Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Минимализация основной обработки почвы в полевых севооборотах степной зоны Оренбуржья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Минимализация основной обработки почвы в полевых севооборотах степной зоны Оренбуржья"

л- ЗА /ЗУ

На правах рукописи

Жданов Владимир Михайлович *

Минимализация основной обработки почвы в полевых севооборотах степной зоны Оренбуржья

Специальность 06.01.01.- Общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Оренбург -1999

Работа выполнена в Оренбургском научно-исследовательском институте сельского хозяйства.

Научный руководитель —доктор сельскохозяйственных наук

Н.А.Максютов

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Корчагин В.А.; - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ВаравваВ.Н.

Ведущая организация - Всероссийский НИИ мясного скотоводства

Защита состоится ] 999 г. в часов

на заседании диссертационного совета К-1209504- при Оренбургском государственном аграрном университете.

Адрес универсшета: 460795, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке уннверс: . Автореферат разослан_3 , -_____

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важным ресурсосберегающим приемом с земледелии является минимализаиия основной обработки почвы. На его проведение приходится около 40% энергетических и 25% трудовых затрат от всего объема работ при возделывании сельскохозяйственных культур (К,Г. Шульмейстер, 1988; В.А. Корчагин, 1997). Поэтому снижение затрат на проведение такого дорогостоящего и энергоёмкого приема является весьма актуальным.

Научными учреждениями области давно была затронута проблема мини* мализашш основной обработки почвы, в первую очередь в целинных районах восточной зоны. Однако она решалась главным образом под вторую культуру после пара. В остальных зонах области исследования в этом направлении проводились недостаточно.

Практически нет опытных данных по длительному применению минимальной основной обработки почвы в полевых севооборотах. Не изучена она и в зернопаровых севооборотах с короткой ротацией.

Не велись исследования, и не имеется разработок по весеннему агрокомплекс у на минимальном фоне.

Не затронута роль минимальной основной обработки почвы в целях борьбы с эрозией и сохранения плодородия почвы.

Не в полной мере выявлены причины снижения урожайности зерновых культур на минимальной обработке в отдельные годы.

Цель работы. Разработать рациональную систему ресурсосберегающей обработки почвы в зернопаровых севооборотах с короткой ротацией, обеспечивающую эффективную защиту почвы от эрозии, сохранение почвенного плодородия, фитосанитарное состояние посевов и устойчивость выхода зерна с 1 га пашни, с минимальными затратами на его производство.

Задачи исследований.

- установить влияние минимальной основной обработки на водно-физические и биологические свойства почвы, её питательный режим и засоренность посевов;

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

- разработать весенний агрокомплекс возделывания зерновых культур на минимальном фоне.

- выявить основные причины снижения урожайности зерновых культур в отдельные годы на минимальной обработке.

- изучить влияние минимальной основной обработки почвы в четырехпольных зернопаровых севооборотах на урожай зерновых культур и его качество.

- дать агроэкономичсскую, •энергетическую и экологическую оценку различным системам основной обработки п >чвы в п.адевйщту;чйФророта с короткой ротацией.

>чвы в иодевйхлу;адоророта НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА

Мое!' очэт а мдемии

И. .. А. "л! Имирлзеда

Ино. ^Ж-ЖЩ

Научная новизна. Впервые .для условий степной' зоны Оренбуржья на: южных и обыкновенных черноземах разработана система минимальной основной ;обработки почвы в четырехпольных; зернопаровых севооборотах и установлена высокая её эффективность.

Выявлены основные причины снижения урожайности зерновых культур в отдельные годы на минимальной обработке.

Впервые дана агроэкономнческая, энергетическая и экологическая оценка различным способам основной обработки почвы в системе полевых севооборотов,

Ппактнческая значимость. Использование результатов исследований, в производстве позволит в значительной степени снизить экономические и энергетические затраты-при возделывании с.-х. культур, сохранить плодородие почвы и защитить её от эрозии.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы при разработке "Справочника агронома" (1989 г.), "Системы сухого земледелия Оренбургской области" (1990 г.), "Системы устойчивого ведения сельскохозяйственного производства Оренбургской области1* (1999 г.).

Разработанные на основе проведенных исследований ресурсосберегающие технологии внедрены в 1995 - 1998 годах в опытно - производственных хозяйствах "Урожайное" и им. Куйбышева, а также, в других хозяйствах области. Обшая площадь внедрения 1401,67 тыс. га, суммарный экономический эффект 187326,3 тыс. руб.

А проб а пня работы. Основные положения диссертационной работы доложены на областных и районных совещаниях работников агропромышленного комплекса Оренбургской области, на всероссийском семинаре "Проблемы земледелия, растениеводства и животноводства в степном регионе" в (997 году, а также на региональном совещании областей зоны Урала по проблемам засухи в 1998 году в г. Оренбурге,

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 нсчат- -ных работах;

Объем работы. Диссертация изложена на.159 страницах машинописного текста и содержит 62 таблицы, 26 приложений и 4 рисунка. Список литературы включает 171 наименование, в том числе 8 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Условия и методика исследований, агротехника в опытах. В отделе плодородия почвы, и гевооборотов Оренбургского НИИСХ с 19X6 по 1996 годы была проведена серия научных и научно - производственных полевых опытов по единой методике в ОПХ "Урожайное" и БПХ им. Куйбышева.

Почва опытного участка в ОПХ "Урожайное" - чернозем обыкновенный, среднемошный, малогумусный, тяжелосуглинистый. Содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном (0 - 30 см) слое 5 - 6,3%, общего азота - до 0.26%,

(по Мачигину) 1,8 - 2,5 мг, КгО {по Бровкиной) - 25 - 30 мг на 100 г почвы,рН -6.5-7.3,

Почва опытного участка в БПХ им. Куйбышева - чернозем южный, карбонатный. среднемошный, тяжелосуглинистый. Содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое - 3,2 - 4%, общего азота - до 0,31%, Р2О5 (по Мачигину) 1,5 -2.5 мг, К^О (по Бровкиной) 30 - 38 мг на 100 г почвы,рН - 7 - 8,1.

Погодные условия в годы проведения опытов характеризовались высокой котрастностыо. Наиболее засушливыми были 1988, 1991 и 1995 годы, умеренно влажными 1990, 1991 и 199-4 годы. Остальные голы по увлажнению близки к среднем ноголетним, но отличаются наличием засухи в отдельные месяцы.

С 1986 по 1992 годы на обеих почвенных разностях по единой методике изучались различные системы основной обработки почвы в четырехпольном зернопаровом севообороте;пар чистый - яровая твердая пшеница — яровая мягкая пшеница - ячмень по следующей схеме:_

№ ва- | В конце парования рнанта - Подпар | под твердую пшеницу Под мягкую пшеницу г ------- | Под ячмень |

, Плоскорезная. 1 (К) | на 25-27 см Плоскорезная на 2527 см Плоскорезная на 12 - 14 см Плоскорезная | на 20 - 22 см ;

1 Безотвальная 2 : на 25 -27 см Безотвальная на 25 -27 см Безотвальная на 12 -14 см Безотвальная 1 на 20 -22 см |

1 3 ; Минимальная Плоскорезная на 2527 см Минимальная. Минимальная

Метод исследования - полевой. Расположение вариантов систематическое в два яруса. Повторность опыта во времени и в пространстве - четырехкратная. Площадь делянки 360 кв. м (7,2 х 50), учетная площадь - 100 кв. м (2 х 50).

С 1987 по 1993 годы на обыкновенных черноземах ОПХ "Урожайное" проводился опыт по изучению эффективности минимальной основной обработки почвы под яровую пшеницу после озимой ржи по чистому пару по следующий схеме:

1. Плоскорезная обработка КПГ - 250

2. Минимальная обработка

3, Безотвальная обработка плугом со стойками СибИМЭ

4, Вспашка плугом ПЛН - 4 - 35 с предплужниками Глубина обработки - 25 - 27 см.

Метод исследования полевой. Размещение вариантов систематическое в 2 яруса. Общая площадь делянок 1300 м3, учетная — 500 м\ Повторность опыта четырехкратная.

В 1990 - 1991 годах на обыкновенных черноземах ОПХ "Урожайное" были проведены полевые опыты по изучению влияния различных технологий предпосевной обработки почвы и посева на <|юне плоскорезной, безотвальной и минимальной обработок на урожайность яровой мягкой пшеницы..

СХЕМА ОПЫТА Фактор А. Предпосевная обработка почвы и посев.

1. Посев стерневыми сеялками СЗС - 2,1 с лапками

2. Культивация КПЭ - 3,8 с боронами, посев дисковой сеялкой СЭ-3,6, прикатывание ЗКК - 6А.

Фактор В. Способ основной обработки почвы.

], Плоскорезная на 25 - 27 см (контроль).

2. Безотвальная на 25 - 27 см.

3. Минимальная.

Боронование весной на всем опытном участке проводили игольчатой бороной БИТ - 3.

Метод исследования - полевой. Размещение вариантов - методом расщепленных делянок, систематически в 4 яруса.

Повторность опыта - 4-х краткая. Обшая площадь делянок 975 м1 (65 х 15), учетная плошадь 260 м*(65 х4).

Во всех опытах плоскорезную обработку проводили КПГ - 250, безотвальную - плугом со стойками СмбИМЭ, на делянках минимальной обработки - с осени никаких агротехнических мероприятий не проводили.

В процессе изучения велись наблюдения за снегоотложеиием, запасами влаги, питательным режимом, объемной массой почвы, ветроустойчивостью, засоренностью посевов, ростом и развитием растений, урожайностью и качеством зерна по общепринятым методикам. Урожайные данные обработаны методом дисперсионного анализа на компьютере. Экономическую и биоэнергетическую эффективность систем обработки почвы рассчитывали на основе технологических карт по нормативам и расценкам, действующим в опытных хозяйствах.

2, МИНИМАЛПЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЧЕТЫРЁХПОЛЬНОМ ЗЕРНОПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ

Зашита парового поля от эпозпн. Обязательным требованием к любой обработке является, сохранение плодородия почвы, защита ее от эрозии. После плоскорезной и безотвальной обработок почвы сохраняется 65-70% стернн, на минимальной - 100%. Стерня надежно защищает почву от выдувания и смыва.

В чистом пару, в результате многократных обработок, стерня уничтожается и комковатость верхнего (0-5 см) слоя почвы в копне парования становится ниже порога устойчивости (меньше 50%), независимо от способа основной её обработки.

Плотность пахотного слоя почвы. Мнни.чалнзаиия основной обработки под пар не ухудшает водно-физические свойства почвы. Во все годы исследований плотность и скважность почвы в чистом пару и перед посевом яровой твёрдой пшеницы на южных и обыкновенных чернозёмах находились в пределах оптимальных значений.

Применение минимальной основной обработки почвы под яровую мягкую пшеницу и ячмень приводило к существенному увеличению ее плотности только в 1989 и 1990 годах (табл. 1).

Таблица I

Объемная масса почвы (г на I см') в слое 0-30 см перед посевом яровой мягкой пшеницы и ячменя

Основная обработка почвы Яровая мягкая пшеница Ячмень 1

| 1989 г. 1990 г. 1989 г. 1990 г. !

Чернозём южны(I ]

Плоскорезпая 1,17 1,15 1,13 __ МО

' Безотвальная 1,15 1,14 Мб 1,08

. Минимальная 1,21 | 1,18 1.22 1.24 '

Чёрноз&и обыктмешшй

1 Плоскорезная 1,16 М5 1.08 1.19

1 Безотвальная 1,17 1,15 1,11 • 1.1»

| Минимальная, 1.22 1,20 1.18 1,23

Повышенная плотность отрицательно сказалась на впитывании талых вод, что привело к ухудшению водного режима почвы. В 1989 году на южном чернозёме промачиваем ость почвы весной на минимальной обработке составляла 50-60 см, что привело к существенному недобору зерна. В 1990 году недостаточное накопление влаги в почве на минимальном фоке компенсировали обильные летние осадки,

В остальные годы объёмная масса почвы на всех вариантах основной обработки почвы была одинаковой.

Водный »ежим. В среднем за 8 лет на минимальной обработке высота снежного покрова была на 7 см больше, чем на безотвальной, что позволило накопить на 23 мм больше снеговой воды. Но это не сказывалось на запасах влаги в почве весной.

Одной из главных задач парового поля в засушливой степи является накопление и сохранение влаги в почве. Но как показали многочисленные исследования, при использовании чистых паров под посев яровой пшеницы, в засушливые годы пары теряют не только все осадки весенне-летнего и второго осенне-весеннего периодов парования, но и 15% от запасов влаги в почве весной.

Наши наблюдения за водным режимом в пару полностью подтверждают это положение. При использовании чистого пара под посев яровой пшеницы, непроизводительно теряется на сток и испарение огромное количество влаги (297-497 мм на южном и 296-558 мм на обыкновенном чернозёмах в слое почвы 0-150 см).

Единственным преимуществом раннего пара является несколько лучшее усвоение осадков второго осенне-весеннего периода парования.

Мишшалнзацня основной обработки почвы под вторую и третью культуры после пара оказывала заметное негативное влияние на запасы продуктивной влаги в почве веской в 1989 году на южном и обыкновенном, и в 1990 году на обыкновенном чернозёмах (табл. 2).

Таблица 2

Запасы продуктивной влаги (мм) в слое почвы 0*100 см перед посевом в годы исследований

Основная обработка почвы Яровая мягкая пшеница 1 Ячмень

1988 | 1989 } 1990 1991 | 1989 1990 | 1991 | 1992

Чернозем южный

Плоскорезная 140 155 178 1 118 | 139 | 177 ! 157 } 173

Безотвальная 137 153 190 126 155 | 172 ! 198 > 166

Минимальная 163 96 176 1 132 | 76 ! 161 \ 203 1 143

Чернозем обыкновенный

Плоскорезная I 90 | 137 126 | 160 137 167 \ 108 (43

¡Безотвальная [ 99 128 | 137 \ 154 К1............... 1ЛО 1 шп 1 111 '. 128 | 166 1 115 140

Уменьшение запасов влаги на минимальной обработке в 1959 году составило 57-59 мм на яровой пшенице и 63-79 мм на посевах ячменя, В 1990 году на обыкновенном черноземе снижение было меньше и составило 39-40 мм на по* севах ячменя. Основной-причиной этого является переуплотнение почвы и снижение её водопроницаемости, что наглядно подтверждается результатами корреляционно-регрессионного анализа (табл. 3, рис. ().

Таблица 3

Зависимость запасов продуктивной влаги перед посевом яровой пшеницы от плотности пахотного (0-30 см) слоя почвы

! Коррелируемые | величины Параметры величин и, ® о

(Плотность почвы, | гна 1 см5 (X) 1-1.22 1,14 ±0.03 7,59 -

Запасы продуктивной влаги в слое 0-100 см, мм(У) 90-165 128 + 23.9 18,57 0,90

-М 7 I -4,15 \

У в -1127,28 + 2552,30 - Х- 1265,42 ■ X для 81.71 "о случаев

Приведенный на рис, I график показывает, что между запасами влаги и плотностью почвы существует тесная обратная криволинейная зависимость.

Объёмная масса почвы, г на 1 см'

Рис. 1. Зависимость запасов продуктивной влаги в метровом слое с плотности пахотного (0-30 см) слоя почвы

Таким образом, минимализация зяблевой обработки после зерновых культур в большинстве лет оказывает слабое влияние на накопление продуктивной влаги в почве. Но в отдельные годы за счёт повышенной плотности почвы минимальная обработка приводит к ухудшению водного режима и, соответственно, к резкому снижению урожайности яровых зерновых культур.

Результаты корреляционно-регрессионного анализа указывают на наличие тесной криволинейной зависимости урожайности яровой пшеницы от запасов продуктивной влаги в почве перед посевом (табл. 4).

На южном черноземе эта зависимость была более тесной (г| » 0,96), чем на обыкновенном * 0,85).

Графическое изображение этих зависимостей показывает, что оптимум в запасах влаги для чровой пшеницы находится в пределах 160-180 мм в метровом слое почвы для обыкновенного и 175-190 мм - для чернозема южного. При-превышении этих величии рост урожайности прекращается.

Между урожайностью ячменя и запасами продуктивной влаги в почве весной также установлена тесная криволинейная зависимость и на южном (л — 0,92). и на обыкновенном (л = 0,94) чернозёмах. Характер зависимости (график) примерно такой же, как и у яровой пшеницы.

Питательный режим. Содержание фосфатов (Р1О5) и обменного калия (К;0) в почве не менялось под влиянием различных способов основной её обработки.

: Ха I !п/п!

Таблица 4

Зависимости урожайности яровой пшеницы от запасов продуктивной влаги весной в метровом слое почвы _

Коррелируемые ! Параметры ве- | и, , л

Т

величины

личин

(М±0)

; факт, теор.

Чернозём юж-ный

1. Запасы продуктивной влаги в слое 0-100 см, мм (X) 96-190 147 ±27 18,6 -

2. Урожайность, ц с 1 га (у) 9,1 - 20,2 14,5 ±4.5 31,0 0,958 8.78 ■ 5,98

3. У - 1595,708 + 6.832Х - 1.162Е - 0,2Х^ - 467,75^(Х); для 91,7% случаев

Че, онозём обыкновенный

1. Запасы продуктивной влаги в слое 0-100 см, мм (X) 90-165 129 ±24 18,6 - -

2. Урожайность, ц с 1 га (у) 2,8 - 20,4 13,2 ±6,7 50,5 0,854 3,36 3,01

у = 42,207-361'''89; для 72,9% случаев Л

V а 201----- .1

о

ё

о

г «

V

о о.

>4

175

190

Запао продуктивной влаги в почве, мм

Рис. 2. Зависимости урожайности яровой пшеницы от запасов продуктивной влаги весной в метровом слое почвы

Примечание: I - чернозём южный, 2 ■ чернозём обыкновенный.

Изучение азотного режима показало, что в результате многократных культ и ваий Л пара в течение лета улучшается аэрация и прогревание почвы и, тем самым, активизируется нитрификация. Поэтому к концу лета в парах накапливается большое количество нитратов (от 13 до 30 мг на 100 г).

Минимальная основная обработка в пару способствовала некоторому снижению интенсивности нитрификаиин летом и меньшему вымыванию их из почвы талыми водами весной, в результате чего два года из четырёх к посеву яровой твёрдой пшенииы здесь сохранялось больше нитратов, чем на глубоких обработках.

На посевах второй культуры после пара - яровой мягкой пшеницы заметное (в 1,5-2,0 раза) увеличение содержания нитратов на делянках с минимальной обработкой почвы отмечалось только на черноземе южном в 1988 и 1989' годах (табл. 5).

Таблица 5

Содержание нитратов в пахотном (0-30 см) слое почвы после посева яровой мягкой пшеницы и ячменя в годы исследований, мг на 100 г почвы

Основная обра- 1 Яровая мягкая пшеница Ячмень

« ботка почвы \ 1988 (989 1990 1991 1989 | 1990 1991 1992

I Чернот м ю.хсиын

1 Плоскорезная (к) 1 3,6 2,6 | 2,0 4.9 4,5 2,3 5,4 2,6

; Безотвальная 3,6 2,3 ! 2,2 3,9 4.2 2,5 5.1 2,6

; Минимальная 1 5,4 4,6 ! 2,2 3,2 7,8 3,3 V 3,6

I Чершжм обыкновенный '

; Плоскорезная (к) 1 2'6 3,8 | 1,3 3,3 2,6 V V

. Безотвальная 2,6 4,1 I 1.6 2.9 2,6 3,9 5.0 3,5

Минимальная 1 3,2 3,7 ! 1.6 3,5 3,2 5,4 4,8 2,7

На чернозёме обыкновенном способы основной обработки почвы оказали одинаковое влияние на обеспеченность растений яровой мягкой пшеницы нитратами в течение всего периода вегетации.

Проведение минимальной основной обработки почвы два года подряд на черноземе южном, приводило к заметному улучшению обеспеченности нитратами посевов ячменя три года из четырех.

Основной причиной этого, на наш взгляд, является повышенная плотность почвы на делянках с минимальной обработкой и, соответственно, меньшее вымывание нитратов талыми водами 8 период снеготаяния.

На черноземе обыкновенном вышеупомянутая закономерность проявилась только два года из четырех.

Засоренность посевов. Тщательная обработка пара приводит к истощению корневой системы многолетних сорняков. Поэтому применение минимальной основной обработки на обеих почвенных разностях под пар, вторую и

третью культуры после него не приводит к заметному увеличению засоренности посевов многолетними сорняками:

Засоренность посевов малолетним« сорняками во многом зависела не от способа основной обработки почвы, а от сложившихся погодных условий.

В наших опытах сорняки в основном были представлены поздними видами (щирицы, щетинники) и, находясь в нижнем ярусе посевов, активно подавлялись растениями пшеницы и ячменя, поэтому не получили должного развития и не влияли на формирование урожайности.

Урожайность яровых зерновых культу» н качество черна. Различные способы основной обработки под пар не оказывали заметного влияния на водно-физические свойства почвы, её питательный режим и засоренность посевов, что способствовало получению одинакового урожая яровой твёрдой пшенииы ; на обеих почвенных разностях; Имеющиеся отклонения в урожайности между обработками в отдельные годы находились в пределах ошибки опыта (табл. б).

Таблица б

Урожайность яровой твёрдой пшеницы, ц с 1 га

i Основная обработка ¡ почвы под пар

Годы

1987

1988 | 1989 ¡ 199СГ

Средняя за 4 года

J____________ЧернозИлг южный

j Плоскорезная (к) | 7.7 ¡ 9,9

18,4

18,1 \ ?ЗТ

Безотвальная

8,5

9,4

18,7

16,2

13,2

Минимальная

7,2

10,0

17,4

20,2

13,7

НСР„

J_LL

ЛА.

JA

5,0

Чернозём обыкновенный

Плоскорезная (к)

9,7

17,4 _ 1 28.8 { 17^6

I___Безотвальная

15,3

9.4

17.3

36,8 ,{_17,2 [

_М иним ал ьная ИСР„? " ~

13.3

9.9

17,2

2,0

2,9

JA.

4.5

По иному складывались водно-физические свойства почвы и её питательный режим под второй культурой после пара-яровой мягкой пшеницей. Оставление почвы без основной обработки в засушливом 1988 году привело к ухудшению её водопроницаемости. В результате запасы продуктивной влаги весной 1989 года на минимальном фоне были самыми низкими (в 1,7 раза меньше, чем на контроле). При отсутствии осадков в первой половине лета, влаги на минимальной обработке хватило до кушення хлебов, хотя в начале вегетации они на этих делянках росги и развивались быстрее. Но затем, особенно на чернозёме южном, сказался дефицит почвенной влаги, и растения пшеницы остановились

в росте, колос сформировался мелкий, зерно щуплое, а урожайность значительно ниже, чем на других обработках (табл. 7).

Таблица 7

Урожайность яровой мягкой пшеницы, цс 1 га

Основная обработка почвы Годы Средняя за 4 года

I98S ¡ 1989 | 1990 1991

Чернозём юлсный

¡ Плоскорезная (к) 5,3 | 25,3 19,7 9.7 15,0

Безотвальная 6,4 ! 26,2 21.8 11,8 16,6

Минимальная 1 5,9 | 7,4 21,5 12,1 11,7

HCPUÍ ! 2,3 г 1,9 ' 5,1 1.6 -

Чернозём oíthíXiKMteuii ый ,

1 Плоскорезная (к) 2,8 ; 18,9 ) 12,4 19,3 13,3

1 Безотвальная 3,2 | 18,2 | 12,6 19,1 13.3

i Минимальная 3.S ¡ 16,2 ! 11.7 20,4 13,0

НС IV 1.45 1 3,8 I 0,7 2.4 -

В остальные годы исследований различия в урожае яровой мягкой пшеницы по различным способам основной обработки были несущественны, за исключением 1991 года, когда на черноземе южном на минимальной обработке урожай превысил контроль на 2,4 ц (при HCPos - 1,6 u/ra"). Погодные условия 1989 года сказались не только на яровой пшенице, но и на следующем за ней ячмене (табл. 8).

Таблица 8

Урожайность ячменя, ц с 1 га

| Основная обработка Годы Средняя за

■ почвы 1989 1990 1991 1992 4 года

; Чарно-Щм юлсный

] Плоскорезная (к) 26,5 25,7 12,3 29,5 23,5

1 Безотвальная 22,1 26,5 14,4 30,0 23,0

1 Минимальная 4,4 31,5 13,3 27,3 19.1

. HCP,is 3.3 4,1 1,6 5,0

Черноз&м обыкновенный

. Плоскорезная (к) 17,7 26,8 8,2 24,0 19.2

> Безотвальная 17,9 28,4 7,5 25,1 19,7

1 Минимальная 9,1 34,8 9,4 24,3 19,4

1 HCP„i 3,2 7,6 2,7 3,8 -

Аналогично яровой пшенице, урожай ячменя в этом. году на фоне минимальной обработки получен на черноземе обыкновенном в 2 раза, на южном — лаже в 6 раз ниже, чем на контроле.

Во влажное лето 1990 г. лучшая обеспеченность нитратами на минимальном фоне способствовала повышению урожайности ячменя на южном и обыкновенном чернозёмах на 5,8 и 8,0 цс 1 га.

Производственная проверка минимальной системы обработки почвы в четырехпольном зернопаровом севообороте проведена на южном карбонатном черноземе в 1992-1996 годах в БПХ им, Куйбышева, В качестве контроля была плоскорезная обработка.

Урожайность яровых зерновых как по культурам, так и в целом по севообороту оказалась практически одинаковой на обоих вариантах обработок.

За годы исследований на качество зерна яровых культур большее влияние оказали погодные условия, чем способы основной обработки почвы. По яровой твёрдой • пшенице отмечена тенденция снижения содержания белка в зерне с ростом урожайности. На эту же закономерность указывают И.М.Коланев (1970) и Н.И.Шарапов (1973).

Способы основной обработки почвы оказали практически одинаковое влияние на показатели качества зерна яровой мягкой пшеницы.

Увеличение содержания сырого протеина в зерне ячменя на 2,1-2,4% наблюдалось на.минимальной обработке южного чернозёма. Отмечено, также улучшение аминокислотного состава зерна ячменя во влажные и некоторое ухудшение в засушливые годы на минимальном фоне.

Д гпоэ ко комическая и биоэнергетическая опенка систем основной обработки * почвы в-севообороте. Важнейшим; критерием при сравнительной оценке систем обработки почвы является продуктивность пашни в севообороте (табл. 9). '

Применение минимальной основной обработки почвы на малогумусиро-ванном южном чернозёме привело к снижению сбора зерна в пересчёте на 1 га пашни в среднем на 1,9 и по сравнению с ежегодным плоскорезным рыхлением.

На более плодородном обыкновенном чернозёме продуктивность пашни в севообороте при всех способах обработки почвы была одинаковой.

Основная обработка почвы является наиболее энергоемкими дорогостоящим агротехническим приёмом в технологии возделывания яровых культур. Поэтому в условиях рыночной экономики приходится изыскивать такие приёмы обработки, которые обеспечивали бы прибыльность производства.

Проведенные расчёты показали, что отказ от глубоких обработок под пар, мягкую пшеницу и ячмень позволил снизить производственные затраты по сравнению с контролем на 62,17 и 54,45 руб. на 1 га на южном и обыкновенном черноземах соответственно (табл. 10).

Таблица 9

Влияние способов основной обработки почвы на продуктивность зернопарового севооборота,

1 Выход зерна с 1 га пашни севооборота, ц

Основная обра- 'яровая твёрдая ¡яровая мягкая ботка почвы 1 пшеница ) пшеница ¡(1987-1990 гг.)1(1988-1991 гг.) ячмень (1989-1992 гг.) по севообороту

Чсрнозйч южныг/

Плоскорезная (к) | 13,5 15,0 23.5 13.0

Безотвальная ! 13,2 16,6 23,0 13,2

Минимальная | 13,7 11,7 19.1 4,1

Черназё.и обыкновенный

Плоскорез пая (к) | 17,6 13,3 1 19.2 12,5

Безотвальная 1 17,2 13.3 19.7 12.6

Минимальная I 17,2 13.0 [ 19,4 12,4

Снижсиие продуктивности пашни на южном чернозёме при применении миниматьной основной обработки почвы привело к уменьшению стоимости валовой продукции на 113,36 руб., условно-чистого дохода - на 48,19 руб. с 1 га. Затраты труда на этом варианте уменьшились на 1,2 ч.-час. на 1 га. Себестоимость зерна и рентабельность производства были одинаковыми на всех вариантах обработки почвы.

На чернозёме обыкновенном продуктивность пашни при всех системах основной обработки почвы была одинаковой, поэтому за счёт снижения производственных затрат на минимальной обработке отмечалось увеличение условно-чистого дохода на 43,13 руб. с 1 га, а уровня рентабельности - на 25%. Себестоимость зерна и затраты труда на этом варианте были самыми низкими.

Применение безотвальной основной обработки почвы на южном чернозёме способствовало небольшому улучшению всех экономических показателей эффективности производства, на обыкновенном■ чернозёме они оставались на уровне контроля.

Для достижения большей объективности нами были проведены расчеты экономической эффективности систем основной обработки почвы в севообороте за 1986.,.1996 годы, с учётом данных, полученных в производственном опыте (1491... 1996 гг.).

Расчёты за 11 лег показали, что экономия материальных и трудовых затрат при минимальной обработке почвы остаётся на уровне 66 руб. на 1 га (14-15%). Но за счёт снижения разницы в урожайности величина чистого дохода на этом варианте, достигает уровня контроля, рентабельность превышает контроль на 16%, а себестоимость зерна снижается на 25.5 руб. на 1 т зерна.

Таблица 10

Экономическая и биоэнергетическая эффективность систем основной обработки почвы в четырехпольном зернопаровом севообороте (в расчёте на 1 га пашни)

Системы обработки почвы

Показатели чернозем южный чернозем обыкновенный

плоско- безот- мини- плоско- безот- мини-

резная вальная мальная резная вальная мальная

Выход зерна, ц с 1 га пашни (в среднем по севообороту) 13,0 13,2 11,1 12,5 12,6 12,4

Производственные затраты, руб. 426,33 423,18 361,16 425,62 424,21 371,17

Стоимость валовой продукции, руб. 822,26 843,82 708,90 815,23 813,45 803,91

Условно-чистый ДОХОД, руб. 395,93 420,64 347,74 389,61 389,24 432,74

Рентабельность, % 92,8 99,4 96,3 91,5 91,7 116,6

Себестоимость зерна, руб, на 1 т 327,94 320,59 325,37 340,4? 336,67 299,33

Затраты труда, ч.-час. на 1 га 7,5 7,5 6,3 7,5 7,6 6,7

на 1 тзерна 5,8 5,6 5,7 6,0 6,1 5,4

Затраты энергии по технологии, МДж 12548 12494 11523 12602 12579 11893

Энергоемкость 1 ц зерна, МДж 965 946 1038 1008 1006 959

Накопление энергии в продукции, МДж вал. 34204 34834 29428 33341 33340 32985

Коэффициент энергетической эффективности: по валовой продукции 2,72 2,78 2,53 2,64 2.65 2,77

Нестабильность экономики, постоянные изменения цен на энергоресурсы, технику, удобрения и продукцию не позволяют проводить объективную оценку предлагаемых технологий по экономическим показателям. В этих условиях предпочтительней энергетическая оценка, отражающая эффективность потребления энергетических ресурсов. Она характеризуется коэффициентом энергетической эффективности.

В нашем исследовании при применении минимальной обработки почвы в севообороте уменьшились затраты энергии по технологии на 709-1025 МДж,.

На обыкновенном черноземе это позволило снизить энергоёмкость зерна и повысить коэффициент энергетической эффективности.

На южном чернозёме за счёт снижения продуктивности севооборота при этой системе обработки уменьшается накопление валовой энергии с урожаем и, соответственно, коэффициента энергетической эффективности данной технологии.

3. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИНИМАЛЬНОЙ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОСЛЕ ОЗИМОЙ РЖИ

Озимая рожь - раноубираемая культура, падалица которой во влажную осень при обработке без оборота пласта даёт всходы, хорошо кустится и укореняется. Поэтому весной приходится проводить дополнительные обработки для разделки дернины из падалицы, что приводит к иссушению верхнего посевного слоя почвы м снижению полевой всхожести высеваемой после озимой ржи яровой пшеницы.

Это является основной причиной низкой эффективности минимальной обработки почвы после озимой ржи в производстве.

Наши исследования показали, что минимальная основная обработка не ок;пывалз заметного влияния на агрофизические свойства почвы, её водный и питательный режиму засоренность посевов,

П1 пяти лет исследований, только два года (1987 и 1988) весной складывались условия, когда за счёт плохой разделки дернины из падалицы ржи на минимальной основной обработке почвы и иссушения посевного слоя снижалась полевая всхожесть семян яровой пшеницы и, соответственно, густота стояния растений на 17%. В меньшей степени эта закономерность проявилась в 1990 и 199.1 годах.

Варьирование густоты стояния растений сказалось на формировании урожая второй культуры после пара-яровой пшеницы (табл. II).

Таблица 11

Влияние способов основной обработки почвы на урожайность яровой пшеницы после озимой ржи по чистому пару

;_Урожайность, ц с 1 га_;

Основная обра* 1_годы ._ \ средняя !

ботка почвы : 1988 1989 1990 1993 за 5 лет (,1987-1993) за 3 года (1989-1993) '

: Пяоскорезная (К)| 16,2 10,2 16,0 10,0 8,5 12,2 И.5 |

| Минимальная | 13,4 7,0 17,0 9.8 8,1 11.1 11,6 !

| Безотвальная | - 10,7 16,6 9,1 8,5 11,4 ;

1 Вспашка ) 17,0 10,9 10,6 12,8 ;

НСР,* : - 1.3 3,0 3,8 2.5 * ■ -

В 1987 и 1988 годах урожайность яровой пшеницы на минимальном фоне была на 2,8-3,2 ц/га ниже, чем на делянках с плоскорезной обработкой почвы. Двукратная повторность опыта в 1987 году не позволила математически обработать данные учёта урожайности и, в связи с этим, говорить о существенности её снижения. Уменьшение урожайности пшеницы на минимальной обработке в 1988 году существенно при 95%-ном уровне значимости."

В остальные 3 года урожайность-яровой пшеницы на делянках с минимальной обработкой: сформировалась на уровне контроля (плоскорезная обработка).

В 1990 и 1993 годах вспашка имела заметное преимущество по урожайности перед другими способами основной обработки почвы, но эти отклонения находились в пределах ошибки опыта, н являются математически недоказуемыми.

В среднем за 5 лет исследований минимальная основная обработка почвы после озимой ржи снизила урожайность яровой пшеницы по сравнению с плоскорезной на 1,1 и/га.

В среднем за три года исследований по вспашке получена самая высокая урожайность (12,8 ц/га). Остальные способы обработки обеспечили формирование одинаковой урожайности яровой пшеницы.

Экономические расчёты показали, что минимальная обработка почвы под яровую пшеницу после озимой ржи более выгодна, чем плоскорезная (табл. 12).

В среднем за 5 лет величина условно-чистого дохода на минимальной обработке была на уровне контроля (плоскорезной обработки). Но себестоимость зерна и затраты труда ниже, а рентабельность производства заметно выше.

Таблица 12

Экономическая эффективность минимальной основной обработки почвы

.............. Среднее за 1989-1993 гг. Среднее за 1987-1993 гг.

Показатели плоскорезная (К) минимальная безотвальная вспашка плоскорезная (К) минимальная

П роиз вод ств ей -ные затраты, руб. 494 421 483 515 499 414

Стоимость продукции, руб. 776 783 770 864 823 749

Условно-чистый доход, руб. 282 362 287 349 334 335

Себестоимость 1 т зерна, руб. 430 363 423 402 409 373

Рентабельность, % 57 86 59 68 67 81

Затраты труда, ч.-час. 8Л 7,0 8.2 8.6 8,2 7.2

Сравнительная оценка эффективности четырёх способов основной обработки почвы в среднем затри года исследований показала, что лучшие экономические показатели получены на минимальной обработке. Вспашка приближается к ней по уровню условио-чистого дохода, однако себестоимость зерна здесьзначительновыше.

Безотвальная и плоскорезная обработки по всем показателям были практически равноценны.

4. ВЕСЕМШШ АГРОКОМПЛЕКС НА МИНИМАЛЬНОМ ФОНЕ

Эффективность минимальной основной обработки во многом зависит от весенней технологии предпосевной обработки почвы и посева зерновых куль-

Рекомендованная для неё противоэрозиен нал техника (игольчатые бороны, культиваторы-плоскорезы и стерневые сеялки) в условиях раннего сева зерновых и хорошего увлажнения верхнего слоя почвы работает некачественно.

В связи с этим нами на минимальном фоне изучались две технологии с применением машин и орудий для отвальной и безотвальной зяби.

Как показали наблюдения, весенние технологии не оказали заметного влияния на плотность почвы и сё водный режим, но заметно изменяли густоту сюяння растений пшеницы.

При посеве стерневой сеялкой с лапками полевая всхожесть пшеницы была на 20%, а густота стояния - на 28% ниже, чем при посеве дисковой сеялкой с последуют им прикатыванием. Это объясняется, на каш взгляд, загушекностью посевов в рядке из-за несовершенства конструкции сеялки.

Засоренность посевов яровой пшеницы была низкая, ко на делянках с посевом дисковыми сеялками количество однолетних сорняков при всех способах основной обработки было в 3-6 раз больше, чем на делянках с посевом стерне- -вы ми сеялками. По-видимому,. это можно объяснить прикатыванием посевов кольчатыми катками, когда на плотной почве малолетние сорняки более дружно прорастают.

При посеве стерневыми сеялками прикатывание почвы происходит только в рядке, а в междурядье она находится в рыхлом состоянии.

Во влажном 1990 году урожайность яровой пшеницы не зависела ни от способа основной обработки почвы, ни от весенней.технологии подготовки почвы и посева и была примерно одинаковой (табл. 13).

В засушливом 1991 году на минимальном фоне посевы яровой пшеницы дисковыми сеялками по сравнению со стерневыми снизили урожайность на 1,9 цс 1 га, при НСР0; = 1,3 цс 1 га.

В среднем за 2 года урожайность яровой пшеницы по всем способам основной обработки почвы и весенним технологиям была практически одинаковой.

Таблица 13

Влияние весенней технологии обработки почвы и посева на урожайность яровой пшеницы

| Основная обработка почвы Урожайность, ц с 1 га

1990 г. 1991 г,| средняя за 2 года

I Посев СЗС-2. / с лапкалт

| Плоскорезная (К) 10,0 12,3 П.4

| Безотвальная 9.1 12,2 10,7

1 Минимальная 9,8 13,3 \ 11,5

( - Культивация КПЭ-З.Н -посса С3-3.6 с прикатывайиаи

\ Плоскорезная (К) 10,3 13,5 11.9

| Безотвальная 10,2 12,5 11,4

; Минимальная 10,3 11,6 11,0

| НСР,|} для фактора А (весенняя технология) 1,3 1.3

[ ЙСР,и для фактора В (обработка почвы) 1.8 2,1 -

В связи с этим положением минимальная основная обработка за счёт экономии прямых затрат оказалась наиболее выгодной, так как здесь отмечена са-

мая низкая себестоимость 1ц зерна и самые высокие условно-чистый доход и уровень рентабельности (табл. 14).

Таблица 14

Экономическая эффектиокость различных технологий весенней обработки почвы и посева яровой пшеницы (среднее за 1990-1991 гг.)

Основная | Прямые обработка I затраты, | почвы | руб. на 1 ■ 1 га Стоимость продукции, руб. с 1 га Условно-чистый доход, руб. с 1 га Рентабельность, % Себестоимость 1 т зерна, РУб Затраты труда, ч.-час. на 1 га

1 Посев (ЗС-2.1 с лапками

• Плоскорезная (К) ! 488 847 358 ) 75 428 8,3

'Безотвальная' | 478 787 309 ( 65 451 7,9

' Минимальная | 418 854 436 | 105 363 7.3

Ку:1ыт<кацип КПЭ-З.Н • посев С '3-3,6 с прикатывать

■ Плоскорезная (К) ! 496 1 884 388 78 417 8.3

Безотвальная- | 488 | 847 359 73 448 7,8

Минимальная 1 417 | 817 400 96 379 6.8

При этом лучшие экономические показатели наблюдаются при посеве яро-вон пшеницы на минимальном фоне стерневыми сеялками. На делянках с плоскорезной и безотвальной основной обработками почвы, наоборот, эти показатели были выше с предпосевной культивацией КПЭ-З.З и посевом пшеницы дисковыми сеялками.

5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Одним из источников ухудшения экологической обстановки являются эрозионные процессы почвы, в результате которых с пашни сносится с почвой большое количество нитратного азота, который, попадая в реки и озёра, отрицательно действует на флору и фауну, в том числе и на человека.

Самым незащищённым в эрозионном отношении является паровое поле, особенно, если оно отводится под посев яровой пшеницы.

По нашим данным, в среднем за 4 годэ в парах с глубокой плоскорезиой обработкой накапливалось 545 кг на I га нитратов (а в отдельные годы ло 900 кг на ! га). Из них теряется на вымывание талыми водами 393 кг на I га (табл. 15).

Таблица 15

Динамика нитратов в паровом поле в зависимости от способов основной его обработки (среднее за 1986-1990 гг.)

1 1 1 ' Вид пара и основная \ обработка почвы 1 1 Содержание N0] в слое почвы 030 см. кг на 1 га Потери N0) за 2-ой ; осенне-зимний период парования '

в начале парования в конце' парования перед посевом твёрдой пшеницы кг на 1 га 1

! Пар чёрный, плоско-1 резная на 25-27 см 1 (контроль) 224 545 152 393 100

| Пар ранний^ ! минимальная 227 472 204 269 1 70

1 Отклонение ! от контроля или - +3,0 -73 +52 -124 ( -30

На ранних парах с минимальной основной обработкой в почве накапливалось меньше нитратов - в среднем 472 кг на 1 га. Потери их в зимне-весенний период были на 30% меньше, чем в чёрном плоскорезном пару.

ВЫВОДЫ

{.Минимальная основная обработка почвы является эффективным ресурсосберегающим приёмом в земледелии. Применение её на чернозёмных почвах целесообразно не только с экономической, но и с агроэкологической точек зрения. Она надёжно защищает почву от водной, ветровой и биологической эрозии, сохраняя её плодородие и экологию окружающей среды.

2. Важным фактором, влияющим на эффективность минимальной обработки. является повышенная плотность почвы. Хотя она и не выходит за пределы оптимальных значений для зерновых культур, но в сочетании с другими жизненно важными факторами существенно влияет на формирование урожая.

В годы с засушливым летне-осенним периодом повышенная плотность почвы на минимальном фоне сохраняется ло весны будущего года, что отрицательно влияет на усвоение талых вод и накопление продуктивной влаги в почве.- Вместе с тем, уменьшается и вымывание нитратов из пахотного в глубокие (ниже 1 м) слои почвы, что заметно улучшает питательный режим почвы, в сравнении с глубокими обработками,

3.В годы с ранне-летней засухой ухудшение водного режима почвы на минимальной обработке в сочетании с лучшей обеспеченностью растений азотом приводит к снижению урожайности яровых зерновых культур. Эта законо-

мерность проявляется в 10% лет и особенно заметно на малогумусированных. южных чернозёмах.

Во влажные годы лучшая обеспеченность нитратами на минимальном фоне способствует повышению полевой всхожести яровых зерновых, создаёт лучшие условия для роста и развития растений и в 10% лет приводит к существенному повышению урожайности,

4. Краткосрочное (1-2 года) применение минимальной основной обработки почвы не приводит к заметному увеличению засорённости посевов многолетними сорняками; Засорённость посевов малолетними сорняками в большей степени зависит от сложившихся погодных условий, а не от способов основной обработки почвы.

Î. Применение минимальной основной обработки почвы в паровом поле четырёхпольного севооборота не приводит к снижению урожайности первой культуры после пара-яровой твёрдой пшеницы.

Ma малогумусированных южных чернозёмах вторая (мягкая пшеница) и третья (ячмень) культуры после пара в результате ухудшения водного режима почвы на минимальном фоне в отдельные годы снижают урожайность и продуктивность пашни в целом по севообороту на 1,9 и с 1га.

На обыкновенных чернозёмах, с содержанием гумуса 5-6,3%, влияние плотности почвы на формирование урожайности зерновых культур проявилось в меньшей степени, поэтому выход зерна с t га севооборотной площади на всех вариантах опыта был одинаковым.

6, Экономическая и энергетическая оценка применения минимальной основной обработки почвы на южных чернозёмах показывает, что, несмотря на недобор зерна в целом по севообороту на 1,9 ц с 1 га, производственные затраты, себестоимость зерна, затраты труда и энергии ниже, а уровень рентабельности даже выше, чем на контроле (глубокая плоскорезная обработка). По величине условно-чистого дохода и энергетической эффективности минимальная обработка почвы несколько усту пала плоскорезной.

Однако, с учётом производственной проверки, в среднем за 11 лет экономические показатели на минимальном фоне не уступают контролю, а по условно-чистому доходу, рентабельности и по себестоимости зерна заметно превосходят ет.

На обыкновенных чернозёмах при одинаковом выходе зерна с t га севооборотной плошали на всех вариантах опыта экономическая и энергетическая эффективность минимальной основной обработки почвы выше, чем на южных чернозёмах.

7. Применение минимальной основной обработки почвы после озимой ржи, несмотря на снижение урожайности яровой пшеницы по причине укоренения падалицы ржи в отдельные годы, экономически выгодно и оправданно.

В среднем за 5 лет условно-чистый доход на минимальном фоне был на уровне контроля (глубокая плоскорезная обработка), но себестоимость зерна и

затраты труда ниже соответственно на 35 руб. и 0,81 ч-час на 1 га, а рентабельность на 14% выше.

8, Из весеннего агрокомплекса, лучшей технологией на минимальном фоне является посев яровой пшеницы стерневой сеялкой СЗС-2,1 с лапками, обеспечивающий наибольшие условно-чистый доход (437,9 руб. на I га), уровень рентабельности (104,6%) и самую низкую себестоимость продукции (36,3 руб. на I ц).

Весенняя технология, включающая предпосевную культивацию КГ1Э-3.8 с ограничителями глубины и посев дисковыми сеялками С3-3,6 с нрикатыванием, на минимальном фоне несколько уступала по этим показателям, соответственно: 37 руб. на 1 га, 8,8% и 1,65 руб. на 1 ц зерна.

На вариантах с плоскорезной и безотвальной обработками экономически выгодней применять весеннюю технологию, включающую предпосевную культивацию и посев дисковыми сеялками.

9. Минимальная основная обработка, в сравнении с глубокими обработками почвы, является эффективным почвоохранным и экологически чистым приёмом в земледелии.

В паровом пате минимальная обработка, вследствие повышенной плотности, замедляет процесс минерализации гумуса с высвобождением нитратов и уменьшает вымывание их из почвы в осенне-эимне-весенний период на 30%, в сравнении с глубоким рыхлением.

После не паровых предшественников она способствует лучшему сохранению нитратов от вымывания, что во влажные годы приводило к повышению урожайности ячменя на 5,8-8 цс 1 га.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В системе четырёхпольного зеркопарового севооборота (пар чистый-яровая твёрдая пшеница-яровая мягкая пшеница-ячмень) минимальную основную обработку почвы следует применять под пар, вторую к третью культуру; после него.

На малогум у сиро ванных южных чернозёмах после засушливого летнего периода высокая плотность почвы сохраняется до весны и ухудшает водный режим. Поэтому в такие годы на минимальных фонах с осени целесообразно проводить поверхностную обработку широкозах ватным и плоскорежущими орудиями.

2. В севооборотах, где по чистому пару высеваются озимые хлеба, применение минимальной основной обработки почвы под вторую культуру после него экономически целесообразно.

В целях повышения эффективности минимальной основной обработки, в борьбе.с падалицей озимых, следует в отдельные годы с осени проводить поверхностную обработку почвы широкозахватными дисковыми или плоскорез-нымн орудиями.

3. Весеннюю технологию подготовки почвы и посева на минимальном фоне необходимо проводить в зависимости от наличия в хозяйствах техники и складывающихся погодных условий весны.

При хорошем увлажнении пахотного слоя почвы и ранних сроках сева стерневые сеялки работают некачественно, поэтому посев зерновых следует осуществлять дисковыми сеялками.

В засушливые весны с быстрым нарастанием температуры на минимальном фоне целесообразнее применять стерневые сеялки,.

На плоскорезной зяби, независимо от погодных условий весны, экономически выгодней использовать весеннюю технологию, включающую предпосевную культивацию типа КПЭ-3,8 и посев дисковыми сеялками с прикатыванием.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Эффективность минимальной обработки почвы на южных и обыкновенных чернозёмах центральной зоны Оренбургской области//Агробиологические основы интенсификации производства зерна в Оренбургской области / Сборник научных трудов. - Уфа: БНИИЗиС, 1991, - С.38-43 (в соавторстве).

2. Ресурсосберегающие технологии в земледелии. ЦНТИ. 1992..Да 276 (в соавторстве).

3. Ресурсосберегающие приёмы при основной зяблевой обработке почвы // Наука и хлеб. - Оренбург, 1998, - С. 127-130 (в соавторстве).

-1, Эффективность минимальной обработки почвы в степной зоне И Наука и хлеб. - Оренбург, 1998. — С. 131-135 (в соавторстве).

5. Обновление агротехнологий в Оренбуржье. // Земледелие. - 1998, - Кг 6. - С.21 (в соавторстве).

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Жданов, Владимир Михайлович, Оренбург

Оренбургский научно - исследовательский институт

сельского хозяйства

Минимализация основной обработки почвы в полевых севооборотах степной зоны Оренбуржья

Специальность 06.01.01. - общее земледелие

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

I/

Жданов Владимир Михайлович

На правах рукописи

Научный руководитель - доктор сельско хозяйственных наук Н.А. Максютов

Оренбург 1999

Оглавление

Введение 4

Глава 1. Обзор литературы 8

Глава 2. Условия и методика проведения опытов 32

2.1. Почва и особенности климата 32

2.2. Метеорологические условия в годы проведения опытов 36

2.3. Программа и методика проведения исследований 44

2.4. Агротехника в опыте 50 Глава 3. Минимализация основной обработки почвы в четырёхпольном зернопаровом севообороте 52

3.1. Защита парового поля от эрозии 52

3.2. Физические свойства почвы 56

3.3. Водный режим почвы 65 3.4 Питательный режим почвы 81

3.5. Засоренность посевов 88

3.6. Густота стояния растений 94

3.7. Морфологический анализ 9?

3.8. Структура урожая 102

3.9. Урожайность яровых зерновых культур 10?

3.10. Качество зерна 114

3.11. Агроэкономическая и биоэнергетическая оценка систем основной обработки почвы в севообороте 123

Глава 4. Особенности применения минимальной основной

обработки почвы после озимой рши 130 Глава 5. Весенний агрокомплекс на минимальном фоне 143 Глава 6. Экологическая оценка способов основной обработки почвы в севообороте 150 Выводы 155

Рекомендации производству 159

Список литературы 160

Приложения 17?

Введение

Актуальность темы. Важным ресурсосберегающим приёмом в земледелии является минимализация основной обработки почвы, так как она является самым дорогостоящим агротехническим приёмом.На его проведение приходится около 40% энергетических и 25 У. трудовых затрат от всего объёма работ при возделывании сельскохозяйственных культур (К.Г.Шульмейстер, 1988; В.А.Корчагин, 199?).Поэтому снижение затрат на проведение такого дорогостоящего и энергоёмкого приёма, особенно в период нестабильной рыночной экономики, диспаритета цен на сельскохозяйственную и промышленную продукцию, дороговизну с.-х.техники и орудий, запасных частей, горючесмазочных материалов, минеральных удобрений и средств защиты растений, является весьма актуальным.

Научными учреждениями области давно была затронута проблема минимализации основной обработки почвы, в первую очередь в целинных районах восточной зоны.Однако она решалась главным образом под вторую культуру после пара. В остальных зонах области исследования в этом направлении проводились недостаточно.

Практически нет опытных данных по длительному применению минимальной основной обработки почвы в полевых севооборотах. Не изучена она и в зернопаровых севооборотах с короткой ротацией.

Не велись исследования и не имеется разработок по весеннему агрокомплексу на минимальном фоне.

Не затронута роль минимальной основной обработки почвы в целях борьбы с эрозией и сохранения плодородия почвы.

Не в полной мере выявлены причины снижения урожайности зерновых культур на минимальной обработке в отдельные годы.

Все выше перечисленные нерешённые проблемы по минимализа-ции основной обработки почвы и составляют актуальность темы.

В основу диссертационной работы легли многолетние экспериментальные данные за 1986-1996 годы.

Цель работы. Разработать рациональную систему ресурсосберегающей обработки почвы в зернопаровых севооборотах с короткой ротацией, обеспечивающую эффективную защиту почвы от эрозии, сохранение почвенного плодородия, фитосанитарное состояние посевов и устойчивость выхода зерна с 1- га пашни, с минимальными затратами на его производство.

В задачу исследования входило: -установить влияние минимальной основной обработки на водно-физические и биологические свойства почвы, её питательный режим и засорённость посевов.

-выявить роль минимальной основной обработки в сохранении плодородия почвы и защите её от эрозии, -разработать весенний агрокомплекс возделывания зерновых культур на минимальном фоне.

-выявить основные причины снижения урожайности зерновых культур в отдельные годы на минимальной обработке, -изучить влияние минимальной основной обработки почвы в четырёхпольных зернопаровых севооборотах на урожай зерновых культур и его качество, -дать агрозкономическую, энергетическую и экологическую оценку различным системам основной обработки почвы в полевых севооборотах с короткой ротацией.

Исследование является составной частью ведомственной тематики Оренбургского НИИ сельского хозяйства по проблеме: "Разработать и внедрить по зонам Оренбургской области научные основы систем почвозащитного земледелия в условиях интенсификации производства при ресурсосберегающих технологиях возделывания с.-х. культур, обеспечивающих на 10-15% повышение урожайности и на 15% экономию труда на единицу продукции" .

Номер государственной регистрации 01.86.0130159

Научная новизна. Впервые для условий степной зоны Оренбуржья на южных и обыкновенных чернозёмах разработана система минимальной обработки почвы в четырёхпольных зернопа-ровых севооборотах и установлена высокая её эффективность.

Выявлены основные причины снижения урожайности зерновых культур в отдельные годы на минимальной обработке.

Впервые дана агроэкономическая, энергетическая и экологическая оценка различным способам основной обработки почвы в системе полевых севооборотов.

Основные положения, выносимые на защиту.

Установлена высокая экономическая и энергетическая эффективность применения минимальной основной обработки почвы под пар, вторую и третью культуры после него в системе четырёхпольных зернопаровых севооборотов на южных и обыкновенных чернозёмах степной зоны Оренбуржья.

Доказана положительная роль минимальной основной обработки почвы в сохранении плодородия почвы и защите её от водной, ветровой и биологической эрозии.

Выявлены основные причины снижения урожайности зерновых

культур на минимальной обработке в отдельные годы.

Разработан весенний агрокомплекс на минимальном фоне с применением машин и орудий для отвальной и безотвальной обработки в зависимости от погодных условий.

значимость. Использование результатов исследований в производстве позволит в значительной степени снизить экономические и энергетические затраты при возделывании с.-х. культур, сохранить плодородие почвы и защитить её от эрозии

0 д =1 гшо д ттн а Сропп^тяти игг поплрянмй ирпп и^чпсдмм ппт.1 пяопя-

1 И V "-—Ч Ц<1 • 1 ^ V ,4 и 1 VI 4 1/1 / I У У ^ ¿Л, о н 1 I > 1 и V Ц 4/1/1 и ^ и 1 1 1Л 11 и 11 '—А •—>

оотке "Справочника агронома" ( 1989 г. ), "Системы сухого земледелия Оренбургской области" С 1 990 г.),"Системы устойчивого ве-

почно гояцрупупрамгтврчнпгп пппморппртсл Пприпттпгг^лм лппдгти"

ХД, ^ I I * 1 «Л и и 1/1 и и и О * Ю и I 1 V 1 и V 1 1 1 1 V I II)—1 V-» I 1 •—> •_/ 1 1~> -—л V Р V I IV Ч и 1 V 1 1 V 1 1 О"—'»/1 VII»

(1999 г. ).

Разработанные на основе проведённых исследований ресурсосберегающие технологии внедрены в 1995-1998 годах в опытно-производственных хозяйствах "Урожайное" и им."Куйбышева". а также в других хозяйствах области. Общая площадь внедрения 1401670 га. суммарный экономический эффект 187326.3 тыс.руб.

Опубликовано 18 печатных работ в т.ч. 5 по теме диссертации. Место проведения опытов-Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. ОПХ "Урожайное". ОПХ им.Куйбышева.

Годы проведения исследований;1986-1996.

Глава i. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Земля является основным средством производства в сельскохозяйственной отрасли народного хозяйства, призванным обеспечить потребности населения в продуктах питания, а промышленность в сырье.

Важнейшим свойством почвы является плодородие.В естественных условиях по данным Х.Беннета (Копке, Bertrand , 1962) для создания слоя почвы в 2.5 см при хорошем растительном покрове требуется от 300 до 1000 лет и более.При ежегодном приросте населения на земном шаре свыше 30 млн.человек,чтобы прокормить и одеть их необходимо не просто поддерживать плодородие почвы, а надо повышать его, так как время освоения новых земель прошло.

Среди мер способствующих созданию наиболее благоприятных условий для роста и развития сельскохозяйственных растений является обработка почвы.Общими задачами обработки любой почвы в любом земледельческом районе надо считать следующие: -обработкой так изменить строение пахотного слоя и его структурное состояние, чтобы были созданы благоприятные водные, воздушные и тепловые условия для растений; -создать условия для накопления и сохранения достаточного количества влаги в корнеобитаемом слое;

-обеспечить усиление жизнедеятельности полезных микроорганизмов с целью улучшения пищевого режима;

-уничтожить сорняки и источники заражения посевов вредителями и болезнями;

-обеспечить защиту почвы от водной и ветровой эрозии; -создать условия для лучшей заделки семян высеваемых сельско-

хозяйственных культур и обеспечить надлежащий уход за растениями.

Основные положения учения об обработке почвы ещё в конце XIX-начале XX века были сформулированы трудами П.А.Дояренко (1966) и других учёных. A.A.Измаильский (1949), И.А.Стебут (1957) считали, что только глубокая отвальная вспашка может обеспечить растениям нужное плодородие.Однако П.А.Костычев (1951), рекомендуя вспашку, допускал посев "наволоком" под борону после уборки хлеба на целине под вторую и четвёртую культуру.

Н.М.Тулайков (1963) отмечал, что излишняя рыхлость пахотного слоя, создаваемая в процессе механических'обработок, в значительной степени способствует непроизводительному расходованию почвенной влаги.

И.Е.Овсинский ( 1899 ) считал первостепенной задачей создание плодородного слоя почвы (два и три дюйма), а глубокую отвальную вспашку рассматривал как порчу земли.

Т.С.Мальцев (1969) установил, что в условиях Зауралья достаточно провести одну глубокую (на 25-30 см) обработку раз в 4-5 лет, а в остальные годы ограничиться более мелкой обработкой.

Э.Ф.Фолкнер (1969) в книге "Безумие пахаря" доказывает, что глубокая ежегодная вспашка является основным источником разрушения почвенной структуры, развития эрозии и снижения её плодородия.

С появлением новых тяжёлых тракторов, комбайнов и другой сельскохозяйственной техники увеличились энергетические затраты.Так, В.А.Корчагин (1997) считает, что только на обработку почвы расходуется 25-30% трудовых и до 40И всех энергетических затрат в полеводстве, К.И.Курочкин (198?) же приводит

другие цифры-более половины затрат.

За последние годы в практике земледелия нашей страны произошли существенные изменения в подходах к системе обработки почвы.Отвергнуто шаблонное требование повсеместного применения вспашки плугами с предплужниками.На миллионах гектаров внедряется новая почвозащитная система земледелия, разработанная коллективом ученых ВНИИЗХа под руководством академика А.И.Бараева, предусматривающая переход на обработку почву безотвальными почвообрабатывающими орудиями: глубокорыхлителями КПГ-250, КПГ-2-150, культиваторами-плоскорезами КПП-2.2, тяжёлыми противоэрозионными культиваторами КПЭ-3.8, для пожнивного лущения и весеннего закрытия влаги-игольчатая борона БИГ-3, для посева на стерневых фонах-сеялка-культиватор С3С—2.1.Применение зтих орудий для обработки почвы и посев специальными стерневыми сеялками обеспечивает надёжную защиту почв от эрозии (А.И.Бараев, 1975).

Однако одним применением плоскорезной обработки не решаются все больные вопросы современного земледелия, связанные с сохранением плодородия почвы и в то же время получение стабильно высоких урожаев зерна с наименьшими затратами (А.И.Бараев, З.Ф.Госсен, 1380). П.А.Костычев (1951) в своё время писал, что при надлежащем уходе чернозём может соединять в себе благоприятные свойства песчаной почвы с высоким плодородием, ему свойственным, если его поддерживать в рыхлом, губчатом состоянии, с мелкокомковатым слоем на поверхности пашни, который не должен иметь волосной (капиллярный) связи с нижними слоями пашни.Верхний, рыхлый слой при сухой погоде будет препятствовать испарению влаги из нижних слоёв.

Отсюда исходит вывод об отсутствии необходимости ежегодного применения глубокой обработки почвы, и о необходимости ми-

нимализации основной и предпосевной обработки почвы.

Альтернативные идеи в подходах к системе обработки почвы выдвигались в первой половине нашего столетия и за рубежом (Achenbach F., 1921; Duley F.L., Rüssel I.С., 1942; Rüssel E.H., Keen В.A., 1938).

Минимальная обработка почвы-зта обработка, обеспечивающая снижение энергетических затрат путём уменьшения числа и глубины обработок, совмещения операций и приёмов в одном рабочем процессе, уменьшения обрабатываемой поверхности поля и применения гербицидов для борьбы с сорняками.

Необходимость минимализации обуславливается во-первых, большими энергетическими и трудовыми затратами на обработку почвы, во-вторых, чрезмерным уплотнением почвы и ухудшением её свойств под воздействием ходовых систем тяжёлых тракторов и почвообрабатывающих орудий, что приводит к снижению урожайности на 12-30%, особенно в районах достаточного и избыточного увлажнения, и, в-третьих, усилением эрозионных процессов из-за ускоренного разложения органического вещества при интенсивных механических обработках.

В интенсивном земледелии минимализацию обработки почвы следует рассматривать как важнейшее условие сохранения потенциального и повышения эффективного её плодородия, а также защиты почвы от эрозии, улучшения гумусового баланса, уменьшения непроизводительных потерь питательных веществ и влаги.Кроме того, она обеспечивает сокращение сроков выполнения работ.

За рубежом (Миллз Дж., 1966; И.М.Хорошилов, В.И.Хорошило-ва, 1976; М.В.Базилинская и др.,198?; Е.С.Шершнев и С.А.Иоан-несян, 1993; И.В.Тринченко, i988 )-в CIA, Англии, Канаде тяжёлая техника привела к массовой деградации почв.Поэтому в 80-х

годах резко снизились темпы роста технической вооружённости фермерских хозяйств.С этого времени усилился переход к ресурсосберегающим почвозащитным технологиям. Например в США их пять видов:

1. Нулевая обработка-прямой посев в почву,без предварительной обработки.

2. Гребневая обработка-до посева почва не обрабатывается.Во время посева около трети поверхности обрабатывается стрельчатыми лапами и очистителями рядов, формирующими гребни, в которые производится посев.

3. Обработка полосами-почва без обработки и лишь во время посева обрабатываются полосы.

4. Мульчирующая обработка-перед посевом почву обрабатывают с помощью чизелей-культиваторов, дисковых орудий или плоскорезов.

5. Сокращённая обработка-в основе её лежит сокращение числа проходов по полю за счёт использования гербицидов и совмещения операций за один проход агрегата.

Преимущество прямых посевов: резкое ослабление эрозии, сохранение потребности в ГСМ, повышение производительности труда и в связи с этим выполнение полевых работ в сжатые сроки, снижение потребности в рабочей силе.Но пока эти приёмы с трудом находят применение среди фермеров из-за того, что урожаи на каштановых и тёмно-каштановых почвах обычно не выше, а на чернозёмах ниже, чем при плоскорезной обработке, а также из-за дороговизны гербицидов.

В нашей стране наметились следующие основные направления минимализации обработки почвы:

-сокращение числа и глубины основных, предпосевных и междурядных обработок почвы в севообороте при использовании герби-

ЦИДОБ для борьбы с сорняками;

-замена глубоких обработок поверхностными и мелкими, особенно при подготовке почвы под озимые культуры, с использованием широкозахватных плоскорезов, тяжёлых дисковых борон, лущильников, фрез, обеспечивающих высококачественную обработку за один проход агрегата;

-совмещение нескольких технологических операций и приёмов в одном рабочем процессе путём применения комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов;

-уменьшение обрабатываемой поверхности поля путём внедрения полосной (колейной) предпосевной обработки при возделывании пропашных культур и использовании гербицидов.

Применять минимальную обработку следует в первую очередь на чернозёмных, каштановых и других типах хорошо окультуренных почв с благоприятными для растений агрофизическими почвами,

Параметры, от которых зависит эффективность применения той или иной механической обработки почвы и, в частности, минимальной, определяются в основном физическим её состоянием.Наиболее важной характеристикой почвы является плотность её сложения и водопрочность структуры, определяющие водно-воздушный и другие физические режимы.

Исследования Н.А.Сапожникова (1960), И.Б.Ревута (1968), П.У.Бахтина (1969) и других показали, что каждый вид растений наиболее высокий урожай может создавать при определённой (оптимальной) плотности.

Повышенная плотность почвы отрицательно влияет на рост и развитие расте�