часть 1 / Под общей редакцией С.Л. Соловьева,- Оренбург: Изд. центр ОГЛУ, 2003.-С. 73-78.

5. Федюнин С.А., Раваева Е.Л., Ягофаров Р.Ф. Почвозащитная технология обработки почвы под ячмень в условиях Южного Урала // Повышение устойчивости биоресурсов на адаптивно-ландшафтной основе: Материалы международной научно-практ. конф. Часть I / Под общей редакцией С.Л. Соловьева,- Оренбург: Изд. центр ОГЛУ, 2003. -С. 189-191.

6. Кнслов A.B., Жаркова Г.А., Ягофаров Р.Ф. Агроэкономическое обоснование ресурсосберегающих технологий обработки почвы в степной зоне Южного Урала // Экономико-правовые и экологические проблемы землепользования в условиях "рыночной экономики России и стран СНГ (методология, теория и практика хозяйствования): Материалы международной научно-практ. конф. / Под обшей редакцией С.Л.Солосьева. - Оренбург: Изд. центр ОГАУ, 2003.-С. 60-63.

Ягофаров Ринат Фаргатович

МИНИМАЛИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ЯЧМЕНЬ В ЗЕРНО ПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЮЖНЫХ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой"степени кандидата сельскохозяйственных наук

Печ. Листов I. Тираж 100 зю. Заказ ЛУ53 Формат 60x90/16-«Офисная Полиграфия». 460000, г.Оренбург, ул. Советская, 48

^ - 6Л4 8