Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПОЧВОЗАЩИТНАЯ И АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ТЁМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ В ЗВЕНЕ ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООБОРОТА

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ПОЧВОЗАЩИТНАЯ И АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ТЁМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ В ЗВЕНЕ ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООБОРОТА"



На правах рукописи '70. УчИтили*^:

ЛАТАРИЯ Даниел Бичикович

ПОЧВОЗАЩИТНАЯ И АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ТЁМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ В ЗВЕНЕ ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООГОРОТА

специальность 06.01,0) - общей земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

п. Рассвет-2004

Работа выполнена в Государственном Научном Учреждении Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства (ГНУ ДЗНИИСХ) Россельхозакадемии

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Полуэктов Евгений Валерьянович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Зеленский Николай Андреевич

кандидат сельскохозяйственных наук Коломыйцев Сергей Петрович

Ведущее предприятие: ГНУ Ставропольский НИИСХ

Защита состоится «18» марта 2004 г. в 10,00 часов на заседании диссертационного совета Д 006,066.01 лри Донском зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства по адресу:

346735, п. Рассвет, Аксайский район, Ростовская область, ГНУ ДЗНИИСХ (тел. 37-3-89, факс 37-1-75)

С диссертацией можно ознакомить чшотеке ГНУ ДЗНИИСХ Автореферат разослан «17» феврач:

Ученый секретарь диссертационного доктор сельскохозяйственных наук

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. На современном этапе функционирования сельского хозяйства, когда агропромышленный комплекс находится в кризисе, всё большую актуальность приобретают энергосберегающие системы обработки почв, позволяющие с наименьшими затратами получать оптимальный уровень урожайности сельскохозяйственных культур с учётом защиты окружающей среды от негативных воздействий (процессов дефляции, эрозии и др.). В разное время в регионе промел нор и рова но более ] млн. га солонцовых земель, что позволило значительно повысить их продуктивность. Но этн почвы были охвачены процессами дефляции, периодичность активного проявления которых наблюдается 1-2 раза в 10 лет. Этот негативный процесс ведёт к снижению почвенного плодородия.

Вместе с тем, различное использование тёмно-каштановых почв (разная структура посевов и различные системы обработки почвы) дают не одинаковый агрономический и экономический эффект.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является разработка и обоснование системы почвозащитной основной обработки почвы в звене севооборота: чистый пар - озимая пшеница - яровой ячмень с учётом энергетических ресурсов, позволяющей сохранить и повысить плодородие тёмно-каштановых почв.

Задачи исследований:

1, Изучить влияние способов основной обработки почвы на интенсивность протекания дефляционных и эрозионных процессов;

2, Изучить влияние способов обработки на агрофизические свойства почвы, режим влаги и продуктивность сельскохозяйственных культур;

3, Провести оценку способов основной обработки почвы в энергоресурсосберегающем аспекте.

» '' Л- , 1 " I . . ' - , . ■

Научная новизна. В сухостепной зоне Ростовской области разработан агротехнический комплекс с использованием перспективных агротехнических орудий (ПЧВ-8-40, ПФН-2АН, стойки СнбИМЭ), направленный на сохранение и воспроизводство плодородия темно- каштановых почв и защиту их от дефляции »эрозии.

Практическая значимость работы. На основании экспериментальных данных предложены варианты основной обработки тём но-каш та новых почв Ростовской области, которые позволяют эффективно защитить почву от разрушения эрозионными и дефляционными процессами, улучшить её водно-физические свойства, создать благоприятные условия для накопления и сохранения влаги при получении оптимальных показателей эколого-экокомической и энергетической эффективности производства.

Обоснованность к достоверность полученных результатов. Результаты подтверждены большим объёмом экспериментального материала и статистической обработкой данных.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации доложены на аспирантских сессиях Донского ЗНИИСХ (2001, 2002, 2003 гг.), в ДонГАУ на молодежной научной конференции «Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве (п. ПерсИановский, 2000), опубликованы в трёх печатных работах.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение результатов исследований проведены в ОПХ «Красноармейское» (347500, РФ, Ростовская область, Орловский район, п. Красноармейский).

Обьём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 147 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3 глав, основных выводов и рекомендаций производству, списка используемой литературы, включающего 233 наименования. В ней содержится 48 таблиц, 11 рисунков и 11 приложений.

. .1, Условия и методика проведения исследований

Исследования по изучению эффективности различных способов осиосной обработки мелиорированных солонцов в стационарном полевом опыте лаборатории ландшафтного земледелия на тёмно-каштановых почвах, расположенном на территории опытно-производственного хозяйства «Красноармейское» ГНУ Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Орловского района Ростовской области проводились в 1991-1993 гг. H.H. Лне-топадовым с сотрудниками, но затем были прекращены по материально-экономическим причинам. Для получения более репрезентативных данных, с учётом различных по погодным условиям лет, исследования были продолжены нами 2000-2003 гг.

Район расположен в юго-восточной зоне Ростовской области и относится к зоне с очень сильной дефляцией и слабой эрозией. Климат региона резко континентальный и засушливый. Почвы темно-каштановые в кодшлексе с средними и глубокими солонцами до 10-15%. Содержание гумуса в пахотном слое 3,23,5%. Запасы гумуса около 152 т на га.

Исследования проводились в звене полевого севооборота со следующим чередованием культур: 1. Чистый пар, 2. Озимая пшеница. 3, Яровой ячмень.

Схема опыта:

1. Отвальная вспашка (ПН-5-35), (контроль)

2. Плоскорезная обработка (ПГ-3-5)

3. Чизельная обработка (ПЧВ-8-40)

4. Гладкая (фронтальная) обработка (ПФН-2АН)

5. Безотвальная обработка стойками СибИМЭ

6. Безотвальная (ПН-5-35 со снятыми отвалами)

Глубина основной обработки по всем вариантам:

а) под чистыГ! пар 25-27 см; б) под яровой ячмень 20-22 см.

Повторность опыта 3-х кратная. Размеры делянок по всем вариантам и повторностям .опыта следующие: площадь делянки - 2500 м3, длина - 100 м, ширина - 25 м. Вокруг каждой делянки защитная полоса шириной 10 м.

Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур на опытном участке, за исключением способов основной обработки - рекомендуемая в зоне (Система ведения агропромышленного производства Ростовской области (на период 2001-2005 гг.), 2001). Посев проводился районированными для Ростовской области сортами сеялкой СЗП-3,6 поперёк основной обработки почвы (озимая пшеница - Донская Юбилейная, яровой ячмень - Прерия). Сроки сева и уборки, норма высева - оптимальные, всхожесть семян - соответствующая показателям I класса посевных стандартов. Система защиты растений предусматривала максимальное использование агротехнических приёмов, факультативно - химические средства. Проводили следующие учеты, наблюдения, анализы: вынос почвы под воздействием дефляционных процессов методом реперов (В.М. Ивонин, Н.Д. Пеньковсккй, 2003); объём смытой почвы по размеру и количеству водороин (С.С. Соболев, 1961); скорость ветра при помощи ручного анемометра; запасы влаги в метровом слое почвы термостатко-весовым методом (Б.А. Доспехов, И.П. Васильев, A.M. Туликов, J 977); мощность снежного покрова, плотность снега и глубину промерзания почвы; агрегатный состав методом сухого просеивания по П.И. Саввинову; плотность сложения пахотного слоя почвы методом режущих колец; количество водопрочных агрегатов методом мокрого просеивания на приборе ИМ, Бакшеева; водопроницаемость почвы методом сплошного затопления площадок; степень засорённости и видовой состав сорняков количественно-весовым методом; фенологические наблюдения за культурами - согласно методики государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур; учёт урожая зерна сплошным ком бай н про ванием; эко-ло го-эконом и чес кую оценку по «Методике эколого-экономической оценки ландшафтной системы земледелия» 1995 и «Методике эколого-экономической оценки систем земледелия с комплексом противоэрозионных мероприятий» (2002); биоэнергетическую оценку по «Методике биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства» (I9S3) и «Методике ресурс о-э ко доги чес j;oti опенки эффективности земледелия на биоэнергетической

основе» (1999); математическую обработку опытных данных проводили дисперсионным методом по Е.А, Доспехову (1985).

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2Л. Характеристика снегоотложення в зависимости от способа основной обработки почвы

В среднем за 2000-2003 гг. максимальное количество стерни сохранялось на варианте с чизельной обработкой - 430 шт./м2 (2500 кг/га). При проведении обработок с оборотом пласта стерня практически полностью заделывалась в почву. Остальные варианты занимали по данному показателю промежуточное положение и сохранили на поверхности 240-325 штУм2 (табл. 1),

Таблица 1

Зависимость характера снегоотложення от количества сохранённой стерни и гребнистости

Способ основной обработки почвы Коэфф. гребнистости Кол-во стерни, шт./м! Высота снега, см Пл-сть снега, г/смэ Запасы воды в снеге, мм

Отвальная (контроль) 1,12 18 11 0,22 24

Плоско резная 1,07 325 13 0,27 35

Чизельная 1,07 430 14 0,28 39

Гладкая (фронтальная) 1,06 60 11 0.21 23

безотвальная (ст. СибИМЭ) 1,07 275 12 0,26 31

Безотвальная 1,08 240 12 0,25 30

Максимальная высота снега (14 см) отмечалась »а варианте с чизельной обработкой почвы. Минимальный слой снежного покрова (11 см) сформировывался на варианте с отвальными обработками. На варианте с чизельной обработкой достигалось наибольшее количество запасов воды в снеге, которое составило в среднем за период исследования 39 мм. На отвальных обработках этот показатель снижался до 23-24 мм. Остальные способы основной обработки накапливали в снежном слое от 30 до 35 мм воды.

s

2.2, Влияние основной обработки на интенсивность процессов эрозии и дефляции

За время проведения исследований процессы эрозии и дефляции наблюдались в 2003 г, В период с 30 января по 1 февраля выпало 28 мм осадков в виде дождя. Почва к этому времени была промёрзшей на глубину 70-80 см, её водопроницаемость была очень слабой, в связи с чем сформировался сток дождевых вод. На опытном участке, засеянном озимой пшеницей, величина смыва почвы была равной 1,1 т/га. Причём разницы от способа основной обработки чистого пара не отмечено. На зяби, обработанной под чистый пар и яровой ячмень, в зависимости от способа основной обработки величина смыва заметно различалась Максимальная - 1,4-1,8 т/га она была при проведении отвальной вспашки и гладкое (фронтальной) обработки (табл. 2).

Таблица 2

Смыв почвы от дождей (с 30.01. по 1.02,2003 г)

Способ основной обработки почвы Озимая пшеница Зябь обработанная под

чист ый пар яровой ячмень

Отвальная (контроль) М 1,80 1,40

Плоскорезная 1,1 0,09 0,08

Чизельная 1,1 0,07 0,05

Гладкая (фронтальная) 1,1 1,80 1,40

Безотвальная (ст. СибИМЭ) 1,1 0,11 0,09

Безотвальная 1,1 0,15 0,12

Стерня, сохранённая на поверхности поля после основных обработок без оборота пласта, способствовала уменьшению смыва. Количество смытой почвы колебалось от 0,05-0,07 т/га на варианте с чизельной обработкой, до 0,12-0,15 т/га на варианте, обработанном плугом без отвалов,

И период с ] 4 по 21 апреля 2003 г наблюдались сильные ветры восточных румбов со скоростью 10 с порывами 20-22 м/с. Они стали причиной пыльных бурь. Перед началом их на опытном участке было приведено весеннее боронование, больше всего стерни на поверхности почвы сохранилось на варианте с чизель-

ной обработкой - 250 шт7мг, далее идёт плоскорезкая -175 шт./м5 и безотвальные варианты обработок - 120-150 шт./м2. Наличие стерни заметно снижало скорость ветра в приземном слое воздуха, Зависимость скорости ветра в приземном слое воздуха от количества сохранённой на поверхности стерни выражена следующим уравнением: у = -0,0122х + 6,1878; 0,9964 (рис. 1).

о -,-1-1---1-1

О 50 [00 150 200 250 300

Количество стерни, шт/мг

Рис. 1. Зависимость скорости ветра в приземном слое воздуха от количества сохранённой на поверхности стерни

Средняя скорость ветра на высоте 5 см от поверхности почвы колебалась от 3,2 м/с над чизельной обработкой до 6,2 м/с над вариантами с оборотом пласта. На остальных способах обработки этот показатель находился в пределах 44,6 м/с (табл. 3).

Таблица 3

Скорость ветра и вынос мелкозёма

Способ основной обработки почвы Количество сохранённой стерни, штУм1 Скорость ветра на разной высоте от поверхности почвы, м/с Вынос мелкозёма, т/га

стоячей лежачей 80 см 40 см 5 см

Отвальная (контроль) 0 0 10,9 9,7 6,2 21,0

Плоскорезная 75 100 10,9 9.5 4,0 0

Чизельная 110 140 10,9 9,3 3,2 0

Гладкая (фронтальная) 0 3 10,9 9,7 6,2 15,0

Безотвальная (ст. СибНМЭ) 55 95 10.9 9,6 4,4 0

Безотвальная 30 90 10,9 9,6 4,6 0

За время пыльной бури на варианте с отвальной вспашкой мелкозёма вынесено 21 т/га, на варианте с гладкой (фронтальной) обработкой -15 т/га. Способы основной обработки без оборота пласта оказались устойчивыми к дефляции, на них выноса почвы не наблюдалось.

Таким образом, за период исследования потери почвы от эрозии на варианте с отвальной вспашкой составили 1,43 т/га, от дефляции - 15,43 т/га севооборотной площади. Вариант с гладкой обработкой был относительно более устойчив к этим негативным процессам в основном за счёт увеличения комковатости верхнего слоя почвы. На нём было потеряно почвы 1,43 т/га севооборотной плошади от эрозии и 11,43 т/та от дефляции. Способы почвозащитных обработок без оборота пласта эффективно защищали почву от пагубного воздействия воды н ветра. На варианте с чизельной обработкой почва потеряна только от водной эрозии - 0,41 т/га,на варианте обработанном плугом со снятыми отвалами - 0,46 т/га. Самой падёжной в плане защиты почвы оказалась чизельная обработка. После неё сохранялось наибольшее количество стерни, а также количество агрегатов крупнее 1 мм, которых даже весной было более 90%.

З.З. Влняние основной обработки почвы на водный режим темно-каштановых почв

Элементы водного баланса на чистом пару, В острозасушливых условиях зоны каштановых почв первостепенное значение в обеспечении продуктивности возделываемых культур принадлежит влагообеспеченности.

В среднем за 2000-2003 гг. осенний запас влаги в метровом слое почвы на участках, обработанных под чистый пар, колебался от 245 мм на вариантах с гладкой (фронтально!!) обработкой и обработкой стойками СибИМЭ до 255 мм на участке, обработанном плугом со снятыми отвалами (рис. 2). За холодный период в среднем за три года выпало 116 мм 'осадков, при максимальном количестве в 2001-2002 гг. - 160 мм, минимальном в 2000-2001 гг. - 102 мм. Причём большая часть осадков выпадала в виде дождей.

Наибольший прирост запасов влаги за холодный период отмечен на варианте, обработанном чизельным орудием - 43 мм. Меньше, чем на остальных вариантах влаги накапливалось за холодный период на участке с гладкой (фронтальной) обработкой — 20 мм, что обеспечило получение самого низкого коэффициента усвоения почвой осадков-0,17, или на 23% меньше, чем на контроле. На варианте с чизельной обработкой этот коэффициент оказался равным 0,37, что больше на 68% по отношению к отвальной вспашке.

зоо-г

Щ отвальная ^ плоскорезная чнзельная

гладкая Щ ст. СибИМЭ Щ плугом без отвалов

А - осенний, В - весенний, С - перед посевом озимой пшеницы

Рис. 2, Динамика общих запасов влаги в метровом слое почвы под чистым паром, мм (2000-2003 гг.)

С апреля по сентябрь в среднем за три года выпадало 188 мм осадков, с минимальным их количеством (104 мм) в 2002 г,, максимальным (287 мм) в 2001 г. Запасы влаги в чистом пару перед посевом озимой пшеницы, по вариантам опыта различались незначительно: от 262 мм на варианте с гладкой (фронтальной) обработкой, до 266 мм на варианте, обработанном плугом без отвалов. Наибольшие потерн влаги за тёплый период отмечались при проведении чизельной обработки - 216 мм, наименьшие - гладкой (фронтальной) обработки -191 мм. Величина потерь влаги на остальных вариантах колебалась от 200 до 209 мм.

Динамика досту пной влаги в зависимости от способа основной обработки на поссвяк озимой пшеницы к ярового ячменя. Важнейшим показателем почвенного плодородия, определяющим рост и развитие растений, являются запасы доступной влаги, В этой связи важно установить, как изменяется водный режим почвы и потребление влаги растениями озимой пшеницы и ярового ячменя при различных способах обработки почвы.

Значительной разницы между способами основной обработки, в количестве запасов доступной влага в метровом слое почвы под озимой пшеницей в

процессе прохождения фаз онтогенеза не было (рис 3). £

з [20Г-

| 100 I «О

| 60 с

£

§ 20 о

Я отвальная § плоскорезная ¡Щ чизельная □ гладкая (Щ ст. СибИМЭ И плугом без отвалов

А - посев, В - весной, С - уборка

Рис. 3, Динамика запасов доступной влаги в метровом слое почвы под озимой пшеницей, мм

Наиболее полно использование доступной влаги озимой пшеницей можно проследить, произведя расчёт баланса (табл. 4). Между вариантами обработки почвы по общему расходу влаги существенной разницы не отмечено, однако, на единицу продукции самой «экономной» была плоскорезная обработка, затратившая 1219 м5 при создании I тонны зерна, а самой «расточительной» — гладкая вспашка с коэффициентом водопотребления — 1310 м3/т.

За годы исследований отмечалось преимущество во влаго накоплен ни за холодный период при обработках без оборота пласта, по отношению к отваль-

ным обработкам. Но за Тёплый период количество влаги постепенно нивелируется под действием уходных работ в период парования, интенсивной транспи-рации влаги из почвы, суховеев и других факторов. Ко времени сева озимой пшеницы преимущество какого-либо способа основной обработки по количеству доступной влаги в почве практически не наблюдалось.

Таблица 4

Элементы баланса доступной влаги в слое почвы 0-100 см гтод посевами озимой пшеницы

Запасы Осадки Общий Выход зерна, т/га Коэф-т

Способ основной доступной за веге- расход водопо-

обработки почвы в лат, мм тацию, алапи, требле-

посев уборка мм мм ния, м3/т

Отвальная (контроль) 85 35 366 417 3,36 1254

Плоскорезная 86 44 366 408 3,38 1219

Чизельная 96 42 366 421 3.34 1279

Гладкая (фронтальная) 90 24 366 432 3,30 1310

Безотвальная (ст. СибИМЭ) 98 46 366 418 3,32 1278

Безотвальная 101 29 366 438 3,45 1273

В период сева ярового ячменя запасы доступной влаги в метровом слое почвы колебались от 102-103 мм на вариантах с отвальной обработкой до 124 мм на варианте обработанном стойками СибИМЭ (рис. 4).

з 140 т"-

Ц отвальная Ш плоскорезная [^Цчизельная

гладкая []]]] ст. СибИМЭ Щ плугом без отвалов

А - посев, В - колошение, С - уборка

- Рис. 4, Динамика запасов доступной влаги в метровом слое почвы под яровым ячменём, мм

В пересчёте на единицу продукции самой «экономной» была плоскорезная обработка, коэффициент водопотребления составил 574 м3/т. Самой «расточительной» оказалась отвальная вспашка - 620 м5 воды при создании 1 т зерна (табл. 5).

Таблица 5

Элементы баланса доступной влаги в слое почвы 0-100 см под посевами ярового ячменя

Способ основной обработки почвы Запасы доступной влаги, мм Осадки за вегетацию, мм Общий расход влаги, мм Выход зерна, т/га Коэф-т водопотребления, м3/т

посев уборка

Отвальная (контроль) 103 40 126 ISS 3,03 620

Плоскорезкая 114 41 126 198 3,45 574

Чизельная 119 47 126 197 3,40 579

Гладкая (фронтальная) 102 28 126 201 3,33 609

Безотвальная (ст. СибИМЭ) 124 47 126 204 3,46 595

Безотвальная 111 42 126 (95 3,26 599

Большие на 15-20% запасы доступной влаги в метровом слое почвы при посеве ярового ячменя на безотвальных вариантах, по сравнению с отвальной вспашкой, могут сыграть решающую роль в дальнейшем развитии культуры, особенно в засушливые годы.

2.4. Эффективность приёмов почвозащитной обработки почвы

в регулировании её агрофизических свойств Влияние основной обработки на плотность сложения почвы. Важным показателем качества обработки почвы является её плотность, которая определяет в период вегетации растений воздушный, водный и тепловой режимы. По результатам наших исследований, плотность сложения пахотного слоя почвы в чистом пару не выходила за пределы оптимальной величины И в среднем за 2001-2003 гг. в зависимости от способа основной обработки почвы колебалась от 1,06 г/см1 до 1,14 г/см3. Со временем разница в величине плотности почвы между вариантами опыта под воздействием природно-климатических и антро-

погенных факторов (сила тяжести, выпадающие осадки, смена температур, культивации, боронования, посев, прикатывание и др.) постепенно сглаживалась. Под сельскохозяйственными культурами плотность пахотного слоя почвы по вариантам опыта в зависимости от способа основной обработки практически не различалась и в весенний период находилась в пределах 1,23-1,24 г/см3 под яровым ячменём и 1,26-1,28 г/см3 под озимой пшеницей.

Структурно-агрегатный состав пахотного слоя почвы. Исследованиями установлено, что содержание ценных в агрономическом плане агрегатов (0,25-10 мм) в слое 0-30 см осенью после проведения основной обработки чистого пара в среднем за три года изменялось в пределах от 62,8% на варианте с плоскорсзной обработкой до 70,5% с гладкой (фронтальной) обработкой. Количество агрегатов крупнее 10 мм колебалось от 23,5% - (гладкая обработка) до 31,4% - (плоскорезная обработка). Агрегатов мельче 0,25 мм в пахотном слое почвы содержалось от 5,4% при проведении обработки стойками СибИМЭ до 6,0% - отвальными орудиями. На вариантах с безотвальными обработками количество водопрочных агрегатов в этом слое содержалось больше на 2-4%, чем с отвальными.

Структура почвы под озимой пшеницей по вариантам опыта практически не различалась. В осенний период в слое 0-30 см количество агрегатов крупнее 10 мм находилось в пределах 19,3-20,7%, агроном и1чески-ценных агрегатов размером 0,25-10 мм - 71,8-73,4%, агрегатов мельче 0,25 мм - 7,2-7,5%, Количество водопрочных агрегатов колебалось от 74,4% (гладкая обработка), до 76,4% (чн-зсльная обработка), К всснс под озимой пшеницей количество агроиомическн-ценных агрегатов в слое почвы 0-30 см увеличивалось до 73,7-75.4%. Агрегатов мельче 0,25 мм уменьшалось до 5,0-5,5%. Количество водопрочных агрегатов возрастало до 79,5-81,0%.

Под яровым ячменём в отличии от озимой пшеницы структура пахотного слоя почвы имела более значительные различия в зависимости от способа ос-

новной обработки. Количество агрегатов крупнее 10 мм в 0-30 см слое находилось в пределах от 26,0% на варианте с гладкой обработкой до 34,6% плоскорезной. Агрономически-ценных агрегатов в пахотном слое почвы больше всего содержалось на варианте с плугом без отвалов - 65,4%, Меньше всего - 56,4% с плоскорез ной обработкой. Агрегатов мельче 0,25 мм заметно больше находилось в почве на вариантах с отвальными обработками - 11%, На вариантах, без оборота пласта таких агрегатов было 8,4-9,0%.

Влияние способов основной обработки на водопроницаемость почвы в осенний и весенний периоды. Осенью водопроницаемость определяли в конце октября, когда почва «осела» после основной обработки. Наибольшая водопропускная способность в чистом пару была на вариантах с чизельной и плоскорезной обработок, соответственно 3,5 и 3,4 мм/мин в среднем за три часа. Наименьшая водопроницаемость отмечалась на варианте с гладкой (фронтальной) обработкой — 2,9 мм/мин. Под озимой пшеницей в период осеннего кущения в среднем за 2001-2002 гг. минимальная водопроницаемость — 3,5 мм/мин была на варианте с обработкой плугом без отвалов, максимальная - 4,2 мм/мин - с плоскорезной обработкой.

К весне в результате большего увлажнения и уплотнения пахотного слоя водопропускная способность почвы на всех вариантах опыта уменьшилась и под посевами ярового ячменя в период кущения была в пределах от 3,0 мм/мин при осуществлении гладкой (фронтальной) обработки до 3,5 мм/мин чизельной,

2.5, Влияние основных обработок на засорённость

Исследованиями установлено, что засорённость чистого пара до проведения уходных работ в среднем за 2001-2003 гг., в зависимости от способа основной обработки, хотя и не очень значительно, но различалась. На вариантах с отвальными обработками почвы количество сорняков было в среднем 19-20 шт/м", без оборота пласта их насчитывалось 22-25 шт/м2.

Засорённость посевов озимой пшеницы по вариантам опыта практически не различалась. Причиной этого явились многократные в течении года уходные работы за чистым паром, которые в значительной степени снивелировали данный показатель. В период весеннего кущения озимой пшеницы в среднем за 2002-2003 гг. количество сорных растений находилось в пределах от 9 шт/м2 на варианте с гладкой обработки до 11 шт/м2 плоскорезной (табл. 6).

Таблица 6

Количество сорных растений весной

Пар Озимая пшеница Яровой ячмень

Способ основной количе- сухая количе- сухая количе- сухая

обработки почвы ство, масса, ство, масса, ство, масса,

шт/м2 г/м2 шт/м2 г/м2 шт/м1 г/м2

Отвальная (контроль) 20 5,2 10 6,2 19 12,8

Плоскорезная 23 6,5 И 7,1 22 14,1

Чизельная 22 6,7 10 7,3 18 11,6

Гладкая (фронтальная) 19 4,6 9 6,8 17 11,4

Безотвальная (ст. СибИМЭ) 23 7,2 10 6,5 21 13,3

Безотвальная 25 7,1 10 5,9 24 15.2

В посевах ярового ячменя существенного различия в засорённости между вариантами обработок также не установлено. В период кущения в среднем за два года количество сорняков находилось в пределах от 17 шт/м2 (гладкая обработка) до 24 шт/м2 (обработка плугом без отвалов). На остальных вариантах опыта сорняков было 18-22 шт/м2.

После проводимой в период кущения химической обработкипосевов количество сорных растений, особенно однолетних, уменьшалось на 30-35%.

2.6. Урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность звена севооборота в зависимости от способа основной обработки почвы В среднем за три года урожайность зерна озимой пшеницы - 33,0-34,5 ц/га, в зависимости от способов основной обработки почвы (с учетом НСР) различалась незначительно (табл. 7). Урожайность зерна ярового ячменя в среднем за два года изменялась в пределах 30,3-34,6 и/га. По сравнению с контролем по-

лучена математически достоверная прибавка урожайности зерна ярового ячменя, равная 2,3-4,3 ц/га или 7,6-14,2% к контролю.

Таблица 7

Продуктивность звена севооборота: пар чисты й-озимая пшеница-яровой ячмень в зависимости от способа основной обработки почвы

Способ основной обработки почвы Продуктивность звена, ц/га

1993 г 2003 г средняя

всего в том числе всего в том числе

таимая пшеница яровой ячмень озимая пшеница яровой ячмень

Овальная (контроль) 24,2 37,4 35,1 19,8 34,1 25,4 22,0

Плоскорезная 25,7 37,3 39,9 21,1 34,4 29,0 23,4

Чизельная 25,3 36,9 38,9 21,4 35,1 29,1 23,3

Гладкая (фронтальная) 26,1 35,7 42,6 18,9 32,7 24,0 22,5

Безотвальная (ст. СибИМЭ) 26,3 38,2 40,8 20,6 33,6 28,3 23,5

Безотвальная 25,3 37,8 38,1 20,8 35,3 27,0 23,0

Итоговым показателем оценки является продуктивность звена севооборота (табл. 7), В среднем за период исследования менее продуктивным оказался вариант с отвальной вспашкой (контроль) - 22,0 ц зерн. ед, на 1 га севооборотной площади. На варианте с гладкой (фронтальной) обработкой и с обработкой плутом без отвалов получено соответственно 22,5 и 23,0 ц зерн. ед. на гектар. Несколько продуктивнее были варианты, обработанные чизельным плугом, плоскорезом и стойками СибИМЭ - соответственно 23,3,23,4 и 23,5 ц зерн. ед. на 1 га севооборотной площади.

2.7. Эколого-экономическпя и биоэнергетическая оценка способов основной обработки

Производственные затраты на гектар севооборотной площади, рассчитаны по технологическим картам в ценах, на 2004 г. Они оказались максимальными на варианте с гладкой (фронтальной) обработкой -4841,7 руб/га, минимальными - на варианте с чнзельной обработкой-4729 руб/га.

Условно чистый доход был более высоким — 3415 руб/га на варианте с обработкой стойками СибИМЭ, наименьший - с отвальной вспашкой - 1641.2 руб/га севооборотной площади. Максимальная величина рентабельности достигнута на вариантах с обработкой: плоскорезом, чизелем, и стойками СибИМЭ -соответственно: 171,5,171,3 и 171%(табл. 8).

Таблица 8

Эко лош-э коном и ческая эффективность способов основной обработки в звене: чистый пар - озимая пшеница - яровой ячмень

Показатель Способ основной обработки почвы

отвальная плоскорезная чизельная гладкая стойкой СибИМЭ плугом без отвалов

ГГроиз водственные 1атраты, руб/га 4827,3 4742,7 4729.0 4841,7 4775,7 4822,7

Затраты на возмещение ущерба от эрозии и дефляции, руб/га 123 М 33,5 32,7 912.2 34.3 36,7

Всего прямых за-грат, руб/га 6058.8 4776,2 4761,7 5753,9 4810,0 4859.4

Продуктивность 1вена, т/га 2,20 2,34 233 2,25 2,35 2,30

Себестоимость 1 т ¡ерна, руб 2754,0 2041.1 2043,7 2557,3 2046,8 2112.8

Условно чистый доход, руб/га 1641,2 3413,8 3393,3 2121,1 3415.0 3190,6

Рентабельность, % 127,1 171,5 171,3 136,9 171,0 165.7

В настоящее время, наряду с традиционными оценками эффективности производства сельскохозяйственной продукции посредством денежных и трудовых показателей, все большее значение приобретает метод энергетической оценки, учитывающей количество энергии, затраченной на производство продукции и аккумулированной в ней.

Больший условно чистый энергетический доход получен на варианте, где основная обработка проводилась стойками СибИМЭ - 33,58 ГДж/га или на 14% больше чем на отвальной вспашке с показателем — 29,53 ГДж/га.

Коэффициент энергетической эффективности основной продукции в зависимости от способа основной обработки почвы варьировал от 5,4 на контроле (отвальная вспашка) до 7,6 при обработке почвы чизелем, плоскорезом н стойками СибИМЭ. При проведении гладкой (фронтальной) обработки и обработки плугом без отвалов коэффициент энергетической эффективности равнялся 5,9 и 7,4.

ВЫВОДЫ

1. Среди изученных способов основной обработки почвы менее устойчивой к процессам эрозии и дефляции оказалась отвальная вспашка: потери почвы от эрозии 1,43 т/га, дефляции - 15,43 т с 1 га севооборотной площади. Способы почвозащитных обработок без оборота пласта эффективнее защищали почву от пагубного воздействия воды и ветра. Сохранённая на поверхности стерня в количестве 120-250 шт/м3 способствовала снижению скорости ветра в приземном слое воздуха в 1,5-2,0 раза по сравнению с контролем (отвальная вспашка). На этих вариантах почва была потеряна только от эрозии, от 0,41 т/га по чизельной обработке, до 0,46 т/га по обработке плугом со снятыми отвалами.

2. Максимальная высота снежного покрова - 13-15 см образовывалась при проведении чизельной обработки в результате большего количества сохранённой на поверхности стерни. Меньше всего снега аккумулировалось на вариантах с гладкой (фронтальной) обработкой и отвальной вспашкой -11 см,

3. Характер накопления влаги в почве за холодный период значительно зависел от способа основной обработки. Максимальное приращение запаса влаги в метровом слое почвы имело место на варианте с чизельной обработкой -53 мм. При проведении гладкой (фронтальной) обработки и отвальной вспашки, влаги накапливалось соответственно 25 и 33 мм. Почва, обработанная без оборота пласта, накапливала и удерживала наибольшее количество осадков за холодный период. Коэффициент усвоения осадков холодного периода: при проведение безотвальных обработок - 0,28-0,37, отвальных - 0,17-0,22, В то же время

в течение тёплого периода участки, обработанные без оборота пласта теряли влагу интенсивнее, чем вспаханные. Средние потери влаги из метрового слоя почвы за тёплый период: на вариантах без оборота пласта — 203-216 мм, вспаханных - 191-200 мм. Преимущество какого-либо варианта основной обработки в запасах влаги в метровом слое почвы на чистом пару к периоду сева озимой пшеницы не установлено.

4. Способы основной обработки почвы незначительно влияли иа агрофизические свойства почвы. Плотность по всем вариантам обработок почвы находилась в пределах оптимальных величин для роста и развития зерновых культур - 1,1-1,3 г/см"5. На всех вариантах прослеживается увеличение плотности 0-30 сантиметрового слоя почвы от 1,20 г/см3 при посеве озимой пшенииы, до 1,28 г/см* к периоду ее весеннего кущения. Также закономерное увеличение плотности почвы с течением времени наблюдалось в чистом пару и под посевами ярового ячменя. При проведении почвозащитных способов основной обработки по сравнению с отвальной вспашкой в верхнем слое почвы содержалось на 6-14% больше структурных агрегатов крупнее 1 мм. Более высокая водопроницаемость почвы была на вариантах с чизельной и плоскорезной обработок.

5. Основная обработка чистого пара без оборота пласта способствует большему уничтожению сорной растительности при проведении кулътиваиий в период парования, чем отвальная вспашка и гладкая (фронтальная) обработка. В засорённости посевов озимой пшеницы н ярового ячменя существенных различий между вариантами опыта не отмечено.

6. Продуктивность звена севооборота: чистый пар - озимая пшеница -яровой ячмень в среднем за годы исследований при проведении отвальной вспашки составила - 22,0 ц зерн. ед. с 1 га севооборотной площади, несколько больше гладкой (фронтальной) обработки и плугом без отвалов - соответственно 22,5 и 23,0 и варианты с обработками чизельным плугом, плоскорезом и стойками СибИМЭ-23,3,23,4 и 23,5 цзерн. ед. с 1 га севооборотной площади.

8, Максимальный условно чистый экономический доход получен на вариантах с обработкой почвы стойками СибИМЭ - 3415,0, плоскорезом -3413,8 и чизелем - 3393,3 руб/га севооборотной площади; минимальный с отвальной вспашкой - 1641,2 руб/га. Большая величина рентабельности также отмечена при осуществлении обработки почвы плоскорезом, чизелем, и стойками СибИМЭ - соответственно 171,5, 171,3 и 171% против 127,1%- при проведении отвальной вспашки.

9. Обработки почвы без оборота пласта способствовали экономии энергетических ресурсов. Коэффициент использования энергии составил на вариантах с чизель ной, плоскорезной обработками и рыхлении стойками СибИМЭ - 7,6, по обработке плугом без отвалов - 7,4, гладкой (фронтальной) обработке - 5,9, по отвальной вспашке - 5,4, Большим условно чистый энергетический доход получен на варианте, где основная обработка проводилась стойками СибИМЭ -33,58 ГДж/га или на 14% больше, чем на отвальной вспашке - 29,53 МДж/га.

Рекомендации производству

На тёмно-каштановых почвах Ростовской области в качестве основной обработки почвы, обеспечивающей надёжную защиту почв от эрозии и дефляции рекомендуются: чизельная, плоскорезная обработки и рыхление стойками СибИМЭ. Онн же являются наиболее оптимальными с точки зрения эколого-экономической и энергетической эффективности производства.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Латарня Д,Б. Последствия пыльных бурь 1984 года в Зерно градском районе Ростовской области// Актуальные проблемы экологии в сельском хозяйственном производстве. Материалы молодёжной науч. конференции. - п. Пер-сиановский, 2000.-С, 19-20,

2, Ермоленко В.П. Разработать научные основы систем обработки почвы, удобрения и рационального использования деградированных земель в агроланд-

шафтах для основных природ но-сельскохозяйственных зон России/ В.П. Ермоленко, Е.В. Полуэктов, М.А. БалахонскиЙ, Д.Б. Латария и др.// Hayч,-техн. бюлл. по проблеме ^Оптимизация arpo ландшафте в и адаптивно-ландшафтных систем земледелия»: ВНИИЗиЗПЭ №2(71). Курск, 2003. - С. 89-90.

3. Латария Д.Б. Эффективность способов основной обработки тёмно-каштанопой почвы// Сб. науч. трудов аспирантов ГНУ ДЗНИИСХ. Ростов-на-Дону, 2004. - С. 14-19.

Издательство ООО «1ДВВР», Лицензия ЛР № 65-36 от 05 08,99 г. Сдано в набор 16 02.04 г. Подписано в печать 16.02 04 г. Формат 60*Я4 I/16 Заказ N8 454. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Оперативная печать. Тираж 100 экз. Печ лист.1,0. Усл.псч.л, 1,0 Типография: Издательско-псшшрафический комгпекс « К]юс» Р) У 344091, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 28/2, корп 5 «В», тел, 929-516, 659-532. Лицензия на полиграфическую деятельность № 65-125 от 09.02 98 г.

í/ч

» - mo