Особенности механической обработки почв при орошении

Чудин, Александр Михайлович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Особенности механической обработки почв при орошении
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Особенности механической обработки почв при орошении"

На правах

Чудин Александр Михайлович

ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВ ПРИ ОРОШЕНИИ

06.01.01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов - 2004

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники РФ, академик РАСХН, доктор технических наук, профессор Григоров Михаил Стефанович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

Медведев Иван Филиппович кандидат сельскохозяйственных наук, Ярославский Виктор Александрович

Ведущее предприятие: ГНУ Нижне-волжский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита состоится " апреля 2004 Г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.050.01. при ГНУ Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Юго-Востока по адресу: 410010, г. Саратов, ул. Тулашова, зал заседаний

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ НИИСХ Юго-Востока

Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета С

кандидат биологических наук ¿¿с--Ю.Е. Сибикеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

На почвах с плотным сложением велики потери воды из-за плохого водо-поглощения, их трудно увлажнить на необходимую глубину, что приводит к возникновению поверхностного стока и смыва почв. Полив дождеванием почв с недостаточно водопрочной структурой ведёт к их уплотнению, появлению СЛИТНОСТИ и в конечном итоге к снижению плодородия почв и продуктивности возделываемых культур (Егоров, 1988; Григоров, 1992; Кружилин, 2000).

В орошаемых условиях решение проблемы оптимизации воднофизиче-ских свойств определяют главным образом механические обработки почв (Ярославский, 1988).

Механические обработки почвы способствуют увеличению пористости и влагоёмкости корнеобитаемого слоя почв,. снижению количества сорняков (Курдюков, 2001) в посевах культур и интенсивности эрозионных процессов на орошаемой почве.

Наиболее полно решают эти задачи основные обработки почвы. Правильный подбор способа основной обработки почвы в орошаемых условиях позволяет решить проблему снижения энергетических затрат, повышения продуктивности и зкологической устойчивости орошаемой пашни. Особенно большое значение для решения этих задач имеет направление, связанное с внедрением комплексов послойных и дисковых обработок почвы.

Цель исследовании. Для плотно сложенных черноземных и светло-каштановых орошаемых почв подобрать технологию механических обработок почвы, которая по сравнению с традиционными обработками позволит оптимизировать экологические показатели почвы и приведет к росту продуктивности и экономической эффективности использования орошаемой пашни. В исследовании ставились следующие задачи:

1. Для плотно сложенных орошаемых южных черноземов и светло-каштановых почв с целью их разуплотнения и основной обработки подобрать систему почвообрабатывающих орудий.

2. Выявить действие предлагаемой технологии обработки почвы на агрофизические показатели орошаемых почв.

3. Установить влияние механических обработок почвы и состава агроценоза на мелиоративное и противоэрозионное состояние орошаемой почвы.

4. Определить связь новой технологии механической обработки с продуктивностью и экономической эффективностью звена зернокормового севооборота.

национальна*.

СМ6ЛПОТЕКА I

плоскорезом глубокорыхлителем - последующая вспашка дисковым плугом на глубину 25-27 см - дисковая предпосевная обработка пашни, способствующая достижению высокой продуктивности звеньев зернокормового севооборота, улучшения плодородия и эколого-мелиоративного состояния орошаемых почв.

Практическая значимость. Сочетание умеренного режима орошения и новой технологии обработки почвы на фоне улучшения плодородия и экологического состояния обеспечивает стабильное повышение продуктивности культур: на южном черноземе от 6,7 до 16,8 %, на светло-каштановой почве соответственно от 4,3 до 14,7 %.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований с 1995 года ежегодно внедряются в АО «Даниловское» на маломощном южном черноземе на площади 72 га и на светло-каштановой почве в учхозе «Горная поляна» на площади 36 га.

Апробация работы. Основное положение диссертационной работы доложены на международной научной конференции (Волгоград, 2002 г.), на научно-практических конференциях ВГСХА (1999...2002 гг.) и на Всероссийской конференции (Саратов, 2003 г.)

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 3 научные работы, 1 изобретение и 2 проспекта с информационным обзором по теме.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах компьютерного текста и содержит: введение, 4 главы, выводы и предложения производству, 17 рисунков, 28 таблиц в тексте и 12 в приложениях. Список использованной литературы включает 131 наименование, в том числе 8 иностранных авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- оценка экологического состояния и потенциальных возможностей маломощных черноземов и светло-каштановых почв при возделывании кормовых культур в зернокормовых севооборотах на фоне умеренного режима орошения;

- дисковая вспашка на фоне разуплотнения подпахотного слоя приводит к росту влагоемкости и водопроницаемости плотно сложенных орошаемых почв, улучшению их порозности и снижению интенсивности ирригационной эрозии;

- новая технология механической обработки орошаемых черноземных и светло-каштановых почв наряду с усилением агромелиоративных свойств повышает их продуктивную способность.

Автор выражает глубокую признательность к.с.-х.н. Москвичеву А.Ю. и к.с.-х.н. Москвичеву ЮЛ. за оказанную помощь в проведении эксперимента, обработке данных и завершения данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, излагаются цель и задачи исследований, практическая значимость работы.

В главе 1 «Обоснование выбора направления исследований» приводится литературный обзор по теме и обоснование исследований.

Условия схема и методика проведения исследований

Экспериментальную часть опытов и их производственную проверку проводили в 1989-1996 гг. на светло-каштановой почве в учхозе «Горная поляна» ВГСХА и в АО «Даниловское» Даниловского района Волгоградской области на маломощном южном черноземе.

Территория АО «Даниловское» расположена в засушливой степи Волгоградской области. Средняя температура воздуха составляет +6,0 °С. Годовое количество осадков - 392 мм. Величина гидротермического коэффициента (ГТК) составляет 0,7.

Преобладающими типами почв хозяйства являются маломощные солонцеватые южные черноземы тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Содержание гумуса в пахотном горизонте составляет 5,7%, содержание в почве гидролизуемого азота - 3,6 мг, доступного фосфора - 2,1 мг обменного калия 20 мг на 100 г почвы. Реакция почвенного раствора рН 7,0-7,2.

Плотность сложения 1,2-1,3 г/см3. Наименьшая влагоемкость (НВ) -25,1% от массы сухой почвы, влажности устойчивого завядания (ВУЗ) 12,5%. Грунтовые воды залегают на глубине 7-10 м.

Территория опытного участка «Горная поляна» расположена в полупустынной зоне с резко-континентальным климатом. Среднегодовая температура +4,5 °С. Годовое количество осадков - 250 мм. Величина гидротермического коэффициента 0,4-0,5. Преобладают светло-каштановые тяжелосуглинистые почвы. Содержание гумуса в пахотном горизонте 1,5-2,5%, содержание гидролизуемого азота - 3,8 мг, доступного фосфора -2,5 мг, калия - 46 мг на 100 г почвы. Плотность почвы в пахотном слое 1,2-1,3 г/см3, величина общей пороз-ности - 50-51%, наименьшая влагоемкость (НВ) составляет 20,5 %, влажность устойчивого завядания 10%. Грунтовые воды залегают на глубине 30-40 м.

Полевые опыты по изучению различных способов обработки почвы закладывались на участках с выровненным рельефом и однородным почвенным покровом по следующей схеме (табл.1).

1. Схема полевого опыта

Вариант опыта Культура

Ячмень + люцерна Кукуруза

1 контроль Вспашка на 25-27 см Предпосевная культивация Вспашка на 25-27 см Предпосевная культивация

2 Плоскорезная обработка на 25-27 см Предпосевная культивация Плоскорезная обработка на 25-27 см Предпосевная культивация

3 Вспашка дисковым плугом на 25-27 см Предпосевное дискование Вспашка дисковым плугом на 25-27 см Предпосевное дискование

4 Плоскорезная обработка на 0-60 см (разуплотнение) Предпосевная культивация Вспашка на 25-27 см Предпосевная культивация

5 Плоскорезная обработка на 0-60 см (разуплотнение) Предпосевное дискование Вспашка дисковым плугом на 25-27 см Предпосевное дискование

На третьем и пятом вариантах применялся плуг дисковый навесной ПНД-6-26. На четвертом и пятом вариантах для разуплотнения подпахотных горизонтов применялся навесной безотвальный плоскорез-глубокорыхлитель (авторы Шишов А. А., Москвичев Ю.А.) (рис. 1).

Рис. 1. Плоскорез глубокорыхлителъ и схема его работа

Сопряженные исследования проводились на южном маломощном черноземе и светло-каштановой почве в звене кормового севооборота под дождевальными машинами ДМ «Фрегат».

Для углубленного изучения изменения структуры верхнего слоя пахотного горизонта южного чернозема был заложен дополнительный опыт. В кормовом звене после кукурузы, на фоне разуплотнения почвы высевались травосмесь - озимая пшеница + промежуточные посевы (сидераты) - кукуруза на силос, которые возделывались по следующим обработкам почвы:

1. Отвальная вспашка 25-27 см, предпосевная культивация;

2. Дисковая вспашка 25-27 см, предпосевное дискование.

Полевые опыты закладывались методом систематических повторений, по методике Б.А. Доспехова (1985), ВНИИ орошаемого земледелия (1983) в четырех кратной повторности с площадью делянок 600 м3, учётных - 200 м2.

В период проведения исследований осуществляли постоянные наблюдения за водным и водно-физическим режимами почвы. Все сопутствующие наблюдения, а также анализы почв проводились по общепринятым методикам. Потери почвы от эрозии определяли по мутности стока дождевых осадков согласно "Методическим рекомендациям по учету поверхностного стока..." (Гид-рометеоиздат, 1975).

Технология возделывания сельскохозяйственных культур (за исключением изучаемых факторов) общепринятая для зоны проведения исследований. Обработки почв проводились при влажности пахотного слоя 60-65% от НВ.

В опытах применялся умеренный режим орошения, т.е. влажность корне-обитаемого 50 см слоя почвы поддерживалось на уровне 65-75% Н.В. Для поддержания заданной влажности на южном черноземе осуществлялось 5-6 поли-

BOB при средней оросительной норме 3300 м3/га с осенней влагозарядкой нормой 900 м3/га. На светло-каштановых почвах количество поливов за вегетацию увеличивалось до 7-9 поливов, оросительная норма при этом составляла 4600 м3/га с дополнительной осенней влагозарядкой нормой 1000 м3/га.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Влияние механических обработок на агрофизические свойства почвы

Орошение дождеванием плотносложенных почв с недостаточной водопрочной структурой при массированном воздействии тяжёлой техники, работающей на поле, ведёт к большему их уплотнению и появлению слитности. Поэтому на почвах тяжелого гранулометрического состава, как правило, возникает поверхностный сток и эрозия почв.

Плотность сложения пахотного слоя во многом определяется способом обработки почвы (табл. 2).

2. Влияние обработок почвы и культур агроценоза на плотность сложения почв

Варианты обработки Слой, см Ячмень + люцерна Люцер го на 1-го да Люцерна 2-го года Кукуруза на зерно

Начало вегетации Конец вегетации Начало вегетации Конец вегетации Начало вегетации Конец вегетации Начало вегетации Конец вегетации

Чернозем южный

Контроль-отвальная вспашка, предпосевная культивация 0-27 1,11 1,20 1,17 1,20 1,20 1,22 1,07 1,18

27-60 1,53 1,49 1,51 1,54 1,52 1,54 1,50 1,52

Плоскорезная обработка, предпосевная культивация 0-27 1,15 1Д5 1,24 1Д6 U6 1.29 1,07 1,22

Дисковая вспашх!, предпосевное дискование 0-27 1,02 1.13 1,11 1,17 1,19 1,23 1,07 1,18

Разуплотнение 0- 50 см сдоя, предпосевная кугьтиваши; отвальная вспат» а 0-27 1,02 1.17 1,16 1,18 1,18 1.21 1,03 1.17

27-60 1.11 1,18 1,18 1,26 1.23 1.32 1,38 1,45

Разуплотнение 0-50 см слоя, предпосевное дт кование; дисковая вспашка 0-27 1,01 1.14 1.17 1.19 1.19 1,20 1,02 1,14

27-60 1,08 1,14 1,16 1.24 1.26 135 1,36 1,42

НСР0!: слой 0-27 см - 0,02 г/см-1 ; слой 27-60 см -0,03 г/см-

Светло-каштановая почва

Контроль-отвалы лая вспашка, предпосевная куитиваиия 0-27 1.11 1,26 1.27 1,32 1,29 1.33 - -

27-60 1,69 1,72 1,58 1,68 1,71 1,74 - -

Плоскорезная обработка, предпосевная кутьтивация 0-27 1.13 1.27 1,29 U3 1.32 1,33 - -

Дисковая вспашка, предпосевное дискован; е 0-27 1,09 1,16 1.19 1,22 1,24 1,29 - -

Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосевная культивация 0-27 1,11 1.17 1,22 1,28 1,28 1,29 - -

27-60 1,16 1.31 1,38 1.45 1,63 1.71 - -

Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосевное дис-кование 0-27 1,09 1.15 1,20 1.25 U5 1,27 - -

27-60 1,18 1.29 1.36 1,49 1.58 1.67 - -

НОР« слой 0-27 г.м: ■ начале вегетация - 0,03 г/см^; в конце вегетации - 0,04 г/см* НСРи слой 27-60 см: в начале вегетации - 0,09 г/см5; в конце вегетации - 0,06 г/см'

После обработки южного чернозема отвальным плугом плотность сложения пахотного слоя (0-27 см) в посевах ячменя + люцерна составила 1,10 г/см3, по плоскорезной обработке она увеличилась на 4,3%. Дисковая вспашка, за счет более высокого уровня крошения почвы, уменьшила плотность сложения пахотного слоя по сравнению с отвальной на 7,4, а с плоскорезной обработкой на 11,3%.

Применение плоскорезов-глубокорыхлителей для разуплотнения подпахотных горизонтов почвы позволяет получить положительный эффект. Плотности сложения южного чернозема в начале вегетации ячменя на вариантах с разуплотнением на 0,42...0,45 г/см3 или 27...29% ниже, чем на отвальной вспашке.

Характерной особенностью сезонной динамики плотности сложения исследуемых почв, в том числе и обрабатываемых, постепенное ее повышение от весны к осени, а также увеличение по нарастающей от первого к последнему году возделывания многолетних трав. В конце вегетации люцерны второго года пользования объемная масса почвы (в среднем по всем обработкам) превышала данный показатель в начале вегетации ячменя на 16... 17%. Положительное влияние дисковой вспашки затухает к началу второго года пользования люцерны. Разуплотнения подпахотного горизонта светло-каштановой почвы сохраняется только на протяжении 3 лет. Положительная роль данного вида обработки на южном черноземе прослеживается и под четвертой, замыкающей звено, культурой.

В среднем за годы исследований максимальная плотность сложения 0-27 см слоя почвы (1,18 г/см3 весной и 1,26 г/см3 осенью) формировалась на варианте с плоскорезной обработкой почвы, а минимальный на дисковой вспашкой и глубокой плоскорезной обработкой (1,10 и 1,18 г/см3). Вариант с отвальной вспашкой (1,14 и 1,20 г/см3) занимал промежуточное положение.

Выявленная закономерность формирования плотности сложения почвы на южных черноземах подтвердилась и на светло-каштановой почве. Наименьшая плотность отмечалась на вариантах с дисковой вспашкой и вариантах с разуплотнением 0-60 см слоя почвы, максимальная - по плоскорезной обработке почвы на 25-27 см.

2. Влияние обработок на водно-физические свойства почв

Характерной особенностью ДМ «Фрегат» является нарастание слоя осадков от центральной опоры к ее концевой части (Москвичев, 1974). В зоне размещения опытных делянок (360 - 410 м на удалении от гидранта) слой осадков составляет 0,55 - 0,65 мм/мин. При поливной норме 450 м3/га, время выпадения осадков в этой зоне составляет 60 минут.

При проведении отвальной обработки почвы скорость впитывания поливной воды на южном черноземе в начале вегетации ячменя составляла 12 см/час и характеризовалась по Астапову (Астапов, 1958) как слабая, а по дисковой вспашке 15 см/час и характеризовалась как средняя (табл. 3).

Рыхлый, комковатый верхний слой почвы, сформированный на разрушенном 0-60 см подстилающем монолите, позволяет увеличить скорость впи-

тывания поливной воды (в среднем по вариантам) до 18 см/час. Этот показатель был на 20% выше, чем на варианте с дисковой вспашкой и на 50% выше, чем по отвальной вспашке. На варианте с плоскорезной обработкой скорость впитывания воды имела наиболее низкие значения и составила 10 см/час.

Установленные закономерности изменения водопроницаемости черноземных почв под влиянием различных обработок полностью подтвердились на светло-каштановой почве. Максимальная водопроницаемость (в среднем 17 см/час) зафиксирована на вариантах с разуплотнением в начале вегетации ячменя. Обработка почвы дисковым плугом позволила достигнуть водопроницаемости 14 см/час, что на 27% выше, чем по отвальной вспашке.

К концу вегетации ячменя с покровной люцерной, а также в последующие годы вегетации люцерны, вследствие отсутствия механических обработок, водопроницаемость почв снижается, с сохранением различий по величине в зависимости от обработки почвы.

3. Скорость впитывания поливных осадков, см/час

Варианты обработок почвы Ячмень + Люцерна Кукуруза

люцерна 1-го года 2-го года на зерно

Чернозем южный

Контроль • отвальная вспашка, предпо- 121 & 2 П.

севная культивация 7 7 6 9

Плоскорезная обработка, предпосевная культивация • Ш 6 2 5 4 13. 8

Дисковая вспашка, предпосевное диско-ванне Л 11 Ш 9 & 7 12 11

Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосев- 12 14 11 11

ная культивация; отвальная вспашка 16 12 9 13

Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосев- 12 М 11 12

ное дискование; дисковая вспашка 17 14 13 14

Светло-каштановая почва

Контроль • отвальная вспашка, предпо- И 1 i -

севная культивация 5 4 3 -

Пло:корезная обработка, предпосевная 11 1 4 -

культивация 6 5 3 -

Дисковая вспашка, предпосевное диско- И 2 £ -

вание 9 7 4 -

Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосев- Ш 11 2 -

ная культивация; отвальная вспашка 14 10 5 -

Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосев- Ш И £ -

ное дискование; дисковая вспашка 16 11 6 -

*- в числителе начало вегетации, в знаменателе конец вегетации

В отличие от южного чернозема, где скорость впитывания по всем вариантам обработок снижалась постепенно на протяжении всех лет использования люцерны, на светло-каштановой почве снижение водопроницаемости более резкое. На южном черноземе на вариантах с обработками почвы на 25-27 см (вар. 1-3) в начале вегетации люцерны второго года пользования водопроницаемость почвы понизилась на 42...50%, от первоначальной, то на светло-каштановой почве снижение водопроницаемости составило от 57 до 64%.

На вариантах, где проводилось разуплотнение подпахотных горизонтов, водопроницаемость южного чернозема под люцерной второго года пользования снизилась до 35%, а на светло-каштановой почве соответственно на 56%. Не смотря на отмеченную тенденцию, положительное влияние разуплотнения подпахотного горизонта почвы прослеживается на всем периоде использования люцерны. К концу вегетации люцерны второго года пользования скорость впитывания воды на южном черноземе и светло-каштановой почве на варианте с разуплотнением в 1,5...2,2 раза выше, чем на контроле. Применение дисковой обработки на фоне разуплотнения подпахотного горизонта позволяет по отношению к варианту с предпосевной культивацией в среднем повысить водопроницаемость южного чернозема на 19, а светло-каштановой почвы НА13%.

Вспашка зяби под посев кукурузы на южном черноземе вновь повышает водопроницаемость почвы, и она имеет такие же значения, как и в начале звена севооборота при вегетации ячменя с подсевом люцерны.

В среднем за весь период исследований по степени положительного влияния обработок почв на их водопроницаемость можно ранжировать следующим образом. На южном черноземе: плоскорезная обработка на 25-27 см < отвальная вспашка < дисковая вспашка < разуплотнение подпахотного горизонта с предпосевной культивацией < разуплотнение и дисковой предпосевной обработкой; на светлокаштановой почве соответственно: плоскорезная обработка на 25-27 см и отвальная вспашка < дисковая вспашка < разуплотнение подпахотного горизонта с предпосевной культивацией < разуплотнение и дисковой предпосевной обработкой.

3. Условия изменения увлажнение почвы и возникновения ирригационной эрозии

Способность почв, в том числе и орошаемых, пропускать и удерживать в себе поливную влагу определяется в основном генезисом почвы. Механические обработки за счет увеличения порозности почвы в значительной мере повышают ее влагоемкость.

При первом весеннем поливе нормой 450 м3га с интенсивностью дождя 0,55-0,65 мм/мин по всходам ячменя + люцерна глубина промачивания почвенного профиля на отвальной вспашке достигла 71 см, а запас продуктивной влаги в слое 0-60 см составил 71 мм. На пашне сформировался сток веды в объеме 76 м3/га, или 16,9% от поливной нормы, что привело к проявлению ирригационной эрозии. Потери почвы в результате стока поливных вод достигли 1,2 т/га почвы. На плоскорезной обработке вследствие более низкого объема стока (43 м3/га) эти показатели выросли соответственно на 5 и 7%, а на вариантах с разуплотнением подпахотных горизонтов на 41,5 и 13%, а потери почвы в результате смыва снизились в 2,4 раза.

Обработка южного чернозема дисковым плугом позволила ликвидировать поверхностный сток в первом поле кормового звена и повысить количество продуктивной влаги до 81 мм. Однако, вследствие отсутствия рыхлящего воздействия на подпахотные горизонты, глубина промачивания на данном варианте была в среднем ня 24% ниже, чем на вариантах с разуплотнением, а по

сравнению с отвальной вспашкой глубина промачивания и запас продуктивной влаги увеличились на 14%. В этих условиях проявление ирригационной эрозии на пашне не наблюдалось.

При поливах люцерны второго года глубина промачивания на всех вариантах обработки почвы, за счет увеличения плотности сложения, в среднем уменьшилась на 21%, а к концу третьего сезона на 30%.

На поле с посевами кукурузы глубина увлажнения и запасы продуктивной влаги, несмотря на проведенные обработки почвы, мало изменились.

В среднем за звено кормового севооборота глубина промачивания почвенного профиля южного чернозема по отвальной вспашке и плоскорезной обработке составила 39 см (табл. 4).

4. Влияние механических обработок на водные свойства и эрозию почвы (в среднем за звено севооборота)

Обработки почвы Чернозем южный Светло-каштановая почва

Отвальная вспашка 221 47 17.0' 0,9 22 38 Ш 2,7

Плоскорезная обработка 22 50 III 0,6 2& 33 ш 2,6

Дисковая вспашка, предпосевное дискование & 53 ÚÁ 03 2i 37 ш 1,0

Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосевная культивация отвальная вспашка 42 54 2А 0.1 42 42 0,3

Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосевное дискование; дисковая вспашка 52 56 М. 0,03 ¿2 42 11 0,07

i- i i i i i!

• числитель глубина промачивания (см); знаменатель - запас продуктивной влаги (мм) 2- числитель - сток (% от поливной нормы), знаменатель - смыв почвы (т/га)

Дисковая вспашка по сравнению с отвальной позволила увеличить глубину промачивания на 10,2%, а разуплотнение почвенного профиля на 29,5%. В полном соответствии с закономерностью формирования глубины промачивания почвы находился и запас продуктивной влаги. На плоскорезной обработке он был на 6,4% а по дисковой вспашке на 12,8% выше, чем по отвальной вспашке. При разуплотнении почвенного профиля разница в запасах продуктивной влаги по сравнению с контролем достигла в среднем 17,0%.

Сток поливной воды привел к формированию очагов ирригационной эрозии. Максимальные потери почвы от ирригационной эрозии (0,9 т/га) отмечены на отвальной вспашке. При плоскорезной обработке и дисковой вспашки за счет растительных остатков на поверхности поля и увеличения глубины прома-чивания потери почвы уменьшились соответственно на 40% и 70%. При разуплотнении почвенного профиля потери почвы от эрозии были минимальными и были на уровне естественных процессов почвообразования.

Закономерность формирования водных свойств на светло-каштановой почве не противоречила особенностям, полученным на южном черноземе. Однако, более низких агрофизических показателей, глубина промачивания, запасы

продуктивной влаги были ниже, а величины стока и смыва почвы были выше, чем на южном черноземе.

В среднем за кормовое звено показатели глубины промачивания по отвальной и плоскорезной обработкам были на 26,9% а при обработке дисковым орудием на 18,6% ниже, чем по соответствующим обработкам на южном черноземе. Показатели запаса продуктивной влаги соответственно СНИЗИЛИСЬ: ПО отвальной вспашке на 23,4%, по плоскорезной обработке 34,0%, а по дисковой вспашке на 30,2%. На вариантах с разуплотнением почвы различий в глубине промачивания между типами почв не отмечено, а запас продуктивной влаги на светло-каштановой почве был на 23,6% ниже, чем на южном черноземе.

Потери поливной воды на отвальной и плоскорезной обработках увеличились на 10,5%, а по дисковой вспашке на 7,1%. Потери почвы соответственно выросли на 1,7 - 2,0 - 0,7 т/га. Разуплотнение почвы способствовало полной локализации ирригационной эрозии.

4. Условия изменения структуры почвы в процессе орошения

Наличие в почве гумуса, состав почвенно-поглощающего комплекса определяют количество структурных агрегатов и их устойчивость в процессе сельскохозяйственного использования. Особенно большие изменение в структуре почвы возникают при орошении. Интенсивность, диаметр капель и время воздействия дождя оказывает большое влияние на степень разрушения структуры почвы. Однако механические обработки и количество поступающей органической массы в почву, внесение химических мелиорантов типа железного купороса могут в значительной мере оптимизировать структурное состояние, особенно ее верхнего слоя.

Установлено, что структурное состояние слоя (0-3 см) орошаемого тяжелосуглинистого южного чернозема при выращивании травосмеси находилось на высоком уровне (табл. 5). Под травосмесью содержание агрономической ценной фракции почвы (0,25-10 мм) в слое 0-3 см по фону отвальной вспашки составляло 81,8%, а коэффициент структурности 4,5. Дисковая вспашка за счет отсутствия припашки иллювиального горизонта и более высокого уровня крошения почвенной массы увеличила этот показатель структурности на 18%.

5. Влияние механических обработок почвы и сидератов на структурность почвы (слой 0-0,3 м)

Культуры Почвенные агрегаты Коэффициент

>10 мм 10-0, 25мм < 0,25 мм структурности

отвал. диск. отвал. диск. отвал. диск. отвал. диск.

Травосмесь 142 15,9 12.9 14,1 81.8 76,5 84.0 82,0 2А 7,2 2А 3,9 4Л 3,2 12 4,6

Озимая пшеница 12.7 13,1 10,7 Ш 79,5 87.3 84,7 1Л 7,4 13. 4,5 12 3,9 £2 5.5

Промежуточные 13.3 12А 83.3 84.8 ЗА И Ш 16

посевы (сидераты) 16,8 15,6 76,5 78,7 6,7 5,6 3,2 3,7

Кукуруза на силос ЗД 12,1 13. 8,6 87.5 83,9 90.2 88.3 гл 4,0 ЗД 3,1 2Л 5,2 21 7,5

*- числитель - до полива, знаменатель - после полива

Орошение дождеванием за счет кинетической энергии дождя приводит к разрушению структурных отдельностей верхнего слоя почвы. Коэффициент структурности после полива по отвальной вспашке снизился на 29%. Почва после дисковой вспашки более устойчива к разрушающей энергии дождя, поэтому коэффициент структурности после полива уменьшился лишь на 13%.

Свежее органическое вещество в комплексе с железным купоросом приводит к увеличению оструктуренности почвы. Под кукурузой, после запашки сидератов, на фоне внесенного железного купороса, структурность почвы выросла относительно показателя под травосмесью на 55,6% по отвальной вспашке и на 73,6% по дисковой вспашке.

Увеличение числа механических обработок почвы приводит к обесструк-туриванию почвы. Потеря структурных агрегатов под кукурузой на вариантах обработанных по новой технологии после полива составила 18,5%, а по отвальной вспашке на 25,7%.

В среднем за весь период исследований до полива на варианте с отвальной вспашкой количество агрономически ценных фракций почвенной структуры составило 84,1%, а коэффициент структурности 5,4. Замена отвальной вспашки на дисковую позволило увеличить количество ценных агрегатов до 86,6% или 2.5. Повышение на варианте с дисковой вспашкой доли структурных агрегатов р;1змером 0,25-10 мм положительно сказалось на коэффициенте структурности почвы, который был на 24% выше относительно контроля и в среднем составил 6,7.

5. Влияние различных механических обработок почвы на засоренность посевов и урожайность возделываемых культур

Засоренность. Глубина и способ обработки почвы во многом определяют уровень засоренности посевов. Максимальная засоренность посевов в опытах наблюдалась на плоскорезной обработке. После обработки почвы плоскорезами на поверхности поля остается большая часть растительных остатков, в том числе и семян сорных растений. Поэтому засоренность посевов, в среднем за звено кормового севооборота, по плоскорезной обработке была на 64,2% выше, чем по отвальной вспашке (табл. 6).

б. Засоренность посевов на южном черноземе в зависимости от обработки почвы (в среднем за 4 года), штУм2

Варианты обработки почвы Однолетники Многолетники Всего

шт/м2 %

Отвальная вспашка, предпосевная культивация 17,5 5,8 23,2 -

Плоскорезная обработка, предпосевная культивация 30,9 7,2 38,1 +64,2

Дисковая вспашка, предпосевное дискование 15,7 3,7 19,4 -10,4

Разуплотнени; 0-60 см слоя, предпосевная культивация; на фоне разуплотнения отвальная вспашка 28,2 4,8 32,9 -41,8

Разуплотнени; 0-60 см слоя, предпосевное дискование; на фоне разуплотнения дисковая вспашка 26,5 4,1 30,6 -31,9

Минимальное количество сорняков среди испытуемых вариантов отмечено при обработке почвы дисковым плугом. По сравнению с отвальной вспашкой засоренность посевов по дисковой вспашке уменьшилась на 16,4%, а по сравнению с плоскорезной обработкой почти в 2 раза.

На вариантах «разуплотнение + отвальная вспашка» и «разуплотнение дисковая вспашка» по сравнению с плоскорезной обработкой на 25-27 см количество сорняков уменьшилось в среднем по двум вариантам на 16,6%, а по сравнению с отвальной вспашкой увеличилось на 36,6%.

Урожайность. Механические обработки почвы, проведенные на двух почвенных разностях, в условиях умеренного режима орошения оказали неоднозначное влияние на продуктивность кормовых культур (табл. 7).

7. Продуктивность возделываемых культур на различных фонах обработки почв, ц к.едУга

Вариант обработки Чернозем южный Светло-каштановая почва

продуктивность прибавка продуктивность прибавка

1 Отвальная вспашка, предпосевная культивация(контроль) ш 75,4 . — 60,9 -

2. Плоскорезная обработка, предпосевная культивация 68.4 742 =14 -1,1 61,1 0,3

3 Дисковая вспашка, предпосевное дискование Ш 803 й! 5,0 64,8 53

4 Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосевная культивация 78.6 83,0 м 7,7 66,2 5.3

5. Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосевное дискование Ш 86,4 111 11,1 67,7 6,9

НСР05 4,5 3,8

*- в числителе - продуктивность звена без кукурузы на зерно.

в знаменателе - суммарная продуктивность звена

Максимальная продуктивность травяного звена на южном черноземе была получена при разуплотнении 0-60 см слоя почвы, с последующим предпосевным дискованием. При этом прибавка продуктивности по сравнению с отвальной вспашкой составила 11,7 ц к.едУга или 16,8%, а по сравнению с плоскорезной обработкой соответственно 13,1 ц к.ед/га или 19,1%. Достоверных различий между вариантами с разуплотнением подпахотного горизонта не обнаружено. Так же значимо не различались отвальная вспашка и плоскорезная обработка на которых была получена минимальная урожайность.

При дисковой вспашке продуктивность травяного звена была на 6,7% выше, чем по отвальной и на 9,4% ниже, чем на варианте с разуплотнением почвы с последующим дискованием перед посевом.

Полученная продуктивность травяного звена на светло-каштановой почве в основном копирует особенности формирования продуктивности кормовых культур на южном черноземе.

Уровень урожайности кормовых культур в большей мере определялся естественным плодородием почвы. Суммарная продуктивность травяного звена на светло-каштановых почвах, в среднем по всем вариантам обработки почвы была на 10,5 ц к.ед./га (14,0%) ниже, чем на черноземных почвах. Разуплотнение и дисковая вспашка способствовали росту продуктивности травяного звена на южном черноземе в среднем на 8,4 ц.к.ед/га (12%), а на светло-каштановых почвах на 5,3 ц.к.едУга (8,7%).

Введение в звено кормового севооборота на южных черноземах кукурузы на зерно не привело к коренному изменению закономерности формирования продуктивности культур под влиянием различных обработок почвы. Максимальная прибавка 11,1 ц к.ед/га (14,7%) продуктивности травяного звена + кукуруза на зерно по сравнению с отвальной вспашкой была получена на варианте с разуплотнением почвы с последующей дисковой вспашкой пласта многолетних трав. В среднем по звену прибавка от дисковой вспашки по сравнению с отвальной составила 5,0 ц к.ед/га, или 6,5%.

7. Агроэкономическая и энергетическая оценка механических обработок почвы в кормовом звене

Доля затрат на основные обработки почвы составляет примерно 25-30% от общих затрат на производство растениеводческой продукции.

Проведенные исследования показали, наибольший экономический эффект получен на вариантах с разуплотнением подпахотного горизонта черноземной почвы (табл. 8).

8.Экономическая и энергетическая эффективность механических обработок почвы в кормовом звене

Варианты Экономическая эффективность Э^ э< кргетическая )фектавность

Сбор к. д. за звено, 1 к.едУга Прибавка, ц к. ед/га Стоимость прибавки, руб. Условно чистый доход, руб. Энергия в продукции, МДж/га Затраты на возделывание, МДж/га Энергетическая эффективность

1. Коэтроль-отвальная вспаглса, предпосевная культивация 376,4* - - 707632 12016 58,9

243,5** - - - 457780 12368 37,0

2. Плэскорезная обработка, предпосевная культивация 371,1 -9964 -795 -795,0 697668 11879 58,7

244,6 2068 165 99,0 459848 12234 37,6

3,Дисковая вспашка, предпосевное дискование 401,5 47188 3765 2259,0 754820 11508 65,6

259,2 29516 2355 1413,0 487296 11801 413

4.Ра;.уплотнение 0-60 см слоя, культивация; отвальная вспашка 414,9 72380 5775 3465,0 780012 14224 54,8

264,6 39668 3165 1899,0 497448 15292 32,5

5. Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосев. дискование; дисковая вспашка 431,8 104152 8310 4986,0 811784 13588 59,7

270,8 31324 4095 2457,0 509104 14718 34,6

*- чернозем южный; светло-каштановая почва

Дополнительный доход с гектара севооборотной площади относительно контрольной отвальной вспашки в среднем по двум вариантам с р азуплотнени-ем составил 4225 руб. Применение под кукурузу, на фоне разуплотнения 0-60 см слоя почвы, дисковой вспашки вместо отвальной, позволило повысить отдачу поливного гектара на 1521 руб.

Дисковая вспашка обеспечило высокую экономическую эффективность. Прибавка на этом варианте по сравнению с отвальной вспашкой составила 2259 руб. с гектара.

На светло-каштановой почве, так же как и на южном черноземе, максимальная дополнительная прибавка 2178 руб. по сравнению с отвальной вспашкой в среднем по двум вариантам была получена на вариантах с разуплотнением подпахотного горизонта почвы. Применение дисковых орудий на фоне разуплотнения позволило дополнительно получить 558 руб /га.

Важная составляющая при определении эффективности новых обработок почвы их энергетическая оценка.

Максимальный энергетический эффект был получен на варианте с дисковой обработкой. Коэффициент энергетической эффективности при дисковой обработки пашни был в среднем на 6,8 пунктов выше, чем по отвальной и плоскорезной обработкам. Энергетическая эффективность на вариантах с разуплотнением была на 13,1 % ниже, чем при дисковой вспашке.

На светло-каштановой почве энергетическая эффективность дисковой вспашки была на 10,4 % выше, чем по отвальной вспашке.

ВЫВОДЫ

1.Получение экономически обоснованного уровня продуктивности возделываемых сельскохозяйственных культур на южных маломощных солонцеватых черноземах и светло-каштановых почвах на фоне умеренных режимов орошения возможно только при применении научно-обоснованньх систем основной обработки почвы

2.Южный маломощный солонцеватый чернозем и светлс-каштановые почвы обладают повышенной плотностью сложения, что в свою очередь приводит к уменьшению водопроницаемости почвы, активизации процессов ирригационной эрозии и снижению эффективности орошения.

3.Вспашка корпусным отвальным плугом за счет выноса солонцового горизонта на дневную поверхность способствует снижению уровня агрофизических свойств пахотного слоя почвы.

Разуплотение почвы на 0-60 см глубокорыхлителем и проведения дисковой вспашки создают условия для более глубокого проникновения поливной воды, чем при обычной вспашке или плоскорезной обработке увеличению увлажняемого слоя почвы и улучшению условий для роста растений.

4. Периодическое двухслойное рыхление один раз в три-чегыре года на глубину 0-60 см резко улучшает агрофизические свойства основного корнеоби-таемого слоя. По сравнению с отвальной вспашкой рыхлый, комковатый верх-

ний слой почвы, сформированный на разрушенном 0-60 см подстилающем монолите, позволяет на 50% увеличить скорость впитывания поливной воды.

5. При дисковой вспашке без оборота пласта не выноситься на дневную поверхность неплодородный подпахотный солонцеватый горизонт, не образуется плужная слабоводопроницаемая подошва. Поэтому плотность сложения при обработке почвы дисковым плугом на фоне разуплотнения была в среднем на 4,0% ниже, чем по отвальной вспашке и плоскорезной обработке.

6. По вспашке дисковым плугом глубина промачивания почвы относительно отвальной вспашки увеличивается в 1,3 раза, а запасы продуктивной влаги на 13%. На варианте с разуплотнением подпахотного слоя почвы глубина промачивания увеличивается соответственно в 2,0 раза, а количество продуктивной влаги на 19%.

7. Разуплотнение почвы с последующей дисковой вспашкой практически ликвидирует сток поливной воды. Вследствие незначительного объема поверхностного стоха на варианте с дисковой вспашкой процессы ирригационной эрозии не возникали.

8. В посевах ячменя с подсевом люцерны на вариантах отвальная вспашка + предпосевная культивация количество сорняков составляло однолетников 25,3, а многолетников 3,5 шт/м2. После дисковой вспашки засоренность ячменя по сравнению с отвальной вспашкой снизилась в среднем на 25%.

9: Максимальная продуктивность травяного звена на южном черноземе была получена при разуплотнении почвогрунта на 0-60 см, с последующим предпосевным дискованием почвы. При этом прибавка продуктивности по сравнению с отвальной вспашкой составила 11,7 ц.к.ед/га или 16,8%, а по сравнению с плоскорезной обработкой соответственно 13,1 и 19,1. Предпосевная культивация по сравнению с дискованием на фоне разуплотнения снизила продуктивность травянэго звена на 4,2%. Эффективность дисковой вспашки в первом поле кормового звена по сравнению с отвальной была на 6,7% выше, чем по отвальной и на 9,4% ниже, чем на варианте с разуплотнением почвы с последующим дискованием перед посевом.

10. Максимальный экономический эффект был получен на вариантах с разуплотнен нем почвы, а энергетический на варианте с дисковой вспашкой. Дополнительный доход с гектара севооборотной площади относительно отвальной вспашки в среднем по двум вариантам составил на черноземных почвах 4225 руб., на светло-каштановых в 1,9 раза ниже. Коэффициент энергетической эффективности при дисковой обработки пашни был на 6,7 пунктов выше, чем по отвальной и на 6,9, чем по плоскорезной. Энергетическая эффективность на вариантах с разуплотнением была на 13,1% ниже, чем при дисковой вспашке.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

На южных маломощных солонцеватых и светло-каштановых почвах Волгоградской области применение технологии разуплотнения и дисковой обработки почв при орошении дождеванием за счет оптимизации агрофизических свойств, водного режима и экологии почв позволяет увеличить продуктивность

кормового звена в среднем соответственно на 13,9-11%. При этом дополнительный доход с гектара севооборотной площади относительно отвальной вспашки составил на черноземных почвах 4225 руб., на светло-каштановых 2224 руб.

Список опубликованных работ по теме:

1. Авторское свидетельство №1382731. Кузнецов Н.Г., Шевчук В.Г., Филатов А.И., Боков В.Л., Каменский Л.М., Косенко В.В., Ляско М.И., Чудин A.M. - М, 1987.

2. Чудин A.M. Организационно-техническое агроэкономическое обоснование орошаемого земледелия в фермерских хозяйствах ПоволжьяШоволжский экологический вестник, 1998. - №5. - С. 257-262.

3. Чудин А.М. Увязка.технологий орошения с требованиями экологически выверенного земледелия в рамках хозяйств//Поволжский экологический вестник, 2000. - №7. - С. 119-126.

4. Жидков Г.И., Чудин A.M. Экологическое воздействие МТА на почву и способы его уменыпения//Поволжский экологический вестник, 2000. - №7. - С. 116-119.

5. Григоров М.С., Москвичев А.Ю., Чудин A.M. Почвозащитная механическая обработка орошаемых почв, (в печати).

6. Григоров М.С., Москвичев А.Ю., Чудин А.М., Антонов В.П. Аграланд-шафтные мелиоративные системы многофункционального орошения дождеванием, (в печати).

7. Григоров М.С., Москвичев А.Ю., Антонов В.П., Чудин A.M. Технология и техника малообъемного орошения дождеванием, (в печати).

Подписано в печать 18.03.2004 г. Заказ № 4

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз.

Отпечатано в топографии ООО "Ракурс" г. Саратов, ул. Б. Казачья, 79/85

»-б 139

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Чудин, Александр Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. УСЛОВИЯ, МЕСТО И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

4 2.1. Климат

2.2. Почвы

2.3. Схема постановки опытов и методика исследований

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Влияние механических обработок на плотность сложения почв

3.2. Влияние обработок на водно-физические свойства почв

3.3. Формирование поверхностного стока и ирригационной эрозии

3.4. Увлажнение почвенного профиля в зависимости от способов обработки

3.5. Изменение структуры почвы в условиях орошения

3.6. Влияние технологий обработки почвы на засоренность посевов

3.7. Влияние обработок почвы на урожайность культур звена севооборота

4. АГРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ 90 ВЫВОДЫ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Особенности механической обработки почв при орошении"

Актуальность исследований. В орошаемом земледелии Волгоградской области огромное значение для плодородия зональных степных почв имеют их агрофизические свойства и режимы. Оптимизация физических свойств и режимов: водного, воздушного и теплового является важнейшим условием повышения плодородия маломощных южных черноземов и светло-каштановых почв, эффективного проведения оросительных мелиорации [68,103]. Следует учитывать, что эффективность использования культурами вносимых удобрительных веществ и подаваемой на поле дождеванием поливной воды определяется агрофизическими свойствами и растительным покровом почвы.

Научно-технический прогресс в сельском хозяйстве, связанный с ростом энерговооруженности, увеличением мощности и массы тракторов и сельскохозяйственных машин, комплексной механизацией многих процессов, требующих многократных проездов вдоль и поперек поля, приводит к существенному ухудшению физического строения почвы, её распылению и губительному уплотнению. Это отрицательно сказывается на воздушном, водном, пищевом и солевом режимах почвы, ускоряет разложение органического вещества, снижает ее устойчивость против водной и ветровой эрозии [25,43,47,57, 70,118].

На почвах с плотным сложением велики потери воды из-за плохого водопоглощения и в результате поверхностного стока, их трудно увлажнить на необходимую глубину. Орошение почв с недостаточно водопрочной структурой ведет к сильному их уплотнению, появлению слитности. За счет хорошей пластичности влажной почвы происходит сильное уплотнение зоны аэрации. Тяжелые машины и орудия, работающие на орошаемом поле способны в течение одного-двух сезонов переуплотнить почвенный слой до 70 см глубины. Негативно сказывается обработка почвы корпусным отвальным плугом, при его работе образуется плужная подошва, препятствующая просачиванию влаги и проникновению корней в глубь. В переуплотненной почве уменьшается некапиллярная скважность и нарастает капиллярная.

Мелиоративный эффект орошения хорошо проявляется и стабилизируется в растениеводческом производстве при правильной системе механической обработки почвы. В отличие от существующей практики при орошении дождеванием необходимо применить комплекс агромелиоративных мероприятий по водопоглощению и равномерному распределению по площади и почвенному профилю осадков.

Основные приемы механической обработки должны быть направлены на улучшение структуры, водопрочности агрегатов с поверхности, на увеличение пористости и влагоемкости корнеобитаемого слоя почвы, на создание комфортной среды обитания культурных растений.

Особенно большое значение для решения этих задач имеет послойная обработка почвы, внесение органических удобрений и обогащение поливной воды нужными химическими элементами. Превалирующее значение имеет хорошая заделка в почву растительных остатков, зеленого удобрения и навоза, малая глыбистость и слитность вспаханной поверхности, предпосевная очистка от сорняков и выравненность поля. В орошаемом земледелии огромное значение для плодородия почв имеют их агрофизические свойства, оптимизация которых обеспечивает эффективность проведения оросительных мероприятий.

Цель работы и задачи исследований. Для плотно сложенных черноземных и светло-каштановых орошаемых почв подобрать технологию механических обработок почвы, которая по сравнению с традиционными обработками позволит оптимизировать экологические показатели почвы и приведет к росту продуктивности и экономической эффективности использования орошаемой пашни.

В исследовании ставились следующие задачи:

2. Выявить действие предлагаемой технологии обработки почвы на агрофизические показатели орошаемых почв.

3. Установить влияние механических обработок почвы и состава аг-роценоза на мелиоративное и противоэрозионное состояние орошаемой почвы.

Научная новизна. Впервые для маломощных южных черноземов и светло-каштановых почв Волгоградской области была разработана новая система обработки почвы по схеме - двухслойное разуплотнение 60 см слоя почвы плоскорезом глубокорыхлителем - последующая вспашка дисковым плугом на глубину 25-27см - дисковая предпосевная обработка пашни, способствующая достижению высокой продуктивности звеньев зернокормового севооборота, улучшения плодородия и эколого-мелиоративного состояния орошаемых почв с минимальными затратами оросительной воды и энергетических ресурсов.

Апробация работы. Основное положение диссертационной работы доложены на международной научной конференции (Волгоград, 2002 г.), на научно- практических конференциях ВГСХА (1999.2002 гг.) и на Всероссийской конференции (Саратов, 2003 г.)

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 3 научные работы, I изобретение и 2 проспекта с информационным обзором по теме.

Заключение Диссертация по теме "Общее земледелие", Чудин, Александр Михайлович

ВЫВОДЫ

1.Получение экономически обоснованного уровня продуктивности возделываемых сельскохозяйственных культур на южных маломощных солонцеватых черноземах и светло-каштановых почвах на фоне умеренных режимов орошения возможно только при применении научно-обоснованных систем основной обработки почвы

2.Южный маломощный солонцеватый чернозем и светло-каштановые почвы обладают повышенной плотностью сложения, что в свою очередь приводит к уменьшению водопроницаемости почвы, активизации процессов ирригационной эрозии и снижению эффективности орошения.

3.Вспашка корпусным отвальным плугом за счет выноса солонцово <Ъ ket б V» ? го горизонта на дневную поверхность способствует снижению уровня агрофизических свойств пахотного слоя почвы.

4. Периодическое двухслойное рыхление один раз в три-четыре года на глубину 0-60 см резко улучшает агрофизические свойства основного корнеобитаемого слоя. По сравнению с отвальной вспашкой рыхлый, комковатый верхний слой почвы, сформированный на разрушенном 0-60 см подстилающем монолите, позволяет на 50% увеличить скорость впитывания поливной воды.

5. При дисковой вспашке без оборота пласта не выносится на дневную поверхность неплодородный подпахотный солонцеватый горизонт, не образуется плужная слабоводопроницаемая подошва. Поэтому плотность сложения при обработке почвы дисковым плугом на фоне разуплотнения была в среднем на 4,0% ниже, чем по отвальной вспашке и плоскорезной обработке.

7. Разуплотнение почвы с последующей дисковой вспашкой практически ликвидирует сток поливной воды. Вследствие незначительного объема поверхностного стока на варианте с дисковой вспашкой процессы ирригационной эрозии не возникали.

8. В посевах ячменя с подсевом люцерны на вариантах отвальная вспашка + предпосевная культивация количество сорняков составляло однолетников 25,3, а многолетников 3,5 шт./м . После дисковой вспашки засоренность ячменя по сравнению с отвальной вспашкой снизилась в среднем на 25%.

9. Максимальная продуктивность травяного звена на южном черноземе была получена при разуплотнении почвогрунта на 0-60 см, с последующим предпосевным дискованием почвы. При этом прибавка продуктивности по сравнению с отвальной вспашкой составила 11,7 ц.к.ед/га или 16,8%, а по сравнению с плоскорезной обработкой соответственно 13,1 и 19,1. Предпосевная культивация по сравнению с дискованием на фоне разуплотнения снизила продуктивность травяного звена на 4,2%. Эффективность дисковой вспашки в первом поле кормового звена по сравнению с отвальной была на 6,7% выше, чем по отвальной и на 9,4% ниже, чем на варианте с разуплотнением почвы с последующим дискованием перед посевом.

10. Максимальный экономический эффект был получен на вариантах с разуплотнением почвы, а энергетический на варианте с дисковой вспашкой. Дополнительный доход с гектара севооборотной площади относительно отвальной вспашки в среднем по двум вариантам составил на черноземных почвах 4225 руб., на светло-каштановых в 1,9 раза ниже. Коэффициент энергетической эффективности при дисковой обработки пашни был на 6,7 пунктов выше, чем по отвальной и на 6,9, чем по плоскорезной. Энергетическая эффективность на вариантах с разуплотнением была на 13,1% ниже, чем при дисковой вспашке.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

На южных маломощных солонцеватых черноземах и светло-каштановых почвах Волгоградской области применение технологии разуплотнения и дисковой обработки почв при орошении дождеванием за счет оптимизации агрофизических свойств, водного режима и экологии почв позволяет увеличить продуктивность кормового звена в среднем соответственно на 13,9-11%. При этом дополнительный доход с гектара севооборотной площади относительно отвальной вспашки составил на черноземных почвах 4225 руб., на светло-каштановых 2224 руб.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Чудин, Александр Михайлович, Саратов

1. Агроклиматический справочник по Волгоградской области. JI.: Гидрометеоиздат, 1967. 143 с.

2. Агрофизические методы исследования почвы. М.: Наука, 1967. 259 с.

3. Агрохимические методы исследования почв/Под ред. А.В. Соколова. М.: Наука, 1975. - 487 с.

4. Агроэнергетическая оценка технологии возделывания сельскохозяйственных культур// Методические указания. Волгоград, 2000. 32 с.

5. Антипова Т.Н. Энергетические аспекты управления почвенным плодородием в агроландшафтах//Вопросы мелиорации. М.: Мелиоводин-форм, 2000, №1-2. С. 12-35.

6. Антипов-Каратаев И.Н. Физико-химические исследования в связи с мелиорацией солонцов. М.: Изд-во МСХ СССР, 1959. 12 с.

7. Антипов-Каратаев И.Н., Филиппова В.Н. Влияние длительного орошения на почвы. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 204 с.

8. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Московского университета, 1970. 487 с.

9. Артоболевский И.И., Василенко П.М., Дубровский А.А. Земледельческая механика и ее современные проблемы// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1966. №11. С. 2-8.

10. Астапов С.В. Мелиоративное почвоведение. М., 1958. 367 с.

11. Бабий П.Т. Исследование устойчивости движения рабочих органов культиваторов: Дисс. . канд. техн. наук. Киев, 1960. 16 с.

12. Базаров Е.И. О биоэнергетической оценке машинных технологий //Доклады ВАСХНИЛ. М., 1980, №2.С. 37-38.

13. Бараев А.И. Почвозащитное земледелие. М.: Колос, 1975. 304 с.

14. Будаговский А.И. Впитывание воды в почву. М., 1955. 139 с.

15. Бурченко П.Н. Механико-технологические основы почвообрабатывающих машин нового поколения. М.: Колос, 2002. 212 с.

16. Бушинский В.П. Почвы Сталинградской губернии. М.: ГИЗО, 1929. 221 с.

17. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М.: Высшая школа, 1973. 105 с.

18. Васильев A.M. Исследование физических свойств почвы. Кишинев, 1952. 299 с.

19. Вильяме В.Р. Земледелие с основами почвоведения. М.: Сельхоз-издат, 1951. 526 с.

20. Воеводин А.В. Конкуренция культурных и сорных расте-ний//Сельское хозяйство за рубежом. 1974. №2. С. 12-14.

21. Воробьев Г.Я. Беречь почву от переуплотнения//Земледелие. 1987. №9. С. 15-16.

22. Воронин Н.Г. Орошаемое земледелие. М.: Агропромиздат, 1989. 336 с.

23. Гаврилов A.M. Интенсивное использование орошаемых земель. М.: Колос, 1971. С. 311.

24. Гаврилов A.M. Научные основы сохранения и воспроизводства плодородия почв в агроландшафтах Нижнего Поволжья. Волгоград, 1997. 183 с.

25. Ганькин Ю.А. Оценка ходовых систем тракторов по уплотняющему воздействию на почву//Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1995. №7. С. 21-22.

26. Голованов А.И. О целях и сущности мелиорации земель// Вестник с/х науки. 1991. №12. С. 39-42.

27. Гологурский Т.М. Технологические процессы в почве при ее обработке. Петроград, 1916. 221 с.

28. Горбачев Ф.П. Опыт применения плоскорезной обработки почв на юге Ростовской области//Земледелие, 1975. №10 С. 34-35.

29. Горячкин В.П. Собрание сочинений, T.l. М.: Колос, 1968. 720 с.

30. Горячкин В.П. Собрание сочинений, Т.2. М.: Колос, 1968. 445 с.

31. Григоров М.С. Проблемы мелиорации земель, водного хозяйства и экологии Нижнего Поволжья//Сб. науч. тр. Волгоградского СХИ. Волгоград, 1993. С. 30-35.

32. Григоров М.С., Лобойко В.Ф. Охрана природных ресурсов при проведении гидротехнических мелиораций. М.: Изд-во МСХА, 1992. 42 с.

33. Григоров М.С., Черемисинов АЛО. Необходимые новые подходы к орошению черноземов// Земледелие. 1991. №10. С. 35-37.

34. Григоров М.С., Черемисинов А.Ю. Особенности управления экологически сбалансированной агросистемой в условиях ороше-ния//Доклады ВАСХНИЛ, 1991. С. 53-55.

35. Григоров М.С., Черемисинов А.Ю. Сельскохозяйственная мелиорация сегодня и завтра// Сб. науч. тр. Волгоградского СХИ. Волгоград, 1993. С. 54-60.

36. Дегтярева Е. Т., Жулидова А.Н. Почвы Волгоградской области. Волгоград, 1970. 320 с.

37. Джеферсон Дж. Введение в системный анализ: применение экологии. М.: Мир, 1981. - 256 с.

38. Докучаев В.В. К учению о зонах природы. М.: Сельхозгиз, 1948.64 с.

39. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Анропромиздат, 1985. 351 с.

40. Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M. Практикум по земледелию. М.: Колос, 1987. 383 с.

41. Дояренко А.Г. Избранные сочинения. М., 1963. 495 с.

42. Дубенок Н.Н., Третьяков Н.Н. и др. Интенсивные технологии при возделывании сельскохозяйственных культур. М.: изд-во ТСХА, 1989. 54 с.

43. Егоров В.В. Кризисные явления при орошении// Земледелие. 1988. №1. С. 30-31.

44. Ерхов Н.С., Москвичев Ю.А. Напорное впитывание воды в почву при дождевании// Труды ВНИИМ и ТП, Т.З., Коломна, 1971. С. 48-55.

45. Желиговский В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии с.-х. материалов. Тбилиси, 1960. 146 с.

46. Жидков Г.И., Чудин A.M. Влияние упругой связи в навеске на распределение нормативных и касательных давлений по длине опорной поверхности гусеничного трактора// Труды Волгоградского СХИ, Т.69. Волгоград, 1979. С. 126-130.

47. Жидков Г.И., Чудин A.M. Экологическое воздействие МТА на почву и способы его уменьшения// Поволжский экологический вестник №7. Волгоград, 2000. С. 116-119.

48. Захаренко В.А. Гербициды. М.: Агропромиздат, 1990. 238 с.

49. Зонн И.С., Мрост А.Ю. Влияние орошения на окружающую среду. М.: ВнииииТЭ и СХ, 1976. 64 с.

50. Иванов И.В., Чурсин Б.П., Воробьев А.В. Почвенный покров и земельные ресурсы//Природные условия и ресурсы Волгоградской области. Волгоград: Перемена, 1996. С. 157-178.

51. Иозифович Л.И. Почвы Сталинградского уезда. М., 1929. 164 с.

52. Кальянов JI.C. Впитывание воды в почву при дождевании в условиях Заволжья Саратовской области//Советская агрономия. 1959. №3. С. 67.

53. Качинский Н.А. Структура почвы. М.: Изд. МГУ, 1963. 100 с.

54. Качинский Н.А. Физика почв. Часть 1, Часть 2. М.: Изд. Высшая школа, 1965. 323 с.

55. Каминский Н.А. Почва, ее свойства и жизнь. М.: Наука, 1975. 296с.

56. Каштанов А.Н. Устойчивость земледелия: пути повышения. М.: Знание, 1983. 64 с.

57. Каштанов А.Н. Деградация почв, опустынивание и меры по их преодолению в адаптивно-ландшафтном земледелии России // Доклады Россельхозакадемии, 2000. №3. С. 23-24.

58. Кирейчева JI.B. Комплексная мелиорация агроландшафтов// Мелиорация и водное хозяйство. 1999, №5. С. 24-27.

59. Кирпо Н.И. Почвы учебно-опытного хозяйства «Горная Поляна» ВСХИ, их генезис и агропроизводственная характеристика: Автореф. дис. . канд с.-х. наук Волгоград, 1967. 16 с.

60. Князев А.А. Новые почвообрабатывающие орудия. Куйбышев, 1975. 85 с.

61. Ковда В.А. Основы учения о почвах. Кн. 1-2. М.: Наука, 1973. Кн. 1 447 е.; кн. 2 468 с.

62. Кореньков Д.А. Продуктивное использование минеральных удобрений. М.: Россельзозиздат, 1985. 221 с.

63. Коринец В.В. Рациональные севообороты. М.: Колос. 1992. 141 с.

64. Костяков А.Н. Основы мелиорации. М.: Сельхозгиз, 1960. 621 с.

65. Костяков А.Н. Избранные труды. Т. 1. М.: Сельхозгиз, 1961. 807 с.

66. Краснощекое Н.В. Об итогах и направлении дальнейших исследований по использованию в Сибири комплекса безотвальных машин на повышенных скоростях//Повышение рабочих скоростей МТА. М.: Колос, 1973. С. 32-39.

67. Кружилин И.П. Агромелиоративная оценка влагообеспеченности территории Нижнего Поволжья. Волгоград, 1976. 66 с.

68. Кружилин И.П. Проблемы орошаемого земледелия в степной зоне России// Вестник РАСХН. 1992. №2. С. 38-41.

69. Кружилин И.П. Деградация орошаемых земель и меры её преду-преждения//Аитропогенная деградация ландшафтов и экологическая безопасность. М.-В., 2000. С. 248-260.

70. Кузнецов Н.Г. Техногенная деградация ландшаф-тов//Антропогенная деградация ландшафтов и экологическая безопасность. М.-В., 2000. С. 226-233.

71. Кузнецов Н.Г., Чудин A.M. Некоторые аспекты проблемы сохранения плодородия почвы при воздействии на нее ходовой системой тракторов//Труды Волгоградского СХИ. Т.62. Волгоград, 1977. С. 16-20.

72. Кузнецов Н.Г., Шевчук В.Г., Филатов А.И., Боков B.JL, Комен-ский JI.M., Косенко В.В., Ляско М.И., Чудин A.M. Авторское свидетельство «Ходовая часть гусеничного трактора класса ЗТ». А.с. №1382731, 1987.

73. Кузнецова И.В. Изменение дифференциальной плотности почв и водно-физических свойств почвы при уплотнении//Тр. почвенного института им. В.В. Докучаева, 1984. С. 18 -25.

74. Листопад Г.Е., Иванов А.Ф., Климов А.А. Программирование урожаев и особенности технологии возделывания сельскохозяйственных культур при орошении. М.: Колос, 1976. С. 33-50.

75. Листопад Г.Е., Иванов А.Ф., Филин В.И. Прокламирование урожаев зерновых и кормовых культур в орошаемом земледе-лии//Програмирование урожаев сельскохозяйственных культур. Казань: Тат. кн. издательство, 1984. - С. 20-30.

76. Лурье А.Б. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин. Л.: Машиностроение, 1977. 527 с.

77. Мальцев А.И. Сорная растительность СССР и меры борьбы с ней. М.: Сельхозиздат, 1962. С. 271.

78. Маслов Б.С. Проблемы мелиорации ландшафтов. СПб.: АФИ, 1999.- 115 с.

79. Маслов Б.С., Минаев И.В. Мелиорация и охрана природы. М.: Россельхоздат, 1985.271 с.

80. Медведев Г.А., Иванов А.Ф., Иванов В.М. Энергетическая оценка технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Методические указания. Волгоград: ВГСХА, 1994. 24 с.

81. Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: Справочник/Под ред. Б.Б. Шумакова. М.: Колос, 1999. - 432 с.

82. Методика ресурсно-экологической оценки эффективности земледелия на биоэнергетической основе. Курск: ВНИИЗиЗПЭ, 1999.47 с.

83. Методические рекомендации по биоэнергетической оценке севооборотов и технологий выращивания кормовых культур. М.: ВАСХНИЛ, 1989.35 с.

84. Методическое пособие по агроэнергетической оценке технологий и систем ведения кормопроизводства. М.: РАСХН, 2000. 53 с.

85. Миленин Б.О. Исследование интенсивности искусственного дождя и выбор ее значения при проектировании дождевальных машин// Материалы НТС. Вып. 21. М., 1996. С. 2-5.

86. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. М.: Агро-промиздат, 1990. 287 с.

87. Михно В.Б. Ландшафтно-экологичекие основы мелиорации. М., 1995.

88. Москвичев Ю.А. Агротехнические показатели качества полива дождеванием и методика их определения// Труды ВНИИМ и ТП. Т.5. Коломна, 1974. С. 60-70.

89. Москвичев Ю.А. Агроэкономическая оценка полива широкозахватными дождевальными машинами// Сб. науч. тр. ВНИИМ и ТП. Т.5. Коломна, 1974. С. 70-104.

90. Москвичев Ю.А., Ерхов Н.С., Бычков М.И. Методика определения скорости впитывания воды в почву при дождевании для расчета допустимой интенсивности// Труды ВНИИМ и ТП. Т.4. Коломна, 1973. С. 129-138.

91. Москвичев Ю.А., Шевцов Н.М. Возникновение эрозии при поливе дождеванием//Эрозионные и селевые процессы и борьба с ними. Вып.1, М.,1972. С. 3-8.

92. Мосолов В.П. Собрание сочинений. Т.4., М., 1954. 567 с.

93. Орошение/ Под ред. Б.Б. Шумакова. М.: Агропромиздат, 1990. — 414 с.

94. Парфенова Н.И. Принципы экологического обоснования мелиорации земель//Мелиорация и водное хозяйство. 1999. №5. С. 15-18.

95. Поспелов A.M. Дождевание. М.: Сельхозгиз, 1952. 158 с.

96. Почвозащитное земледелие//Под общей ред. акад. ВАСХНИЛ А.И. Бараева. М.: Колос, 1975. - 304 с.

97. Прасолов Л.И., Антипов-Каратаев И.Н. Каштановые почвы сухих степей//Почвоведение, 1937. №6. С. 15-31.

98. Процько М.Т. Почвы каштановой зоны Волгоградской области// Тр. Волгоградского СХИ. Т.21. Волгоград, 1967. С. 30-44.

99. Радов А.С. Теоретические основы агроэкономической химии в особенности применения удобрений в Нижнем Поволжье. Волгоград, 1974. 107 с.

100. Радов А.С., Захаревский В.И. О системе удобрений озимой пшеницы без орошения, выращиваемой на светло-каштановых почвах Волгоградской области// Тр. Волгоградского СХИ. Т.21. Волгоград, 1967'. С. 4591.

101. Радов А.С., Столыпин Е.И. Удобрения в орошаемом земледелии. М.: Наука, 1978. 223 с.

102. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. Л.: Гидрометиздат, 1965.663 с.

103. Розов Л.П. Мелиоративное почвоведение. М., 1956. 439 с.

104. Романенко Г.А. Земельные ресурсы России. Эффективность их использования. М., 1996.-275 с.

105. Ю5.Сажин А.Н. Климатические ресурсы. Монографический анализ: «Природные условия и ресурсы Волгоградской области». Волгоград: Перемена, 1996. С. 109-133.

106. Сальников С.В. Агропромышленный комплекс Рязанской области в новых рыночных условиях// Рязанские вести от 22.02.2003. С. 2.

107. Смирнов Б.М. Борьба с сорняками в Поволжье. — Саратов: При-волж. кн. изд-во, 1975. 183 с.

108. Состояние и меры по развитию агропромышленного производства Российской Федерации (Ежегодный доклад). М., 2000. - 154 с.

109. Справочник агрохимика/Под ред. Д.А. Коренькова. М.: Рос-сел ьхозиздат, 1980. - 285 с.

110. Справочник по орошаемому земледелию/Под ред. Н.А. Мосиенко. -Саратов: Приволж. кн. издательство, 1994. — 430 с.

111. Столыпин Е.И. Баланс питательных веществ в земледелии Поволжья и регулирование плодородия почв с помощью удобрений. Волгоград, 1979. С. 5-28.

112. Туктаров Б.И., Косолапов С.Н. Окультирование засоренных и деградированных орошаемых земель Заволжья. — Саратов, 2002. 340 с.

113. Туликов A.M. Сорные растения и борьба с ними. М.: Московский рабочий, 1982. - С. 56-67.

114. Черников В.А., Алексихин Р.М, Голубев А.В. и др. Агроэкология. М.: Колос, 2000. 536 с.

115. Чичасов В.Я., Ерхов Н.С. Впитывание воды в почву при непрерывном дождевании//Гидротехника и мелиорация. 1965. №7. С. 8-15.

116. Иб.Чудин A.M. Организационно-техническое агроэкономическое обоснование орошаемого земледелия в фермерских хозяйствах Поволжья// Поволжский экологический вестник. Волгоград, 1998. №5. С. 257-262.

117. Чудин A.M. Увязка технологий орошения с требованиями экологически выверенного земледелия в рамках хозяйств//Поволжский экологический вестник. Волгоград, 2000. №7. С. 119-126.

118. Шабаев А.И. Адаптивно-экологические системы земледелия в аг-роландшафтах Поволжья. Саратов: ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ, 2003. 320 с.

119. Шевелев И.Н. Сорные растения и меры борьбы с ними. М.: Сель-хозиздат, 1932. 92 с.

120. Шевцов Н.М. Внутрипочвенная очистка и утилизация сточных вод. -М.: Агропромиздат, 1988. 139 с.

121. Шишов А.А. и Москвичев Ю.А. Авторское свидетельство №1500175. М., 1989.

122. Шульмейстер К.Г. Избранные труды: в 2-х т. Т. 2. Волгоград, 1995.480 с.

123. Шумаков Б.Б. Комплексные мелиорации — проблемы и перспективы. М.: ВАСХНИЛ, 1980. 150 с.

124. Шумаков Б.Б. Научные проблемы комплексной мелиорации земель и вод// Мелиорация и водное хозяйство. 1994. №3. С. 14-16.

125. Юшин А.А., Евтенко В.Г., Благодатной Ю.Н. Пути снижения уплотнения почвы мобильными агрегатами//Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1985. №4. С. 17-20.

126. Ярославский В.А., Белоглазов Е.А. Оптимизация условий формирования урожаев на орошаемых землях//3начение севооборотов и обработки почв в получении программированных урожаев на орошаемых землях Заволжья. Волгоград, 1988. С. 148-153.

127. Eoolen A.J., Knipers М. Agricultural soil mechanics. Sprunger-Verlag, Berlin Heidelberg- New York-Tokyo, 1983. P. 212.

128. Cohron G.T. Soil she argraph. Agr. Eng., 1963. P. 357.

129. Davidson J. Influence of speed upon the draft of plow. Trans, of the ASAE, 1919, №13. P. 15-19.

130. Heitshu D.S. Practical limitations on field speeds. Farm Implement News, 1941, №3. P. 24-36.

131. Fischbanch P., Buttermere G. Scheduling key to efficient irrigation. Ranch and home quarterly. 1984, №30-№3a. P.31-38.

Информация о работе

Чудин, Александр Михайлович
кандидата сельскохозяйственных наук
Саратов, 2004
ВАК 06.01.01

Диссертация

Особенности механической обработки почв при орошении - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы