Оптимизация основной обработки серой лесной почвы под яровую пшеницу в условиях Владимирского ополья

Безменко, Анастасия Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Оптимизация основной обработки серой лесной почвы под яровую пшеницу в условиях Владимирского ополья
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация основной обработки серой лесной почвы под яровую пшеницу в условиях Владимирского ополья"

На правах рукописи

Безменко Анастасия Александровна

ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПОД ЯРОВУЮ ПШЕНИЦУ В УСЛОВИЯХ ВЛАДИМИРСКОГО

ОПОЛЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

17 АПР 2014

Москва 2014

005547207

Работа выполнена в отделе агрофизики почв ГНУ «Владимирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Научный руководитель: Зинченко Сергей Иванович

доктор сельскохозяйственных наук Официальные оппоненты: Сутягии Виктор Павлович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия», профессор кафедры агрохимии почвоведения и агроэкологии

Савоськина Ольга Алексеевна

доктор сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева», доцент кафедры земледелия и методики опытного дела Ведущая организация: ГНУ «Ивановский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства»

Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «17» июня 2014 г. в 11-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева» но адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 15, тел./факс: 8 (499) 977-13-38, dissovet@timacad.ru

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. Н.И. Железнова РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, и на сайте университета: http://www.tirnacad.ru

Автореферат разослан «17» апреля 2014 г.

диссертационного совета СLS' ' Шитикова A.B.

Ученый секретарь II

Л // 'с/--' "' --

Актуальность темы. На современном этапе развитая земледелия широкое применение находит ландшафтное планирование, а в России развивается адаптивно-ландшафтный подход к проектированию систем земледелия. Стратегическое направление адаптивно-ландшафтных систем земледелия основано на охране и рациональном использовании почвенных ресурсов. В связи с этим возникает необходимость дальнейшего поиска наиболее эффективных приёмов основной обработки почвы, обеспечивающих получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур при одновременном снижении энергетических и материальных затрат (В.И. Кирюшин, 2010).

Создание оптимальных условий для выращивания яровой пшеницы может решаться за счет совершенствования приемов основной обработки серой лесной почвы и уменьшения энергоемкости технологий в конкретных условиях Владимирского ополья. Это способствует максимальному увеличению продуктивности культуры, рациональному использованию материальных и природных ресурсов, что является актуальным для современного земледелия.

Цель исследования: Изучить влияние приемов основной обработки на урожайность яровой пшеницы в зернотравяном севообороте, основывающихся на принципах ресурсосбережения и сохранения плодородия серой лесной почвы Владимирского ополья.

Задачи:

1. Оценить влияние приемов основной обработки на регулирование водного режима и агрофизические свойства серой лесной почвы.

2. Определить эффективность различных приемов основной обработки на показатели плодородия почвы.

3. Выявить роль различных по способу и глубине приемов основной обработки на фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы в зернотравяном севообороте.

4. Изучить влияние различных по интенсивности и характеру воздействия приемов обработки на изменение биологических свойств серой лесной почвы.

5. Установить влияние изучаемых обработок почвы на рост, развитие и урожайность яровой пшеницы в зернотравяном севообороте.

6. Определить наиболее экономически эффективные приемы обработки почвы при выращивании яровой пшеницы.

Научная новизна. Впервые дана комплексная оценка влияния приемов основной обработки на динамику почвенных процессов, определяющих агрофизические, водно-физические, агрохимические и биологические свойства серой лесной почвы, а также урожайность яровой пшеницы в условиях Владимирского ополья.

Экспериментально доказана возможность и целесообразность использования ресурсосберегающих приемов основной обработки под яровую пшеницу в зернотравяном севообороте, что позволяет сохранить плодородие серой лесной почвы, снизить на 17,5-25,5% затраты горюче - смазочных материалов и трудовых ресурсов по сравнению с ежегодной вспашкой на глубину 20-22 см.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований предложены приемы основной обработки, позволяющие повысить экономические показатели производства зерна яровой пшеницы, с учетом сохранения основных показателей плодородия серой лесной почвы. Результаты исследований можно использовать для усовершенствования существующих технологий возделывания яровой пшеницы в Опольной зоне на серой лесной почве.

Материалы диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе по дисциплинам «Земледелие», «Агрохимия» и «Биология почв».

Реализация результатов исследований. Результаты научных исследований внедрены в ЗАО СПП «Тарбаево» Суздальского района Владимирской области при возделывании яровой пшеницы в 2013 году на площади 300 га. Было установлено, что при использовании безотвальной обработки на глубину 6-8 см под яровую пшеницу вместо отвальной вспашки на глубину 20-22 см (при урожайности 2,34 и 2,40 т/га соответственно) снижался расход ГСМ на 35,2 кг/га (27,5%), а затраты рабочего времени на 2,75 чел.- часов на 1 га (21,7%).

Апробация работы: Результаты исследований доложены на Всероссийской школе молодых ученых и специалистов: «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Ульяновский НИИСХ, 2010г.); Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока РФ» (Саранск, 2010г.); XVII Международной научной конференции (Варшава, Институт технологии и науки о жизни, 2011г.); Международном агроэкологическом форуме (С-Петербург, ГНУ Северо-Западный НИИМЭСХ, 2013г.); конференции Всероссийской школы молодых ученых и специалистов «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Суздаль, ГНУ Владимирский НИИСХ, 2013г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура н объем работы: Диссертационная работа изложена на 161 странице компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, содержит 15 таблиц, 25 рисунков и 14 приложений, библиографического списка используемой литературы, который включает - 277 источников, в том числе - 20 на иностранном языке.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Эффективность приемов основной обработки серой лесной почвы в регулировании агрофизических, водно-физических и агрохимических свойств почвы под яровую пшеницу.

2. Показатели засоренности посевов яровой пшеницы при различных приемах и глубине основной обработки.

3. Показатели уровня биологической активности серой лесной почвы при различных приемах основной обработки.

4. Изменение структурных элементов урожая, уровня урожайности яровой пшеницы и показатели экономической эффективности различных приемов основной обработки почвы на двух фонах минерального питания.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований

Исследования проводили в 2009-2011 гг. в полевом стационарном опыте отдела агрофизики почв ГНУ Владимирский НИИСХ, заложенном в 1986 году. Почва опытного участка серая лесная среднесуглинистая. Пахотный слой мощностью 25-30 см характеризуется следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса 2,5%; подвижных форм Р205 и К20 — 150 и 138 мг/кг почвы; рН^л — 5,8 соответственно. Опыт расположен на пологом склоне холма северо-западной экспозиции, крутизной 1-3°, заложен в 4-х кратной повторности методом организованных повторений, общая площадь делянки — 336 м2, учетная - 216 м2.

Схема опыта: 1. Ежегодная отвальная вспашка на 20-22 см (контроль) — ПЛН-3-35; 2. Ежегодная безотвальная обработка на 6-8 см — КПС-4; 3. Ежегодная безотвальная обработка на 20-22 см — КПГ-250; 4. Ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см — ПЯ-3-35, под яровую пшеницу отвшшная вспашка на 20-22 см — ПЛН-3-35; 5. Ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см - ПЯ-3-35, под яровую пшеницу безотвальная обработка на 6-8 см — КПС-4; 6. Чизельная обработка под травы на 38^40 см — ПЧ-4,5, ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, безотвальная обработка под яровую пшеницу на 6-8 см - КПС-4.

Возделывали яровую пшеницу сорта МиС с нормой высева 5,0 млн. всхожих семян на 1 га в шестипольном зернотравяном севообороте со

следующим чередованием культур: овес с подсевом многолетних трав (клевер+тимофеевка) - многолетние травы первого года пользования -многолетние травы второго года пользования - озимая рожь - яровая пшеница - ячмень. В опыте применялась агротехника, рекомендованная для зерновых культур в Опольной зоне.

В 2009 - 2010 годы исследования проводились на нормальном фоне интенсивности - Т^ЦоРадКзд кг д.в. В 2011 году на двух фонах: нормальном (ТЧдоРадКчо кг Д.в./га) и интенсивном (МтРзоК-бо кг д.в./га).

Метеорологические условия в годы проведения исследований были различны. Температура, за период посев-уборка в 2009, 2010 и 2011гг., превышала на 4,7; 17,0 и 9,5°С среднемноголетнюю норму. Осадков выпало за этот же период 242,5; 329,6 и 163,5 мм (99,0; 134,5 и 66,7% от нормы). 2009 год был слабозасушливым (ГТК 1,2), 2010 год избыточно влажный (ГТК 1,3), а 2011 год - острозасушливый (ГТК 0,7), что позволило более объективно оценить эффективность приемов основной обработки почвы.

Методы исследований. При проведении полевых и лабораторных исследований использовались общепринятые методы. Плотность сложения почвы по слоям 0-10, 10-20 и 20-30 см - методом цилиндров по С.И. Долгову (1986); влажность почвы - ГОСТ 28268-89; структура почвы - по И.И. Савинову (1986); водопрочность агрегатов - по И.М. Бакшееву (1969); подвижные соединения фосфора и калия - ГОСТ 26207-91; нитратный азот по ГОСТ 26483-85 - ГОСТ 26490-85; разложение клетчатки аппликационным методом по М.С. Востровой и А.Н. Петровой (1961); активность каталазы газометрическим методом (1991); количественный учет бактерий в почве с помощью люминесцентной микроскопии (1991); определение азотобактера в почве методом посева почвенных комочков по С.Н. Виноградскому (1960);засоренность посевов сорняками определяли количественным методом (А.Л. Иванов и др., 2004);для характеристики распространения корневой системы яровой пшеницы использовали метод «бура» (1983); фенологические наблюдения проводились по методике Госсортсети (1961); полевая всхожесть семян, сохранность и выживаемость растений, структура урожая определялась по методике В.И. Сазанова (1962). Химический анализ почвенных образцов проводился в отделе агрохимии и экологии Владимирского НИИСХ. Экономическая оценка рассчитывалась по методике А.Т. Волощука, М.А. Мазирова и др. (2003). Урожайность учитывали сплошным методом. Полученные данные подвергали статистической обработке по методике Б.А. Доспехова (1968) и Г.Н. Зайцева (1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Влияние приемов основной обработки на плодородие серой лесной почвы при возделывании яровой пшеницы Структура почвы. Это важнейший фактор плодородия, в ее создании большое значение имеет рациональная обработка почвы (А.И. Пупонин, Н.Ф. Хохлов, 1984 и др.).

Важным показателем, характеризующим влияние приемов основной обработки на структуру серой лесной почвы, является коэффициент структурности в период посева яровой пшеницы.

К посеву яровой пшеницы, на варианте с отвальной вспашкой, коэффициент структурности в верхнем (0-10 см) слое серой лесной почвы был наиболее высоким- 3,7. В целом, самые высокие коэффициенты структурности в слое почвы 0-30 см получены на отвальной вспашке (1,8) и плоскорезной обработке на глубину 20-22 см (2,1). Это свидетельствует о том, что данные обработки обеспечивают более благоприятные условия для структурообразования агрономически ценных агрегатов.

В слое 0-10 см в этот период наиболее благоприятные условия для структурообразования складываются на варианте с ежегодной отвальной вспашкой на 20-22 см (рисунок 1). Здесь, как и на ежегодной безотвальной обработке, на 20-22 см, в слое 10-20 см, формируется наибольшее количество агрономически ценных агрегатов за счет снижения уплотняющего воздействия движителями.

0-10 см

0-30 см

10-20 см

0-20 см

£¡>10,0 мм; 3"Н),0-0,25 мм; ■ <0,25 мм

1- ежегодная отвальная вспашка на 20-22 см (контроль); 2- ежегодная безотвальная обработка на 6-8 см; 3- ежегодная безотвальная обработка на 20-22 см; 4- ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, под яровую пшеницу отвальная вспашка на 20-22 см; 5- ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, под яровую пшеницу безотвальная обработка на 6-8 см, 6- чизедьная обработка под травы на 38-40 см, ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см. безотвальная обработка под яровую пшеницу на 6-8 см

Рисунок 1. Влияние приемов основной обработки на содержание агрономически ценных агрегатов 0,25-10,0 мм, %

В результате этого в слое 0-20 и 0-30 см на вариантах с ежегодной отвальной вспашкой и безотвальной обработкой на 20-22 см формируется максимальное количество агрономически ценных агрегатов — 64,5-70,0% и 64,867,9%, соответственно (рисунок 1). На остальных вариантах в этих слоях показатели были ниже, за счет формирования большего количества глыбистой структуры.

Важным показателем качества структурных агрегатов является сопротивление их размывающему воздействию воды (В.И. Кирюшин, 2010).

В целом, во всех слоях изучаемых вариантов, водопрочность почвенных агрегатов соответствовала избыточно высокой (согласно шкале по оценке водопрочности). Однако, на варианте, где в севообороте под многолетние травы была проведена чизельная обработка на 38-40 см, под озимую рожь ярусная вспашка на 28-30 см, а под яровую пшеницу безотвальная обработка fia 6-8 см происходило увеличение эрозионно-опасных агрегатов на 32,6 и 33,3% и качественная характеристика структуры почвы в слоях 0-10 и 20-30 см соответствовала отличной водопрочности.

Плотность сложения серой лесной почвы. Важным показателем физического состояния пахотного слоя является плотность почвы, которая в значительной степени регулируется обработкой (Г.Д. Аверьянов и др., 1984, В.Ф. Вальков. 1968 и др.).

Наблюдения показали, что в среднем за годы исследований, перед основной обработкой под яровую пшеницу наиболее высокий показатель плотности отмечался в слое 20-30 см на варианте с ежегодной безотвальной обработкой на 6-8 см и составил 1,51 г/см3.

В целом применение приёмов основной обработки приводит к формированию плотности серой лесной почвы в слое 0-30 см в интервале -1,10-1,24 г/см3 (НСР05 = 0,06 г/см3). При этом наиболее высокие показатели ее отмечаются на вариантах с безотвальной обработкой на 6-8 см - 1,24 г/см'.

К посеву пахотный слой на всех вариантах достигал величины 1,23-1,31 г/см3 (НСР05 = 0,06 г/см3).

После посева в слое 0-30 см происходило уплотнение почвы. Наиболее низкие показатели плотности почвы отмечались в пахотном слое вариантов с ежегодной плоскорезной обработкой и отвальной вспашкой на глубину 20-22 см - 1,31 и 1,32 г/см3 соответственно. На остальных вариантах эта величина была на уровне 1,34-1,37 г/см3 (рисунок 2).

г/си3

0-10 см

0-20 см

гУсм3

30 | Ш22»

ОЙЗЙЙ. псоеаа | посев*

20-30 см

0-30 см

Ш- ежегодная отвальная вспашка на 20-22 см (контроль); К- ежегодная безотвальная обработка на 6-8 см; Э- ежегодная безотвальная обработка на 20-22 см; 3- ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, под яровую пшеницу отвальная вспашка на 20-22 см; В- ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, под яровую пшеницу безотвальная обработка на 6-8 см; В - чизельная обработка под травы на 38-40 см, ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, безотвальная обработка под яровую пшеницу на 6-8 см

Рисунок 2. Влияние приемов основной обработки почвы под яровую пшеницу на плотность сложения по слоям

К колошению и уборке плотность сложения в слое 0-30 см увеличивалась и стремилась к своей равновесной величине-1,36-1,42 г/см3 (НСР05 = 0,11 г/см ), не зависимо от приема и глубины основной обработки. Причем наиболее низкие показатели плотности сложения отмечались на вариантах с ежегодной плоскорезной обработкой и отвальной вспашкой на глубину 20-22 см— 1,381.36 г/см3 соответственно.

Водный режим почвы. Накопление влаги в почве под яровые культуры начинается непосредственно после уборки предшественника. Наши исследования показали, что от уборки озимой ржи до выпадения снега, в метровом слое серой лесной почвы по вариантам опыта накапливалось от 208,4 до 215,6 мм продуктивной влаги (НСР05 = 1 8,5 мм).

После схода снега эти запасы увеличивались по вариантам опыта от 2,6 до 26,5 мм. Максимальные запасы продуктивной влаги отмечались на варианте с ежегодной плоскорезной обработкой на 6-8 см - 230,5 мм (НСР05 = 27,0 мм). К посеву количество продуктивной влаги по вариантам опыта уменьшалось на 12,2-30,1 мм и составляло от 194,6 до 205,0 мм (НСР05 = 23,5 мм) с более низкими значениями на вариантах с отвальной вспашкой на 20-22 см —194,6 мм.

К колошению и уборке яровой пшеницы запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы продолжали уменьшаться, и достигали уровня 147,4176,4 мм не зависимо от приема и глубины основной обработки серой лесной почвы.

Следовательно, наибольшее накопление влаги в метровом слое почвы, в период посева яровой пшеницы, обеспечивает вариант с ежегодной плоскорезной обработкой на 6-8 см. В целом, в период вегетации яровой пшеницы, запасы продуктивной влаги не зависели от глубины и приема основной обработки.

Содержание элементов питания в почве. Основную роль в формировании урожая возделываемых культур играют запасы нитратного азота в слое почвы 0-40 см, накопленные в самые ранние фазы роста и развития (В.В. Окорков, 2006). В наших исследованиях содержание нитратного азота перед посевом яровой пшеницы определялось глубиной и приемом основной обработки. Высокое его содержание в слое 0-40 см отмечалось на вариантах с ежегодной плоскорезной обработкой и отвальной вспашкой на глубину 2022 см и составляло 38,4 и 48,6 мг/кг почвы. На вариантах с плоскорезной обработкой на 6-8 см содержание нитратного азота было на уровне 23,028,4 мг/кг почвы. Активизация нитрификационной деятельности на фонах с ежегодной обработкой на глубину 20-22 см может быть обусловлена формированием благоприятных водно-физических свойств почвы для развития нитрифицирующей микрофлоры. К уборке содержание этого элемента питания снижалось на всех вариантах до уровня -7,0-15,4 мг/кг почвы, в первую очередь, за счет использования его растениями пшеницы.

Применение минеральных удобрений обеспечивало к посеву яровой пшеницы высокий и очень высокий уровень обеспеченности почвы подвижным фосфором (229,9-330,6 мг/кг почвы). К уборке этот показатель снижался на всех вариантах (157,5-268,0 мг/кг почвы), однако соответствовал высокому уровню обеспеченности. Такая же закономерность наблюдалась и по содержанию обменного калия. В период посева по вариантам опыта его содержание соответствовало высокому уровню (190,0-225,6 мг/кг почвы). К

уборке оно варьировало от повышенного до высокого (156,8-197,6 мг/кг почвы) уровня обеспеченности.

Засоренность посевов яровой пшеницы. Основными представителями сорной растительности в агрофитоценозе были: ромашка непахучая, овсюг обыкновенный, осот полевой, вьюнок полевой, одуванчик лекарственный и др. На всех вариантах опыта засоренность превышала экономический порог вредоносности п составляла 23-36 шт/м2, причем многолетние сорняки составляли от 11 до 28 шт/м2 по вариантам опыта, а малолетние - 8-16 шт/м . Высокие показатели засоренности яровой пшеницы отмечались на вариантах безотвальной обработки на глубину 6-8 см и 20-22 см, что в 1,3-1,6 раза больше (36 и 30 шт/м2), чем на контроле (23 шт/м2). При этом здесь отмечалась более высокая засоренность посевов многолетними сорняками от 14 до 28 шт/м2, что в 2 раза выше контроля.

После проведения химической прополки гербицидом против двудольных сорняков (днаден-супер 0,6 кг/га), засоренность значительно уменьшалась (1416 шт/м2) и была ниже экономического порога вредоносности по всем вариантам обработки. К уборке засоренность многолетними сорняками уменьшалась в 1,5-3,0 раза (6-9 шт/м2), малолетними в 1,1-2,7 раза (7-9 шт/м2), и не оказывала существенного влияния на формирование урожая яровой пшеницы. Наименее низкая численность сорняков в этот период отмечалась на вариантах с ежегодной безотвальной обработкой и отвальной вспашкой на

глубину 20-22 см (14-15 шт/м2).

2. Изменение биологических показателей плодородия серой лесной почвы в зависимости от приемов основной обработки

Микробная биомасса. Является одним из главных компонентов активной фракции органического вещества почвы и играет важную роль в почвенном плодородии и питании растений (Л.М. Полянская, С.М. Лукин и др., 1997).

Анализ результатов оценки общей биомассы почвенных микроорганизмов агроэкосистем серой лесной почвы, сформированных под воздействием различных приемов основной обработки почвы показал, что преимущество в накоплении общих запасов микрофлоры по слоям почвы имел фон с ежегодной безотвальной обработкой на глубину 20-22 см (рисунок 3).

Средние значения биомассы микрофлоры в слое 0-30 см составили 3,61 т/га. Безотвальная обработка на 20-22 см, наряду с формированием благоприятных водно-физических свойств, способствовала накоплению запасов

биомассы в верхнем слое почвы, за счет высокой обеспеченности органическим субстратом в течение 4-х ротаций севооборота (3,81 т/га).

С другой стороны длительное сельскохозяйственное использование серых лесных почв приводит и к возрастанию доли спор грибов в структуре биомассы микроорганизмов, особенно на варианте ежегодной безотвальной обработкой на глубину 6-8 см, где споры микрогрибов составили более 8% от общей биомассы микрофлоры.

7ГЙ

(НСР05 = 0,08 т/га) (НСР05 = 0,07 т/га) (НСР05 = 0,07 т/га) К- ежегодная отвальная вспашка на 20-22 см (контроль); Э- ежегодная безотвальная обработка на 6-8 см; ежегодная безотвальная обработка на 20-22 см; В- ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, под яровую пшеницу безотвальная обработка на 6-8 см

Рисунок 3. Влияние приемов основной обработки почвы на биомассу микроорганизмов по слоям почвы, т/га

Приемы основной обработки почвы, как факторы агротехнического воздействия на почву, обусловили различную динамику накопления биомассы микрофлоры. При этом ежегодная безотвальная обработка на глубину 20-22 см способствовала достоверно большему ее накоплению (3,49-3,81 т/га).

Ферментативная активность катализы. Изучение сезонной динамики окислительно-восстановительного фермента каталазы показало, что во время вегетации пшеницы ее активность изменялась незначительно. Достоверное увеличение активности фермента наблюдалось лишь после зяблевых обработок.

Максимальные показатели отмечены на ежегодной отвальной обработке на 20-22 см и в варианте сочетания безотвальной обработки на 6-8 см с периодической ярусной вспашкой (рисунок 4).

Показатели составили: в слое 0-10 см - 3,9 и 4,0 мл 02/г почвы за 1 минуту (НСРо5 = 0,08 мл 02/г почвы за 1 минуту); в слое 10-20 см - 3,9 и 4,1 мл 02/г почвы за 1 минуту (НСР05 =0,09 мл 02/г почвы за 1 минуту); в слое 20-30 см -4,0 и 4,1 мл 02/г почвы за 1 минуту (НСР05 = 0,08 мл 02/г почвы за 1 минуту). Увеличение активности фермента в сентябре (после уборки пшеницы) по

сравнению с показателями июля (колошение тпеницы) составляли: в слое 0-10 см - 64 и 65%; в слое 10-20 см-61 и 63%; в слое 20-30 см-65 и 61%.

всходы; колошение; Я- полная спелость 1- ежегодная отвальная вспашка на 20-22 см (контроль); 2- ежегодная безотвальная обработка на 6-8 см; 3 - ежегодная безотвальная обработка на 20-22 см; 4- ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, под яровую пшеницу безотвальная обработка на 6-8 см Рисунок 4. Сезонная динамика каталазной активности по слоям почвы, 2009г.

Увеличение влажности почвы после уборки и зяблевая обработка, улучшившие аэрацию пахотного слоя, а так же поступление мортмассы стимулировали активность продуцирования фермента и усиление окислительно-восстановительных процессов, особенно на вариантах с ежегодной отвальной вспашкой на 20-22 см и безотвальной обработкой на 6-8 см с периодической ярусной вспашкой на 28-30 см.

Целлголозоразлагающая активность. Разложение целлюлозы микрофлорой занимает первое место среди почвенных микробиологических процессов, и степень ее активности определяет скорость круговорота питательных веществ и энергии в почве (СИ. Зинченко, 2006; Г.И. Баздырев, 2008).

Наибольшей целлюлозолитической активностью за период экспозиции полотен (60 дней) отличались варианты безотвальной обработки на 6-8 см. Сохранение пожнивных остатков, являющихся энергетическим материалом в верхнем (0-10 см) слое почвы при достаточном его увлажнении стимулировало флуктуацию в биоценозе микроорганизмов в сторону доминирования целлюлозоразлагающей микрофлоры, что обеспечивало разложение льняного полотна на 59,5-67,3% (НСР05 = 7,2%). В слое 0-20 см убыль льняного полотна составила 63,8%, что, согласно шкале Д.Г. Звягинцева (1991), соответствует «сильной» степени разрушения клетчатки.

Другие закономерности минерализации клетчатки наблюдалась на ежегодной отвальной вспашке, где степень разложения льняного полотна в слое 0-30 см составила лишь 34%. При этом активность целлюлозоразлагающей микрофлоры возрастала с глубиной и в слое 20-30 см убыль льняной ткани

составила 56,1%(НСР05 = 5,6%), что в 2 раза выше, чем в слое 10-20 см и в 2,9 раза выше (НСР05 = 3,4%), чем в слое 0-10 см. Такую послойную дифференциацию активности целлюлозолитиков можно объяснить перераспределением свежих органических остатков и мортмассы в нижележащие слои, в результате оборота пласта при отвальной обработке, а также формированием благоприятной аэрации в нижележащих слоях.

3. Рост, развитие и урожайность яровой пшеницы при разных приемах

обработки почвы

Для получения высокого урожая яровой пшеницы важно получить дружные всходы культуры с заданной густотой, В этом отношении решающее значение имеет влажность посевного слоя. В период посева запасы продуктивной влаги на всех вариантах опыта в слое 0-10 см колебались в пределах от 1 8,0 до 19,3 мм, что обеспечивало дружное прорастание семян и одинаковую густоту всходов пшеницы при коэффициенте вариации 10%.

Динамика накопления массы растений. Рост растений (увеличение массы) от трёх листьев до полной спелости зависел от приёмов основной обработки. Воздушно-сухая масса 100 растений в период всходов по вариантам опыта колебалась в пределах от 10,4 до 14,6 г (НСР05= 0,33 г/100 растений). Наиболее интенсивно нарастание массы растений в этот период происходило на варианте с ежегодной плоскорезной обработкой на 6-8 см. К фазам кущения и выхода в трубку масса растений увеличивалась, а различия между вариантами выравнивались и были на уровне - 54,8-63,2 и 111,2-126,4 г/100 растений (НСРо.5 = 1,1 и 2,0 г/100 растений) соответственно. В фазу выхода в трубку интенсивнее процесс нарастания протекал на варианте с отвальной вспашкой на 20-22 см, которой предшествовала ярусная вспашка под озимую рожь на 2830 см, где масса составила — 126,4 г/100 растений (рисунок 5а).

В фазе молочной спелости масса растений была на уровне 228,0-241,4 г/100 растений (НСР05 = 5,3 г/100 растений). В фазу полной спелости выделяются варианты, где под озимую рожь после многолетних трав была проведена ярусная вспашка на глубину 28-30 см, в этом варианте эти показатели составили - 540,0-560,0 г/100 растений. На остальных вариантах значения были на одном уровне - 490,0-500,9 г/100 растений.

Наблюдение за нарастанием массы растений яровой пшеницы в период всходов в 2011 году не выявили разницы в этом показателе в зависимости от уровня интенсивности применения удобрений — нормальном (НСР05 = 0,32 г/100 растений), и интенсивном (НСР05= 0,36 г/100 растений) фонах (рисунок 56, 5в).

Я- всходы к •кздценяе&выход в трубку И-молочная спелость В-полная спелость I- ежегодная отвальная вспашка на 20-22 см (контроль); 2- ежегодная безотвальная обработка на 6-8 см; 3- ежегодная безотвальная обработка на 20-22 см; 4- ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, под яровую пшеницу отвальная вспашка на 20-22 см; 5- ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, под яровую пшеницу безотвальная обработка на 6-8 см; 6- члзельная обработка под травы на 38-40 см, ярусная вспашка под озимую рожь на 28-30 см, безотвальная обработка под яровую пшеницу на 6-8 см

Рисунок 5. Нарастание массы (г/100 растений) по фазам развития яровой пшеницы

В период кущения наблюдалось, увеличение массы растений на вариантах с интенсивной технологией возделывания на 9,7 и 10,4 г/100 растений в сравнении с нормальной по всем вариантам опыта. К периоду выхода в трубку разница между вариантами с разной интенсивностью увеличивается до 33,9 г/100 растений. Еще более сильные отличия проявляются в период полной спелости культуры, где масса растений по нормальной и интенсивной технологии достигала соответственно 489,2-524,1 и 697,1-738,7 г/100 растений (НСР05= 4,5 и 7,9 г/100 растений).

Следовательно, приёмы основной обработки и увеличение глубины рыхления под яровую пшеницу в меньшей степени способствовали улучшению роста и развития растений, а нарастание массы яровой пшеницы в основном определялось интенсификацией технологии возделывания культуры, за счет увеличения доз вносимых удобрений.

Развитие корневой системы яровой пшеницы. Глубина проникновения корней в подпахотные слои почвы определялась в период колошения яровой пшеницы. На всех вариантах корни проникали на глубину её определения - до 150 см независимо от глубины и приёма основной обработки почвы.

Наблюдения за распределением корневой системы яровой пшеницы по слоям почвы показали, что оно зависит от приёмов и глубины основной обработки. В верхнем 0-10 см слое объём корней составил 19,4-26,0% от общей массы корневой системы. В слое 0-50 см их масса находилась на уровне 59,669,8%. Наибольшее количество в этом слое отмечалось на вариантах с ежегодной плоскорезной и отвальной обработкой на 20-22 см - 64,5-69,8%. В

слое 0-100 см эта величина по вариантам опыта составляла — 88,3-90,1%. Корни, сосредоточенные в слое 100-150 см составили 9,9-11,7%.

Общая масса корней на варианте с ежегодной плоскорезной обработкой на 6-8 см была меньше, чем на отвальной вспашке на 53,3%, а на плоскорезной обработке на 6-8 см после периодической ярусной вспашки - на 23,1%.

Урожайность и структура урожая яровой пшеницы. На серых лесных почвах Владимирского ополья урожайность яровой пшеницы зависела в основном от климатических условий года.

В течение 3-х лет исследований по нормальной технологии наблюдалась стабильная тенденция увеличения урожайности на вариантах с ежегодной безотвальной на 20-22 см (2,56 т/га) и сочетания с двухъярусной обработкой (2,51-2,60 т/га) (НСР05 = 0,20 т/га).В экстремальные по метеорологическим условиям годы (2010 и 2011гг.) урожайность яровой пшеницы была на уровне -2,43-2,57 т/га (НСР 05= 0,20 т/га) и 2,41-2,59 т/га (НСР 05= 0,23 т/га) и зависела, в основном от количества осадков, накопленных в подпахотных слоях почвы в течение вегетационного периода (таблица 1).

Таблица!

Влияние приёмов основной обработки серой лесной почвы на урожайность __яровой пшеницы*_

Вариант опыта Урожайность, т/га

2009г. 2010г. 2010г. Среднее *

Ежегодная отвальная вспашка ПЛН-3-35на 20-22 см (контроль) 2.53 2.49 2,44 3,21 2.49 3.21

Ежегодная безотвальная обработка КГТС-4 на 6-8 см 2.33 2.50 2.41 3,33 2.41 3.33

Ежегодная безотвальная обработка КШ -250 на 20-22 см 2.65 2.54 2.49 3.23 2.56 3,23

Ярусная вспашка ПЯ-3-35 на 28-30 см под озимую рожь, под пшеницу вспашка ПЛН-3-35 на 20-22 см 2.64 2.57 2.59 3,45 2.60 3,45

Ярусная вспашка ПЯ-3-35 на 28-30 см под озимую рожь, под пшеницу безотвальная обработка на 6-8 см 2.61 2.43 2.50 3,33 2,51 3,33

Чизельная обработка под травы ПЧ -4,5 на 38-40 см, ярусная вспашка под озимую роясь ПЯ-3-35 на 28-30 см, безотвальная обработка под яровую пшеницу КПС- 4 на 6-8 см 2.67 2.50 2.53 3,45 2.57 3,45

НСР 05 0.21 0.20 0.23 0,24 0.20 0,24

^Примечание: в числителе данные по нормальной технологии за 2009-2011 гг., в знаменателе по интенсивной за 2011год.

Возделывание яровой пшеницы по интенсивной технологии позволяет получить урожай на уровне -3,21-3,45 т/га (HCP0s= 0,24 т/га), что выше по сравнению с нормальной технологией на 0,72-0,92 т/га. Увеличение урожая по интенсивной технологии произошло за счет улучшения уровня минерального питания растений.

Структура урожая. К уборке на нормальном уровне интенсивности в вариантах опыта количество растений было на одном уровне - 200-223 шт/м*. Наименьшее их количество отмечено на варианте с ежегодной плоскорезной обработкой на глубину 6-8 см (200 шт/м2). Количество продуктивных стеблей было в пределах - 313-330 шт/м2. На вариантах, где пласт многолетних трав заделывался ярусным плугом на 28-30 см наблюдается увеличение количества продуктивных стеблей до 321-332 шт/м2, а количества зёрен в колосе до 2829 шт. Однако в целом элементы структуры урожая в меньшей степени зависели от приёма основной обработки серой лесной почвы и в большей степени от уровня обеспеченности растений элементами питания.

На интенсивном фоне возделывания количество растений яровой пшеницы варьировало по вариантам опыта от 213 до 231 шт/м" в сравнении с нормальным фоном - 204-217 шт/м2. Тенденция увеличения количества растений на интенсивном фоне наблюдалась на ежегодной безотвальной обработке на 6-8 см (228 шт/м2)ина отвальной вспашке на 20-22 см по ярусной вспашке на 28-30 см (231 шт/м2). Высота растений и длина колоса увеличивались на интенсивной технологии не зависимо от приёма и глубины обработки на 11,9 и 2,4 см соответственно. Количество продуктивных стеблей на нормальном фоне (315-332 шт/м2) было ниже, чем на интенсивном (362381 шт/м2) на 15% по всем вариантам.

Следовательно, на серой лесной почве Владимирского ополья характеризующейся плотным сложением, выраженной структурой и сильной уплотняющей способностью к уборке, урожайность яровой пшеницы в основном зависит от климатических условий и уровня обеспечения посевов элементами питания.

4. Экономическая оценка приемов основной обработки серой лесной почвы

Расчеты эффективности приемов основной обработки показали, что наиболее низкие затраты при производстве 1 тонны зерна яровой пшеницы по нормальной технологии о тмечаются на варианте с безотвальной обработкой на глубину 20-22 см (4992,0 руб.) по сравнению с контролем (5212,2 руб.). По интенсивной технологии, наименьшие затраты на производство 1 тонны зерна

были в вариантах плоскорезной обработки на 6-8 (4946,7 руб.) и 20-22 см (5042,7 руб.), что соответственно на 4,1 и 2,2% ниже контроля (5153,5 руб.).

Затраты рабочего времени на производство одной тонны зерна в вариантах с плоскорезной обработкой под яровую пшеницу на 6-8 и 20-22 см по нормальной технологии снижаются по сравнению с контролем соответственно на 19,2 и 15,4%, а по интенсивной - на 20,4 и 14,3%.

Наибольшая рентабельность производства зерна яровой пшеницы по нормальной технологии отмечается на варианте с ежегодной плоскорезной обработкой на 20-22 см - 90,0%, по интенсивной технологии на вариантах с безотвальной обработкой на 6-8 (88%) и 20-22 см (92,0%).

Выводы

1. Наиболее благоприятные условия для структурообразования агрономически ценных агрегатов складываются в слое 0-30 см при вспашке и плоскорезной обработке на глубину 20-22 см. На этих вариантах получены самые высокие коэффициенты структурности — 1,8 и 2,1 соответственно.

2. Применение приёмов основной обработки в осенний период приводит к формированию плотности почвы в слое 0-30 см в пределах 1,10-1,24 г/см . В период посева и вегетации яровой пшеницы под действием комплекса агротехнических и естественных факторов происходит уплотнение почвы, и ее значения в этом слое достигают равновесной величины - 1,3-1,42 г/см3. Однако безотвальная обработка на глубину 6-8 см в отличие от вспашки в среднем увеличивает плотность почвы на 0,03-0,06 г/см3 в слое 0-30 см.

3. Запасы продуктивной влаги к посеву яровой пшеницы в метровом слое были сформированы на уровне - 194,6-205,0 мм. Максимальная влагообеспеченность почвы наблюдается на вариантах с безотвальными обработками на глубину 6-8 см - 205,0 мм.

4. Благоприятные условия для накопления нитратов складываются на фонах с ежегодной отвальной вспашкой и безотвальной обработкой на глубину 20-22 см. На этих вариантах средние значения запасов нитратного азота в вегетационный период яровой пшеницы составили 23,4 и 19,6 мг/кг почвы. Поверхностные безотвальные обработки обусловили накопление нитратного азота на уровне 13,7-16,5 мг/кг почвы.

На всех фонах применения основной обработки наблюдался высокий уровень обеспеченности растений минеральными формами фосфора и калия.

5. Засоренность посевов яровой пшеницы в период кущения увеличивается при безотвальных приемах обработки в 1,1-1,6 раза, многолетними сорняками в 2 раза (на варианте с поверхностной обработкой) по

сравнению со вспашкой на 20-22 см. Однако безотвальная обработка на 6-8 см в сочетании с ярусной обработкой на 28-30 см обуславливала низкий порог засоренности. Применение гербицидов позволило улучшить фитосанитарное состояние посевов, что не оказало отрицательного влияния на развитие культуры.

6. Воздействие различных приемов обработки, изменяя водно-воздушный режим, оказывает влияние на скорость и направленность микробиологических и биохимических процессов в почве. Максимальные запасы микробной биомассы (3,61 т/га) формируются на варианте безотвальной обработки на глубину 20-22 см, а самая высокая целлюлозоразлагакпцая активность в слое 0-10 см отмечается на вариантах поверхностных обработок на 6-8 см, где степень разложения льняного полотна составила 59,5-67,3%.

7. Изучаемые приемы основной обработки почвы, адаптированные к ландшафтным условиям региона, показали одинаковый уровень урожайности яровой пшеницы при нормальной(2,41-2,60 т/га) и интенсивной (3,21-3,45 т/га) технологиях, что свидетельствует о возможности использования безотвальных обработок на серых лесных почвах Владимирского ополья.

8. В условиях адаптивно-ландшафтного земледелия наибольшая экономическая эффективность получена при использовании безотвальных обработок по сравнению с контролем (вспашкой на 20-22 см). Безотвальные обработки на глубину 6-8 и 20-22 см под яровую пшеницу при нормальной технологии возделывания снижают расход горючего на 1 га на 28,2 и 9,8% соответственно, на производство 1 т зерна — на 25,9 и 12,4%. Аналогичная тенденция наблюдается и по интенсивной технологии - использование горючего уменьшается в расчете на 1 га на 22,9 и 10,4%, на 1 т зерна - 25,7 и 10,9%. Наибольшая рентабельность производства яровой пшеницы с одного гектара по нормальной технологии отмечается на варианте с плоскорезной обработкой на 20-22 см — 90,0%, по интенсивной технологии на вариантах безотвальных обработок на 6-8 и 20-22 см - 88,0-92,0%.

Рекомендации производству

С целью повышения плодородия серой лесной почвы и получения стабильных урожаев яровой пшеницы (2,41-2,60 т/га) в условиях Владимирского ополья, рекомендуется проведение безотвальных обработок на глубину 6-8 и 20-22 см, вместо отвальной вспашки на 20-22 см. Это обеспечит наиболее высокий чистый доход с рентабельностью производства — 88-92%.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Зинченко, С.И. Формирование объемной массы серой лесной почвы в зависимости от антропогенного влияния в агроэкосистемах / С.И. Зинченко, A.A. Безменко, И.М. Щукин, Д.А. Талеева// Достижения науки и техники АПК. -2013,-№4.-С. 11-13.

2. Зинченко, М.К. Влияние вида угодий и приемов основной обработки на биологическую активность серой лесной почвы / М.К. Зинченко, Л.Г. Стоянова,

A.A. Безменко, И.М. Щукин// Достижения науки и техники АПК. — 2013. - №4. -С. 14-16.

3. Зинченко, С.И. Развитие корневой системы зерновых культур в агроэкосистемах на серой лесной почве / С.И. Зинченко, A.A. Безменко, И.М. Щукин, Д.А. Талеева// Достижения науки и техники АПК. - 2013. - №4. - С. 2022.

Статьи в сборниках научных трудов и материалах конференций

4. Безменко, A.A. Влияние техногенеза в агросистеме на запасы продуктивной влаги серой лесной почвы /A.A. Безменко, B.C. Зинченко, Д.А. Танеева // Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса. Т. 1. - Иваново, 2009. - С. 47 - 50.

5. Безменко, A.A. Оптимальная плотность серых лесных почв / A.A. Безменко,

B.С.Зинченко, Д.А. Талеева // Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса. Т.1. - Иваново, 2009. — С. 50 — 53.

6. Безменко, A.A. Оптимальная плотность серых лесных почв Владимирского ополья /A.A. Безменко, B.C. Зинченко // Владимирский земледелец. - 2010. - № 1-2.-С. 29-30.

7. Безменко, A.A. Плотность серых лесных почв /A.A. Безменко, B.C. Зинченко // Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства: всероссийская школа молодых ученых и специалистов: материалы / Ульяновский НИИСХ. - Ульяновск, 2010. - С. 35-38.

8. Зинченко, М.К. Влияние агрогенной нагрузки на ферментативную активность каталазы серых лесных почв Владимирского ополья / М.К. Зинченко, Л.Г. Стоянова, A.A. Безменко // Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока РФ: Труды Всероссийской научно-практической конференции. - Саранск, 2010. С. 317-320.

9. Зинченко, С.И. Эффективность системы основной обработки серых лесных почв под озимую рожь /С.И. Зинченко, А. А. Безменко, Д. А. Талеева // Проблемы интенсификации производства продукции животноводства с точки зрения улучшения структуры семейных ферм, охраны окружающей среды и

стандартам ЕС: XVII Международная научная конференция (20-21 сентября) / Институт технологии и науки о жизни в Фалине филиал в Варшаве. - Варшава, 2011.-С. 308-311.

10. Зинченко, С.И. Оценка влияния приемов основной обработки на водно -физические, эколого — биологические свойства серой лесной почвы /С.И. Зинченко, М.К. Зинченко, A.A. Безменко, Н.П. Бучкина, Д.А. Талеева // Экологические аспекты производства продукции животноводства; снижение отрицательного воздействия химически активного азота на окружающую среду в сельскохозяйственном производстве; полевые исследования для устойчивого развития сельских территорий: международный агроэкологический форум (2123 мая): материалы в трех томах /СЗ НИИ МЭСХ. - С-Петербург, 2013. - Т.З. -С. 213-218.

11. Безменко, A.A. Влияние приемов основной обработки под яровую пшеницу на структуру почвы и водопрочность почвенных агрегатов / A.A. Безменко // Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства: Сборник докладов Всероссийской школы молодых ученых и специалистов (3-4 июля) / Владимирский НИИСХ. - Суздаль, 2013. -С. 26-31.

12. Зинченко, С.И. Эколого — биологические свойства сельскохозяйственной почвы в зависимости от приемов основной обработки / С.И. Зинченко, A.A. Безменко, Н.П. Бучкина, Е.Я. Рижая, Д.А. Талеева// Проблемы интенсификации животноводства с учетом пространственной инфраструктуры и охраны окружающей среды: монография под ред. В. Романюк. - Варшава, 2013.-С. 298-302.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Формат 60х841/16 Усл.печ.л. 1,25 Тираж 100 Заказ 154

Издательство РГАУ— МСХА имеии К. А. Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Безменко, Анастасия Александровна, Суздаль

Государственное научное учреждение Владимирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии)

На правах рукописи

04201457845

Безменко Анастасия Александровна

ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПОД ЯРОВУЮ ПШЕНИЦУ В УСЛОВИЯХ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук

Зинченко С.И.

Суздаль 2014

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА 8

1.1. Роль приемов обработки почвы при выращивании

сельскохозяйственных культур

1.2. Влияние приемов основной обработки на плотность сложения

почвы

1.3. Влияние структурного состояния почвы на развитие

сельскохозяйственных культур и плодородие

1.4. Влияние приемов основной обработки на водный режим серой

лесной почвы

1.5. Формирование уровня засоренности посевов сельскохозяйственных

культур посредством обработки почвы

1.6. Биологическая активность почвы в зависимости от приемов

основной обработки

1.7. Влияние приемов основной обработки на продуктивность яровой

пшеницы

ГЛАВА II. ОБЪЕКТ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 45

2.1. Почвенно-климатические условия 45

2.1.1. Климат 45

2.1.2. Почвы 47

2.1.3. Погодные условия в период проведения исследований 50

2.2. Методика и условия проведения исследований 54 ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА ПЛОДОРОДИЕ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ 57 ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

3.1. Эффективность приемов основной обработки в регулировании

агрофизических свойств

3.1.1. Влияние приемов основной обработки на структуру почвы 57

3.1.2. Формирование плотности сложения серой лесной почвы в

зависимости от приемов основной обработки

3.2. Влияние приемов основной обработки на водный режим почвы 72

3.3. Содержание элементов питания в почве при различных приемах

основной обработки серой лесной почвы

3.4. Влияние приемов основной обработки почвы на засоренность

посевов яровой пшеницы

ГЛАВА IV. ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ 83 ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ

4.1. Влияние приемов основной обработки на изменение уровня

микробной биомассы агроценозов серой лесной почвы

4.2. Влияние приемов основной обработки почвы на ферментативную

активность каталазы

4.3. Влияние приемов основной обработки почвы на

целлюлозоразлагающую активность серой лесной почвы

4.4. Распространение азотобактера в агроценозах серой лесной почвы в зависимости от приема основной обработки

ГЛАВА V. РОСТ, РАЗВИТИЕ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

ГГРИ РАЗНЫХ ПРИЕМАХ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

5.1. Особенности формирования урожая 93

5.2. Развитие корневой системы яровой пшеницы 97

5.3. Урожайность и структура урожая яровой пшеницы 100 ГЛАВА VI. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ

105

ОБРАБОТКИ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ

ВЫВОДЫ 111

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 113

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 114

ПРИЛОЖЕНИЯ 141

ВВЕДЕНИЕ

Общая характеристика работы. Работа посвящена изучению влияния приёмов основной обработки на урожайность яровой пшеницы, плодородие серой лесной почвы в агроэкосистемах адаптировано-ландшафтного земледелия Владимирского ополья.

Актуальность темы. На современном этапе развития земледелия широкое применение находит ландшафтное планирование, а в России развивается адаптивно-ландшафтный подход к проектированию систем земледелия. Стратегическое направление адаптивно-ландшафтных систем земледелия основано на охране и рациональном использовании почвенных ресурсов. В связи с этим возникает необходимость дальнейшего поиска наиболее эффективных приёмов основной обработки почвы, обеспечивающих получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур при одновременном снижении энергетических и материальных затрат (В.И. Кирюшии, 2010).

Задачи:

2. Определить эффективность различных приемов основной обработки на показатели плодородия почвы.

3. Выявить роль различных по способу и глубине приемов основной обработки на фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы в зернотравяиом севообороте.

5. Установить влияние изучаемых обработок почвы на рост, развитие и урожайность яровой пшеницы в зернотравяиом севообороте.

6. Определить наиболее экономически эффективные приемы обработки почвы при выращивании яровой пшеницы.

Экспериментально доказана возможность и целесообразность использования ресурсосберегающих приемов основной обработки под яровую пшеницу в зернотравяиом севообороте, что позволяет сохранить плодородие серой лесной почвы, снизить на 17,5-25,5% затраты горюче -смазочных материалов и трудовых ресурсов по сравнению с ежегодной вспашкой на глубину 20-22 см.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований предложены приемы основной обработки, позволяющие

повысить экономические показатели производства зерна яровой пшеницы, с учетом сохранения основных показателей плодородия серой лесной почвы. Результаты исследований можно использовать для усовершенствования существующих технологий возделывания яровой пшеницы в Опольной зоне на серой лесной почве.

Апробация работы: Результаты исследований доложены на Всероссийской школе молодых ученых и специалистов: «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Ульяновский НИИСХ, 2010 г.); на Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока РФ» (Саранск, 2010 г.); на XVII Международной научной конференции (Варшава, Институт технологии и науки о жизни, 2011г.); на Международном агроэкологическом форуме (С-Петербург, ГНУ Северо-Западный НИИМЭСХ, 2013г.); на конференции Всероссийской школы молодых ученых и специалистов «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Суздаль, ГНУ Владимирский НИИСХ, 2013 г.).

Основные положения, выносимые на защиту

2. Показатели засоренности посевов яровой пшеницы при различных приемах и глубине основной обработки.

3. Показатели уровня биологической активности серой лесной почвы при различных приемах основной обработки.

Структура и объем работы: Диссертационная работа изложена на 161 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, содержит 15 таблиц, 25 рисунков и 14 приложений, библиографического списка используемой литературы, который включает - 277 источников, в том числе - 20 на иностранном языке.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1. Роль приемов обработки почвы при выращивании сельскохозяйственных культур

Главной задачей современного сельского хозяйства является увеличение продуктивности земледелия и урожайности культур (Л.А. Нечаев, В.И. Зотиков, 2013).

Большое значение в жизни сельскохозяйственных растений, их продуктивности имеют физические свойства почвы: плотность ее сложения, структурное состояние, аэрация и т.д. Причем механическая обработка почвы занимает ключевое место в регулировании данных показателей (А.Я. Рассадин, С.А. Клычникова, 2000).

Среди многочисленных агротехнических приемов обработка почвы всегда играла основную роль в создании урожая, так как этот прием является универсальным средством воздействия на миогие физические, химические и биологические свойства почвы, и, в конечном счете, на её плодородие (ГГ.П. Колмаков, A.M. Нестеренко, 1981).

Обработкой почвы человек начал заниматься в глубокой древности. С целыо выращивания сельскохозяйственных растений верхний слой почвы рыхлился острой палкой (землекопалкой), преобразованной затем в мотыгу. Глубина рыхления в этот период не превышала 12 см. Возделываемые площади почвы были небольшими. Земледелие в этот период характеризовали как огородное из-за малой обрабатывающей площади. С увеличением численности населения, увеличилась потребность в продуктах питания, а это требовало усовершенствования почвообрабатывающих орудий для расширения площади возделываемых культур. С приручением тягловых животных появилась возможность расширения посевных площадей сельскохозяйственных культур и увеличение глубины рыхления почвы. А с переходом сельскохозяйственного производства к использованию машин и

разработкой почвообрабатывающего орудия - плуга, глубина обработки почвы с течением времени увеличилась до 25-30 см (С.А. Семенов, 1974).

К концу XX века плуг является основным почвообрабатывающим орудием, используемым для основной обработки почвы. Однако в начале XX века в России И.Е. Овсинский (1911) отмечал, что «глубокая вспашка - это порча почвы ... . Только в исключительных случаях она может быть произведена один раз в качестве мелиоративного средства». Предложенный прием мелкой обработки почвы вместо отвального плуга не был поддержан.

Однако по мере того, как отмечал P.Crosson (1981), нежелательные тенденции в агроэкосистемах становились все более очевидными, появился интерес к природоохранной агротехнике, которые возникли в 30-х годах прошлого века в США и 50-х годах, в степных районах бывшего СССР, вслед за появлением почвенной эрозии и пыльными бурями. Переход в этих районах к минимальной или нулевой обработке почвы вместо отвальной вспашки было достаточно, чтобы прекратить эрозию почвы и значительно сократить расход на горючее и затраты труда на производство одного центнера зерна (Х.П. Аллен, М.Ф. Пушкарев, 1985; Ю.П. Одум, A.C. Калинский и др.,1987).

В начале 60-х годов методы минимализаци обработки почвы стали широко внедряться в практику. Этому способствовал массовый выпуск специальной почвообрабатывающей техники и приспособлений, начатый крупнейшими фирмами США (R. Cannell, 1980; Q. Bowen, 1982).

Под минимальной обработкой подразумевают способы обработки, которые занимают промежуточное положение между отвальной вспашкой и прямым посевом в необработанную почву (G.B. Triplett, 1982).

В Швеции более 50 лет успешно практикуют мелкую обработку под зерновые культуры. Снижение урожаев до 4%, по сравнению со вспашкой на 20-25 см, отмечено только при оставлении большого количества пожнивных

остатков или распространении корневых гнилей (R.Q. Cannel, 1985; Т. Ilydber, 1986).

В европейской части России безотвальные приемы обработки почвы широкого распространения не получили. Однако, в связи со значительным сокращением к концу XX века в сельскохозяйственном производстве рабочих рук и резкого повышения стоимости на горючее и сельскохозяйственную технику товаропроизводители начали вместо вспашки применять мелкую обработку почвы или' чередование с ней (И.В. Бирюков, O.A. Самохина и др., 2010).

К требованиям, выдвигаемым для обработки почвы, изначально были: уничтожение предшествующей растительности; обеспечение посевов максимальным количеством воды и усвояемой пищи (В.Р. Вильяме, 1947). Эти требования должны выполняться почвообрабатывающими орудиями в результате формирования оптимальных физических свойств почвы для возделываемых культур. К этим свойствам можно отнести крошение почвы и формирование агрономически ценной структуры, которые в свою очередь обеспечивают оптимальную объемную массу в пахотном слое (0-30 см) и его аэрацию, создающих нормальные условия для биохимических процессов по переходу элементов питания почвы в доступные для растений формы.

Агрофизические свойства, формируемые в результате рыхления почвообрабатывающими орудиями, должны обеспечивать условия для пополнения и сохранения в почве атмосферных осадков и в целом способствовать сохранению плодородия почвы (Г.И. Баздырев, 2008; Л.Н. Каштанов, 2008).

Почвенный покров Нечернозёмной зоны разнообразен по генезису и механическому составу. Кроме того, почвенные разности отличаются по физическим, химическим, водным, биологическим, тепловым свойствам и плодородию. Наиболее распространённый тип почв - дерново-подзолистый (В.П. Нарциссов, 1984). Верхний горизонт обеднён илистой фракцией. В

естественном состоянии они имеют высокую плотность и низкую порозность, слабооструктурены, обладают низким плодородием из-за слабой мощности гумусового горизонта, скудными запасами питательных веществ, доступных для растений, имеют повышенную кислотность, низкую ёмкость поглощения в пахотном слое (Н.В. Войтович, 1997; Н.В. Войтович, H.A. Полев, 2000).

Свойства пахотного слоя зависят от количества и качества горизонтов исходных почв. Разнокачественность генетических горизонтов дерново-подзолистых почв, малая мощность гумусового горизонта ведут к необходимости углубления пахотного слоя. Углубление можно проводить постепенным припахиванием подпахотных горизонтов к пахотному слою, сразу или предварительно разрыхляя их почвоуглубителями, с последующим примешиванием к пахотному слою при основной вспашке, желательно с удобрением (В.Р. Вильяме, 1947; М.Г. Чижевский, 1952; H.A. Качинский, 1965).

Приемы обработки почвы в основном подразделяются на отвальную вспашку и безотвальную обработку. Основное отличие их состоит в том, что при отвальной вспашке происходит оборот обрабатываемого слоя почвы, при безотвальной обрабатываемый слой почвы остается на месте, но как и при отвальной происходит его рыхление на глубину обработки (Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков и др., 2000; А.Ф. Сафонов, A.M. Гатаулин и др., 2006).

Недостаточная изученность вопросов применения отвальной, безо твальной, разноглубинных обработок, их почвозащитная эффективность под зерновые и пропашные культуры в севообороте, в сочетании с удобрениями, при интенсивном использовании пашни, поиск ■ путей сокращения затрат на основную обработку и повышение плодородия, учитывая комплексное влияние обработок почвы и удобрений, явились основанием для проведения полевых экспериментов в разных почвенно-

климатических зонах России (И.С. Кочетов, A.M. Гордеев и др., 1990; И.Г1. Макаров, 1993; Л.Н. Цуриков, 1997).

Различные способы и глубина основной обработки оказывают большое влияние на такие физические свойства почвы как структура, скважность, твёрдость, объёмный вес и др. Эти же показатели непосредственно влияют на рост и продуктивность растений.

Традиционная зяблевая вспашка почвы - отвальная вспашка - самая эперго- и трудоемкая операция в технологии возделывания сельскохозяйственных культур. На ней расходуется около 36-38% топлива от потребности для возделывания сельскохозяйственных культур. Чтобы вспахать один �

Информация о работе

Безменко, Анастасия Александровна
кандидата сельскохозяйственных наук
Суздаль, 2014
ВАК 06.01.01

Диссертация

Оптимизация основной обработки серой лесной почвы под яровую пшеницу в условиях Владимирского ополья - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы