Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности формирования продуктивности озимой пшеницы на разных видах паров и способах обработки обыкновенных мицеллярно-карбонатных черноземов Ростовской области

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Алибушев, Василий Васильевич, Персиановка

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Ш ПРОДОВОЛЬСТВИЯ Яр

ДОНСКОЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

УДК 631,432

жшоушев иашшш Масишетш УО у^^га с

ишооти СФОРМИРОВАНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ОЗИМОЙ ПШШЩ НА РАЗНЫХ ВИДАХ ПАРОВ И СПОШВАХ ОБРАБОТКИ

ОБЫШОВЕННвЖ й1Ш11Яга0--КАРБ0НАЖйл ЧЕРНОЗЕМОВ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность иб,01.0У - растениеводство

ДИССЕРТАЦИЯ да соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессорам,Б* МЙНКИГ '"

доктор сельскохозяйственных наук, профессор ЕЛ, ЗЕЛЕНСКИЙ

Персиановка

- 1998

ОГЛЛЕЛЕИШЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ВЛИЯНИЕ ВИДОВ ПАРОВ Ж СПОСОБОВ Ж ОБРАБОТКИ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (ОБОСНОВАНИЕ ПОСТАНОВКИ И НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ)..............................

2. УСЛОВИЯ й МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ,............................29

2.1. Характеристика климата и погодных условий

в годы проведения опытов .............................29

2/2. Характеристика почв...................................................38

2.3. Методика проведения исследований ...............................43

3. ВЛИЯНИЕ ВИДОВ ПАРОВ И СПОСОБОВ ИХ ОБРАБОТКИ НА ЭЛЕМЕНТЫ ПЛОДОРОДИЯ МИЦЕЛЛЯРНО"КАРБОНАТНОГО ЧЕРНОЗЕМА. .....................46

3.1. Содержание растительных остатков и гумуса в почве.... 4?

3.2. Структура и объемная масса почвы .................... 52

3.3. Содержание влаги в почве............................ 5?

3.4. Содержание нитратного азота и фосфора в почве.__________66

3.5. Засоренность озимок пшеницы по черному и занятым

парам при различных способах обработки почвы......... 71

4. ВЛИЯНИЕ ВИДОВ ПАРОВ H СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ ПДРШДНШУОЩЙХ КУЛЬТУР I ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ............. 75

4.1. Урожайность и энергетическая оценка парозанимающих культур.............................................. 76

4.2. Особенности формирования м энергетическая оценка посевов озимой пшеницы после различных видов паров 84

4.3. Урожайность озимой пшеницы по различным парам

и ее энергетическая оценка..................................105

5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗВЕНЬЕВ СЕВООБОРОТА ПРИ РАВНЫХ СПОСОБАХ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ................................ 114

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ............................... 124

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.................................... 127

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................... 128

П Р И Л О S Е H И Я......................................... 142

- 3 -В Е Е Д E M M Е

Актуальность -гемм. Увеличение производства зерна всегда было и остается одной из главных задач сельского хозяйства Ростовской области, Ее решение во многом связано с производством основной зерновой культуры озимой пшеницы, которая занимает в области примерно 30% пашни и около 55% от посева зерновых. Поэтому -повышению урожая этой культуры уделяется много внимания.

Одним из факторов увеличения производства зерна считается расширение площади посева озимой пшеницы после чистого пара до 50%. Однако постоянно высказываются сомнения в эффективности решения этого вопроса таким путем. Это связано с тем, что чистые пары могут оказывать отрицательное влияние на элементы плодородия почвы (разрушение структуры и гумуса частыми механическими обработками, усиление эрозионных процессов в связи с длительным отсутствием растительности и распылением верхнего слоя почвы), не всегда оправдывает себя с экономической и энергетической точки зрения.

Отмеченное во многом объясняется недостаточными исследованиями по оценке роли и значения чистых и занятых паров в производстве зерна, сохранения плодородия почвы и защиты ее от эрозии, рациональном использовании энергетических ресурсов.

В известной степени решение отмеченных вопросов возможно с расширением площади занятых паров с использованием в качестве парозанимающих культур не только применяющихся растений (зерно-бобовая смесь, кукуруза), мало распространенных (эспарцет) и не применяющихся, но являющихся перспективными (донник), для усиления защиты почвы от эрозии шире использовать безотвальную обработку как для чистого, так и занятого пара,

В настоящее время по этим вопросам мало проведено исследова-

ний и нет единого мнения, а поэтому изучение влияния чистого и занятых паров при отвальной и безотвальной обработке на элементы плодородия почвы, урожай парозанимающих культур и озимой пшеницы, продуктивность звеньев севооборота, расход энергии имеет как научное, так и практическое значение.

Цель и задачи исследований. Цель работы - изучить влияние чистого и занятых паров при отвальной и безотвальной обработке на элементы плодородия мицеллярно-карбонатных черноземов, урожайность парозанимающих культур и озимой пшеницы для обоснования наиболее эффективных звеньев севооборота. Для ее выполнения были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучить влияние видов паров и способов их обработки на содержание растительных остатков и гумуса в почве,

2, Установить влияние видов паров и способов их обработки на структуру и объемную массу почвы,

3, Выяснить содержание основных элементов питания растений в почве по озимой пшенице после чистых и занятых паров при разных способах обработки почвы.

4. Выявить влияние чистых и занятых паров при разных способах обработки на содержание влаги в почве,

б. Изучить влияние видов паров и способов обработки почвы на Формирование урожая парозанимающих культур и озимой пшеницы.

6, Определить энергетическую эффективность звеньев с чистым и занятыми парами севооборота при равных способах обработки почвы.

Научная .новизна исследований. На эродированном мицелляр-но-карбонатном черноземе Ростовской области изучено влияние чистого и занятого пара влаио-бобовой смесью, кукурузой, эспарцетом и донником на плодородие почвы и продуктивность озимой пшеницы,

дана энергетическая оценка изучаемых звеньев севооборота при отвальной и безотвальной обработках почвы.

Практическая ценность работы. Предложенные на основе исследований звенья севооборота эспарцет - озимая пшеница, донник -озимая пшеница при безотвальной обработке почвы позволяют повысить плодородие почвы, сокращать затраты труда, средств и энергии, ее сбора по сравнению с размещением после чистого пара в зависимости от погодных условий до 20%,

Апробация работы. Материалы исследований докладывались и обсуждались на заседании кафедры почвоведения, ботаники и физиологии растений, на научно-производственных конференциях профессорско-преподавательского состава Донского ГАУ (1989 - 1995 гг.).

Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение научных разработок в Родионове-Несветайоком (ТОО "Заря", 1992-1993 гг.) и Матвеево-Курганском (КАП !?50 лет Октября, 1994-1995 гг.) районах Ростовской области показала, что затраты энергии в звене эспарцет-озимая пшеница снижены на 22,9%, донник-озимая пшеница - на 27,5-40,4%, по сравнению со звеном черный пар-озимая пшеница,

Диссертация является научно-исследовательской работой, выполненной автором самостоятельно, Изложенные в ней результаты исследований проведены в соответствии о планом научно-исследовательских работ Донского государственного аграрного университета,

Схемы и методика полевого опыта, наблюдений и исследований по изучению влияния чистого и занятых паров, способов их обработки на плодородие мицеллярно-карбонатных черноземов, оценки продуктивности, энергетической эффективности звеньев севооборота разработаны под руководством научных руководителей доктора биологических наук, профессора М.Б. Минкина и доктора сельокохозяйс-

твенных наук, профессора H.A. Зеленского. Автор выражает искреннюю признательность научным руководителям профессорам М.В. Минки-ну и H.A. Веденскому, коллективам кафедр почвоведения, ботаники и физиологии растений3 растениеводства за большую помощь, оказанную при подготовке диссертационной работы.

Выносимые на защиту положения;

1. Оценка влияния видов паров и способов их обработки на

элементы плодородия мицеллярно-карбонатного чернозема (содержание растительных остатков и гумуса в почве, структура и объемная масса почвы, основные элементы минерального питания, содержание влаги в почве).

2, Оценка влияния видов паров и способов обработки почвы на продуктивность пашни (урожайность и энергетическая оценка парозанимающих культур, озимой пшеницы; продуктивность звеньев севооборота) .

Езият видов втт ж тостов шж обржшж на плодородие почт и урожай озимой гшиищ (тоситтмЕ тстмштш и йшршлемшя иссдедрваяюй)

Сохранению и повышению плодородия почвы с древнейших времен постоянно и много уделяется внимания.

Плодородие является неотъемлемым качеством почвы, а поэтому лишенная ее она перестает быть почвой, т.е. становится бесплодной и неспособной производить урожай растений. Плодородие отличает почву от других природных тел и является основой ее использования как средства сельскохозяйственного производства.

Отдельные исследователи дают различное определение плодородия почвы. Так, езде Ю. Либих (1936) под плодородием понимал ее способность удовлетворить потребность растений лишь элементами питания. В.Р. Вильяме (1950) считал, что плодородие есть способность почвы удовлетворять растения максимально потребными количествами усвояемой воды и усвояемой пищи, одновременно тем и другим, беспрерывно в течение всей жизни растений, В настоящее время под плодородием понимается способность почв удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико-химической средой для нормального роста и развития (1,0, Кауричев, 1989),

В прошлом различали два основных вида плодородия почвы: природное иди естественное и экономическое или эффективное. Понятие природного плодородия включает и потенциальное, т.е. до времени скрытого, непроявляющегося (В.Р. Вильяме, 1951; М.Г. Чижевский и др., 1953).

В настоящее время отдельные авторы выделяют различные виды плодородия почвы. Так,, Л.Л« Шишов и др. (1987), различают виды

плодородия; потенциальное и эффективное, И.С. Кауричев и др. (1989) выделяют: естественное, искусственное5 эффективное или экономическое и потенциальное.

Проблема сохранения естественного повышения эффективного плодородия почвы возникла перед человеком с того времени, когда он начал выращивать растения. Было замечено, что при постоянном выращивании культур на одном месте постоянно и неуклонно урожай их падает. Опыт земледельца убедил в том, что наиболее успешно решать проблему плодородия почвы применением не отдельных приемов, а планомерным их применением в системе,

Длительное время развитие и применение систем восстановления плодородия почв было эмпирическим, получивших впоследствии название примитивных систем земледелия, В их числе выделены: подоеч-но-огневая и лесоповаланая (повышение плодородия путем обогащения почвы зольными элементами сжиганием древесной растительности), залежная (путем чередования использования участков до 10 лет и последующего оставления без обработки), а затем переложной (сокращение оставления участка без обработки менее 15 лет). В последних повышение плодородия проходило за счет улучшения структуры почвы и увеличения элементов питания при содержании под целиной или залежью. Теоретическое обоснование периодического влияния за-леж на плодородие почвы было дано П.А. Костычевым (1957) и В. Р. Вильямсом (1949), В южных и восточных районах России эта система земледелия сохранялась до конца XIX века,

Постоянно раступдай опрос на зерно предопределил переход от примитивной переложной и экстенсивной к более прогрессивной паровой системе земледелия, в которой срок перелога сократился до 1-Е лет. Плодородие почвы в этой системе должно повышаться за счет внесения под пар органических удобрений,

В мировом земледелии пар известен с древних времен (Варрон,

1963). В России их применяли около 800 лет, хотя широкое распространение они получили о XVI в. (А,В, Советов, 1950), Длительное время чистые пары считались единственным и доступным способом повышения эффективного плодородия почвы (С.П. Кравцов, 1926; Г,А. Герасимов, 1932; 3LM. Скворцов, П. И. Омольяков, 1934; Н.С. Соколов, 1933; 1938; К. Шульмейстер, 1973 и др.).

В связи с ростом населения постоянно требовалось увеличение не только производства зерна, технических культур, но и кормов-для животноводства. Для решения этих задач требовалось совершенствование системы земледелия.

К середине XVIII в. на смену экстенсивной еернопаровой пришла более интенсивная плодосменная система земледелия с типичным для нее четырехпольным норфольоким севооборотом (Ф.С. Крохалев, 1960). Для этой системы была характерна замена чистого занятым клевером пара. Проблему повышения плодородия почвы должны были обеспечивать плодосмен, улучшение обработки почвы и увеличение внесения удобрений. Как отмечал Д.Н. Прянишников (1963). в странах Западной Европы сначала внедрение плодосмена к 80 годам XVIII в. позволило в два раза увеличить урожай, а затем широкое применение удобрений дало возможность к 30-м годам XIX века еще раз его удвоить,

В нашей стране плодосменная система земледелия широко пропагандировалась Й.М. Комовым (1953), M.F. Павловым (1838), A.B. Оо-

ветовым (1950) и др., но широкого распространения она не получила.

До начала 30-х годов основной была трехпольная зернопаровая система земледелия. Однако недостаток кормов привел к необходимости использования для выпаса скота чистых паров (в практике та-

кой пар называли толокой, а в научной литературе - поздним или зеленым паром). При таком использовании поле осенью или весной использовалось для выпаса скота. Удобрения не вносились, но применялись в небольших дозах за счет свежего навоза выпасающихся животных. Обработка поля проводилась за 1-1,5 месяца до посева озимых. За время выпаса поле сильно переуплотнялось, структура разрушалась, а поэтому качественно ее обработать и посеять озимые не удавалось, что значительно снижало их урожай. Надо отметить, что толока сохранялась во многих хозяйствах южных степных районах России до середины 40-х годов (Ф.О. Крохалев, 1960).

Кроме позднего пара, в практике использовались ранний (апрельский) и поздний (майский) пары, вспашка которых проводилась в начале или в конце весны, в течение лета велась обработка, но навоз не вносился, что и снижало их возможное влияние на повышение плодородия почвы (С.П. Кравков, 1926).

В целях более продуктивного использования толоки для производства кормов и повышения плодородия почвы, было предложено занимать чистые пары кормовыми культурами с уборкой их не позже 1 месяца до срока посева озимых. Уже в 20-е годы были определены примерно в зависимости от зон возможные парозанимающие культур, к их числу относились вика, клевер, гречиха, кукуруза, подсолнечник, картофель, сорго, злако-бобовые (С.П. Кравков. 1926).

На основе исследований в 20-30-е годы в основном установлены положительные и отрицательные стороны различных видов паров (С.П. Кравков, 1926; Г.А. Герасимов, 1932; Н.С. Соколов, 1933; И.М. Скворцов, П.И. Омольяков, 1934 и др.).

К достоинствам чистых паров относилось: накопление и сохранение влаги в почве, уничтожение сорняков в период парования, накопление в почве питательных веществ за счет рыхления почвы,

- и -

уменьшение опасности массового размножения вредителей путем прерывания их биологического цикла обработками почвы, Отмеченное положительное влияние паров способствует формированию более высокого урожая. К положительным сторонам занятых паров относили: предотвращение потерь питательных веществ из почвы за счет выщелачивания, борьба о сорняками путем их затенения парозанимающими культурами; повышение плодородия почвы путем обогащения ее органическими веществами, защита почв от разрушения структуры за счет сокращения механических обработок, при посеве в качестве парозанимающих бобовых культур обогащение почвы азотом путем интенсификации биологических процессов в почве (разложение органических остатков, усиление нитрификации и т.д.).

Однако чистые и занятые пары кроме положительных имеют и некоторые отрицательные стороны. Основная цель чистых паров - это повышение плодородия почвы, что должно обеспечивать формирование высокого урожая пшеницы. Пары дают один урожай в два года, а поэтому их продуктивность должна быть в два раза выше по сравнению с занятым паром. Однако пары во многих случаях такой продуктивности не обеспечивают.

Основной недостаток занятых паров в том, что они не всегда могут иметь необходимый запас влаги в пахотном слое для нормального осеннего развития посевов озимых. Это ведет к снижению величины урожая и их эффективности. Поэтому в районах достаточного увлажнения целесообразно иметь занятые пары, а в засушливых -чистые.

Однако и в районах недостаточного увлажнения считалось целесообразным иметь занятые пары. Так, Г,А. Герасимов (1932) предлагал на юге УСОР и Северном Кавказе 751 озимых высевать по чистым парам, а остальные - ш занятым.

-