Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация основной обработки почвы под подсолнечник на маслосемена на черноземах южных карбонатных Северного Казахстана

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация основной обработки почвы под подсолнечник на маслосемена на черноземах южных карбонатных Северного Казахстана"

На правах рукописи

ПОХОРУКОВ Юрий Александрович

ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ПОДСОЛНЕЧНИК НА МАСЛОСЕМЕНА НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЮЖНЫХ КАРБОНАТНЫХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

U6.01.01 — общее земледелие, растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2и 1|«Р 2014

Красноярск - 2014

005546164

Работа выполнена в ГНУ Сибирский НИИ земледелия и химизации сельского хозяйства и в лаборатории точного земледелия ТОО «НПЦ зернового хозяйства им. А.И. Бараева»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент Россельхозакадемии, Власенко Наталия Григорьевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ, первый заместитель председателя СО Россельхозакадемии Каличкин Владимир Климентьевич

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры общего земледелия ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Полосина Валентина Анатольевна

Ведущая организация: ГНУ Алтайский НИИ сельского хозяйства

Россельхозакадемии

Защита состоится «22 » апреля 2014 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.06 при ФГБОУ «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90; тел. (391) 227-46-09; e-mail: dissovet@kgau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «<¿7 »

Ученый секретарь диссертационного совета д.с.-х.н., доцент

А.Н. Халипский

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В Казахстане одной из основных возделываемых масличных культур является подсолнечник. Семена его современных сортов и гибридов содержат более 50% масла и до 25% белка и служат хорошим сырьем для пищевой промышленности. Масло традиционно пользуется высоким спросом на внутреннем рынке, а жмых является ценным энергетическим кормом в рационах животных.

В Казахстане в настоящее время подсолнечник возделывается на площади 794,6 тыс. га, что составляет 50% от всех площадей, засеянных масличными культурами. В целях обеспечения продовольственной безопасности государством приняты меры по увеличению их производства. При этом производство подсолнечника планируется увеличить с 367,9 тыс. тонн в 2009 г. до 552,0 тыс. тонн к 2014 г. Широкий интерес к подсолнечнику проявляется и в Северном Казахстане. Здесь подсолнечник возделывается на площади 113,9 тыс. га, однако урожайность остается низкой - 0,44-0,92 т/га (http://www.rfcaratings.kz).

Существует два пути повышения урожая и качества семян подсолнечника - селекционно-генетический и агротехнический. Если на первом пути достигнуты определенные результаты, то агротехнические показатели требуют совершенствования элементов агротехнологий возделывания подсолнечника (Васильев, 1990), которые должны осуществляться с учетом современных требований к ресурсосбережению.

Почвозащитная система земледелия, разработанная коллективом ученых бывшего ВНИИЗХ под руководством академика А.И. Бараева в 60-х годах двадцатого века, позволила замедлить процессы эрозии почвы и стабилизировать урожайность зерновых культур. В качестве основных компонентов в нее входили зернопаровые севообороты и плоскорезная обработка.

Мировая тенденция в современном земледелии ориентирована на нулевую обработку почвы. Во многих странах мира земледелие без обработки почвы уже ведется на больших площадях. Однако это не значит, что пары и обработку почвы надо вообще исключить из практики земледелия. Науке предстоит решить вопрос об оптимальных вариантах системы севооборотов и обработки почвы для каждой почвенно-климатической зоны (Сулейменов, 2009).

Несмотря на многочисленные исследования, проведенные в различных почвенно-климатических условиях (Белевцев, 1962; Бутлер, 1967; Кондратьев, 1972; Доспехов, 1978; Андрюхова, 1987; Губарева, 1991; Кураш, 2002; Бушнев, 2009; Гончаров, 2011 и многие другие), ученые не пришли к единому мнению о преимуществах той или иной технологии подготовки почвы под подсолнечник. Мало изучен этот вопрос и для условий Северного Казахстана, что определило необходимость проведения исследований по изучению технологии возделывания подсолнечника на основе минимизации приемов основной обработки почвы и мероприятий по уходу за посевами. Подобные исследования на черноземе южном карбонатном Северного Казахстана не проводились.

Цель исследований: обосновать возможность минимизации обработки почвы под подсолнечник на черноземах южных карбонатных Северного Казахстана с целью получения урожая семян хорошего качества при снижении затрат и сохранения плодородия почвы.

Задачи исследований:

- выявить особенности накопления зимних осадков и динамики запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы при разных основных обработках почвы под подсолнечник;

- изучить влияние основной обработки почвы под подсолнечник на плотность сложения пахотного слоя (0-30 см) почвы;

- дать характеристику азотного и фосфорного режимов почвы при разных ее обработках под подсолнечник;

- определить особенности формирования фитосанитарной ситуации в отношении сорняков посевах подсолнечника при разных обработки почвы;

- установить влияние приемов основной обработки почвы на урожайность и качество маслосемян подсолнечника;

- дать экономическую оценку приемов основной обработки почвы при возделывании подсолнечника на маслосемена.

Научная новизна работы. Впервые на черноземе южном карбонатном Северного Казахстана на основе комплексной оценки агрофизических, агрохимических и биологических показателей дано обоснование возможности минимизации основной обработки почвы под подсолнечник, вплоть до прямого посева. Выявлены особенности влияния нулевой обработки почвы в сравнении с механическими на динамику запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы, накопление зимних осадков, промерзание 1,5 метрового слоя почвы, фито-санитарного состояния посевов в отношении сорняков. Установлено, что плотность сложения пахотного слоя изменяется незначительно в зависимости от основной обработки почвы и находится в пределах оптимальной плотности почвы для роста и развития подсолнечника. Показано, что при прямом посеве подсолнечника по необработанной с осени стерне урожай маслосемян сопоставимого качества превышает таковой при механических обработках почвы, при этом затраты ниже, а чистый доход с гектара выше по сравнению с вариантами где применялась основная обработка почвы.

Основные положения, выносимые на защиту:

- минимизация основной обработки почвы под подсолнечник вплоть до нулевой в условиях Северного Казахстана не приводит к существенным изменениям основных агроэкологических параметров чернозема южного карбонатного;

- подсолнечник на маслосемена выгодно выращивать по необработанной с осени стерне по технологии прямого посева, что обеспечивает получение урожая выше, чем при обработках почвы, при снижении затрат.

Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований и расчетов экономических показателей доказано, что на черноземах южных карбонатных Северного Казахстана подсолнечник для получения маслосемян целесообразно выращивать по технологии прямого посева по необработан-

ной с осени стерне, что обеспечивает получение урожая в среднем на уровне 0,92 т/га и дополнительного чистого дохода в 1,4-1,7 раза выше, чем при обработках почвы.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, предложений производству и списка литературы. Работа изложена на 105 страницах, содержит 15 таблиц и 10 рисунков. Список литературы включает 145 наименований.

Объекты, условия и методы проведения исследований. В связи с целями и задачами исследований, объектами изучения явились: гибрид подсолнечника Казахстанский 341, два варианта зяблевой обработки и вариант без обработки почвы под подсолнечник в плодосменном севообороте.

Опыты по изучению влияния обработки почвы на урожайность маслосе-мян подсолнечника закладывали в 2009-2011 гг. на опытном поле Научно-производственного центра зернового хозяйства им. А.И. Бараева в Акмолинской области Республики Казахстан. Почва участка - чернозем южный карбонатный с содержанием гумуса в пахотном слое - 3,6-4,1%, валовых форм азота - 0,20-0,26%, фосфора - 0,10-0,15%, подвижного фосфора и обменного калия по Мачигину в слое 0-20 см - 2,19-2,83 и 82-116 мг/100 г почвы. Реакция почвенного раствора слабощелочная,, что обусловлено высоким содержанием карбонатов кальция.

Для реализации поставленной цели закладывали однофакторный полевом эксперимент в 3-х кратном повторении согласно методике полевых исследований (Доспехов, 1985). Размещение делянок рендомизированое. В опыте изучали следующие варианты осенней обработки почвы с соответствующими способами предпосевной подготовки почвы и посева подсолнечника: 1. Без обработки почвы (нулевая обработка), прямой посев переоборудованной сеялкой СЗС-2,1 с дисковыми сошниками; 2. Щелевание почвы на 27-30 см (ЩР-4,5, расстояние между стойками 0,5 м), предпосевная культивация на глубину заделки семян и посев сеялкой СЗС-2,1; 3. Глубокая плоскорезная обработка на 25-27 см плоскорезом глубокорыхлителем (ПГ-3-5), весеннее боронование с целью выравнивания поверхности почвы и закрытия влаги и механическая предпосевная обработка почвы на глубину заделки семян, посев сеялкой СЗС-2,1.

Опыт закладывали в 4-польном плодосменном севообороте с чередованием культур: пар - пшеница - пшеница - пшеница — подсолнечник. Площадь делянки - 120 м2, размер делянки 4м к 30 м. Защитные полосы между повторениями - 24 м, между обработками - 12 м. Пар - черный (4 мелкие плоскорезные обработки на глубину 10-12 см и одна глубокая на 25-27 см). Пшеницу возделывали по технологии прямого посева, где впоследствии размещали варианты глубокого рыхления и щелевания под подсолнечник. В варианте прямого посева подсолнечника под предшествующую пшеницу механических обработок почвы не проводили, перед прямым посевом применяли гербицид сплошного действия.

Подсолнечник высевали 10-14.05 на глубину 5-6 см с нормой высева 50-60 тыс. всхожих семян на гектар. При выращивании подсолнечника по всем изучаемым обработкам почвы в фазе 5-8 листьев культуры против мятликовых сорняков применяли гербицид Фюзилад форте (1,5-1,8 л/га). Кроме того, там, где осенью оставляли стерню (2009-2010 гг.), до появления всходов подсолнечника весной вносили Раундап (2 л/га).

Учет урожайности проводили методом сплошного обмолота комбайном Сампо 130. Урожайность приводили к стандартной влажности и чистоте согласно ГОСТ 10854-88 и 10856-96.

Все учеты и наблюдения осуществляли по общепринятым методикам и руководствам (Методы изучения..,, 1971; Агрохимические методы..., 1975; Бакаев, Васько, 1975; Методические указания..1985; Методы исследований..., 1986; ГОСТ — 24847-81 и др.). Биохимическую оценку качества маслосемян подсолнечника проводили в лаборатории биохимии согласно ГОСТ 13496.1597. Оценку экономической эффективности выполняли на основе технологических карт по нормативам и расценкам в сопоставимых ценах. Математическую обработку данных осуществляли с помощью пакета прикладных программ AGROS (Мартынов, 1993).

Периоды вегетации исследований по гидротермическим условиям характеризовались: 2009 г. — умеренно увлажненный с недостатком тепла; 2010 г. — повышенной теплообеспеченностью и дефицитом осадков; 2011г. — умеренно увлажненный и теплый.

1 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Полевая всхожесть семян подсолнечника в зависимости от основной обработки почвы

При возделывании подсолнечника очень важно получить и сохранить своевременные и полноценные всходы. Наши исследования показали, что полевая всхожесть семян подсолнечника несколько различалась по годам в связи с различными погодными условиями. В 2010 г. при посеве подсолнечника 10 мая среднесуточная температура воздуха в период посев - всходы (15 дней) составила +11,7°С, в 2011 г. при посеве 14 мая (17 дней) -+13,7°С. Среднесуточные температуры в период появления всходов в эти годы хотя и несколько различались, но были близки к оптимальной температуре прорастания (+15...+25°С) (Можаев и др., 1996).

Количество осадков в 2010 г. за период посев - всходы составило 12,1 мм, что на 23,5 мм меньше, чем в 2011 г. Но осадки в 2011 г. выпали в третьей декаде мая и в связи с повышенным температурным режимом произошло пересыхание верхнего 0-10 см слоя почвы (0,6-2,6 мм продуктивной влаги) и увеличение продолжительности появления всходов на 2-3 дня.

Нами были установлены прямые корреляционные связи всхожести семян со среднесуточной температурой и осадками в период прорастания, в обоих случаях коэффициенты корреляции (г) были равны 0,5.

Процент всхожести семян подсолнечника различался в связи с различными погодными условиями и содержанием продуктивной влаги в слое почвы 0-10

см, которое изменялось в зависимости от обработки почвы. В 2010 г. при запасах продуктивной влаги в 0-10 см слое почвы от 5,3 до 7,2 мм, в слое 0-20 см -20,5-22,8 мм показатель полевой всхожести семян варьировал от 69,3% до 74,3%, что составило 4,5-4,8 растений/м2 (табл. 1). В 2011 г. запасы продуктивной влаги в 0-10 см слое почвы на варианте без основной обработки почвы составили 2,6 мм, в слое 0-20 см - 16,5 мм, а полевая всхожесть семян достигла 80% (5,2 шт./м2). При щелевании на 27-30 см продуктивной влаги в 0-20 см слое было 16,0 мм, что на одном уровне с вариантом без обработки почвы, но в 0-10 см слое почвы ее было меньше на 1,0 мм - 1,6 мм, и всхожесть здесь была ниже - 72,0%, или 4,7 шт./м2. При глубоком плоскорезном рыхлении запасы влаги были меньше, чем в варианте нулевой обработки, как в 0-10 см слое почвы, так и в слое 0-20 см - 0,6 мм и 14,4 мм соответственно, и полевая всхожесть семян здесь также была ниже - 73,0%, или 4,7 шт./м2. Рассчитанный коэффициент корреляции между полевой всхожестью семян и продуктивной влагой в 010 см слое почвы равен 0,8. В среднем за два года исследований полевая всхожесть семян была выше на варианте без основной обработки почвы и составила 76,1%, при плоскорезном рыхлении на 25-27 см она была 73,6%, а при щелевании на 27-30 см - на 70,6%.

Таблица 1. Полевая всхожесть семян подсолнечника в зависимости от основной обработки почвы, %

Вариант 2010 г. 2011 г. Среднее

Плоскорезная обработка на 25-27 см 74,3±3,0 73,0±4,0 73,6

Щелевание на 27-30 см 69,3±2,9 72,0±3,6 70,6

Без обработки 72,3±2,7 80,0±3,3 76,1

Таким образом, показатель полевой всхожести семян подсолнечника зависит от среднесуточных температур воздуха и увлажнения верхнего слоя почвы. Чем ближе температура к оптимальной для прорастания семян и появления всходов подсолнечника (+15...+25°С) и выше влажность верхнего 0-10 см слоя почвы, тем выше его полевая всхожесть.

1.2 Динамика запасов продуктивной влаги в почве в зависимости от основной обработки почвы

Наши исследования показали, что запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы изменялись в зависимости от приема обработки почвы в течение вегетации культуры (рис. 1). Осенью, перед установлением отрицательной температуры, содержание продуктивной влаги, как при обработке почвы, так и без нее находилось в пределах от 51,2 до 54,5 мм.

Запасы воды в снеге зависели от сохранения стерни на поверхности почвы. Так, на варианте с оставлением стерни высотой 25-27 см этот показатель составил 65,3 мм, а при осенних обработках почвы сохранность стерни была ниже из-за прохода стойками щелевателя и плоскореза и запасы воды в снеге были немного ниже: в первом случае на 4,2 мм, во втором - на 9,3 мм.

Весной после схода снега на варианте с проведением щелевания, количество продуктивной влаги в метровом слое почвы было наибольшим и состави-

ло 116,4 мм. При глубокой плоскорезной обработке этот показатель был ниже на 5,4 мм, а при нулевой обработке снижался существенно - на 18,5 мм за счет более плотного сложения почвы и, в связи этим, с худшим впитыванием влаги на этом варианте. Осадки от схода снега до посева во все годы исследования были незначительными и составили в 2009 г. 7,3 мм, в 2010 г. - 11,2 мм и при полном их отсутствии в 2011 г.

Рисунок ] Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы в зависимости от основной обработки почвы, мм (2009-2011 гг.)

По показателю содержания продуктивной влаги в метровом слое почвы к моменту посева культуры плоскорезная обработка превосходила щелевание на 11,6 мм, а вариант нулевой обработки почвы - на 6,5 мм, т.е. находилась в наиболее выигрышном положении за счет лучшей аккумуляции осадков в период от схода снега до посева. Однако запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы во всех случаях были удовлетворительными (Васильев и др., 2004).

К фазе цветения подсолнечника наибольший показатель продуктивной влаги был при прямом посеве по оставленной с осени стерне (45,7 мм), что выше на 6,7 и 12,9 мм в сравнении с щелеванием и глубокой плоскорезной обработкой. Период цветения (8-10 дней) особенно важен для подсолнечника, так как по отношению к влаге считается критическим. К началу цветения рост стебля в основном завершается, но корневая система продолжает расти, достигая более глубоких горизонтов почвы, особенно если влага в верхних слоях полностью использована. К уборке запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы выравнивались и находились в пределах 24,7-27,9 мм.

Таким образом, при практически равных запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы осенью (51,2-54,5 мм) при всех обработках почвы, весной формируется разное количество продуктивной влаги на этих вариантах. Наибольший запас влаги (103,5 мм) фиксируется при плоскорезном рыхлении на 25-27 см, при том, что наибольший запас воды в снеге (61,1-65,3 мм) был на вариантах щелевания на 27-30 см и без обработки почвы. В фазе цветения подсолнечника максимальный запас влаги (45,7 мм) отмечен на варианте без обработки почвы, что важно для растений подсолнечника, так как культура наиболее требовательна к влаге в этот период. Это объясняется меньшим испарением с поверхности почвы за счет не нарушенного слоя почвы и оставлением растительных остатков. К уборке подсолнечника независимо от обработки почвы содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы выравнивалась.

1.3 Влияние основной обработки почвы на плотность сложения пахотного слоя

Наши исследования показали, что в среднем за три года объемная масса в 0-30 см слое почвы перед посевом подсолнечника изменялась незначительно в зависимости от осенней обработки почвы, вероятно, в связи с тем, что посев подсолнечника проводился в ранние сроки (10-14 мая) и влажность почвы в пахотном слое была высокая (табл. 2). Продуктивная влага в период отбора почвенных образцов в слое 0-30 см составляла от 12,7 до 16,0 мм в зависимости от основной обработки почвы и ее запасы были тесно связаны с плотностью почвы (1=0,8).

Таблица 2. Объемная масса и запасы продуктивной влаги в зависимости от основной обработки почвы под посев подсолнечника (2009-2011 гг.)

Варианты Слой почвы, см Продуктивная влага, мм Объемная масса, г/см"

Плоскорезная обработка на 25-27 см 0-10 6,3 1,00

10-20 10,8 1,07

20-30 20,9 1,06

0-30 38,0 1,04

0-10 7,3 1,06

Щелевание 10-20 15,4 1,07

на 27-30 см 20-30 21,1 1,07

0-30 43,8 1,07

0-10 10,7 1,05

Без обработки 10-20 17,0 1,10

20-30 20,2 1,10

0-30 47,9 1,08

Коэффициент корреляции = 0,8

В начальный период развития подсолнечника очень важно содержание продуктивной влаги в посевном слое почвы. Запасы продуктивной влаги в 0-10 см слое при плоскорезной обработке почвы на 25-27 см составили 6,3 мм при объемной массе 1,00 г/см3, при щелевании на 27-30 см - 7,3 мм при 1,06 г/см и на варианте нулевой обработки почвы - 10,7 мм при 1,05 г/см . Т.е. при примерно одинаковой плотности почвы лучшие условия по увлажнению были в варианте без основной обработки почвы.

В пахотном 0-30 см слое более рыхлое сложение почвы было при плоскорезном рыхлении на 25-27 см - объемная масса составила 1,04 г/см , при щелевании на 27-30 см и на варианте без основной обработки почвы она была немного выше - 1,07 и 1,08 г/см3 соответственно. При этом объемная масса почвы в слоях 10-20 и 20-30 см в варианте прямого посева составила 1,10 г/см3, тогда как при осенних механических обработках этот показатель имел тенденцию к снижению на 2,7-3,6%.

К моменту уборки подсолнечника плотность сложения почвы в слое 0-30 см увеличивалась во всех вариантах обработки за счет уплотнения слоев 10-20 и 20-30 см (рис. 2), в то время как в слое 0-10 см этот показатель практически не различался по вариантам и варьировал от 1,02 до 1,05 г/см3.

I

Рисунок 2 . Плотность сложения почвы после уборки подсолнечника в зависимости от основной обработки почпы, г/см3 (2009-2011 гг.)

Таким образом, основная обработка почвы незначительно влияет на объемную массу перед посевом в слое почвы 0-10 см. В слоях почвы 10-20 и 20-30 см прослеживается их уплотнение на варианте нулевой обработки почвы до 1,10 г/см3, тогда как при осенних механических обработках этот показатель имеет тенденцию к снижению на 2,7-3,6%. К уборке подсолнечника пахотный слой почвы уплотняется вне зависимости от основной обработки почвы. При этом уплотнение происходит также в слоях почвы 10-20 и 20-30 см. В целом же объемная масса почвы во всех изучаемых вариантах ее обработки находится в пределах оптимальной плотности для подсолнечника (1,1-1,3 г/см3) (Кондратьев, 1972).

1.4 Влияние основной обработки почвы на накопление зимних осадков и промерзание почвы

Устойчивый снежный покров фиксировался нами в ноябре. В период 20082009 г. и 2009-2010 г. его пришлось на начало ноября (8-11 ноября), а в 20102011 г. - на 28 ноября. В первую половину зимы (I и II декада января) в среднем ; за три года снежный покров имел плотность от 0,21 (глубокая плоскорезная обработка на 25-27 см) до 0,22 г/см3 (щелевание на 27-30 см и нулевая обработка).

Высота снежного покрова также незначительно различалась по вариантам обработок, но отличалась по годам, что зависело от осадков, выпавших от появления снежного покрова до даты замеров. Так, в период 2008-2009 гг. сумма осадков составила 29,0 мм, в 2009-2010 гг. - 23,6 мм и в 2010-2011 гг. - 21,2 мм. Существенных различий по высоте снежного покрова и его плотности в первую половину зимы между обработками не было. Затем снежный покров под влиянием ветров и силы тяжести уплотнялся, и к началу марта высота и плотность снежного покрова изменялась. В среднем за три года она составила на варианте без осенней обработки почвы 25,2 см при плотности 0,26 г/см , при щелевании на 27-30 см - 24,0 см при 0,26 г/см3 и при плоскорезном рыхлении на 25-27 см - 22,9 см с плотностью г/см^. |

Такое различие по высоте и плотности снежного покрова между обработками и отразилось на запасах воды в снеге. Так, на варианте без основной обработки почвы в среднем за три года этот показатель составил 65,3 мм, при щелевании на 27-30 см и плоскорезном рыхлении на 25-27 см - 61,1 и 56,0 мм соот-

ветственно. При этом запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы после схода снега были выше на вариантах с основной обработкой почвы: при щеле-вании на 27-30 см - 116,4 мм, при плоскорезном рыхлении на 25-27 см - 111,0 мм, на варианте без обработки почвы - 97,9 мм. Это объясняется тем, что после проходов глубокорыхлителя и щелевателя в верхнем слое почвы образуется большое количество крупных и мелких пор, различных углублений и трещин, что способствует лучшей водопроницаемости. При оставлении с осени стерни не тронутой механическими обработками впитывание талых вод происходит иначе. Повышенная плотность и промерзшая почва способствуют меньшей водопроницаемости. Таяние снега в годы исследований продолжалось от 8 до 12 суток, и вода от растаявшего снега небольшими порциями поступала через мелкие трещины и корневые ходы отмерших растений, впитываясь в более глубокие слои почвы. В связи с худшей водопроницаемостью часть воды испарялась, и потому ее в метровом слое было меньше, чем на вариантах с механическими обработками почвы.

При большем накоплении снежного покрова на полях идет менее активное промерзание почвы. Коэффициент корреляции между этими показателями составил 0,9. В наших исследованиях было взято два более контрастных варианта - плоскорезное рыхление на 25-27 см и вариант без обработки почвы, где была прослежена динамика промерзания почвы в 150 см слое почвы. Нами было отмечено, что на варианте нулевой обработки интенсивность промерзания во времени заметно ниже, что обусловлено большим накоплением снежного покрова, хотя через два с небольшим месяца этот показатель по обоим вариантам выравнивался. Промерзание до 150 см в 2010 г. пришлось на 24 февраля, в 2011 г. - на 10 марта. К посеву подсолнечника проникновение положительных температур в почву приходилось практически на один и тот же слой. При плоскорезной обработке на 25-27 см до слоя 145,0 см и на варианте без основной обработки почвы-до 141,5 см.

Таким образом, не выявлено влияния основной обработки почвы на накопление снежного покрова в первой половине зимы, и высота снежного покрова в среднем колебалась в пределах от 18,3 до 19,8 см при плотности 0,21-0,22 г/см . К началу снеготаяния различия по высоте снежного покрова в зависимости от основной обработки почвы были значительными. Наибольшая высота снежного покрова зафиксирована на варианте без основной обработки почвы - 25,2 см при плотности 0,26 г/см3, что сказалось на запасах воды в снежном покрове. При плоскорезном рыхлении на 25-27 см этот показатель составил 56,0 мм, при щелевании на 27-30 см - 61,1 мм и без обработки почвы - 65,3 мм, но запасы продуктивной влаги в метровом слое были наибольшими при обработках почвы из-за лучшей водопроницаемости. Проникновение отрицательных температур в 150 см слой почвы в зимний период происходило менее активно на варианте без основной обработки почвы, хотя, в конечном итоге, промерзание почвы на обоих вариантах было одинаковым.

1.5 Влияние основной обработки почвы на азотный и фосфорный режимы почвы

Нашими исследованиями было выявлено, что в зависимости от основной обработки почвы содержание нитратного азота было разным как перед посевом подсолнечника, так и к уборке культуры. В среднем за три года исследований перед посевом подсолнечника при плоскорезной обработке почвы на 25-27 см содержание нитратного азота в слое 0-40 см составляло 7,5 мг/кг почвы, при щелевании на 27-30 см - 7,7 и на варианте без основной обработки почвы - 6,5 мг/кг почвы (табл. 3).

Таблица 3. Динамика нитратного азота (N-N03) в 0-40 см слое почвы в зависимости от основной обработки почвы под подсолнечник, мг/кг почвы (2009- 2011 гг.)

Варианты Посев Цветение Уборка

Плоскорезная обработка на 25-27 см 7,5±2,9 6,1 ±0,5 3,9±1,3

Щелевание на 27-30 см 7,7±2,4 6,6±3,7 4,4±1,0

Без обработки 6,5±2,1 6,4±2,4 3,7±4,5

Содержание Нитратного азота при оставлении стерни было ниже на 1,0-1,2 мг/кг почвы по сравнению с вариантами, где проводилась механическая обработка. Таким образом, содержание азота нитратов в слое почвы 0-40 см было выше на 4,8 кг/га при плоскорезной обработке на 25-27 см и на 5,3 кг/га - при щелевании на 27-30 см. Это свидетельствует о том, что в варианте без обработки почвы процессы минерализации протекают менее активно в первую очередь в связи с более низкой температурой почвы в весенний период (Удобрение зерновых..., 2001; СагейхЛ, ЫуЬог§, ЬтсЫаП, 1990).

Максимум поступления азота у растений подсолнечника наблюдается в период от начала образования корзинки до конца цветения (Майсурян и др., 1971). В наших исследованиях от посева к фазе цветения культуры содержание нитратного азота в слое почвы 0-40 см снизилось на всех обработках. Так, при плоскорезной обработке на 25-27 см показатель уменьшился на 1,3 мг/кг почвы, при щелевании на 27-30 см - на 1,0 мг/кг почвы, а на варианте без основной обработки - всего на 0,1мг/100 г почвы. Незначительное изменение нитратного азота в почве от посева к фазе цветения можно объяснить тем, что часть его поступала и расходовалась за счет текущей минерализации. Более интенсивное снижение содержания нитратного азота происходит при плоскорезной обработке почвы, что связано с более интенсивным нарастанием надземной массы. Так, при плоскорезной обработке на 25-27 см сухая масса одного растения подсолнечника к фазе цветения в среднем за три года составила 84,7 г, что выше на 10,6 г по сравнению с вариантом без основной обработки почвы.

К уборке урожая содержание нитратного азота снизилось в 1,5 раза независимо от основной обработки почвы, и на варианте без основной обработки почвы уменьшилось с 6,5 до 3,7 мг/кг почвы, при щелевании на 27-30 см - с 7,7 до 4,4 мг/кг почвы, при плоскорезном рыхлении на 25-27 см - с 7,5 до 3,9 мг/кг г почвы. Это снижение объясняется выносом азота растениями на формирование урожая.

Содержание подвижного фосфора перед посевом подсолнечника в 0-20 см слое почвы в среднем за три года исследований вне зависимости от основной обработки почвы находилось примерно на одном уровне. При плоскорезной обработке почвы на 25-27 см его содержание составило 2,89 мг/100 г почвы, при щелевании на 27-30 см - 2,79 мг/100 г почвы и на варианте без основной обработки - 2,65 мг/100 г почвы.

Изменений в содержании подвижного фосфора в слое 0-20 см от фазы цветения к уборке не отмечалось на всех обработках почвы. При этом следует отметить, что уровень обеспеченности подвижным фосфором, согласно классификации О.В. Сдобниковой (1971), оценивается как верхний предел средней обеспеченности.

Таким образом, перед посевом подсолнечника содержание нитратного азота на варианте без основной обработки почвы ниже на 13% по сравнению с глубокой плоскорезной обработкой почвы на 25-27 см и на 15% - в сравнении с щелеванием на 27-30 см. Это связано с менее активным протеканием процесса минерализации на необработанном фоне. К фазе цветения и уборке подсолнечника зафиксировано снижение этого показателя по всем вариантам опыта. Так, от посева до уборки при механических обработках содержание нитратного азота снизилось на 3,3-3,6 мг/кг почвы, на варианте без обработки почвы - на 2,8 мг/кг почвы. При верхнем пределе средней обеспеченности 0-20 см слоя почвы подвижным фосфором изменений в его содержании не наблюдали как при разных основных обработках почвы, так и в зависимости от фазы развития растений подсолнечника.

1.6 Влияние основной обработки почвы на засоренность посевов подсолнечника

Известно, что большое влияние на развитие подсолнечника в начальные фазы роста растений оказывают сорняки (Anderson, 1994), основная доля которых развивается в течение первого месяца после всходов. Этому способствует то, что культура высевается широкорядным способом (ширина междурядий 70 см), и в первый период вегетации подсолнечник формирует небольшую надземную массу, слабо конкурирующую с сорняками. Так, в среднем за три года исследований воздушно-сухая масса одного растения подсолнечника в фазу 5-8 листьев составила 1,33-1,40 г в зависимости от основной обработки почвы постепенно увеличиваясь к фазе цветения до 74,1-84,7 г. Необходимо отметить, что в Северном Казахстане посев подсолнечника проводится в ранние сроки (10-15 мая), когда основная масса сорняков еще не тронулась в рост, что затрудняет борьбу с ними в предпосевной период. Так, в 2011 году перед посевом подсолнечника на вариантах с основной обработкой почвы количество сорняков составило 15,3-16,0 шт./м2, на стерневом фоне - 19,0 шт./м2.

В среднем за три года исследований перед уборкой подсолнечника при выращивании по глубокой плоскорезной обработке почвы количество сорняков составило 12,8 шт./м2 с воздушно-сухой массой 38,8 г/м2, по щелеванию - 15,0 шт./м2 и 43,1 г/м2, по оставленной с осени стерне - 14,0 шт./м2 и 69,6 г/м2 соответственно (рис. 3).

плоскорезная обработка щелевание на 27-30 см на 25-27 см

без обработки

Ишт/м2

Пг/м2

Рисунок 3. Засоренность посевов подсолнечника в зависимости от основной обработки

почвы (2009-2011 гг.)

По количеству сорных растений варианты обработки почвы различались незначительно, но их воздушно-сухая масса от варианта плоскорезной обработки до варианта без обработки почвы возрастала в 1,8 раза. Наибольшая масса сорняков формировалась на варианте нулевой обработки почвы, и их основную долю составили двудольные виды, такие как вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), осот полевой (>Sonchus arvensis L.) и марь белая {Chenopodium album L.).

Таким образом, отмечено повышение воздушно-сухой массы двудольных сорняков, и в частности многолетних, на варианте без осенней обработки почвы. Это объясняется тем, что корни сорняков в этом случае не подвергаются механическому воздействию, растения полноценно растут, формируя мощную надземную массу. На вариантах с обработкой почвы происходит подрезание или измельчение корневой системы сорных растений, что приводит к ухудшению условий роста и развития и уменьшению их биомассы.

Исследованиями установлено, что к моменту посева подсолнечника основная масса сорняков не всходит, поэтому нет необходимости применять гербициды сплошного действия ввиду неэффективности этого приема в снижении засоренности посевов.

1.7 Влияние основной обработки почвы на накопление сухой биомассы

подсолнечником

В среднем за три года (2009 — 2011 гг.) исследований при изучении процесса накопления подсолнечником сухой биомассы на вариантах с глубокой плоскорезной обработкой почвы на 25-27 см и на варианте без основной обработки почвы были получены данные, которые свидетельствуют о том, что разница между вариантами незначительна, как в фазу 5-8 листьев, так и в фазу цветения. В фазу 5-8 листьев зоздушно-сухая масса растения подсолнечника как при плоскорезной обработке на 25-27 см, так и на варианте без основной обработки почвы составлял 1,33 и 1,40 г соответственно. К фазе образования

корзинки сухая биомасса растений значительно увеличилась: при плоскорезной обработке - до 27,1 г, на варианте без основной обработки почвы - до 31,2 г. К фазе цветения масса увеличивалась в 2,5-3 раза и составила на варианте без основной обработки почвы 79,0 г, плоскорсзной обработки на 25-27 см - 84,7 г. В среднем за 3 года исследований существенных различий по накоплению сухой биомассы по фазам развития между вариантами не выявлено.

Высота растений подсолнечника, также как и сухая биомасса, существенно не различалась в зависимости от основной обработки почвы. В фазе 5-8 листьев средняя высота растений при плоскорезной обработке составляла 28,9 см, на варианте без основной обработки почвы - 26,8 см. К фазе образования корзинки и цветения эти показатели были 73,7-71,2 см и 115,6-116,1 см, соответственно.

Таким образом, в среднем за три года исследований основная обработка почвы существенно не влияла на накопление растениями подсолнечника сухой биомассы и на их высоту.

1.8 Влияние основной обработки почвы на урожайность и качество маслосемян подсолнечника

Известно, что в течение вегетации влагу культура потребляет неравномерно. Он наиболее требователен к влаге в период от образования корзинки до конца цветения. Недостаток ее в это время - одна из причин пустозерности центральной части корзинки. В среднем за три года урожайность маслосемян подсолнечника была выше на варианте без осенней обработки почвы (0,92 т/га) за счет лучшей влагообеспеченности растений в фазу цветения (табл. 4). При выращивании культуры по плоскорезному рыхлению урожайность была ниже на 0,14 т/га, по щелеванию - на 0,10 т/га в сравнении с вариантом без обработки почвы.

Таблица 4. Урожайность маслосемян подсолнечника и продуктивная влага в метровом слое почвы в фазу цветения

Вариант Год Урожайность, т/га Продуктивная влага, мм

Плоскорезная обработка на 25-27 см 2009 1,24 69,9

2010 0,43 32,3

2011 0,68 14,7

Щелевание на 27-30 см 2009 1,13 61,2

2010 0,49 22,9

2011 0,83 14,3

Без обработки 2009 1,42 88,3

2010 0,44 31,3

2011 0,91 17,4

Коэффициент корреляции = 0,8

При выращивании подсолнечника на маслосемена одним из основных показателей качества является содержание жира в семенах, т.е. масличность. В фазе роста семян определяется величина запасающей жир ткани, от чего зависит накопление масла в период налива. Количество масла, накапливаемое в яд-

ре, увеличивается до тех пор, пока влажность семян не уменьшится до 22-25% (Васильев, 1990).

Наши исследования показали, что в среднем за три года не установлено влияния основной обработки почвы на масличность семян подсолнечника. Так, при плоскорезном рыхлении на 25-27 см этот показатель составил 47,05%, при щелевании на 27-30 см - 48,10% и на варианте без основной обработки почвы -48,11%. Отмечена тенденция повышения содержания жира в семенах при щелевании и при прямом посеве по стерне.

Таким образом, на черноземах карбонатных Северного Казахстана подсолнечник для получения маслосемян целесообразно выращивать по необработанной с осени стерне по технологии прямого посева. В условиях умеренного увлажнения с температурным режимом, близким к норме, это обеспечивает наибольшую урожайность. В условиях острой засухи преимуществ не имеет ни одна из изученных основных обработок почвы. Масличность семян в зависимости от основной обработки почвы не меняется и находится примерно на одном уровне.

1.9 Экономическая эффективность выращивания подсолнечника при разных обработках почвы

Анализ экономической эффективности возделывания подсолнечника на маслосемена в условиях степи Северного Казахстана показал, что самые высокие затраты на гектар получены при его выращивании по глубокой основной обработке плоскорезом-глубокорыхлителем на 25-27 см - от 6130 руб./га до 6280 руб./га в зависимости от условий года. При замене основной обработки почвы плоскорезом-глубокорыхлителем щелеванием на 27-30 см затраты на 1 гектар уменьшились на 141-183 руб./га. При выращивании культуры по необработанной с осени стерне по технологии прямого посева затраты на 1 гектар были самые низкие и варьировали от 5240 руб./га до 5683 руб./га.

Результаты экономической оценки показали целесообразность возделывания подсолнечника на маслосемена по нулевой обработке почвы по технологии прямого посева. Чистый доход с 1 гектара на этом варианте превышал варианты с щелеванием и глубокой плоскорезной обработкой в 1,4-1,7 раза, или на 1338 и 2083 руб., соответственно (табл. 5).

Таблица 5. Экономическая эффективность возделывания подсолнечника

на маслосемена в зависимости от основной обработки почвы, 2009-2011 гг.

Варианты Стоимость продукции, руб./га Прямые затраты, руб./га Чистый доход, руб./га Рентабельность, %

Плоскорезная обработка на 25-27 см 8997 6220 2777 45

Щелевание на 27-30 см 9577 6055 3522 58

Без обработки 10393 5533 4860 88

Таким образом, расчеты показали, что при прямом посеве подсолнечника на маслосемена по необработанной с осени стерне прямые затраты ниже, а чистый доход с гектара выше по сравнению с вариантами, где применялась техно-

логии с основной обработкой почвы, из-за того, что урожайность маслосемян здесь выше, а затраты на ГСМ и оплата труда ниже. При этом наименьшая рентабельность (45%) получена при выращивании культуры по глубокой плоскорезной обработке почвы на 25-27 см, немного выше она по щелеванию - 58%. Наилучшие экономические результаты получены при выращивании подсолнечника по нулевой обработке по технологии прямого посева, при этом рентабельность составила 88%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В Северном Казахстане на черноземах южных карбонатных эффективно возделывание подсолнечника на маслосемена по необработанной с осени стерне по технологии прямого посева.

2. Полевая всхожесть семян подсолнечника в период прорастания в большей степени зависит от содержания продуктивной влаги в слое почвы 0-10 см (г=0,8) и среднесуточной температуры воздуха (г=0,5). Лучшие условия по вла-гооб'еспеченности верхнего слоя почвы складываются при выращивании подсолнечника без основной обработки почвы, которые обеспечивают наибольшую полевую всхожесть культуры.

3. К началу снеготаяния наибольшая высота снежного покрова и запасы воды в нем фиксируются на варианте без основной обработки почвы. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом подсолнечника выше на вариантах глубокого плоскорезного рыхления и щелевания из-за лучшей водопроницаемости почвы, а в фазе цветения, когда культура наиболее требовательна к влаге, - на варианте без основной обработки почвы из-за ее более

экономного расходования.

4. Объемная масса в 0-30 см слое почвы перед посевом подсолнечника и перед уборкой на южных карбонатных черноземах изменяется незначительно в зависимости от основной обработки почвы и находится в пределах оптимальной плотности почвы для роста и развития подсолнечника.

5. Перед посевом подсолнечника отмечено снижение содержания нитратного азота на варианте без основной обработки почвы на 13% по сравнению с глубокой плоскорезной обработкой почвы на 25-27 см и на 15% - со щелевани-ем на 27-30 см. К фазе цветения и уборке культуры зафиксировано снижение показателя по всем обработкам почвы. Содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-20 см не изменяется в зависимости от приемов обработки почвы.

6. Засоренность посевов подсолнечника перед уборкой составила на вариантах с глубокой плоскорезной обработкой, щелеванием и без осенней обработки почвы 12,8-15,0-14 шт./м2 с воздушно-сухой массой 38,8-43,1-69,0 г/м . Увеличение биомассы в основном двудольных многолетних сорняков на варианте прямого посева не оказало влияния на урожайность культуры. Проводить предпосевное опрыскивание гербицидами сплошного действия экономически нецелесообразно в связи с низкой засоренностью полей перед посевом.

8. Урожайность маслосемян подсолнечника выше при его выращивании по фону стерни без осенней обработки почвы (0,92 т/га) в связи с лучшей влаго-обеспеченностью растений на этом варианте во второй период вегетации. Мас-

личность семян в зависимости от основной обработки почвы не меняется и находится на одном уровне.

9. Чистый доход при возделывании подсолнечника по технологии прямого посева по необработанной стерне составил 4860 руб./га, что выше на 1338 и 2083 руб./га, чем на варианте со щелеванием и глубокой плоскорезной обработкой почвы. При этом рентабельность производства маслосемян составила 88, 58 и 48% соответственно.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На черноземах карбонатных Северного Казахстана целесообразно возделывать подсолнечник на маслосемена по необработанной с осени стерне по технологии прямого посева. Это обеспечивает получение более высокого урожая с наименьшими затратами.

При прямом посеве подсолнечника экономически невыгодно проводить предпосевную обработку почвы гербицидами сплошного действия с целью борьбы с сорняками ввиду их слабого и недружного прорастания в связи с относительно ранним сроком посева культуры. При необходимости посевы обрабатывают гербицидами по вегетации, в фазе 5-8 листьев подсолнечника.

Публикации по материалам диссертации В изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Похоруков, Ю.А. Влияние основной обработки почвы на урожайность подсолнечника / Ю.А. Похоруков, Н.Г. Власенко // АГРО XXI. - 2012. - №1-3. - С. 37-39 (доля личного участия 70%).

2. Похоруков, Ю.А. Засоренность посевов подсолнечника в зависимости от основной обработки почвы / Ю.А. Похоруков // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2012. - №4. - С. 126-128.

Публикации в других изданиях

3. Каскарбаев, Ж.А. Сокращение системы механической обработки почвы при возделывании подсолнечника на маслосемена / Ж.А. Каскарбаев, Ю.А. Похоруков // Аграрная наука - сельскохозяйственному производству Сибири, Монголии, Казахстана и Болгарии: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (25-28 июля 2011 г., г. Красноярск). - Красноярск, 2011.-4.1.-С. 103-105 (доля личного участия 50%).

4. Похоруков, Ю.А. Оптимизация системы обработки почвы и минерального питания при возделывании подсолнечника на маслосемена / Ю.А. Похоруков // Инновационные направления исследований в селекции и технологии возделывания масличных культур: сборник материалов 6-й междунар. конф. молодых ученых и специалистов, посвященной 125-летию со дня рождения B.C. Пусто-войта (24-25 февраля 2011 г., г. Краснодар). - Краснодар, 2011. - С. 229-233.

5. Похоруков, Ю.А. Формирование запасов продуктивной влаги в зависимости от основной обработки почвы под подсолнечник / Ю.А. Похоруков // Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых: труды V Международной научно-практической конференции (20 апреля 2012 г.,

пос. Краснообск). - Новосибирск, 2012. - С. 203-205.

6. A.c. PK на изобретения № 79956. Способ возделывания подсолнечника / Ю.А. Похоруков, Ж.А. Каскарбаев, В.В. Заболотских. - №2012/1387.1; заявл. 28.12.2012; опубл. 15.11.2013 (доля личного участия 33%).

Подписано в печать 17.02.2014 г. Формат 60x84 'Аб. _Объем 1 п. л. Заказ № 15. Тираж 100 экз._

Отпечатано в ГНУ СибНСХБ Россельхозакадемии 630501, Новосибирская обл., пос. Краснообск

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Похоруков, Юрий Александрович, Красноярск

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ХИМИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

04201457701

ПОХОРУКОВ Юрий Александрович

ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ПОДСОЛНЕЧНИК НА МАСЛОСЕМЕНА НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЮЖНЫХ КАРБОНАТНЫХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: д.б.н., профессор, член-корреспондент Россельхозакадемии Н.Г. Власенко

Новосибирск -2013

Оглавление

стр.

Введение 4

Глава 1 Основная обработка почвы при возделывании 9

подсолнечника

1.1 Особенности обработки почвы под подсолнечник 9 в различных агроэкологических условиях выращивания

1.2 Влияние основной обработки почвы на запасы 22 продуктивной влаги в почве

1.3 Влияние основной обработки почвы на 29 объемную массу почвы

1.4 Влияние основной обработки почвы на питательный 33 режим почвы

1.5 Влияние основной обработки почвы на 39 засоренность посевов

Глава 2 Природно-климатические условия зоны проведения 45

Исследований

2.1 Почва и растительность 45

2.2 Климатические условия 47 Глава 3. Методика и условия проведения экспериментов 50

3.1 Объекты исследования 50

3.1.1 Гибрид подсолнечника Казахстанский 341 50

3.1.2 Приемы обработки почвы 50

3.2 Методика проведения исследований 51

3.3 Учеты и наблюдения 53

3.4 Агрометеорологические условия проведения 55 Экспериментов

Глава 4 Оптимизация основной обработки почвы под 59

Подсолнечник

4.1 Полевая всхожесть семян подсолнечника в 59 зависимости от основной обработки почвы

4.2 Динамика запасов продуктивной влаги в почве в 62 зависимости от основной обработки почвы

4.3 Влияние основной обработки почвы на плотность 65 сложения пахотного слоя

4.4 Влияние основной обработки почвы на накопление 70 зимних осадков и промерзание почвы

4.5 Влияние основной обработки почвы на азотный и фосфорный 74 режимы почвы

4.6 Влияние основной обработки почвы на засоренность 77 посевов подсолнечника

4.7 Влияние основной обработки почвы на накопление 80 сухой биомассы подсолнечником

4.8 Влияние основной обработки почвы на урожайность 82 и качество маслосемян подсолнечника

4.9 Экономическая эффективность выращивания 85 подсолнечника при разных обработках почвы

Заключение 88

Предложения производству 90

Библиографический список 91

ВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В Казахстане в качестве масличных культур возделываются подсолнечник, рапс, лен, горчица и рыжик, но основной является подсолнечник. Семена его современных сортов и гибридов содержат более 50% масла и до 25% белка и служат хорошим сырьем для пищевой промышленности. Масло традиционно пользуется высоким спросом на внутреннем рынке, а жмых является ценным энергетическим кормом в рационах животных.

В Казахстане в настоящее время подсолнечник возделывается на площади 794,6 тыс. га, а его валовой сбор составляет 400,3 тыс. т. В целях обеспечения продовольственной безопасности государством приняты меры по увеличению производства масличных культур. При этом основной выращиваемой культурой останется подсолнечник, удельный вес которого составляет 50% от всех площадей, засеянных масличными культурами, и его производство планируется увеличить с 367,9 тыс. тонн в 2009 г. до 552,0 тыс. тонн к 2014 г. Широкий интерес к подсолнечнику проявляется и в Северном Казахстане. Здесь подсолнечник возделывается на площади 113,9 тыс. га, однако урожайность остается низкой - 0,44-0,92 т/га (Агентство Республики Казахстан. .., 2012).

Существует два пути повышения урожая и качества семян подсолнечника - селекционно-генетический и агротехнический. Если на первом пути достигнуты определенные результаты, то агротехнические показатели требуют совершенствования элементов агротехнологий возделывания подсолнечника (Васильев, 1990), которые должны осуществляться с учетом современных требований к ресурсосбережению.

Почвозащитная система земледелия, разработанная коллективом ученых бывшего ВНИИЗХ под руководством академика А.И. Бараева в 60-х годах двадцатого века, позволила замедлить процессы эрозии почвы и стабили-

зировать урожайность зерновых культур. В качестве основных компонентов в нее входили зернопаровые севообороты и плоскорезная обработка.

Мировая тенденция в современном земледелии ориентирована на нулевую обработку почвы. Во многих странах мира земледелие без обработки почвы уже ведется на больших площадях. Очевидно, что основное преимущество такой обработки заключается в ресурсосбережении. Однако это не значит, что пары и обработку почвы надо вообще исключить из практики земледелия. Науке предстоит решить вопрос об оптимальных вариантах системы севооборотов и обработки почвы для каждой почвенно-климатической зоны (Сулейменов, 2009).

Это направление может стать перспективным во многих районах степи и лесостепи Казахстана, России и Украины.

Несмотря на многочисленные исследования Д.Н. Белевцева (1962), В. Бутлера (1967), В.И. Кондратьева (1972), Б.А. Доспехова (1978), В.Г. Андрю-хова (1987), Н.С. Губаревой (1991), О.В. Кураш (2002), A.C. Бушнева (2009), A.A. Гончарова (2011) и многих других, проведенные в различных почвенно-климатических условиях, ученые не пришли к единому мнению о преимуществах той или иной технологии подготовки почвы под подсолнечник. Мало изучен этот вопрос и для условий Северного Казахстана, что определило необходимость проведения исследований по изучению технологии возделывания подсолнечника на основе минимизации приемов основной обработки почвы и мероприятий по уходу за посевами. Подобные исследования на черноземе южном карбонатном Северного Казахстана не проводились.

Цель исследований. Обосновать возможность минимизации обработки почвы под подсолнечник на черноземах южных карбонатных Северного Казахстана для получения урожая семян хорошего качества при снижении затрат и сохранения плодородия почвы.

Основные задачи:

- выявить особенности накопления зимних осадков и динамики запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы при разных основных обработках почвы под подсолнечник;

- изучить влияние основной обработки почвы под подсолнечник на плотность сложения пахотного слоя (0-30 см) почвы;

- дать характеристику азотного и фосфорного режимов почвы при разных ее обработках под подсолнечник;

- определить особенности формирования фитосанитарной ситуации в отношении сорняков посевах подсолнечника при разных обработки почвы;

- установить влияние приемов основной обработки почвы на урожайность и качество маслосемян подсолнечника;

- дать экономическую оценку приемов основной обработки почвы при возделывании подсолнечника на маслосемена.

Научная новизна. Впервые на черноземе южном карбонатном Северного Казахстана на основе комплексной оценки агрофизических, агрохимических и биологических показателей дано обоснование возможности минимизации основной обработки почвы под подсолнечник, вплоть до прямого посева. Выявлены особенности влияния нулевой обработки почвы в сравнении с механическими на динамику запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы, накопление зимних осадков, промерзание 1,5 метрового слоя почвы, фитосанитарное состояние посевов в отношении сорняков. Установлено, что плотность сложения пахотного слоя изменяется незначительно в зависимости от основной обработки почвы и находится в пределах оптимальной плотности почвы для роста и развития подсолнечника. Показано, что при прямом посеве культуры по необработанной с осени стерне урожай маслосемян сопоставимого качества превышает таковой при механических обработках почвы.

Защищаемые положения:

- минимизация основной обработки почвы под подсолнечник вплоть до нулевой в условиях Северного Казахстана не приводит к существенным изменениям основных агроэкологических параметров чернозема южного карбонатного;

- подсолнечник на маслосемена выгодно выращивать по необработанной с осени стерне по технологии прямого посева, что обеспечивает получение урожая выше, чем при обработках почвы, при снижении затрат.

Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований и расчетов экономических показателей доказано, что на черноземах южных карбонатных Северного Казахстана подсолнечник для получения маслосемян целесообразно выращивать по технологии прямого посева по необработанной с осени стерне, что обеспечивает получение урожая в среднем на уровне 0,92 т/га и дополнительного чистого дохода в 1,4-1,7 раза выше, чем при обработках почвы.

Апробация результатов. Результаты исследований докладывались на ежегодных областных и районных совещаниях с демонстрацией полевых опытов (2009 - 2011 гг.), а также на ученых советах НПЦ ЗХ им А.И. Бараева. Основные положения диссертации изложены в материалах научно-практических конференций: «Аграрная наука - сельскохозяйственному производству Сибири, Монголии, Казахстана и Болгарии», г. Красноярск, 2011, «Инновационные направления исследований в селекции и технологии возделывания масличных культур», г. Краснодар, 2011, «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых», г. Новосибирск, 2012 г.

Работа выполнена под руководством д.б.н., профессора, члена-корреспондента Россельхозакадемии Наталии Григорьевны Власенко, которой автор выражает искреннюю признательность. Автор также приносит благодарность сотрудникам лаборатории агротехники полевых культур и диверсификации растениеводства, лаборатории биохимии и селекции на качество,

лаборатории экологии и почвенно-агрохимических исследований НПЦ ЗХ им А.И. Бараева и администрации института за помощь и поддержку при выполнении работы.

Глава 1 Основная обработка почвы при возделывании подсолнечника

1.1 Особенности обработки почвы под подсолнечник в различных агроэкологических условиях выращивания

Среди многочисленных агротехнических приемов обработка почвы всегда играла важную роль в создании урожая, так как является универсальным средством воздействия на многие физические, химические и биологические свойства почвы, и, в конечном счете, на ее плодородие (Колмаков, Не-стеренко, 1981).

Главным приемом обработки почвы является основная обработка почвы, под которой обычно понимается первая, наиболее глубокая обработка после предшествующей культуры.

Глубокая обработка почвы не всегда соответствует условиям различных природных зон, о чем свидетельствует проявление ветровой эрозии в Казахстане, Сибири, на Украине и Северном Кавказе. В степных районах глубокие обработки пересохшей почвы приводят к снижению урожаев сельскохозяйственных культур, особенно в засушливые годы.

При возделывании подсолнечника основной обработке почвы придают первостепенное значение. Ее целью является максимальное накопление и сохранение почвенной влаги, создание оптимальных для культуры режимов (водного, воздушного и пищевого), предупреждения ветровой и водной эрозии, уничтожение сорных растений, вредителей и возбудителей болезней (Васильев, 1990).

Известно, что и основная обработка почвы под подсолнечник претерпевала различные исторические моменты. Но уже в 50-е годы прошлого столетия на черноземах обыкновенных Донской опытно-селекционной станции было показано, что обычная зяблевая вспашка на 20-22 см не имела преимуществ перед безотвальной осенней обработкой на глубину 30-32 см, т.к. урожай подсолнечника в последнем случае увеличивался незначительно - на 0,15 т/га (Жданов, 1956).

При испытании ярусных плугов на черноземах Саратовской области было установлено, что наибольший урожай подсолнечника формируется по вспашке на глубину 35 см - прибавка относительно вспашки на глубину 22 см составила 0,34 т/га. За ней следовали вспашка на глубину 27 см (прибавка 0,15 т/га), а плантажная, двухъярусная и трёхъярусная вспашка по урожаю были равноценными и не отличались от вспашки на глубину 22 см, где урожайность составила 1,23 т/га (Шмелев, 1957).

На экспериментальной базе опытной станции ВНИИМЭМК, а также в хозяйствах Ростовской области основная подготовка почвы под подсолнечник состояла из лущения стерни и последующей вспашки поля на глубину 25-27 см (Белевцев, 1962). Такую же обработку почвы проводили и в Молдавии: сразу после уборки предшественника проводили лущение стерни и через 10-12 дней почву пахали плугами с предплужниками на глубину 25-27 см (Лялюшкин, Карастан, 1968).

В степной зоне Кабардино-Балкарии и в Восточном Казахстане основная подготовка почвы под подсолнечник также заключалась в зяблевой вспашке плугами с предплужниками на глубину 25-27 см (Бутлер, 1967; Евтушенко, Агаларов, 1970).

В северной степи Украины качеству зяблевой вспашке в хозяйствах придавали большое значение. Было показано, что ее углубление с 20 до 30 см способствовало увеличению урожая культуры на 0,4 т/га. Поэтому вспашку под подсолнечник проводили не меньше, чем на глубину 24 см, а на черноземах обыкновенных и мощных среднегумусных - на 27-28 см, что способствовало повышению урожая на 0,15-0,2 т/га сравнительно с вспашкой на глубину 22-23 см (Зенин, Федоровский, 1970).

В степных районах Краснодарского края, особенно в так называемом «Армавирском коридоре», пыльные бури во второй половине прошлого столетия стали частыми и опасными. В их зоне находилось более 60% пашни края. Поэтому были проведены исследования, где главное внимание было со-

средоточено на защите почвы от эрозии с помощью стерни. Для этого после уборки пшеницы одну часть поля обработали культиватором - плоскорезом КПП-2,2 на глубину 12 см, а другую - отвальным плугом с предплужниками на глубину 20-22 см. В итоге был сделан вывод, что в тех районах, где велика опасность ветровой, необходимо проводить обработку почвы безотвальными орудиями (Гортлевский, Исаева, Белоусов, 1971).

На черноземах выщелоченных Краснодарского края, без активного проявления ветровой эрозии, осенняя обработка почвы под подсолнечник состояла из лущения стерни дисковыми орудиями ЛД-10 и БДТ-2,5 и поздней октябрьской вспашки плугами с предплужниками на глубину 25-27 см (Кондратьев, 1972).

Некоторые исследователи считали, что минимальная обработка черноземов выщелоченных является неотъемлемым элементом зональной системы почвозащитного земледелия (Семихненко, Кондратьев, Ригер, Сергиенко, 1972).

Исследования, проведенные в 70-х годах прошлого столетия по способам обработки почвы под подсолнечник в Краснодарском крае свидетельствуют о высокой эффективности плоскорезной обработки зяби. В большинстве вариантов с плоскорезной обработкой была получена существенная прибавка урожая маслосемян. Интерес вызывали варианты без летне-осенних обработок стерневого фона, где урожай подсолнечника лишь при одноразовой химической обработке стерни гербицидами (2,4-Д) был на уровне отвальной вспашки на 25-27 см (Спирин, Грицик, 1976).

Глубина основной обработки не оказывала решающего влияния на урожайность подсолнечника в условиях Восточного Казахстана, где изучались следующие варианты: 1) отвальная вспашка на глубину 20-22 см; 2) лемешное лущение на глубину 12-14 см; 3) опрыскивание предшественника (пшеницы) 2,4-Д + вспашка под подсолнечник на 20-22 см; 4) опрыскивание предшественника (пшеницы) и ее стерни 2,4-Д + лущение под подсолнечник

на глубину 12-14 см. В результате, в среднем урожайность семян подсолнечника была выше на варианте комплексного использования гербицидов и лущения стерни на 12-14 см (Колмаков, Нестеренко, 1981).

Пересмотр приемов обработки почвы в Заволжье шел по пути их минимизации и совмещения на пропашных полях и чистых парах при возделывании различных сельскохозяйственных культур. Изучались возможности уменьшения числа и глубины обработок при использовании системы плоскорежущих почвообрабатывающих орудий и посевных машин. Исследования показали, что отказ от механических обработок или их сокращение по уходу за парами и пропашными культурами вполне возможен при использовании высокоэффективных гербицидов (Буров, 1975).

В Ростовской области в зоне недостаточного увлажнения была выявлена возможность замены дорогостоящих приемов основной обработки почвы под подсолнечник, включающих глубокую вспашку, менее трудоемкими и более дешевыми - мелкой или плоскорезной, которые способствуют и сдерживанию эрозионных процессов (Белевцев, Медведев, Зорин, 1977).

В конце 70-х годов в Краснодарском крае была рекомендована к внедрению система минимальной основной обработки почвы в звеньях севооборотов с подсолнечником и клещевиной. Она предусматривала отказ от традиционной ежегодной глубокой вспашки на 30-32 см и замену ее дисковым лущением на 8-10 см под пшеницу и лемешной мелкой обработкой на 12-14 см под подсолнечник и клещевину (Доспехов, 1978).

На Николаевской сельскохозяйственной опытной станции в стационарном о�