Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Научное обоснование параметров предпосевной обработки почвы под озимую пшеницу в условиях богарного земледелия Республики Дагестан

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование параметров предпосевной обработки почвы под озимую пшеницу в условиях богарного земледелия Республики Дагестан"

На правах рукописи

Джапаров Батыр Абдулжапарович

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ОЗИМУЮ ПШЕНИЦУ В УСЛОВИЯХ БОГАРНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН

специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

18 МАР 2015

005560813

Махачкала - 2015

005560813

Диссертационная работа выполнена на кафедре эксплуатации, ремонта машин и механизации животноводства ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова» (г. Махачкала,

РД).

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Халилов Магомеднур Бурганудинович, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Дагестанский ГАУ имени М.М. Джамбулато-ва»/кафедра эксплуатация, ремонт машин и механизация животноводства, заведующий. Дорожко Георгий Романович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университета/кафедра общего и мелиоративного земледелия, профессор. Ибрагимов Казакмурза Магомедович кандидат сельскохозяйственных наук, ФГБНУ «Дагестанский НИИСХ им. Ф.Г. Кисриева»/ отдел растениеводства и семеноводства, ведущий научный сотрудник. ФГБОУ ВПО «Горский Государственный Аграрный Университет», г. Владикавказ.

Защита диссертации состоится «22» апреля 2015 года в 10: 00 часов на заседании диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.026.01 в ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова» по адресу:367032, РД, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева 180, зал заседаний ученого Совета, тел./факс: (8722)69-61-03.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке в ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова» и на сайте ЬПр://даггау.рф.

Автореферат размещен на сайтах Министерства образования и науки РФ http://vak2.ed.gov.ru и Даг ГАУ ЬПр://даггау.рф.«14» января 2015 г.

Автореферат разослан почтой: «6» марта 2015 г.

Отзывы на автореферат (2 экз.), заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 367032 РД г. Махачкала, ул. М. Гаджиева 180, ФГБОУ ВПО «Даг ГАУ имени М.М. Джамбулатова» В отзыве необходимо указать ФИО автора, почтовый адрес (можно организации), телефон, адрес электронной почты, наименование организации, должность. Отзывы должны прийти на совет за 15 дней до зашиты.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор с/х-х наук, профессор

Т.А.Исригова

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Обработка почвы - важное звено в системе агротехнических мероприятий по производству продукции растениеводства. Механическое воздействие рабочих органов машин и орудий на почву усиливает мобилизацию органических веществ, улучшает физические свойства почвы, создает благоприятные условия для протекания биологических, физических и физико-химических процессов в почве. Для подготовки под посев почву необходимо измельчить на мелкие фракции, уплотнить до оптимальных значений и выровнять ее поверхность, создать мелкокомковатый слой почвы на глубине посева семян зерновых культур.

Разработанных отечественных комбинированных агрегатов нет, хотя они предусмотрены к тракторам мощностью 220-240 л.с. У традиционных отечественных сеялок С3-3,6 и СЗ-6А совмещены несколько технологических операций в одном проходе, что очень важно при возделывании озимых культур и поздноубираемых высокостебельных предшественников. По классической технологии до посева надо успеть сделать 3-4 дискования, предпосевную культивацию, посев и прикатывание посевов, как правило, одно-двухоперационными агрегатами. Оборудование культиваторных серийных лап дополнительными пластинчатыми крошителями на глубину заделки семян оказалось новым направлением в предпосевной обработке почвы и экономически выгодным. И в этой связи вопросы исследования влияния переоборудованных культиваторных лап на гранулометрический состав, плотность почвы, динамику питательных веществ в почве и в дальнейшем на рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы актуальны.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась разработка экологически оправданной адаптивной технологии предпосевной подготовки почвы под озимую пшеницу, обеспечивающей оптимизацию почвенных условий жизни растений и повышение урожайности культуры, сокращение материальных, энергетических и финансовых затрат на производство продукции в 1,5-3,0 раза. Для достижения на период 2010-2012 г.г. намеченной цели были поставлены следующие задачи:

- выявить характер формирования почвы рабочими органами лапы;

- изучить влияние способов предпосевной подготовки почвы и предшественников на агрофизические факторы плодородия почвы, баланс питательных веществ на посевах озимой пшеницы;

- установить зависимость роста, развития, формирования площади листьев и показателей фотосинтетической деятельности от способов предпосевной подготовки почвы и предшественников;

- выявить влияние способов предпосевной обработки почвы и предшественников на засоренность посевов озимой пшеницы;

- изучить распределение корневой системы в зависимости от способов предпосевной обработки почвы;

- оценить влияние способов предпосевной обработки почвы и предше-

ственников на урожайность и ее структуру;

- дать энергетическую и экономическую оценку эффективности изучаемых способов предпосевной обработки почвы и предшественников.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в условиях богарного земледелия Дагестана выявлены: оптимальные сочетания способов предпосевной обработки почвы и предшественников, обеспечивающие лучшие агрофизические показатели плодородия и положительный баланс питательных веществ в почве; показатели фотосинтетической деятельности и фи-тосанитарнога состояния посевов; целесообразность проведения в условиях богарного земледелия предпосевной подготовки почвы с использованием комбинированных агрегатов и культиваторов с серийными и пластинчатыми лапами, необходимость освоения рекомендуемых приемов предпосевной подготовки почвы, как наиболее эффективного и радикального приема очищения посевов от сорняков и повышения'урожайности озимой пшеницы; дана экономическая и энергетическая оценка рекомендуемой технологии предпосевной подготовки почвы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Целесообразность замены обычной технологии предпосевной подготовки почвы под озимую пшеницу с использованием культиватора с пластинчатыми крошителями почвы как эффективного фактора, повышающего продуктивность пашни в 1,4-1,6 раза в богарных условиях Дагестана.

2. Влияние способов предпосевной подготовки почвы и предшественников на агрофизические свойства, плодородие лугово-Каштановой тяжелосуглинистой почвы, баланс питательных веществ.

3. Рост, развитие, фотосинтетическая деятельность и урожайность озимой пшеницы в зависимости от предшественников и способов предпосевной обработки почвы.

4. Влияние способов предпосевной подготовки почвы и предшественников на засоренность посевов озимой пшеницы.

5. Биоэнергетическая и экономическая оценка изучаемых агроприемов возделывания озимой пшеницы.

Практическая значимость работы. В результате комплексных исследований выявлена и рекомендована производству наиболее эффективная для богарных условий технология предпосевной обработки почвы с использованием комбинированных агрегатов с лапами с дополнительными пластинчатыми крошителями. Внедрение такой технологии способствует увеличению урожайности зерна озимой пшеницы на 5=6 ц/га и получению дополнительно 10-15тыс.руб. чистого дохода с каждого гектара.

Результаты исследований прошли производственную проверку в период с 2010 по 2012 годы в СПК «Учкент» Кумторкалинского района, в Учхозе ДагГАУ имени М.М. Джамбулатова на площади 250 га. Полевые испытания полностью подтвердили обоснованность основных положений и выводов научной работы.

Степень достоверности результатов проведенных исследований.

Достоверность сформулированных в диссертации научных положений, вы-

водов и рекомендаций подтверждается теоретическим обоснованием исследований отечественных и зарубежных ученых, многолетними экспериментальными данными, полученными в полевых и лабораторных условиях, применением общепринятых методик, успешной апробацией полученных автором научных результатов, подтвержденных актами внедрения. На основании изучения способов предпосевной подготовки почвы под озимую пшеницу рекомендовано широкое производственное внедрение разработанных систем предпосевной подготовки почвы.

Достоверность подтверждается проведением экспериментов в многократной повторности с применением современных методов исследований, статистической обработкой данных при достоверной вероятности.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию ДагГАУ им. М.М. Джамбулатова и 35-летию инженерного факультета, ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава факультета агротехнологии и землеустройства Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии в 2009-2012гг., международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию Дагестанского государственного аграрного университета имени М.М. Джамбулатова (Махачкала, 2012).

По материалам исследований опубликовано 15 печатных работ, из них 4 в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ. В печатных работах отражены основные положения диссертации.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 138 страницах машинописного текста, включает 7 приложений, 42 таблицы, из них 20 в приложении и 8 рисунков. Список использованной литературы содержит 129 источников, из них 4 - иностранных авторов.

Содержание работы

1.Обзор литературы

В данной главе приведены результаты анализа современного состояния научных исследований по тематике диссертации, дан анализ технологий, техники для предпосевной обработки почвы. Приведены результаты анализа изученности предпосевной подготовки почвы и влияния способов обработки на урожайность озимой пшеницы. Всего изучено и проанализировано 129 источников информации.

2.Краткая характеристика почв в Республике Дагестан

Дан анализ состояния почвенного покрова Республики Дагестан, различных типов почв и их агроэкологическая оценка. Выявлены перспективы

расширения посевных площадей под зерновые культуры.

З.Условия и методика проведения исследований

Опыты по изучению поставленных вопросов проводились на территорий СПК «Учкент» Кумторкалинского района с 2010 по 2012 годы.

Программа исследований предусматривала проведение двухфакторного полевого опыта по приведенной ниже схеме:

Фактор А Предшественники Фактор В Способы предпосевной обработки почвы

Озимая пшеница 1. Обычный раздельный

2.Комбинированный с использованием серийных лап

3.Комбинированный с использованием пластинчатых разделительных лап

Кукуруза на зерно 1. Обычный раздельный

2.Комбинированный с использованием серийных лап

3.Комбинированный с использованием пластинчатых разделительных лап

Площадь делянки была равна 108 м2 (7,2x15), учетная делянка была такой же. Повторность опытов четырехкратная, размещение делянок было рендомизированное.

При обычной раздельной технологии предпосевной подготовки почвы были использованы агрегаты: лущильник — ЛДГ-5, плуг ПЛП — 6-35, бороны БДТ-3, культиватор — КПС-4. При комбинированном способе предпосевной подготовки почвы был использован агрегат АУП-18.05 с серийными и пластинчатыми лапами.

В период проведения исследований с 2010 по 2012 годы проводились:

1. Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений во всех вариантах I-III повторностей, учитывались даты наступления и продолжительности прохождения последующих фаз: прорастания, всходов, кущения, выхода в трубку, выметывания, цветения, молочно-восковой спелости зерна. При этом использовалась известная и общепринятая методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971).

2. Структурно-агрегатный состав почвы определен по Н.И. Саввинову (1962), плотность по - A.A. Качинскому (1947), водопроницаемость — прибором ПВН по Нестерову.

3. Учет общего количества растений и количества их стеблей в полевых исследованиях и опытах проводили в фазе молочно-восковой спелости зерна и перед уборкой культуры на закрепленных площадках, которые имели площадь по 0,25м .

4. Засоренность посевов, как принято, определяли количественно-весовым (КСМ) методом с учетом видового состава (по методике ВИЗР).

5. Площадь листовой поверхности (ПЛП) определяли в фазе кущения, выхода в трубку, цветения, восковой спелости зерна по методу высечек.

6. Рассчитывали фотосинтетический потенциал исследуемых посевов и продуктивность фотосинтеза по формуле А.А. Ничипоровича (1967):

7. Учет урожая проводили прямым комбайнированием. Показатели структуры урожая определялись по модельным снопам, которые скашивали с

фиксированных опытных площадок.

8. Качество зерна в ходе исследований определяли по ГОСТ 9353-90 «Зерновые культуры» (1990).

9. Математическую обработку данных по урожайности зерна проводили методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985)

10. Энергетическая эффективность изучаемых технологий возделывания определялась по методике ВНИИР (С.Г. Посыпанов, 2007).

И. Экономическую эффективность изучаемого сорта и технологий возделывания определяли согласно существующим в хозяйстве нормативам и оценкам.

В опыте использовали рекомендованный сорт озимой пшеницы «Сила» селекции Ставропольского научно-исследовательского института сельского хозяйства (СНИИСХ), хорошо приспособленный к условиям недостаточного увлажнения.

Район проведения опыта относится к зоне богарного земледелия, с умеренной теплой зимой и жарким летом. Климат характеризуется недостаточным количеством осадков (410 мм в год), выпадающих в основном в осенне-зимний период, и среднемноголетним температурным максимумом 28 С. Сумма активных температур более 10°С составляет 3500-4000°С.

Климатические условия в годы проведения исследований по обеспеченности теплом и влагообеспеченности отличались между собой. Так, наиболее благоприятным и близким к среднемноголетним значениям оказался 2012 год. В 2011 году осадков выпало в два раза меньше нормы, о чем свидетельствует значение ГТК=0,32, характеризующее засушливость района проведения исследований. В 2012 году ГТК составил 0,55, что свидетельствует о благоприятной влагообеспеченности этого года.

Почвы опытного участка представлены лугово-каштановыми типами. Содержание гумуса в пахотном слое составляет 2,20%, в слое 0,45-0,55 метров резко уменьшается, а затем повышается до 1,14% на глубине 0,8 - 0,9 метров. Результаты исследований почвы на содержание основных элементов питания растений показывают среднюю обеспеченность легкодоступным азотом-5,1 мг на 100 г почвы, обменным калием - от 24,0 до 35 мг/100 г почвы, а подвижным фосфором - от 1,54 до 2,27 мг/100 г почвы.

Значение плотности пахотного слоя (0,3 метра) на участке было в пределах от 1,25 до 1,30 г/м3, а в метровой глубине - от 1,53 до 1,59 г/м3.

Технология возделывания озимой пшеницы, кроме изученных вопросов, соответствовала существующим для данной зоны рекомендациям.

4. Результаты исследований 4.1 Влияние различных приемов предпосевной подготовки на структурный и агрегатный состав пахотного слоя почвы

В наших исследованиях, проведенных в условиях богарного земледелия, почва, обрабатываемая после уборки кукурузы на зерно, содержала меньше водопрочных агрегатов, чем по озимой пшенице. При использовании обычной системы обработки этот показатель был более выражен, чем при двух других способах обработки. Так, например, содержание водопрочных агрегатов в слое почвы 0-10 см при использовании пластинчатых лап под озимой пшеницей колебалось в пределах 66,6 - 69,8% или в среднем на 3,5 - 11,2% соответственно больше, чем в вариантах с обычной раздельной подготовкой почвы. Однако, в том же слое, после кукурузы количество водопрочных агрегатов уменьшается на 4,0%, к моменту наступления срока уборки урожая пшеницы.

Средние данные за 2010-2012 годы по содержанию указанных агрегатов и коэффициенты структурности содержания водопрочных агрегатов в слое почвы 0-12 см под озимую пшеницу по всем вариантам были почти одинаковыми и колебались от 1,52 до 1,60%, тогда как перед посевом этот показатель находился на уровне 1,40-1,42%. Лучшие показатели при этом были по предшественнику озимая пшеница (таблица 1).

Установлено неодинаковое влияние способов предпосевной обработки на структурное состояние почвы. В первый год исследований проведение обычной раздельной подготовки почвы обычными однооперационными орудиями способствовало незначительному увеличению содержания в исследуемом слое агрегатов размерами от 0,25 до 10мм. Это связано, как показали исследования, с корневой системой и ее распределением в верхнем слое почвы, а также поступлением органических и других веществ предшественника и их накоплением в верхнем поверхностном слое. Этот процесс также способствовал снижению глыбистости при раздельном способе обработки на 1,3-2,5%. Структурообразующая роль комбинированных способов обработки особенно хорошо отмечается на третий год исследований. Отмечается снижение глыбистости почвы. Наименьшие значения показателя глыбистости равны 30,6%. Большое количество и рост содержания ценных агрегатов наблюдается под озимой пшеницей после озимой пшеницы, о чем свидетельствует коэффициент структурности Неравный 1,60, в то время как после кукурузы -1,54.

Таблица 1.- Структурный и агрегатный состав пахотного слоя почвы в зависимости от способов предпосевной под-готовки почвы (среднее за 2010-2012гг)_____

Фактор А предшественника Способ основной обработки почвы Количество агрегатов (%) размером (мм) Коэффициент структурности Коэффициент водо-прочности Коэффициент водоустойчивости Количество водопрочных агрега-тов(%)

>10 0,25-10 <0.25

Озимая пшеница Обычный раздельный (контроль) 32.5 32.6 58.5 66,3 м 8,1 1.21 1,35 0.73 1,20 0.52 0,63 43.2 46,8

Комбинированный с использованием серийных лап 34,6 30,6 56,8 63,3 8^6 6,1 1.40 1,54 0,80 1,24 0.50 0,60 44.3 50,9

Комбинированный с использованием пластинчатых лап 35,0 31,5 58.0 65,7 M 2,8 1.42 1,60 0.88 1,26 0.54 0,65 46.6 56,2

Кукуруза на зерно Обычный раздельный (контроль) 32.5 28.6 58,3 61,2 £2 6,2 1.28 1,25 0.56 1,18 0.45 0,55 40.2 44,8

Комбинированный с использованием серийных лап 33.5 30.6 57.4 63,2 9J_ 6,2 1.38 1,50 0.56 1,20 0.48 0,60 42.1 48,6

Комбинированный с использованием пластинчатых лап 35,5 31,3 58.8 65,1 5J_ 2,6 1.40 1,56 0,58 1,22 0.51 0,63 45.2 50.3

4.2 Влияние различных приемов предпосевной подготовки на плотность

почвы

Одной из основных функций структуры почвы является ее плотность. В наших опытах плотность почвы на глубине 0-10 сантиметров слоя почвы после уборки озимых зерновых в среднем составила 1,10 г/см3, а после кукурузы на зерно -1,2 г/см3 (таблица 2).

Таблица 2. - Влияние способов предпосевной обработки почвы на плотность и пористость почвы (среднее за 2010-2012г.г.) _

Предшественники Способы предпосевной обработки почвы Плотность Пористость

г/см3 в % по контролю % По отношению к контролю, %

Озимая пшеница Обычная раздельная 1,15 100,0 50 100,0

Комбинированная с серийными лапами 1,1 0 96 52 102,0

Комбинированная с пластинчатыми лапами 1,05 91 53 105,6

Кукуруза на зерно Обычная раздельная 1,20 100 51 100

Комбинированная с серийными лапами 1,12 93 53 102,0

Комбинированная с пластинчатыми лапами 1,10 92 54 106,0

Перед посевом культуры показатель плотности по обоим предшественникам выравнивается, а при уборке урожая был одинаковым и составил 1,101,20 г/см3 соответственно.

4.3 Влияние систем предпосевной обработки на пищевой режим почвы

под озимую пшеницу

В наших исследованиях изучаемые системы предпосевной обработки почвы, как показали опыты, оказывали существенное влияние на содержание и динамику основных питательных элементов, содержащихся в почве. Так, при исследовании почвы в фазе кущения озимой пшеницы в одном килограмме пахотного слоя почвы содержание нитратов было: при обычной обработке - 20,6 мг; при комбинированной с серийными лапами - на 2,1 мг больше. На вариантах с использованием пластинчатых лап нитратов содержалось больше, чем на варианте с обычной, принятой для данной зоны, обработкой и почвозащитной схемах обработки - на 4,3 и 5,2 мг соответственно. Аналогично и по предшественнику кукуруза на зерно максимальное накопление ЫРК на вариантах с комбинированной системой обработки почвы с исполь-

зованием пластинчатых лап составляет в среднем 22,3 мг/кг почвы в слое 020 см (рисунок 1).

■ Озимая пшеница Обычная раздельная(контроль)

■ Озимая пшеница Комбинированная с использованием серийных лап

■ Озимая пшеница Комбинированная с использованием пластинчатых лап

■ Кукуруза на зерно Обычная раздельная (контроль)

■ Кукуруза на зерно Комбинированная с использованием серийных лап

■ Кукуруза на зерно Комбинированная с использованием пластинчатых лап

Рисунок 1. - Динамика основных элементов питания в 0-20 см слое почвы под озимой пшеницей в зависимости от систем предпосевной обработки почвы в среднем за 2010-2012гг (мг/кг почвы)

Как показывают данные рисунка 1,относительно низкое содержание в почве нитратов на исследуемом варианте с обычной принятой обработкой почвы легко можно объяснить снижением мобилизационной способности естественного плодородия почвы по сравнению с комбинированным способом подготовки почвы.

Аналогичные данные получены нами по динамике содержания фосфатов и концентрации обменного калия. При обычной, принятой в данной зоне системе обработки почвы, в фазе кущения озимой пшеницы содержание фосфатов было 12,8 мг/кг, по комбинированной системе их содержание было незначительно и составило 22,4 мг/кг, а при использовании пластинчатых лап концентрация повышена на 3,1 мг/кг почв по сравнению с использованием серийных лап.

Максимальное количество обменного калия также содержалось в варианте с использованием почвозащитной системы для обработки почвы по предшественнику озимая пшеница -361 и 370.1 мг/кг почвы. При обычной принятой обработке показатели по обменному калию были ниже почти на 18,0 и 9,8 мг на килограмм почвы. Аналогичные изменения наблюдались и по предшественнику кукуруза на зерно.

4.4 Влияние систем предпосевной обработки на динамику влажности почвы и водопотребление озимой пшеницы

В результате наших исследований отмечено, что к началу времени озимого сева, существенной разницы по влажности по всем вариантам опыта и ее зависимости от выбранных предшественников не установлено. В посевном слое почвы (0-12 см) влажность почвы составила: по предшественнику - озимой пшенице - 10,1%, по кукурузе — 9,0%. Разница по влажности между предшественником озимая пшеница и кукурузой составила — 1,0%, а в слое 06 см, влажность колебалась в пределах 9,5% (озимая пшеница), до 8,6 % (кукуруза), т.е. с разницей 0,9% (таблица 3).

Таблица 3. - Динамика изменения влажности почвы (в %) под озимой пшеницей в зависимости от выбранных предшественников и вариантов обработки почвы в условиях С ПК «Учкент» за 2010-2012 гг._

Пред- Сроки проведения Глу- Варианты систем предпосевной

ше- бина обработки почвы

ствен- слоя Обыч Комбини- Комбини-

ники поч- ная рованная с рованная с

вы, см серийны- пластин-

ми лапами чатыми

лапами

я Перед посевом 0-12 8,4 10,6 11,4

в £ 0-6 9,2 9,7 9,6

3 В начале вегетации 0-12 19,5 20,6 20,9

с к 0-6 14,0 14,7 15,0

я 2 Перед уборкой уро- 0-12 9,5 9,7 9,7

О жая 0-6 10,2 10,3 10,5

о Перед посевом ози- 0-12 7,7 9,6 9,8

а, мой пшеницы 0-6 7,9 9,2 8,6

м Я В начале весенней 0-12 18,4 20,4 20,5

я вегетации 0-6 13,5 14,2 14,3

а. Перед уборкой уро- 0-12 9,4 9,5 9,5

и жая 0-6 10,3 10,4 10,5

И

Как показывают данные таблицы, применение обычной обработки способствовало снижению влажности почвы, чем при комбинированной системе. Так, в вариантах с предшественником озимая пшеница перед посевом в слое 0-12 см влажность почвы была на 3,6%выше, чем при обычной. В вариантах с предшественником кукуруза перед посевом разница в пользу комбинированной системы подготовки почвы составила 20%. Более заметные показатели влажности были в варианте с использованием пластинчатых культи-

ватерных лап 3,0 и 2,1% соответственно по предшественникам

4.5 Фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы 4.5.1Площадь листовой поверхности озимой пшеницы

Результаты исследований показали, что площадь листовой поверхности озимой пшеницы, которую определяли в фазе кущения за 2010-2012гг., составила в среднем 4,3-7,1 тыс. м2/га. Максимальную площадь листовой поверхности озимая пшеница формирует в фазе колошения - 37,3 тыс.м /га -это по предшественнику озимая пшеница, а к фазе молочной спелости зерна она снижается в среднем на 5,5%. При посеве озимой пшеницы после озимой пшеницы на фоне комбинированного способа предпосевной обработки почвы с использованием пластинчатых лап листовая поверхность была выше в 1,7 раза, чем при использовании серийных лап и в 2,3 раза выше, чем при обычном способе подготовки почвы. Размещение озимой пшеницы по кукурузе на зерно также приводило к снижению площади листьев на 1,7 и 4,5 тыс. м2/га соответственно.

Стартовое преимущество посевов озимой пшеницы по озимой пшенице на зерно наблюдалась уже в фазе кущения. Она была наибольшей при предпосевной обработке почвы с использованием пластинчатых лап - 6,6 тыс. м2/га, что на 2,3 тыс. м2/га выше, чем по другим изучаемым вариантам. В фазе колошения площадь листьев составила по вариантам 35,6; 37,8; 38,5 тыс. м2/га соответственно. В дальнейшем нарастание площади листьев приостанавливается и к фазе восковой спелости она колеблется в пределах 30,235,8тыс. м2/га (таблица 4).

Таблица 4. - Формирование площади листовой поверхности посевами озимой пшеницы в зависимости от способов предпосевной подготовки почвы (тыс. м2/га)_____

Предше шествен ствен-ники Способы предпосевной обработки почвы Фазы развития

Кущение Кололо-шение Молочная спелость Восковая спелость

Озимая пшеница Обычная раздельная (контроль) 5,6 35,6 33,7 31,6

Комбинированная с серийными лапами 6,6 37,8 36,0 33,2

Комбинированная с пластинчатыми лапами 7,1 38,5 38,0 35,8

Кукуруза на зерно Обычная раздельная 4,3 33,1 31,5 30,2

Комбинированная с серийными лапами 6,1 35,1 33,2 32,1

Комбинированная с пластинчатыми лапами 6,5 36,8 36,4 34,5

Фотосинтетический потенциал посевов озимой пшеницы при посеве после кукурузы на зерно при обычном раздельном способе подготовки почвы в среднем за 2010-2012 гг. составил 1,74 млн. м2/га день. При посеве ее в повторных посевах на фоне того же способа подготовки почвы показатель фотосинтетического потенциала был выше на 0,25 млн. м2/га в день.

Использование комбинированных способов подготовки почвы с применением серийных и пластинчатых лап способствовало повышению фотосинтетического потенциала посевов соответственно на 0,53 и 0,47 млн. м2/га в день (рисунок 2).

Рисунок 2. -Фотосинтетический потенциал посевов озимой пшеницы в зависимости от способов предпосевной подготовки почвы (среднее за 20102012гг.), млн. м2/га в день.

4.5.2 Накопление органической массы н чистая продуктивность фотосинтеза

Начальный период развития озимой пшеницы характеризуется медленными темпами накопления сухого вещества в надземной части растений. Несмотря на это, в зависимости от предшественников культуры, отмечена существенная разница в темпах нарастания органической массы. Так, в среднем за 2010-2012 годы до наступления фазы кущения, озимая пшеница по озимой пшенице накапливала 25,2 ц/га зеленой или 3,0 ц/га сухой органической мас-

сы, а по кукурузе на зерно - 16,3 ц/га, или в 1,5 раза меньше. Применение комбинированного способа подготовки почвы способствовало увеличению накопления ее в 1,1 и 1,05 раза соответственно.

Подобно площади листьев, чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) также как и накопление органической массы, повышалась до фазы колошения, а затем снижалась. При этом наиболее высокие показатели отмечены в варианте, где предшественником озимой пшеницы была озимая пшеница на фоне комбинированного способа подготовки почвы с использование пластинчатых лап, где она составила в среднем за вегетацию 4,3 г/м в сутки. В вариантах, где предшественником озимой пшеницы была кукуруза на зерно, чистая продуктивность фотосинтеза была ниже на 0,4 г/м2в сутки.

Чистая продуктивность фотосинтеза озимой пшеницы к фазе колошения была выше, чем по другим фазам: по озимой пшенице - на 1,2 г/м2в сутки, по кукурузе - 0,8 г/м2в сутки. В этой фазе чистая продуктивность фотосинтеза озимой пшеницы по пшенице составила 4,7 г/м2в сутки, а по кукурузе на 4,3 г/м2в сутки меньше.

Начиная с колошения, чистая продуктивность озимой пшеницы по всем вариантам уменьшается на 1,7-1,1 г/м2в сутки, а в фазе восковой спелости зерна разница показателей между рассматриваемыми фазами составила 1,10,7 г/м2в сутки.

В целом за вегетационный период чистая продуктивность фотосинтеза в среднем за 20Ю-2012гг. у озимой пшеницы по кукурузе была меньше, чем на варианте с размещением культуры по пшенице.

Сопоставляя полученные данные по фотосинтетическому потенциалу посевов и чистой продуктивности фотосинтеза, можно заметить, что между этими показателями имеется определенная зависимость, особенно по фазам развития растений. С увеличением площади листовой поверхности и фотосинтетического потенциала посевов отмечается некоторое увеличение чистой продуктивности фотосинтеза.

4.5.3 Влияние предшественников и систем предпосевной обработки почвы на засоренность посевов озимой пшеницы

В результате проведенных исследований было установлено, что основными засорителями посевов озимой пшеницей в повторных посевах являются подмаренник цепкий, редька дикая, щирица запрокинутая и белая, вьюнок полевой, осот полевой и др., а по кукурузе на зерно, кроме них, еще щетинник сизый и зеленый. В значительной степени на их количество оказывают влияние системы обработки почвы. Так, минимальная засоренность посевов пшеницы отмечена при обычной системе с применением вспашки - 20,1 шт/м2 и 3,1 г/м2 воздушно-сухой массы. Применение комбинированной обработки почвы с использованием серийных лап способствует увеличению засоренности посевов озимой пшеницы в 1,5 раза, пластинчатых лап - в 1,2 раза, а воздушно-сухая масса увеличивается соответственно в 1,3 и 1,1 раза (таблица 5).

Таблица 5. - Влияние систем предпосевной обработки почвы и предшественников на засоренность посевов озимой пшеницы в условиях богарного земледелия (2010-2012гг.), шт/м2___

Предшественники Ед. Способы предпосевной Сред- В % к

изме- обработки почвы няя по озимой пшенице

рения Обыч ная раздел ь ная обра- работка Ком-бини-рован-ная с серийными лапами Комбинированная с пластинчатыми лапами предше ше-ствен-никам

Озимая пшеница шт/м2 20,1 30,5 26,8 25,8 100

г/м2 3,1 4,1 3,5 3,6 100

Кукуруза на зерно шт/м2 33,2 35,6 30,1 33,0 127

г/м2 4,5 4,9 4,0 4,5 125

Среднее Оз. пше- шт/м2 26,6 33,1 28,5 29,4 100

по систе- ница г/м2 3,0 3,6 3,3 3,3 100

мам об- Кукуру- шт/м2 35,6 38,2 32,1 35,3 120

работки за на зерно г/м2 3,8 4,5 4,0 4,0 121

В % к Озимая шт/м2 100 126,8 133,3 110,5 100

обычной пшеница г/м2 100 118,0 113,0 100

Кукуру- шт/м2 100 107,3 90,6 99,2 100

за на г/м2 100 108,9 189,0 100

зерно

Следовательно, лучшей системой предпосевной обработки почвы в борьбе с засоренностью пшеницы по выбранным предшественникам была обычная раздельная. Переход на комбинированную систему обработки способствовал увеличению количества сорняков на 10,4 шт/м2. При этом по предшественнику кукуруза на зерно наименьшее количество сорняков было в варианте с использованием пластинчатых разделительных лап — 30,1 шт/м2, что на 5,5 шт/м2 меньше, чем в вариантах с использованием серийных лап и на 3,1 при обычном способе подготовке почвы.

4.5.4 Пораженность растений озимой пшеницы корневой гнилью в зависимости от предшественников и систем предпосевной подготовки почвы

По итогам наших трехлетних исследований при повторном выращивании пораженность озимой пшеницы корневой гнилью достигает лишь 1,8%, тогда как после кукурузы на зерно количество заболевших растений достигало 7,3%.

Из систем предпосевной обработки почвы в условиях естественного увлажнения наиболее эффективной против корневых гнилей оказалась обычная система. При этой системе растения поражались на 17,6-40,9% меньше, чем при комбинированных системах. Проведение обработки почвы с применением пластинчатых лап способствовали меньшему распространению болезни, чем прй использовании серийных культиваторных лап.

4.5.5 Урожайность озимой пшеницы в зависимости от различных приемов предпосевной подготовки почвы

По результатам исследования в условиях естественного увлажнения Центрального предгорья Дагестана комбинированная технология предпосевной подготовки почвы способствует существенному повышению продуктивности изучаемой культуры.

Максимальный урожай зерна 46,3 ц/га в среднем за 2010-2012 гг. получен при предпосевной подготовке почвы по комбинированному способу с использованием культиватора с пластинчатыми лапами, при этом, обычная технология в рассматриваемых условиях уступала ему на 6,8 ц/га. Лучшие показатели при этом были получены по предшественнику озимая пшеница в среднем на 2,7 ц/га больше, чем по кукурузе на зерно (таблица 6).

Таблица б.-Урожайность озимой пшеницы в зависимости от предпосевной подготовки почвы (среднее за 2010-2012гг.) в ц/га.

технологии

Предшественники

Озимая пшеница

В % к контролю по технологиям

НСР05

Кукуруза на зерно

В % к контролю по технологиям

НСР05

Годы исследований

2010 2011 2012 Среднее

2010 2011 2012 Среднее

Технологии

Обычная раздельная

36,7 39,2 42,5 39,5

100 2010г.-1,4 ц/га

33,3 35,8 37,6 35,6

100

2010г.-1,2 и/га

Комбинированная с серийными лапами

40,3

42.5

45.6 42,8

108,6 2011г-

2,3 ц/га

38,8

41.1 43,6

41.2

115,7

2011г-1,5ц/га

Комбинированная с пластинчатыми-лапами

44.2

46.3 48,5 46,3

117,2 2012г.-1,8 ц/га

42.5

43.6

45.7 44,0

123,6

2012г.-2,2 ц/га

Сред нее

40.4 42,7

45.5 43,0

108,8

38,2

40.2

42.3 40,3

113,2

В % к контролю по предшественникам

100 105,7 112,6 106,7

100 105,2 110,7 105,5

Анализ данных таблицы 6 показал, что у озимой пшеницы максимальная урожайность во всех вариантах была в 2012 году. При этом лучшим является вариант с использованием пластинчатых лап, где урожайность составляет 48,5 по озимой пшенице и 45,7 ц/га по кукурузе.

5. Экономическая и энергетическая оценка приемов предпосевной подготовки почвы под озимую пшеницу

5.1 Экономическая эффективность приемов предпосевной подготовки

почвы

Полученные результаты по сравнительной эффективности различных способов предпосевной подготовки почвы под озимую пшеницу показали, что наиболее продуктивным и экономически выгодным является комбинированный способ предпосевной обработки почвы, при котором посев обеспечивает получение в среднем 26,4 тыс. руб. чистого дохода, при себестоимости 1ц 108,2 руб. Переход с комбинированного способа предпосевной подготовки почвы к обычному раздельному привел к снижению чистого дохода на 4,1 тыс. руб., уровня рентабельности на 24,5% и росту себестоимости 1ц зерна на 14,0руб.

Лучшие экономические показатели были получены по предшественнику озимая пшеница, где отмечен не только максимальный выход продукции и чистый доход, но и высокая рентабельность, минимальная себестоимость производства 1ц зерна культуры — 180,2 руб.

5.2 Энергетическая эффективность приемов предпосевной подготовки

почвы под озимую пшеницу

Проведенный нами анализ энергетической эффективности различных систем предпосевной подготовки почвы при размещении озимой пшеницы по разным предшественникам показывает, что на проведение культивации и боронования затрачивается 7 тыс. МДж совокупной дополнительной энергии в расчете на один гектар. Это составляет 66,5% всех затрат на выращивание озимой пшеницы.

Следует отметить, что в вариантах с предшественником озимая пшеница произведено продукции, содержащей высокое количество совокупной энергии — 68,7 ГДж/га в среднем по всем системам. При размещении озимой пшеницы по кукурузе на зерно этот показатель был одинаковым — 65,7 ГДж/га. Наименьшее количество энергии содержалось на варианте с комбинированной предпосевной обработкой почвы с использованием культиватора с пластинчатыми лапами.

Энергетический коэффициент, т.е. отношение энергии, содержащейся в единице массы продукции к совокупной дополнительной энергии, затраченной на его производство, наиболее высоким был также при обычной технологии — 1,69 в среднем по всем системам предпосевной обработки почвы.

Вариант с комбинированной системой обладал наибольшей энергетиче-

ской рентабельностью, которая в среднем по всем системам обработки почвы, составила 69%. Существенное же ее снижение отмечалось при обычной технологии - до 67,1-64,3% соответственно по предшественникам.

Совокупный учет влияния предшественников и систем предпосевной обработки почвы на энергетическую эффективность произведенной продукции показал, что озимая пшеница предпочтительнее на фоне комбинированной системы предпосевной подготовки почвы. В произведенной в этом варианте продукции содержалось 73,5 ГДж/га, энергетический коэффициент составил 1,25, энергетическая рентабельность-93,0 %.

Выводы

1. В условиях богарного земледелия Центрального предгорья Дагестана одним из эффективных приемов повышения урожая озимых культур является подбор оптимального варианта предпосевной подготовки почвы. Он обеспечивает равномерную глубину заделки семян - 6-8 см, оптимальную густоту стояния растений, высокие показатели фотосинтетической деятельности посевов и, как следствие, оптимальные урожаи озимой пшеницы.

2. Предшественники и способы предпосевной подготовки почвы оказывают существенное влияние на агрофизические свойства лугово-каштановой тяжелосуглинйстой почвы, что в дальнейшем сказывается на росте и развитии озимой пшеницы, а также яа формирование урожайности.

3. Наиболее благоприятное влияние на структуру почвы оказывает предпосевная подготовка почвы с использованием культиваторных пластинчатых лап с Почвоуглублением на 8-10 см, коэффициент структурности по которой составил в начале вегетации 1,42 и в конце 1,60, а количество агрегатов- 46,6-56,2% соответственно, что превышает ©стальные варианты на 2,9% и, в частности, контроль - подготовка почвы обычным раздельным способом на - 2,4%.

4. По раздельной предпосевной подготовке почвы были отмечены наиболее низкие показатели плотности почвы перед посевом озимой пшеницы (в слое 0-10см) соответственно 0,92 и 1,10 г/см3. По комбинированному способу с использованием серийных и пластинчатых лап плотность почвы была выше и составила 1,22-1,25 г/см3, что также является оптимальным показателем для озимой пшеницы.

5. Лучшие показатели полевой всхожести семян 384-361 шт/м были обеспечены при комбинированном способе предпосевной обработки почвы с применением пластинчатых лап. Переход к обычному раздельному способу способствовал снижению полевой всхожести семян на 6,4-4,4%.

6. Наибольшие показатели фотосинтетической деятельности достигнуты при комбинированном способе подготовки почвы с использованием пластинчатых лап по предшественнику озимая пшеница, где площадь листовой поверхности составила 42,5 тыс. м2/га, ФПП - 2,351 млн. м2/га в день, ЧПФ -5,2 г/м2в сутки. При переходе к предпосевной подготовке обычным раздельным способом эти показатели снижались, соответственно на 3,1 тыс. м /га; 83 тыс. м^га дней и 0,2 г/м2 сутки.

7. Максимальная урожайность озимой пшеницы сорта «Сила» была получена при предпосевной подготовке почвы с культиватором с пластинчатыми лапами и составила 45,3 ц/га. При предпосевной подготовке почвы с использованием серийных лап или обычным раздельным способом урожайность зерна снижалась и составила 39,5 и 42,8 ц/га, что на 5,8 и 2,5 ц/га ниже, чем при предпосевной подготовке почвы обычным способом и с использованием пластинчатых культиваторных лап.

8. Наибольший чистый доход и уровень рентабельности технологии возделывания озимой пшеницы сорта «Сила» достигнуты при предпосевной обработке почвы с использованием пластинчатых культиваторных лап по предшественнику озимая пшеница, где эти показатели составили, соответственно 27585 руб. и 292 %, что также значительно выше, чем при двух других способах предпосевной подготовки почвы.

9. Лучшие показатели энергетической эффективности с содержанием совокупной энергии в продукции ГДж/га 1,85 энергетического коэффициента и 86,0% энергетической рентабельности достигнуты при посеве культуры по предшественнику озимая пшеница и предпосевной подготовки почвы с использованием культиватора с пластинчатыми лапами.

Предложения производству

С целью получения стабильных урожаев озимой пшеницы на лугово-каштановой почве Центрального Предгорья Дагестана рекомендуется проводить посев озимой пшеницы сорта «Сила» и размещать его в севообороте по озимой пшенице на фоне предпосевной подготовки почвы с использованием комбинированного агрегата АУП-18.05 с разделительными пластинчатыми лапами на глубину 8-10 см.

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации:

Статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Джапаров Б.А., Халилов М.Б. Комбинированные приемы предпосевной подготовки почвы в условиях предгорной зоны Дагестана // Проблемы развития АПК региона,- 2013. -№3(15). - С.73-77.

2. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Гимбатов А.Ш. Эффективные приемы предпосевной подготовки почвы под озимую пшеницу в предгорной зоне Дагестана// Проблемы развития АПК региона. -2014. -№1(17). - С.2-5.

3. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Исследование энергозатрат на возделывание сельскохозяйственной культуры // Проблемы развития АПК региона. - 2014. - №2(18) - С.72-76.

4. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Исследование эффективности использования культиваторных лап нового поколения // Научное обозрение.- 2014.№7. - С.33-37.

Статьи в других изданиях:

5. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Обоснование способов обработки почвы в условиях Республики Дагестан// Перспективы инно-

вационного развития АПК: Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти члена-корреспондента РАСХН, Заслуженного деятеля науки РФ и РД, профессора М.М. Джамбула-това. - Махачкала: Изд-во ДГСХА, 2009.-С. 101-105.

6. Джаттаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Состояние и перспективы развития технологии предпосевной обработки почвы // Современные проблемы инновационного развития АПК: Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию Дагестанского государственного аграрного университета имени М.М. Джамбу-латоваи 35-летию инженерного факультета. - Махачкала: Изд-во ДагГАУ,

2012.-С. 121-124.

7. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Лабораторно-стендовые исследования рабочего органа для предпосевной обработки почвы // Современные проблемы инновационного развития АПК: Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию Дагестанского государственного аграрного университета имени М.М. Джамбулатова и 35-летию инженерного факультета. - Махачкала: Изд-во ДагГАУ, 2012.-С. 124-127.

8. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Обработка почвы под озимые зерновые культуры // Современные проблемы инновационного развития АПК: Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию Дагестанского государственного аграрного университета имени М.М. Джамбулатова и 35-летию инженерного факультета.- Махачкала: Изд-во ДагГАУ, 2012.-С. 134-137.

9. Джапаров Б.А., Халилов М.Б. Влияние предпосевной обработки почвы на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы в орошаемых условиях равнинной зоны Дагестана // Аграрная наука, современные проблемы и перспективы развития: Сборник трудов международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию со дня образования Дагестанского государственного аграрного университета имени М.М. Джамбулатова. - Махачкала: Изд-во ДагГАУ, 2012.-С. 1766-1769[элеюронное издание].

10. Джапаров Б.А., Халилов М.Б. Влияние различных способов предпосевной обработки почвы на продуктивность озимой пшеницы в богарных условиях Дагестана // Модернизация АПК: Сборник материалов, Всероссийской научно-практической конференции, посвященйой 80-летию факультета агротехнологии и землеустройства Дагестанского государственного аграрного университета имени М.М. Джамбулатова.- Махачкала: Изд-во ДагГАУ,

2013.-С.120-122.

11. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Бексултанов A.A. Эффективные влияния некоторых приемов предпосевной подготовки почвы на урожайность озимой пшеницы в предгорной зоны Дагестана // Актуальные проблемы развития регионального АПК: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти профессора Джабаева Б.Р. - Махачкала: Изд-во ДагГАУ, 2014.-С.155-159.

12. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Влияние способов предпосевной обработки почвы на всхожесть семян озимой пшеницы // Роль селекции в повышении эффективности аграрного производства: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию профессора Омарова Д.С. - Махачкала: Изд-во ДагГАУ, 2014. - С. 07-209.

13. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Приемы предпосевной подготовки почвы под озимую пшеницу в предгорной зоне Дагестана // Роль селекции в повышении эффективности аграрного производства: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию профессора Омарова Д.С. — Махачкала: Изд-во ДагГАУ, 2014.-С.210-213.

14. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Новые приемы предпосевной подготовки почвы под озимую пшеницу // Проблемы и пути инновационного развития АПК: Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции. — Махачкала: Изд-во ДагГАУ, 2014. -С.125-127.

15. Джапаров Б.А., Халилов М.Б., Халилов Ш.М. Влияние способов предпосевной обработки почвы на всхожесть семян озимой пшеницы // Проблемы и пути инновационного развития АПК: Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции. — Махачкала: Изд-во ДагГАУ, 2014. - С. 128-130.

Подписано в печать02.02.15г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетнаяУсл.п.л.1,5Тираж 100 экз. Зак.№18 Размножено в типографии ИП «Магомедалиева С.А.» г. Махачкала, ул.М.Гаджиева,176