Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

МИНИМАЛИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ СЕВООБОРОТЕ ЗЕРНОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "МИНИМАЛИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ СЕВООБОРОТЕ ЗЕРНОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА л-

На правах рукописи

ХОХЛОВ Николай Федорович

МИНИМАЛИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ

ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ СЕВООБОРОТЕ ЗЕРНОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ

06.01.01 — общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА- 1982

(У и

СУ Ы

£&-3г~&'<7,

У

л

у

*

Работа выполнена на кафедре общего земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А. И. Пупонин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор П. У. Бахтин, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О. А. Распутин.

Ведущее предприятие — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны.

Запила диссертации состоится «ЛИ—» 1Ш&&-1982 г.

в « /У_» часов на заседании Специализированного совета К 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127650, Москва И-550, Тимирязевская ул., 49, Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «_(£—•» ОЛЬи/УфЯ*-1982 г.

Ученый секретарь / Специализированного совета —/^у ^ доктор биологических наук АА** - * -1 . Е. £ Крастина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Важнейшей задачей в земледелии1 СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года «...является всемерное повышение плодородия почв и урожайности,-дальнейший рост производства зерна, кормов и другой продукции на основе применения зональных научно обоснованных систем ведения хозяйства» >.

Основным путем увеличения производства зерна будет дальнейшая интенсификация отрасли, широкое внедрение достижений науки и передового опыта, осуществление комплекса-мер по повышению плодородия почв и культуры земледелия, устранение потерь при уборке и транспортировке зерна. При этом важная роль отводится переходу на индустриальные технологии возделывания зерновых культур и специализированное производство, что диктует необходимость введения и освоения специализированных интенсивных севооборотов и разработки прогрессивных систем обработки почвы.

Научное обоснование глубины и способов основной обра-' ботки дерново-подзолистых почв Нечерноземной зоны при выращивании зерновых культур содержится в работах М. Г. Чижевского (1956), П. М. Балева (1968), П. У. Бахтина (1969), В. В. Гриценко (1971), А. Тинджюлиса (1971), В. А. Чернышева (1971), И. П. Макарова (1973), В. П. Нарциссова (1975), К. И. Саранина (1975), Г. Д. Белова (1976), В. Ф. Трушина (1976), Б. А; Доспехова (1977), С. А. Наумова (1977) и других.

Однако повышение уровня интенсификации и культуры земледелия требует уточнения традиционных приемов основной обработки дерново-подзолистых почв, изыскания приемов и систем минимальной обработки при индустриальных технологиях выращивания сельскохозяйственных культур, обес-' печивающих высокий агротехнический и экономический эффект. Программой работ МСХ СССР и ВАСХНИЛ на 1981 — 1985 гг. по решению научно-технического задания О. сх. 31

1 Материалы XXVI "'«'".у \rtrr л | Политнзяат. 1981, с. 164.

I Г. гг?ч:;:з 6я5ялотега I 1

Г.:-. г. д. Ях.:;а егшзз.

«Усовершенствовать зональные системы обработки почвы и разработать способы по ее минимализации» предусмотрено определение глубины и периодичности основной обработки почвы в условиях специализации и интенсивной химизации земледелия.

Цель и задачи работы. Целью исследований были обоснование и разработка приемов минимализации основной обработки дерново-подзолистой среднесуглннистои почвы в специализированном севообороте зернового направления для Центрального района Нечерноземной зоны РСФСР. В процессе исследований решали следующие задачи:

1. Определить действие и взаимодействие глубины основной обработки дерново-подзолистой почвы, способа и глубины внесения минеральных удобрений на продуктивность полевых культур.

2. На основе моделирования различного по окультуренно-сти строения 30-сантиметрового.профиля почвы дать прогноз по оптимальной глубине основной обработки при дальнейшем повышении уровня интенсификации и культуры земледелия.

3. Установить закономерности изменения агрофизических, агрохимических и биологических показателей плодородия дерново-подзолистой среднесуглннистои почвы в зависимости от приемов основной обработки с целью обоснования возможности ее минимализации.

4. Оценить агротехническую и экономическую эффективность минимализации основной обработки дерново-подзолистой почвы в специализированном севообороте зернового направления и дать рекомендации сельскохозяйственному производству Центрального района Нечерноземной зоны РСФСР.

Научная новизна. Впервые разработаны научные основы минимализации основной обработки дерново-подзолнстой среднесуглннистои почвы в севообороте зерновой специализации для интенсивного земледелия Центрального района Нечерноземной зоны РСФСР. Выявлены закономерности изменения агрофизических, агрохимических и биологических показателей плодородия почвы и урожайности полевых культур при минимализации основной обработки. Путем моделирования прогнозируется высокая эффективность длительной мелкой (10 см) основной обработки почвы при дальнейшем повышении уровня интенсификации и культуры земледелия.

Практическая ценность и реализация результатов. Рекомендуемая для внедрения в Центральном районе Нечерноземной зоны РСФ.СР минимализация основной обработки хорошо окультуренной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в севообороте зернового направления путем чередования вспашки на 28—30 см и дисковой обработки на 8—10 см (через год) по фону предварительного лущения жнивья иозволя-

ет повысить урожайность зерновых культур, по восьмилетним данным, в среднем на 2 ц с 1 га, увеличить производитель- ' ность труда на 8% и снизить себестоимость основной продукции на 6%.

Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в учхозе «Михайловское» Московской области.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научной конференции молодых ученых ТСХА (1979 г.), на 8 и 9-й научных конференциях Московского областного НТО сельского хозяйства и первичной« организации НТО учхоза «Михайловское» (1980, 1981 гг.), на Научно-техническом совете кафедры земледелия и методики опытного дела и Поч-венно-агрономической станции им. В. Р. Вильямса, где получили положительную оценку. ....

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи в соавторстве.

Объем работы.' Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, включая 29 таблиц и 7 рисунков. Она состоит из введения, 10 глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы (219 наименований, в том числе 17 работ иностранных авторов) и приложения./

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Программа и условия проведения исследований

Схемы опытов и их методика. Исследования выполняли ве-гетационно-полевым и полевым методами на Почвенно-агро-номической станции им. В. Р. Вильямса в учхозе ТСХА «Ми-хайловское» (Московская обл.). Одновременно проводили количественные и качественные наблюдения за растениями и 4«IW6»AMU внешней среды.

Двухфакторный вегетационно-полевой опыт 3x4 был осуществлен двумя закладками в 1977—1980 гг. Изучали действие и взаимодействие глубины основной обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, способа и глубины внесения минеральных удобрений на продуктивность культур в звене вико-овсяная смесь — озимая пшеница — ячмень. Схема опыта дана в табл. 1.

Основную обработку почвы согласно схеме опыта прово-' дили вручную. Минеральные удобрения на соответствующие делянки вносили пропорционально нормам, рассчитанным на получение в производственных условиях планируемого урожая зерна озимой пшеницы и ячменя 50 ц/га, зеленой массы вико-овсяной смеси — 200 ц/га. В среднем под одну культуру звена севооборота вносили минеральные удобрения пропорцио-

нальио норме на i га №3oPi6oK"i2o- Фосфорные и калийные удобрения при разбросном способе внесения под все культуры и локальном под озимую пшеницу применяли осенью, а при локальном способе внесения под вико-овсяную смесь и ячмень— весной. При локальном способе удобрения располагали поперек направления рядков лентой на глубину 10 см с интерпалами между лентами 15 см. Азотные удобрения при разбросном способе внесения под вико-овсяную смесь и ячмень давали иод предпосевную обработку почвы, а под озимую пшеницу — под предпосевную обработку (Neo) и в виде ранневесенней подкормки (N9o). При локальном способе азотные туки вносили совместно с фосфорными и калийными удобрениями,- а иод озимую пшеницу при локальном внесении часть (N60) лентой на глубину 10 см вместе с РК и часть (Мм) в подкормку весной. На делянках высевали районированные сорта полевых культур. Всходы сорняков регулярно удаляли. Опыт закладывали методом рендомизированных повторений. Размер изолированной с боков делянки 1,4 м2 (1,4X1), по-вторность 3-кратная.

Двухфакторный вегетационно-полевой опыт 4X2 проведен в 1978—1981 гг. В нем моделировали длительную основную обработку дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы на определенную глубину в звене севооборота внко-овсяная смесь — озимая пшеница — ячмень. Схема опыта дана в табл. 2. Контролем служила дерново-подзолистая среднесу-глинистая почва опытного участка. Гетерогенное строение почвенного профиля и соответственно 'Высокая степень окульту-ренности слоя почвы 0—40 см (имитация длительной основной обработки на 10 см) достигалась заменой данного слоя почвы опытного участка на равную массу (в пересчете на абсолютно сухую) хорошо окультуренной почвы, взятой извне. Создавая переходное и гомогенное строение слоя почвы 0— 30 см по плодородию и соответственно среднюю и низкую степень окультуренности слоя 0—40 см, то есть имитируя длительную основную обработку на 20 и 30 см, перемешивали такую же, как и в нервом варианте, массу хорошо окультуренной почвы с почвой слоев 10—20 и 10—30 см опытного участка. Во время проведения опыта глубина основной обработки иод все культуры соответствовала моделируемой. При закладке опыта варианты с NPK произвестковали из расчета 250 г д. в. СаСОз на одну делянку. Норма внесения минеральных удобрений на соответствующих делянках опыта составляла в пересчете на 1 га. N12oPi2oKi2o- Опыт закладывали методом латинского прямоугольника. Размер изолированной с боков микроделянки 0,5 м2 (0,5x1).

Полевой стационарный опыт был заложен в 196G г. проф. Б. Л. Доспеховим. В 1978 г. преобразован проф. Б. Л. Досне-

.ховым и доц. Л. И. Пупониным. Схема опыта приведена в-табл. 3—5. В варианте чередования вспашки на 28—30 см и обработки на 8—'10 см в 1973 г. под ячмень было проведено дискование, в 1974 г. (иод озимую пшеницу) — вспашка на 28—30 см и т. д. С осени 1978 г. в качестве перспективного варианта введено чизелевание на 28—30 см. В 1979 г., после ротации зерногравяного севооборота, (ячмень — озимая* пшеница — вико-овсяная смесь — озимая лниеннца — озимая пшеница), на опытном участке развернут в пространстве и времени специализированный севооборот зернового направления: 1) занятый пар, 2) озимая пшеница, 3) ячмень, 4) ячмень.

Опыт заложен методом рендомизированных повторений. Учетная площадь делянки 200 м , повторность 2-кратная.' ,

Исследования выполняли по соответствующим ГОСТ и методикам, принятым в научных учреждениях сельскохозяйственного профиля. .'"'." *

Условия проведения полевого опыта. В начале проведения полевого опыта (1967 г.) пахотный.слой дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы мощностью 20—22 см характеризовался следующими показателями: содержание гумуса — 1,48%, гидролпзуемого азота — 7 мг, Р2О5.— 6,4 мг, Кг О— 13,8 мг на 100 г почвы, гидролитическая кислотность — 3,6 мэкв на 100 г почвы, рН —4,6. Подпахотным был переходный подзолисто-иллювиальный горизонт. Известкование почвы опытного участка проводили в 1966 и 1978 гг. Минеральные удобрения вносили общим фоном из расчета ежегодно М,оР12оК12о- Фосфорные и калийные удобрения применяли, под основную обработку, а азотные — под предпосевную.* Под озимую пшеницу 3/4 нормы азотных удобрений вносили в виде ранневесенней подкормки. За 15 лет опыта внесено №зооРб23Квсю-

Гербицидами обрабатывали в фазу кущения озимой пшеницы (1975 г., 1978, 1979, 1981 гг.) и.ячменя (1974, .1979— 1981 гг.), 0,8 кг д. в. 2,4-Д на 1 га, до всходов озимой пшеницы (1977.—'1979 гг.).— 0,3 кг д. в. симазина на 1 га.

В опыте применяли следующие орудия н машины: лущильник ЛДГ-5, плуг ПН-4-35, дисковую борону БДТ-2,5, чизель-ный плуг ПЧ-2,7, культиватор КПС-4, рыхлитель-пыравни-ватель-каток РВК-3, зерновую сеялку СЗ-3,6.

Опытными культурами были озимая пшеница Мироновская 808, ячмень Московский 121, Надя (1981 г.), вика Льговская, овес Геркулес. Норма посева и глубина заделки семян соответствовали рекомендациям для данной зоны.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были неодинаковы. Вегетационные периоды 1978 и 1980 гг. отличались повышенным увлажнением (127 и 133% осадков к среднемноголетним данным) и сравнительно низкой температурой воздуха. Сумма эффективных температур в эти годы со-

Влияние глубины основной обработки дерново-подзолистой почвы, способа и глубины внесения минеральных удобрений на продуктивность полевых культур (г/м2), вегетационно-полевой опыт 3x4

Таблица 1

Глубина основной обработки

(см),фак тор А

Способ и глубина внесения минеральных удобрений, фактор В

Вико-овсяная смесь (сено)

Озимая пшеница (зерно)

Ячмень (зерно)

1978 г. 1980 г. 1978 г. 1979 г. 1979 г.

1980 г.

5 8 >•

и Не.

ядд-5

« " с 8

о 2)3Л* «♦. £• ° "

. о

ш о _

Ёа -о .1; »Х £7) К о.

10

20

30

Без удобрений........ 667 •157 216 61 132 172 2,1

Разбросной: МРК в обрабатывае-

мый слой ,....... 890 1206 •133 101 163 369 3,8 85

Разбросной: МРК в слой 0—10 см 973 1183 517 127 171 361 4,1 98

Локальный: МРК лентой на глуби-

ну 10 см........ 997 • 1240 630 118 179 397 4,5 118

Без удобрений........ 733 539 286 99 132 184 2,4 0

Разбросной: МРК в обрабатывае-

мый слой......... 867 1186 420 145 144 352 3,7 55

Разбросной: МРК в слой 0 — 10 см 880 • 1198 460 106 147 331 3,7 55

Локальный: МРК лентой на глуби-

ну 10 см ....'....- . 977 1222 420 147 146 358 3,9 61

Без удобрений........ 633 525 193 120 128 198 2.2 0

Разбросной: МРК в обрабатывае-

мый слой......... 937 1157 370 194 127 350 3,7 71

Разбросной: МРК в слой 0—10 см 896 1175 467 163 143 373 3,9 77

Локальный: МРК лентой на глуби-

ну 10 см ......... 1037 1197 360 139 123 400 3,8 74

НСРсэ, г/м»........ 219 126 170 41 32 33 0,8

а с

ставила соответственно 80 и 96% к среднемноголетней величине. Вегетационные периоды 1979 и 1981 гг. были засушливыми (93 и 74% осадков к средней многолетней величине) и жаркими. Сумма эффективных температур была выше средней многолетней величины в 1979 г. на 15%,.а в 1981 г,— на 51%.

Действие и взаимодействие глубины основной обработки* почвы, способа и глубины внесения минеральных удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур

Влияние глубины основной обработки дерново-подзолистой среднесуглннистой почвы, способа и глубины внесения минеральных удобрений на урожай вико-овсяной смеси, озимой пшеницы и ячменя, по данным двухфакторного вегеташюнно-полевого опыта, представлено в табл. 1.

Математическая оценка значимости действия и взаимодействия изучаемых факторов по критерию Фишера показала, что влияние глубины основной обработки почвы на урожай вико-овсяной смеси было несущественно на 5%-иом уровне. Действие обработки почвы на урожай озимой пшеницы было статистически доказано в острозасушливом 1979 г. При любых погодных условиях основная обработка оказывала существенное влияние на урожай ячменя.

Влияние минеральных удобрений на продуктивность полевых культур было существенно во все годы, кроме засушливого 1979 г. (ячмень). Взаимодействие обработки почвы и минеральных удобрений в опыте статистически не доказано.

Долевое участие минеральных удобрений в изменении урожая озимой пшеницы (1978 г.), рассчитанное по компонентам варьирования урожая при дисперсионном анализе, составило 33,9%, а глубины основной обработки — 5,9%. В сухой и жаркий вегетационный период 1979 г. доля влияния минеральных удобрений в изменении урожая озимой пшеницы снизилась до 28,4%, а глубины основной обработки возросла до 20,9%. Для ячменя (1979 и 1980 гг.) эти показатели были равны соответственно 30,0, 83,4 и 11,3, 1,4%, а вико-овсяной смеси (1978 г., 1980 г.) —48,9, 93,7 и 1,8, 1,0%.

В среднем за все годы опыта наибольший агротехнический эффект давало сочетание мелкой основной обработки с локальным внесением минеральных удобрений. Эффективность минеральных удобрений при этой глубине основной обработки почвы и способе их внесения также была самая высокая.

Моделирование влияния длительной основной обработки почвы и минеральных удобрений на продуктивность -полевых культур-

По данным двухфакторного вегетационно-поленого опыта 4X2, наибольший условный сбор основной продукции вико-ои-

Урожайность полевых культур (г/м!) в зависимости от глубины основной обработки дерново-подзолистой почвы и удобрений, вегетационно-полевой опыт 4x2

Таблица 2

Моделируемая глубина основной обработки и показатели строения и окультуренности почвы, фактор А

Вико-овся-ная смесь (сено)

Озимая пшеница (зерно)

Ячмень (зерно)

' глубина основной обработки, см

степень строение слоя окультурен-почвы 0—30 см ности слоя по плодородию почвы 0—10 см

Удобрения+известь, фактор В

• о

§•=2

S я в ш а к

х о _

«"5

Д Ч >Г.

а о, So ю о

20 Контроль Контроль Без удобрений 500 224 31 40 62 178 1,2 0

МРК+известь 1050 348 91 76 74 480 2,6 100

30 Гомогенное Низкая Вез удобрений 552 268 123 49 135 182 1,6 0

МРК+известь 1015 381 180 82 123 .486 2,9 93

20 Переходное Средняя Без удобрений 551 263 107 54 131 207 1,7 0

№РК+нзвесть 995 380 175 95 135 505 2,9 86

10 Гетерогенное Высокая Без удобрений 534 313 112 56 119 236 1,7 0

К'РК+известь 1099 461 235 108 160 493 3,2 107

ИОРов, г/м2 92 65 43 25 19 61 0,9

СП

сяной смеси, озимой пшеницы и ячменя на делянках без извести и удобрений был получен при гетерогенном и переходном строении слоя почвы 0—30 см и соответственно высокой и средней степени окультуренности слоя почвы 0—'10 см, то есть при имитации длительной основной обработки на глубину 10 и 20 см (табл. 2).

В вариантах с известью и минеральными удобрениями наибольший условный сбор основной продукции этих же.культур в среднем за годы исследований получен при гетерогенном строении 30-сантиметропого почвенного .профиля (имитация длительной основной обработки на 10 см). Существенное по: вышение урожая, по сравнению с контролем, при гетерогенном строении почвы и внесении извести и удобрений отмечали у внко-овсяной смеси (1981 г.), озимой пшеницы (1979, 1981 гг.)' и ячменя (1979 г.). Существенные различия между делянками с гетерогенным и. переходным строением пахотного слоя получены на озимой пшенице и ячмене в засушливом 1979 г. и ви-ко-овсяной'смеси в 1981 г. В 1980 г. по действию на урожай ячменя и вико-овсяной смеси варианты различного строения почвы были"равноценны.

Наиболее эффективное использование минеральных удобрений в звене севооборота пнко-овсяная смесь — озимая пшеница — ячмень обеспечила длительная основная обработка на глубину'10*см. Различия в эффективности использования минеральных удобрений при моделируемой глубине обработки на 20 и 30 см были несущественными.

Изменение показателей плодородия дерново-подзолистой

среднесуглинистой почвы в севообороте в зависимости от

основной обработки

Агротехническая оценка качества обработки почвы и посева зерновых культур. Наблюдения за качеством обработки почвы и посева зерновых культур подтвердили вывод о преимуществе мелкого" рыхления (8—10 см) при подготовке почвы для посева озимой пшеницы по сравнению с обычной технологией (К. И. Саранин, 1975; Г. Л. Титов, 1977). Продискованное поле имело ровную поверхность, а его глыбистость после посева озимой пшеницы была в 1,5—2 раза ниже, чем в контроле. Влажность посевного слоя почвы на делянках с мелкой обработкой была на 1,8—2,0% больше, чем на делян-кахсо вспашкой. Лучшая влагообеспеченность и более благоприятное сложение посевного слоя почвы по фону дисковой основной .обработки ускоряли появление и увеличивали, гу-" стоту всходов озимой пшеницы в среднем за три года на 5,2% по сравнению с контролем.

Благоприятное влияние на физическое состояние посевного слоя почвы оказало чизелевание, в результате полевая всхо-

жесть семян озимой пшеницы повышалась в среднем за 3 года на 5,7%.

Чередование вспашки на 28—30 см с дискованием на 8— 10 см через год в специализированном севообороте зернового направления оказывало положительное влияние на густоту всходов ячменя.

Сложение и твердость пахотного и подпахотного слоев почвы. Динамика сложения дерново-подзолистой почвы в специализированном севообороте зависела от основной обработки, агротехники возделываемых культур и метеорологических факторов. Различия'н сложении почвы, поднятой на зябь, п почвы под озимой пшеницей, вызванные основной обработкой, сохранялись только в осеннее время. За зимне-весенний период дерново-подзолистая среднесуглинистая почва уплотнялась независимо от глубины основной обработки до своего равновесного состояния (табл. 3). Рост и развитие зерновых'

Таблица 3

Сложение дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в севообороте, в среднем за 1979—1981 гг.

Объемная г/см масса, Общая скважность, %

Основная обработка почвы после основнои обработки почвы, август до предпосевной обработки почвы, апрель в среднем за вегетацию к ° К л о (Я с § ^ ^ до предпосевной обработки почвы, апрель в среднем за вегетацию

озимая пшеница ячмень о О 0т щю™ ^ оа, оюз кот озимая пшеница ячмень

Вспашка на 20—22 см (контроль) 1.08 1.40 1.3Э 1,41 58.3 45.9 46.3 45.6

1,37 1,50 1,49 1,53 47,5 42.5 42,9 41,4

1.13 1.38 1.43 1,44 56.4 46.7- 44,8 44,4

1;1Э 1,17 1,47 1,54 54,4 43,7 43,7 41,0

Чередование вспашки на 28 — 30 см и об-

работки на 8—10 см через год 1,14 1.37 1,42 1,42 56.0 47,1 45,2 45.2

1,27 1,45 1,47 1,52 51,3 44,4 43.7 41.8

Чнзелевание на 28 — 30 см 1,01 1,33 1.39 1,38 61.0 48.6 46.3 46.7

1,18 1,43 1,44 1,48 54,8 45,2 44,8 43,3

Обработка на 8—10 см 1.32 1.10 1.42 1,40 49,0 45,9 45.2 45.9

.1,48 1,16 1,48 1,50 43,3 44.1 43,3 42.5

П р и м е ч а н й е. В числителе — в слое 0—20 см, в знаменателе — н слое 20—30 см. 10

культур происходили при близких в среднем за вегетационный период значениях объемной массы (1,38—1,44 г/см3) и общей скважности (46,7—44,4%) слоя почвы 0—20 см. Замена глубокой вспашки чизелеванием обеспечивала менее плотное сложение пахотного и подпахотного слоев дерново-подзолистой почвы в среднем за вегетационный период зерновых культур.

Твердость верхнего 10-сантиметрового слоя почвы имела близкие значения на всех делянках опыта. По действию на твердость слоя почвы 0—20 см варианты основной обработки существенно различались. Наибольшую твердость этого слоя под зерновыми культурами (22,3—23,7 кг/см2) отмечали в варианте с ежегодной обработкой на 8—'10 см. Характерно, что на делянках данного варианта твердость почвы, достигнув в первый год после проведения мелкой основной обработки определенного уровня, стабилизировалась и в дальнейшем не возрастала. Чередование в системе основной обработки вспашки на 28—30 см и дисковой обработки на 8—10 см позволяло поддерживать твердость почвы под зерновыми культурами в среднем на уровне близком к контролю. Глубокая вспашка и чизелевание, разрушая плужную2 подошву, снижали твердость слоя 0—30 см на 1,2—2,9 кг/см2 по сравнению с контрольной обработкой.

Макро- и микроагрегатный состав пахотного слоя почвы.

Систематическое применение основной обработки на 8—10 см способствовало увеличению агрономически ценных агрегатов и повышению их водопрочности. Так, в 1980 г. коэффициент структурности пахотного слоя почвы на делянках с мелкой обработкой составил 3,6 против 3,3 в контроле, а содержание водопрочных макроагрегатов соответственно 58,1 и 51,8%. В 1981 г. эти показатели были равны соответственно 3,8 и 2,4, 59,3 и 44,5%. Близкое действие на коэффициент структурности и содержание водопрочной макроструктуры в этом же слое почвы в специализированном севообороте зернового направления оказало чередование вспашки на 28—30 см и дисковой обработки на 8—10 см через год.

Различия между вариантами опыта но содержанию микроструктуры не превышали ошибки определения.

Водный режим почвы и водопотребление зерновых культур. В целом за осенний период различия в запасах влаги в метровом слое почвы обусловливались влиянием погодных условий (60—80%) и в меньшей степени основной обработкой (10—20%). Существенное повышение влагозанасов почвы иод пашней и озимой пшеницей в осенний период ее вегетации отмечали на делянках с основной обработкой на 8—10 см. Содержание почвенной влаги весной приближалось во все годы к наименьшей влагоемкости и по вариантам опыта существенно не различалось. Исключение составил вариант с чизелева-

ннем, где общий запас влаги под пашней был в среднем' за три года на 16 мм (ИОРе5=14. мм) выше, чем на контроле. Различия между запасами продуктивной влаги в почвенном профиле метровой толщи в весенне-летний период вегетации зерновых культур при разных способах, и глубине основной обработки в среднем за 1979—1981:'гг. оказались несущественными. . • • . • • •'.''. • •

Мелкая обработка почвы способствовала более продуктивному расходу воды на формирование урожая зерновых культур. В среднем за .3 года коэффициент недопотребления озимой пшеницы в этом варианте был на 10,8 и ячменя .на 11,9%

- меньше, чём при вспашке на 20—22.см. Чередование вспашки на 28—30 см и дисковой обработки на 8—=10 см (через год) также существенно уменьшало расход;воды на формирование зерна озимой пшеницы по сравнению.с.контролем.

Агрохимические свойства:и-биологическая активность. дерново-подзолистой почвы: при; различной глубине и способе основной обработки'

Агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы. Применение в течение 6 лет мелкой основной обработки почвы на фоне известкования и применения сравнительно высоких доз удобрений привело к повышению уровня окультуренпости слоя ' почвы 0—10 см,,судя по агрохимическим показателям, на.23% по срапнениюс вспашкой на 20—22 см-н на 27% —с вспашкой на 28—30 см. Если комплексный агрохимический балл для слоя 0—20 см контроля принять за- 100, то при ежегодной обработке на 8—10 см он составлял 122, при глубокой вспашке

- 94. Ежегодная вспашка на 28—30 см способствовала созданию сравнительно гомогенного'по агрохимическим свойствам слоя почвы 0—30 см. Чередование вспашки на 28—30 см и дисковой обработки на 8—10 см через год в севообороте с высоким насыщением зерновыми культурами не ухудшало агрохимические показатели плодородия пахотного слоя дерново' подзолистой среднесуглиннстой почвы. :

Окислительно-восстановительный;потенциал (ОВП) почвы под зерновыми культурами. На. изменение ОВП почвы под '.. зерновыми культурами влияли" в основном гидротермические условия. В сухие и жаркие вегетационные периоды 1979 и 1981 гг. в пахотном слое преобладали слабые окислительные,' ' " а в избыточно влажном 1980 г.— слабые • восстановительные /процессы. Участие погодных условий в изменении ОВП под озимой пшеницей и. ячменем в среднем за 1979—1981 гг. составило соответственно 54"и 82%,-а основнойобработки только 11 и 7 % . • • • . . •.. . .•-••. .'

- Многолетнее применение основной обработки на 8—гЮ см не изменяло направленности 'окислительно-восстановительных

процессов в почве. ОВП в слое почвы 0—15 см под озимой пшеницей не опускался ниже 400 мВ при мелкой основной обработке против 403 мВ на контроле, а под ячменем — соответственно 378 и 383 мВ.

Биологическая активность почвы. Биологическая активность слоя почвы 0—20 см под озимой пшеницей и ячменем в зависимости от глубины и способа основной обработки практически не различалась. Активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов в слое 20—30 см по вспашке на 28—30 см под озимой пшеницей и ячменем была выше, чем по вспашке на 20—22 см. Применение мелкой основной обработки или чередование ее с глубокой вспашкой через год-не изменяло биологической активности дерново-подзолистой почвы по сравнению с контрольной обработкой.

Реакция растений на глубину и способ основной обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы

Засоренность посевов зерновых культур. Учет численности сорняков в посевах зерновых культур позволил установить, что при применении в течение 6—8 лет в специализированном севообороте зернового направления мелкой основной обработки даже на фоне гербицидов засоренность посевов увеличива-

Таблица 4

Засоренность посевов зерновых культур в среднем за вегетацию (в числителе — всего сорняков, в знаменателе — в т. ч. многолетних)

Озимая пшеница, Ячмень, в среднем

Основная обработка почвы в среднем за 1978—1980 гг. за 1979— -1980 гг.

шт./м2 % шт./м2 %

Вспашка на 20—22 см (контроль) 94.0 100 132,4 100

1.8 100 1,4 100

Вспашка на 28—30 см .... 68,2 72 106,3 80

0.8 44 0.8 57

Чередование вспашки на 28—30 см

и обработки на 8—10 см через 54,9 59 115.6 88

2,8 156 1,6 114

Чизелеванне на 28—30 см . ... ; 119,6* 127» 174.5 133

1,9 106 2,5 17»

Обработка на 8—'10 см .... 114,9 122 160.0 121

4,8 267 3.5 250

В среднем за 1979—1980 гг.

лась по сравнению с вспашкой на 20—22 см. Глубокая вспашка снижала засоренность посевов'озимой, пшеницы и ячменя. При минимализации основной обработки в специализированном зерновом севообороте путем чередования вспашки на 28—« 30 см с дисковой обработкой-на 8—40 см-засоренность посевов озимой пшеницы и ячменя малолетними сорняками'умень-шалась, а засоренность многолетними сорняками сохранялась на одном уровне с контролем (табл/4). • •

Сухая масса и характер изменчивости сорного компонента в агрофитоценозах зерновых культур зависели от основной обработки почвы,-метеорологических условий и биологических особенностей возделываемых растений.. Самое сильное подавление сорняков в специализированном севообороте зернового направления отмечали,в вариантах глубокой вспашки и'.чере-дования через год вспашки на 28—30 см и обработки на 8— 10 см. При мелкой основной обработке отмечали увеличение доли многолетников в • общей массе сорных' растений. .

Пораженность корневыми гнилями: Систематическая мелкая основная обработка, повышая инфекционный потенциал верхних слоев почвы, увеличила пораженность растений озимой пшеницы в среднем за 3 года на 13,1,%, а ячменя,— на 7,5% по сравнению с контролем. Ежегодная глубокая отвальная обработка уменьшала заболеваемость растений озимой пшеницы на 1,5% н ячменя на 7,7%. Периодическая (через" год) глубокая вспашка в специализированном севообороте зернового направления снижала пораженность растений зер- , новых культур по сравнению с ежегодным дискованием, приближая ее к уровню контроля. Так, в среднем за 1979—1980 гг. пораженность озимой пшеницы на'делянках с чередованием вспашки и дисковой обработки составила 29,7%, ежегодной вспашки на 20—22 см — 33,5%, а ячменя соответственно 38,8 " и 41,8%. ' ...

Фитотоксичность слоя почвы.-0—10 см. Различия в прорастании семян, росте л развитии проростков ячменя на водной. вытяжке слоя почвы.0—40 см по вариантам опыта не превышали ошибки определения. Тенденцию к большему ингибйро-ванию зародышевых корней ячменя отмечали- в вариантах глубокой вспашки,-сухая масса проростков, выращенных наводной вытяжке из почвы этого варианта, также обнаруживала тенденцию к снижению. Применение мелкой основной обработки или чередование ее с вспашкой на 28—30 см в севообороте с высоким.насыщением зерновыми культурами не;. повышалофитотоксичностн. слоя-почвы 0—10 см. - • • ' •" •

Урожайность полевых культур. Минимализация основной, обработки хорошо окультуренной дерново-подзолйстой сред- ,' несуглинистой почвы, путем замены вспашки дисковой обработкой на 8—10 см или-чередования-вспашки на 28—30.см и

дисковой обработки на 8—10 см через год обеспечивала в среднем за 8 лет повышение продуктивности специализированного севооборота зернового направления соответственно на 11,6% и 7,0% по сравнению с ежегодной вспашкой на 20—22 см. В 1979—1981 гг., когда севооборот был полностью развернут во времени и пространстве, наибольшую его продуктивность обеспечила основная обработка на 8—10 см (табл. 5), что обусловлено особенно высокой эффективностью данной обработки в резко засушливых условиях 1981 г. В среднем за предшествующий период (1974—1980 гг.) наиболее эффективным оказалось чередование вспашки на 28—30 см и обработки на 8— 10 см через год. Так, продуктивность севооборота в среднем за 1974—1980 гг. на контроле составила 28,7 ц к. ед. основной продукции на 1 га, при чередовании глубокой вспашки и дисковой обработки — 31,7.

Таблица 5

Влияние основной обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы на урожайность полевых культур в специализированном севообороте зернового направления

Основная обработка почвы Урожайность (ц/га), в среднем за 1979—1981 гг В среднем ц к. ед. основной продукции на 1 га

— и И к _2 о к га 18 Я а* (К в 00 1 ст> о 2

Вспашка на 20—22 см (контроль) Вспашка на 28—30 см . . . . Чередование вспашки на 28—30 см и обработки на 8—10 см через год.......... Чизелевание на 28—30 см . . . Обработка на 8—10 см . . . . 44.0 44.1 45,7 47,5 49,9 4,4 32.5 30.6 34.3 34.4 35.7 6,4 17,5 16.5 17.6 17,9 20,4 4,2 16,2 16,3 16,2 17,5 19,2 4,3 26,4 25,4 27,1 27,9 29,9 2,3 30.2 30,4 32.3 33,7 2 1

Реакция полевых культур на приемы основной обработки была неодинаковой. Статистически значимые прибавки озимой пшеницы получены при использовании мелкой основной обработки во все годы, кроме 1979 г. При повторном возделывании озимой пшеницы в 1979 г. дисковая обработка существенно снизила ее урожайность. В засушливые 1979 и 1981 гг. мелкая обработка существенно увеличила урожайность ячменя, а в остальные годы различия между вариантами опыта

были несущественными.- Тенденцию повышения урожайности •• сена однолетних трав отмечали во все годы, однако, различия . в урожайности не превышали: НСРс8. Эффективность мелкой . основной обработки возрастала в том случае, когда она про-. водилась по фону,глубокой",. вспашки под предшествующую -культуру. Урожайность зерновых- культур при чередовании дисковой обработки.с глубокой вспашкой повышалась, по вось-, милетним данным, в среднем,на 2 ц с Г га по сравнению с ежегодной вспашкой на 20—22 см или 28—30 см.

Качество зерна озимой пшеницы. При определении основных технологических свойств зерна озимой пшеницы не выявлено существенной зависимости, последних от глубины и-спо-" соба основной обработки дерново-подзолистой почвы. В острозасушливом 1979 г. на,делянках всех вариантов опыта сформировалось зерно с высокими показателями технологических , достоинств. Зерно было выполненное, с большой натурой: и высокой стекловидностью. Статистически значимое увеличение содержания-сырой клейковины получено при вспашке.на • глубину 28—30 см. Качество клейковины мало различалось . по вариантам опыта'и находилось в пределах первой группы ' (64—08 ед. ИД К). Раннее полегание пшеницы в 1980 г. обус-« ловило формирование щуплых зерен с'низкой стекловидно-стью. Дисковая, обработка'способствовала, повышению массы-1000 зерен и натуры. Существенных различий между вариантами опыта в стекловидности зерна, содержании и качестве сырой клейковины не было."-Л , .

Экономическая эффективность! приемов и систем основной обработки. Миннмализация основной обработки дерново-подзолистой почвы в специализированном севообороте зернового направления.путем, ежегодной'мелкой основной обработки и .чередования через год глубокой вспашки и дисковой обработ-, ки обеспечила значительный экономический эффект. Так, в -среднем за 8 лёт себестоимость 1 ц к. ед. основной продукции" при чередовании черезгод вспашки на 28—30 см и дисковой обработки на 8—10 см составила 5,08 руб., производительность , труда — 0,89 чел.час. на 1д к. ед., чистый доход с 1 га— 163 руб. и рентабельность — 99%, а на>онтроле эти показатели были равны 5,45 руб:,: 0,96 чел.-час, 140 руб. и 85%. Самую высокую экономическую эффективность выращивания вико-овсяной смеси, озимой пшеницы и- ячменя отмечали в вариан-те'ежегодного дискования на.8—10см. В среднем за 8 лет себестоимость основной продукции 1при этой обработке была на' 11% ниже, а производительность1 труда,"чистый доход с 1 га ' и рентабельность были'соответственно на 14; 25-и 23% выше,-чем в контроле. Различия между*ежегодной глубокой вспаш-'-кой и контролем по экономическим показателям были незна-'.

- чительными. " :''-'• ' . '•'•''-':'

/

1 6

ВЫВОДЫ

1. Действие глубины основной обработки дерново-подзолистой среднесуглшшстой почвы, способа и глубины внесения минеральных удобрений на урожай сельскохозяйственных культур в звене севооборота вико-овсяная смесь — озимая пшеница — ячмень неодинаково. В годы повышенного увлажнения долевое участие глубины основной обработки в изменении продуктивности зерновых культур, по данным вегетаци-оино-нолевого опыта, незначительно (1,4—5,9%) но сравнению с действием минеральных удобрений (33,9—83,4%), а в засушливые доля влияния глубины основной обработки возрастает (11,3—20,9%),.минеральных удобрений снижается (28,4-30,0%).

В целом наибольший агротехнический эффект в звене севооборота вико-овсяная смесь — озимая пшеница — ячмень достигается при мелкой (10 см) основной обработке дерново-подзолистой среднесуглшшстой почвы и локальном (ленточном) внесении основного минерального удобрения.

2. Моделирование длительной основной обработки почвы на определенную глубину показывает, что при высоком уровне интенсификации и культуры земледелия основная обработка почвы на глубину 10 см в звене севооборота вико-овсяная смесь — озимая пшеница — ячмень будет эффективнее, чем основная обработка на глубину 20 или 30 см. При исключении сорной растительности длительная мелкая (10 см) основная обработка дерново-подзолистой среднесуглшшстой почвы будет приводить к повышению общего уровня ее плодородия, способствовать наиболее эффективному использованию минеральных удобрений и обеспечивать наибольший урожай озимой пшеницы, ячменя и вико-овсянон смеси.

3. Применение в течение О—8 лег дисковой основой обработки на 8—10 см или чередования вспашки на глубину 28— 30 см и дисковой обработки на 8—10 см не ухудшает сложения почвы под культурами специализированного севооборота зернового направления, улучшает структурное состояние пахотного слоя, способствует более продуктивному расходу влаги по сравнению с вспашкой на 20—22 или 28—30 см.

4. При минимализации основной обработки не изменяются направленность и интенсивность окислительно-восстановительных процессов в дерново-подзолистой средне-суглинистой почве и ее биологическая активность и не снижаются агрохимические показатели ее плодородия.

5. При систематическом применении гербицидов чередование вспашки на 28—30 см и дисковой обработки на 8—40 см по фону ежегодного предварительного лущения жнивья превосходит ежегодные лущение и вспашку на 20—22 см по дей-

2 17

ствию на уменьшение засоренности, посевов малолетними, сорняками и не уступает им по уменьшению засоренности многолетними. • ' . .'

6. Применение.в течение 6—8 лет мелкой основной- обработки почвы в севообороте с высоким, насыщением зерновыми культурами обусловливает тенденцию к увеличению пораженное™ озимой пшеницы и ячменя корневыми гнилями. Чередование через год мелкой: (8—10 см) основной обработки и вспашки на 28—30'см. позволяет, снизить пораженность посевов корневыми гнилями до уровня контрольного варианта (лущение и вспашка на 20—22 см). • • .'.

7. При высоком уровне интенсификации и культуры земледелия минимализация основной, обработки хорошо окультуренной дерново-подзолистой средиесуглинистой "почвы в севообороте зернового'направления путем чередования вспашки на 28—30 см и дисковой обработки на. 8—10 см по фону предварительного лущения жнивья повышает урожайность зерновых культур, по восьмилетним .данным,-в среднем на 2 ц с 1 га по сравнению с ежегодной вспашкой.иа-20—22 пли 28—30 см по аналогичному фону. • •

8. Наиболее высокий экономический эффект в специализированном севообороте зернового-направления достигается при системе основной обработки дерново-подзолистой средиесуг-линистой почвы, состоящей из лущения жнивья и мелкого (8— 10 см)-дискования и системе, включающей лущение жнивья и чередование через тод вспашки на 28—30 см и дисковой обработки на 8—10 см. Первая система основной обработки повышает производительность труда в среднем на 14% и сни-' жает себестоимость основной продукции на 11%, вторая соответственно на 8% и 6%: • •

Рекомендаций производству

На хорошо окультуренной дерново-подзолистой средиесуг-линистой почве в" Центральном районе Нечерноземной зоны РСФСР в специализированных-севооборотах зернового направления или в зерновых звеньях севооборотов при исполь-зовании.гербицидов- целесообразно' применять систему основ-ной-обработки, которая состоит.из лущения жнивья, вспашки на 28—30 см( и дисковой обработки-на 8—10 см через год.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Пуповин Л. И., Хохлов Н. Ф; Действие-глубины и периодичности основной обработки,дерново-подзолистой почвы на урожай сельскохозяйственных' культур. Доклады ТСХЛ, выпуск 259, М., 1980, с. 13—17. I •

2. Пупонин А. И., Хохлов Н. Ф. Агротехническая и экономическая эффективность минимализации основной обработки дерново-подзолистой почвы в зерновом севообороте. В кн.: Изменение плодородия почв в условиях интенсивного использования, М., 1981, с. 8—11.

Л 88346 6/1У—82 г. Объем 1'Д п. л. Заказ 806. Тираж 100

Типография .Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва, 11-550, Тимирязевская ул., 44