Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Почвозащитная и ресурсосберегающая обработки почвы в лесостепи Среднего и Южного Урала

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Почвозащитная и ресурсосберегающая обработки почвы в лесостепи Среднего и Южного Урала"

_ _ _ л п На правах рукописи

РГ б од

1 5 ДНК 1996

ЛУКИНЫХ Михаил Иванович

ПОЧВОЗАЩИТНАЯ И РЕСУРСОСБЕРЕГАХЦЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО И ЮЖНОГО УРАЛА

06.01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Тюмень - 1996

Работа выполнена в Уральском государственном экономическом университете.

Научный консультант - доктор сельскохозяйственных наук,

Официальные оппонента:доктор сельскохозяйственных наук.

Защита состоится 5 декабря 1996 г. в 10 часов в ауд. 16 главного корпуса на васедании диссертационного совета Д 120.93.01 в Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

Адрес: 626003, г. Тюмень, ул.Республики, 7.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной седькохозяйственной академии.

профессор Трушин В.Ф.

профессор Федоткин В.А., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Иошш П.Ф., доктор сельскохоэнйстьеиних наук, старший научный сотрудник Мощенко Ю.13.

Ведущее предприятие - Челябинский государственный агроинженерный университет

Автореферат разослан

1996 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Vх Грехова И. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Развитие сельского хозяйства лесостепной зоны Среднего и Южного Урала предполагает дальнейшее совершенствование зональных систем земледелия в направлении экологизации и ресурсосбережения. Недостаточный учет зональных особенностей при обработке почвы приводит к проявлению эрозии, неоправданному перерасходу затрат и энергии. Вред, наносимый эрозией сельскому хозяйству Свердловской и Челябинской областей, оцениваемый в ежегодном снижении урожайности высеваемых культур от смытости почвы, в пересчете на зерно составляет 1 млн. т. Наблюдается дегумификация и ухудшение агрофизических свойств пахотного слоя. Мелкая обработка почвы снимает энергетические и трудовые затраты при возделывании сельскохозяйственных культур. Противозрозионная обработка почвы предотвращает водноэрозионные процессы. В этой связи переход на ресурсосберегающие и почвозащитные технологии возделывания культур является одним из направлений совершенствования зональных систем земледелия и рационального использования пашни. В лесостепной зоне Среднего и Южного Урала применение минимальной и почвоводоохраяной обработки почвы требует более детального учета типа почв, особенностей проявления эрозии, вида севооборота. Для повышения эффективности обработки почвы требуется глубокое теоретическое её обоснование и практические рекомендации.

Эксперименты проводились в соответствии с Государственными научно-техническими программами и зарегистрированы под номерами 76036091, 78063499, 01087038718, 01870038715.

Целью работы является обоснование почвозащитной и ресурсосберегающей обработки почвы в лесостепной зойе Среднего и Южного Урала.

Задачи исследований:

- установить влияние природных и антропогенных факторов на проявление эрозии в лесостепи Среднего и Южного Урала;

- определить особенности накопление и расходования влаги в почве в зависимости от приемов обработки, фонов удобрений, местоположений по рельефу, зоны исследований;

- оценить воздействие приемов обработки на некоторые агрофизические; агрохимические и биологические показатели плодоро-

1

дия почеь!;

- исследовать влияние приемов обработки почвы и фонов удобрений на засоренность посевов, а также взаимодействие растений в агроценозе;

- обосновать эффективность ресурсосберегающих и почвозащитных приемов обработки в повышении урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности севооборотов;

- дать агрозкономическуга и энерго- и ресурсосберегающую оценку технологиям возделывания культур в севооборотах на основе минимализации обработки почвы как в условиях равнин, так и на склонах.

Научная новизна. Настоящая работа является результатом обобщения на основе системного подхода в лесостепи Среднего и Кйшого Урала по теории и практике обработки почвы в условиях ровного и пересеченного рельефа. Определены особенности проявления эрозии в зависимости от агротехнических приемов, почвенно-метеорологических факторов и рельефа. Обоснованы оптимальные приемы обработки почв на склонах в звене зернопа-рового (с занятым паром) и зернотравяного севооборотах. Разработаны рациональные приемы обработки окультуренной дерново-подзолистой почвы в зернопропзлшом севообороте на равнине. Выявлена роль ресурсосберегающей обработки в изменении некоторых агрофизических, агрохимических и биологических показателей плодородия почвы. Получена новая информация по накоплению и расходован™ влаги в почве при почвозащитной и минимальной обработках. Определены тенденции в изменении засоренности посевов при протлвоэрозионной и ресурсосберегающей обработках почвы. Установлены некоторые зависимости взаимодействия растений в агроценсзе.

Защищаемые положения:

- теоретическое обоснование закономерностей проявления водной эрозии в лесостепи Среднего и Шюго Урала на основе определения природных и антропогенных факторов и их сочетаний, влияющих на проявление сгока талых вод и смыва почвы;

- комплекс технологических приемов возделывания культур на склонах, включающий оптимизацию основной обработки,применение фонов удобрений, использование распылителей стока, обеспечивающий уменьшение смыва почвы и стока талых вод, повыше-

2

ние выхода растениеводческой продукции, экономию затрат;

- приемы обработки почвы в зернопропашном севообороте на равнине, позволяющее сникать энергетические и трудовые затраты при возделывании культур;

- рекомендации по применению ресурсосберегающей и почвозащитной обработки почвы.

Предмет исследования - обработка почвы, направленная на ресурсосбережение и защиту почв от эрозии.

Объект исследования - система: почва (чернозем выщелоченный, дерново-слабоподзолистая, серая лесная слабосмытая)

- климат (погодные условия) - растения.

Практическая ценность. Результаты исследований предназначены для внедрения сельскохозяйственными предприятиями различных форм собственности в лесостепной зоне Урала. Использование минимальной обработки почвы в технологиях возделывания культур в зернопропашных севооборотах, в условиях равнин, позволяет уменьшить расход материально-технических и трудовых ресурсов. Разработанный комплекс противозрозионных мероприятий на склонах, включающий приемы обработки почвы, фоны удобрений и распылители стока увеличивает выход растениеводческой продукции, обеспечивает ресурсосбережение и создает благоприятную экологическую обстановку в агроланд-шафтах.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований были использованы при разработке "Зональной системы, земледелия Челябинской области" (1981), "Рекомендации по проведению весеннего сева и полевых работ в 1981 году ..." (1981), "Меры борьбы с засоренностью посевов по зонам Челябинской области" (1983), "Почвозащитное земледелие на склоновых землях Сибири" (1984), "Обработка почвы в Нечерноземной зоне Урала" (1987), "Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в зональных системах земледелия" (1993), "Обработка почвы в лесостепи Урала" (1996).

Разработанные ресурсосберегающие и противоэрозионные приемы обработки применяются в сельскохозяйственных предприятиях Свердловской области. Годоеой экономический эффект составил 33,4 млк. руб.(цены 1993 г.).

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Все-

3

союзном научно-производственном совещании по обработке почвы в г. Херсоне (1090), на Всесоюзных конференциях в г. Москва (1981,1988), на Всероссийской научно-производственной конференции в г. Екатеринбурге (1394), на зональных научно-производственных конференциях в г.Челябинске (1980,1982), г. Оренбурге (1982), г. Тюмени (1983), г. Свердловске (1983), на региональных научных конференциях в г. Омске (1982), г. Новосибирске (1980), г. Свердловске (1990), на научных конференциях в ЮжУралнИИЗе (1979,1980), Свердловском СХИ (1979,1980), Уральском ИНХ (1992).

Публикация. Основные положения диссертации напечатаны в журналах "Земледелие", "Сибирский вестник.сельскохозяйственной науки","Уральские нивы",научных трудах Уральского НКИСХ, других изданиях. Всего по теме работы опубликовано 4-9 научные работы общим обьемом 58,68 печатных листов.

Обьем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 382 страницах машинописного текста, состоит из 7 ■ глав, выводов и предложений производству. Содержит 62 табл., 7 рис. и 42 приложения. Список использованной литературы 599 источников, в том числе 22 - на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Применяемые системы обработки почвы обладают определенными недостатками: по В.Р.Вильямсу (1936) - повышенной энерго- и затратоемкостью, по Т.С.Мальцеву (1955),А.К.Бараеву (1967,1975) - дифференциацией пахотного слоя по плодородию и увеличением засоренности посевов.В лесостепи Урала испытыва-лись приемы ячеистой вспагагси, плоскорезкой обработки, лунко-вания, дискования, фрезерования (В.Ф.Трушин, 1960,1963;В.Ф. Трушин и др. , 1969,1975;И.В. Елькин, 1980;В, А.Скрябина., 1990;), комбинированная обработка почвы (А.В.Враснов и др.,1989; А.Г.Таскаева, 1989). Существующая обработка почвы нуждается в дальнейшем совершенствовании в направлении экологической адаптации и сокращении затрат на возделывание культур. 2.УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Полевые исследования выполнены на зональных почвах: чернозем выщелоченный среднесуглинистыи (Юдный Урал), дерново-слабоподзолистая псчза тяжелосуглннистая (Средний Урал),

4

серая лесная слабосмытая легкоглинистая почва (Предуралье).

Климат в лесостепной зоне Урала резкоконтинентальный. Сумма положительных температур выше + 10 °С составляет в лесостепи Свердловской - 1726°, Челябинской - 1925° областей в Предуралье - 2040°. За год выпадает на Среднем Урале 449 мм осадков, на Южном Урале 394 мм,в Предуралье 535 мм.

В годы исследований в лесостепи Челябинской области было 5 дет незначительно засушливых, 2 - влажных. 1 - переувлажненный. В лесостепи Свердловской области 1 год - засушливый, . 2 года - незначительно засушливые, 1 - влажный, 5 лет - пе- . реувлажненние.В лесостепи Предуралья 2 года - засушливые,1 -незначительно засушливый,2 - переувлажненных.За период проведения опытов теплообеспеченность была удовлетворительной.

Решение основных задач осуществлялось постановкой 6 полевых опытов. Опыты 1,2,3,6 проводились в лесостепи Южного Урала, опыт 4 в лесостепи Предуралья, опыт 5 - в лесостепи Среднего Урала. Опыт 1 выполнялся на склоне юго-западной экспозиции крутизной в 1-4 градуса,опыт 2, соответственно,на склоне южной и северной экспозиции крутизной в 2-4 градуса, опыт 4,соответственно,на склоне юго-восточной экспозиции крутизной в 3-8 градусов. Опыты 3,5,6 закладывались в условиях равнин.

О п ы т 1. Приемы обработки под яровую пшеницу, размещенной второй культурой после пара: 1. - Вспашка поперек склона на глубина 20-22 см; 2. То же,что 1 + лункование; 3. То же,что 1 + прерывистое бороздавание; 4. Вспашса вдоль склона на глубину 20-22 см; 5. Безотвальная обработка поперек склона на глубину 28-30 см; 6. То же, что 5 + прерывистое бороздование.

О п ы т 2. Обработка почвы в звене зернопарового севооборота: однолетние травы, яровая пшеница, ячмень. Вариалты: 1. Вспашка поперек склона на глубину 20-22 см; 2. Вспашка с почвоуглублением до 30 см поперек склона; 3. Плоскорезная обработка поперек склона на глубину 10-14 см; 4. Плоскорезная ооработка поперек склона на глубину 28-30 см; 5. йКлева-иие почвы.

О п ы т 3. Исследования проводились в севообороте: горох - яровая пшеница - кукуруза - яровая пшеница. Двухфлкторный

5

эксперимент выполнялся методом расщепленных делянок. Фактор А: 1. Вспадаа почвы на глубину 20-22 см под все культуры севооборота; 2. Комбинированно-минимальная обработ!са почвы состояла из безотвальной обработки аа глубину 10-14 см под горох, безотвальной обработки на глубину 25-27 см под кукурузу, под яровую пшеницу с осени обработка почвы не проводилась.Фактор Б: 1. Без удобрений и гербицидов; 2. Р20 под все культуры севооборота, N120 под кукурузу, Ыбо под яровую пшеницу (удобрено), без гербицидов; 3. Удобрено, прометрин на горохе, диамет-Д на двух полях яровой пшеницы, диален на кукурузе; 4. Удобрено, диамет-Д на яровой пшенице; Б. Удобрено, 2,4ДА на яровой пшенице; 6. Удобрено, диамет-Д на яровой пшенице, диален на кукурузе.

О п ы т 4. Исследование проводились в севообороте: однолетние травы-яровая пшеница с подсевом многолетних траь-мно-голетние травы 1 года пользования-многолетние травы 2 года пользования-ячмень. Двухфакторный эксперимент выполнялся методом расщепленных делянок. Фактор А: 1. Гребневая вспашка; 2. Вспашка; 3. Плоскорезная обработка; 4. Чередование гребневой вспашки под однолетние травы, вспашки под яровую пшеницу и ячмень. 5. Чередование гребневой вспашки под однолетние травы, плоскорезная обработка под яровую пшеницу, вспашка под ячмень. Фактор Б: 1. Без удобрений; 2. Минеральный фон;. 3. Навозно-минеральный фон. На последних двух фонах питательные элемента вносились в эквивалентных дозах.

О п ы т 5. Изучалось дискование на глубину 6-8 и 12-14 см; отвальная, безотвальная и плоскорезная обработки на глубину 14-16, 20-22 и 28-30 см. Закладка вариантов осуществля-' лась как осенью, так и весной по невспаханной почве. Чередование культур: ячмень, кукуруза, яровая пшеница, горох.

О п ы т 6. Обработка почвы в севообороте: вспашка под все культуры; вспашка под кукурузу, плоскорезная обработка под яровую пшеницу, вспашка под однолетние травы; плоскорезная обработка под все культуры.

При постановке и проведении опытов руководствовались современными требованиями методики опытного дела (Б.А.Доспехов. 1979; Методические рекомендации по учету поверхностного стока.... 1975; Опытное дело..., 1982).

6

Учетная площадь делянок в полевых опытах составляла 100-400 кв.м, повторность-3-4 кратная, размещение рендоми-зировапное. Агротехника возделываемых культур, за исключением изучаемых вариантов, была типичной для зоны.

При статистической обработке результатов исследований ■ применялись методы дисперсионного анализа, корреляции и регрессии с использованием пакетов программ АРМ "Статистика", 51ерг, ШскгояйаЬ.

3. ПРОЯВЛЕНИЕ ВОДКОЙ ЗРОЗКИ НА ЮЖНОМ И СРЕДНЕМ УРАЛЕ И МЕРЫ БОРЬБЫ С НЕЙ

3.1 Факторы, определяющие развитие эрозии в лесостепи Южного и Среднего Урала. Наибольшее проявление водной эрозии отмечается в горкой и предгорной части Урала. Это обусловлено тем, что склоны крутизной выше 3 градусов занимают более 75% территории, расчлененность поверхности 0,35-0,55 . км/кв.км, глубина местных базисов эрозии равна 100-800 м. Запасы влаги в снежном покрове могут достигать 2000 т/га. Глубина промерзания почвы в Зауралье составляет 77-124 см, в Предуралье - 31-87 см. Интенсивность снеготаяния по среднем-ноголетшш данным колеблется в пределах 4-9' мм/сутки. Величина данного показателя, достаточная для проявления эрозии, составляет 3,2 мм/сутки.

3.2 Поверхностный сток талых вод и смяв почвы в зависимости от приемов основной обработки, фонов удобрений и распылителей стока. В опыте 2 увеличение глубины вспашки сокра- ' шало сток талых вод па склоке северной экспозиции с 213 куб. м/га до 16 куб.м/га, тогда как на кшюм склоне этого-не наб- . людаяось (объем стока 16-22 куб.м/га). Причина различной водорегулирующей эффективности связана с условиями формирования и прохождения стека. Запасы влаги в снежном покрове на северном склоке в сравнении с южным на 20 мм больсе, при этом период прохождения стока талых вод на 3 дня дольше. Более длительный контакт талой веды с почвой при глубоки ьспааке на северном склоне вызывает увеличение инфильтрации.

Мелкая плоскорсзная обработка почвы в сравнении с глубокой плоскорезной обработкой и надеванием почвы как на южном склоне, так и на северном способствовала формировали» одинакового объема стока талых вод или вызывала тенденция к его

7

сокращению.Низкая водорегулирующая эффективность щелевания почвы обусловлена замерзанием талых вод в щелях вследствие глубокого промерзания почвы за зиму.а также из-за перепада дневных положительных и ночных отрицательных температур в весенний период. В щелях практически прекращается впитывание талой воды в мерзлотно-талую почву.

В условиях маловодного стога талых вод почвозащитный микрорельеф на вспашке незначительно увеличивал объем стока на 2,9-3,2 куб.м/га (табл.1). Возрастание величины обсуждае-показателя, в основном, связано с выпадением дождя весной 1979 г., когда вода была в емкостях чанорельефа, что вызвало их переполнение. На безотвальной обработке почвы в сравнении с контролем объем стока талых вод увеличился на 5,5 куО.м/га, что связано со снижением инфильтрации на стерневом фоне. Использование прерывистых борозд на безотвальной обработке сокращало объем стока на 5,2 куб.м/га. Это обусловлено улучшением впитывания талой воды в почву. Изменение направления вспашки на склоне не оказывает влияния на обьем стока талых вод.

1.Изменение стока талых вод и смыва почвы под воздействием приемов почвозащитной обработки. ЮжУралНШЗ. Опыт 1.

Среднее за 1979-1982 гг., куб.м/га

N 1 Прием обработки почвы !Сток та-IСмыв

п/п! !лых вод I почвы

1. Вспашка поперек склона на глубину 20-22 см 0,6 0.7

2. То же, что и вариант 1 •+ лункование 3,5 0,3

3. То же, что и вариант 1 + прерывист, борозд. 3.8 1.8

4. Вспашка вдоль склона на глубину 20-22 см 0,7 1,5

6. Безотвальная обработка на глубину 25-27 см 6,1 0,5

6. То же, что и вариант 5 + прерывист, борозд. 0,9 0,8

Особенности почвозащитного микрорельефа на внби обусловливают значительное влияние на проявление эрозии. Небольшие по размерам, равномерно расположенные лунки сокращали смыв почвы на 0,4 куб.м/га в сравнении с контролем. Большие по размерам прерывистые борозды г платаются неравномерно на

8

зяби через 1,4 м. С части незарегулированной поверхности почвы стекает талая вода, вызывая переполнение ёмкостей и их частичное разрушение. Вследствие этого, смыв почвы на вспашке с прерывистым бороздованием возрастал на 1,1 куб. м/га в сопоставлении со вспашкой поперек склона. Безотвальная обра-боткл в сравнении с контролем способствует сокращению выноса мелкозема на 0,2 куб.м/га. Наложение прерывистых борозд на безотвальную обрабоксу уменьшает количество стерни, что ведет к увеличению смыва почвы на 0,3 куб.м/га.

На гребневой вспашке, вследствие гребневой формы поверхности, а также на плоскорезной обработке, по причине стерни и трещин в почве в сравнении со вспашкой сток талых вод сок-ра-адлся на 118,3-127,3 куб.м/га (табл.2).

2.Влияние приемов обработки почвы в севообороте на проявление эрозии. Предуралье. Опыт 4.,куб.м/га

Приемы обработки и их чередование в севообороте 1Сток талых вод1Смыв почвы I------------------------- I среднее за годы !------------------------- ! 1986-1987 1 1986-1990

Гребневая вспашка 3,5 0,1

Вспашка 130,8 1,3

Плоскорезная обработка 12,5 0 •

Гребневая вспаика, вспашка 56,3 0,5

Гребневая вспашка, плоскорезная 45,5 0,8

обработка, вспаска

Чередование разных приемов обработки почвы в севообороте позволяет снизить потери талых вод ка сток на 74,5-85,3 куб.м/га в сравнении со вспашкой.

Небольшой обьем стока талых еод на гребневой вспалке и плоскорезной обработке наряду с высокой протизоэрогионной устойчивостью поверхности ка этих обработках привело к практически полному предотвращению эрозии. Наиболее подвержена эрозии почва при вспашке, на которой вынос мэлкозема был вине на 0,8-1,3 куб.м/га по сравнении с другими ваоиантами

9

опыта. Чередование приемов обработки б севообороте позволяет снизить интенсивность проявления эрозионных процессов на 0,5-0,8 куб.м/га в сопоставлении со всиаакой поперек склона.

В лесостепи Урала наиболее эрозионноопасной частью рельефа является ложбина, где смыв мелкозема возрастает в 2,4-69 раз по сравнению с ровными склонами (0,1-2.9 т/га). Это обусловлено накоплением талой и ливневой воды со значительной территории, что и приводит к усилению размыва. Для уменьшения эрозии на ложбинах испытаны распылители стока. Они представляют собой простейшие земляные гидротехнические сооружения - земляной валик, перегораживающий ложбину под углом к направлению водного потока. Каждое земляное сооружение способствует отложению 0,001-0,336 куб.м смытой почвы.

Среднемногслетний смыв чернозема выщелоченного на склоне северной экспозиции составил 2,9 т/га, в т.ч. гумуса - 0,018 т/га, на южной, соответственно - 0,1 т/га и 0,006 т/га. Усиление эрозии на северном склоне связано со следующими причинами: на кшгом склоне меньше откладывается снега, чем на северном в связи со снегосносом; на инсолируемых частях рельефа отмечается сильное испарение снега весной (5-20 мм за периоды наблюдений), сход снежного покрова по частям рельефа осуществляется относительно равномерно. В условиях 1978 г. как суммарный, так и суточный обьем стока талых вод в конце снеготания на северном склоь1- был выше, чем на южном, соответственно на 393 т/га и 1,9-127 т/га.

Для основных типов почв Урала определен среднемногслетний уровень проявления водной эрозии. На дериово-подзолистой почве смыв мелкозема составил 17,3 т/га, потери гумуса -0,0277 т/га. На светло-серой лесной почве в сравнении с дерново-подзолистой эти показатели, соответственно уменьшились на 5 т/га и 0,031 т/га. На серой лесной и темно-серой десной почвах вынос мелкозема от стока талых вод достигал 1,1-1,6 т/га, в т.ч. гумуса - 0,050-0,098 т/га.

4. ВОДНУЙ РШМ ПОЧВЫ В СВЯЗИ С ПРИЕМАМИ ОБРАБОТКИ И ЗОНАМИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Распределение снежного покрова и приемы основной обработки почвы. Выпадение снега при ветре 10-15 м/сек обусловливает формирование большой мощности снежного покрова на

10

безотвальной обработке в сопоставлении со вспашкой на 5,2-6,0 см, при НСР 05-1,4-3,3 см. При скорости ветрового потока 6-10 м/сек наблюдается тенденция к увеличению накопления снега на стерневых фонах в сравнении с отвальными. Формирование снежного покрова в относительно безветренную погоду ведет к равномерному распределению снега.

4.2 Влияние приемов зяблевой обработки на водопроницаемость мерзлотно-талой почвы. Почвозащитный микрорельеф на черноземе выщелоченном увеличивал водопроницаемость на 0,11-0,89 мм/мин, на серой лесной почве на -0,39 мм/мин (табл.3).

3.Влияние приемов обработки на водопроницаемость мерзлотно- талой почвы по зонам исследований, мм/мин

Показатель ! Лесостепь Южного Урала 1Лесостепь Предуралья 1 1979-1982 гг. Опыт 2 11986-1990 гг. Опыт 4

1-----------------------------------------------

1 приемы обработки

1-------------------------------------------—•

! 11 2 1 3 1 4 1 5 i 6 i 1! 7

Водопрони- 0,64 0,75 1,31 0,57 1,46 0,92 0,53 1,48 цаемость

Примечание: 1 - вспашка,2 - вспаика+лункование.З - вспашка + прерывистое бороздование,4 - безотвальная обработка,5 - безотвальная обработка+прерывисгсе бороздование,6 - гребневая вспашка,7 - плоскорезная обработка.

Это связано с тем, что прстивоэрозионный нанорельеф увеличивает площадь поверхности почвы,взаимодействующей с водой,и создает напорное впитывание.Значительное уменьшение водопроницаемости в ем]состях микрорельефа отмечается после дождливой осени, когда заплывает дно нанорельефа, а также при образовании притертой ледяной корки на почве после оттепелей. Постоянное применение плоскорезной обработки в зерно-травяном севообороте в сравнении со Еспашкой приводит к увеличению водопроницаемости мерзлотно-талой почвы, в среднем, на 0,95 мм/мин.(рис.).

Установлена регрессионна зависимость водопроницаемости мерзлотно-талой почвы от ряда показателей. На черноземе выщелоченном:

В - - 0,07 + 0,418 1/пл + 0,037 с , Г-0,351, Г-2.03. где В - водопроницаемость мерзлотно-талой почвы, мм/мин;

пл - плотность слоя почвы 0-10 см перед уходом в виму, г/куб. см;

с - запасы влаги в снеге перед снеготаянием, мм. На серой лесной слабосмытой почве: В - 1,38 + 1/пл, г=0,517, Г-4,76.

1979 1980 1981 1986 1987 1988 1989 1990 Годы Рис. График водопроницаемости мерзлотно-талой почвы в зависимости от приемов обработки. Условные обозначения:— вспашка,-»-вспашка+лункование,-ьа-вспашка<-прерывистое бороздование,---безотвальная обработка, -г-безотвальная обработка*прерывистое бороздовалие,-а- плоскорезкая обработка,-*-гребневая вспашка.

4.3 Динамика влажности почвы в зависимости от приемов обработки по зонам исследований. В опыте 2 на северной склоне эаласы влаги в почве после схода снега были выше на 81 мм, чем на южном. Это обусловлено большим количеством снега, Солее длительным периодом сиеготания и меньшим испарением влаги. Мелкая плоскорезная обработка на северном склоне после схода снега повышала содержание продуктивной влаги в мет-

г ь

ровом слое почвы на 48 мм в сравнении со вспашкой на глубину 20-22 см; на южном склоне на данных обработках различие составило 6 мм.

Использование лунок и прерывистых борозд как на вспашке, так и на безотвальной обработке в опыте 1 способствует уменьшению запасов влаги в метровом слое почвы в осенний период на 11,3-21,1 мм. Это связано с тем, что увеличивается площадь поверхности почвы,взаимодействующей с атмосферой. После схода снега наблюдается снижение содержания влаги в почве на вспашке с прерывистым бороздовакием и вспашке вдоль склона на 8,5-21,7 мм в сравнении с другими вариантами опыта. Наличие стерни и пожнивных остатков на безотвальной обработке и безотвальной обработке с прерывистым бороздованием способствует накоплению Благи в почве на 16,7-54,5 мм больше перед началом вегетации в сопоставлении с другими приемами обработки. После уборки урожая яровой пшеницы на вспашке с лункованием и вспашке с прерывистым бороздованием запасы влаги в почве были ниже на 12,3-24,7 мм в сравнении с другими вариантами, что объясняется повышенным непродуктивным расходом влаги на вариантах с почвозащитным микрорельефом.

В опыте 4 в Предуралье насыщение метрового слоя почвы влагой перед уходом в зиму составило 351-374 мм общей влаги. В этих условиях на плоскорезной обработке влажность почвы была ниже на 23 мм, чем на других приемах обработкой. После схода снега на гребневой вспашке, вследствие большого ко-, личества воды в снежном покрове и повышенной водопроницаемости влажность почвы была выше на 14-23 мм, чем по другим вариантам обработки. Указанная тенденция по влажности почеы между обработками сохранялась к началу вегетации растений.

В лесостепи Южного Урала доля почвенной влаги в общем расходе воды, использованной на формирование урожаев составила 6-18,5%, в лесостепи Предуралья - 6,5-12,0%, в лесостепи Среднего Урала - 0-12,1%. Вспашка способствует более экономному расходованию влаги в сравнении с другими вариантами обработки почвы по причине меньшей засоренности посевов.Так, в опыте 1 удельный расход влаги на формирование урожая снижался ка 0,4-1,3 мм/100 корм.ед (6-217.), в опыте 4,5, соответственно на 0,2-1 мм/100 корм ед. (2-11%).

13

В лесостепи Среднего Урала на весенних обработках в сравнении с осенними расход влаги на формирование единицу урожая снижался на 227,. Это обусловлено тенденцией в снижения засоренности посевов и улучшением питательного режима почвы. Увеличение глубины как весенней, так и осенней обработки с 10-14 см до 28-30 см снижает удельное водопотребле-ние на 0,5-0,6 мм/100 корм, ед (6%).

На запасы влаги в почве большое влияние оказывает уровень увлажнения предшествующего вегетационного периода. Так, после летних периодов с ГТК 1,3-1,6, запасы влаги в почве повышались на 17-19,47., в сравнении с теми, когда ГТК бил больше 1,6 или меньше 1,3. Это связано с тем, что при значительном осеннем увлажнении почвы ухудшается использование 8имиих осадков. После сухих лет осадки осени и зимы интенсивно поглощаются почвой и выходят за пределы определяемого слоя. Весенняя обработка почвы на глубину 8-14 см в сравнении с обработкой на глубину 20-22,28-30 см, при избыточном уровне увлажнения или близком к среднемноголетнему, не снижает запасы влаги в почве к началу вегетации растений.После засушливых лет, на мелкой отвальной, безотвальной и плоскорезной обработках в сопоставлении с глубокой запасы влаги в почве Возросли на 27-58 мм общей влаги (11-22%).

Уменьшение глубины осенней обработки, после вегетационных периодов с увлажнением, близким к среднемноголетнему значению, не снижало запасы влаги в почве к началу роста растений. Ресурсосберегающие отвальная и безотвальная обработки в сравнении с глубокой и нормальной, после засухи, способствуют увеличению запасов влаги в почве на 16-37 мм общей влаги (6-14%). После увлажненных периодов этого не отмечается.

б. ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ НА ПОКАЗАТЕЛИ

ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ 5.1 Воздействие приемоа обработки на агрофизические показатели чернозема выщелоченного,серой десной слабосмытой и дерново-подзолистой почвы. Почвозащитная обработка (лунки, прерывистые борозды, безотвальная обработка) чернозема выщелоченного в опыте 1 не оказывает отрицательного влияния на плотность почвы во время вегетации яровой пшеницы. Различие

14

по обк,ей, капиллярной и некапшишриой поровносги по приемам обработки почвы не превышало ЗХ. На безотвальной обработке в сравнении со вспашкой обнаруживается тенденция к увеличению водопрочных агрегатов размером 0,25-1 мм на 6-9 7..

Отвальная обработка серой лесной слабосмытой почвы в зе-рнотравяном севообороте опыт 4 в сравнении с другими приемами обработки обеспечивает устойчивое уменьшение плотности почвы на 0,01-0,06 г/куб.см. На плоскорезной обработке плотность пахотного слоя имеет тенденцию к возрастанию. Использование разнотипных приемов обработки при их чередовании в севообороте обусловливает плотность почвы близкую к вспашке. Различие в общей порозности между приемами обработки почвы не превышало 27., Использование навоза при удобрении культур севооборота на склоне вызывает тенденций) к разрыхлению поверхностного слоя почвы на 0,02-0,04 г/куб.см в сравнении с минеральным фоном и без удобрений.

Для дерново-подзолистой почвы в опыте 4 характерны высокие значения плотности 1,31-1,38 г/куб. см. Увеличение глубины весенней отвальной и безотвальной обработки с 14-16 см до 28-30 см способствует разрыхлению почвы на 0,04-0,05 г/куб. см. Изменение глубины осенних обработок влияния на плотность не оказывает, поскольку почва за осеням-зимний период успевает уплотниться. Мелкая отвальная, пдоскорезняя обработка, проведенная как осенью, так и весной способствует увеличен™ оструктуренности слоя почвы 0-30 см на 9-25Х. Это связано с тем, что в необрабатываемом слое развитие корневой системы приводит к образованию водопрочных агрегатов.

5.2 Изменение биологической активности почвы под влиянием приемов обработки. В опыте 1 на вспашке с лункова-нием в сравнении со вспашкой степень распада льняной ткани в слое почвы 0-20 см возросла на 23%(в условиях относительно холодного мая и теплого июня).Это вызвано нагреванием почвы на активных элементах микрорельефа, что способствует активизации деятельности целлюлозоразрушающих микроорганизмов. При резком повышении температуры в мае этого не происходит. Прерывистые борозды на вспашке, вследствие локальности расположения значительного влияния на биологическую активность почвы не оказывали. На безотвальной обработке почвы в сравнении

15

со вспашкой в благоприятных условиях вегетации биологическая активность возрастала на 31%, тогда как в засуху указанный показатель был одинаков. При недостатке тепла активность микроорганизмов по разложению клетчатки на безотвальной обработке снижалась на 26% в сопоставлении с контролем.

На дерново-подзолистой почве в опыте б влияние вариантов обработки на степень распада льняной ткани было одинаково.

5.3 Воздействие приемов обработки на агрохимические показатели почвы. Использование почвозащитного микрорельефа на вспашке и безотвальной обработке способствует увеличению нитратов в пахотном слое чернозема выщелоченного в опыте 1 на 5-26% в сравнении с сопоставимыми вариантами. На серой лесной слабосмытой почве в опыте 4 гребневая вспаака и плоскорезная обработка не снижали содержание нитратов в почве в сравнении со вспашкой. В опыте 5 ресурсосберегающие обработки дерново-подзолистой почвы также не ухудшали обеспеченность растений нитратами. Комбинированно-минимальная обработка чернозема выщелоченного в опыте 3 в сравнении со вспашкой снижало содержание нитратов в пахотном слое на 22-417.. Это вызвано снижением влажности почвы и повышением засоренности посевов.

На безотвальной обработке в сравнении с другими приемами обработки в опыте отмечается тенденция к увеличению содержания гумуса на 4-21%,что способствует более рациональному использованию органического вещества почвы. Мелкие обработки почвы в сравнении с обработками на глубину 20-22 см и 28-30 см не снижали величины почвенной кислотности, а в отдельных случаях способствовали её оптимизации.

Ресурсосберегающая обработка дерново-подзолистой почвы при весеннем сроке проведения способствует увеличению содержания легкогидродшзуемого азота на 2,6 мг на 100 г почвы, при осеннем сроке этого не наблюдалось. Рыхление почвы весной происходит в условиях благоприятной для деятельности микроорганизмов температуры, что способствует мобилизации почвенного азота. Содержание легкогидролизуемого азота связано с рядом агрохимических показателей.

Лг - 144 + 0,12 Р - 2,48 Э - 0,06 V + 1,6 Г где Лг - легкогидрадизуемый азот, мг/кг;

16

Р - подвижный фосфор, мг/кг;.

S - сумма обменных оснований,м-экв на 100 г почвы;

V - степень насыщенности основаниями,%

Г - гумус,7..

Множественный коэффициент корреляции 0,68.

5.4 Засоренность посевов культур в зависимости от приемов обработки почвы и фонов удобрений. В опыте 1 удельная масса сорного компонента в агроценозе не превышала 10%. Применение почвозащитного микрорельефа как на безотвальной обработке, так и на вспашке вызывало тенденцию роста засоренности на 2-25%. Это обусловлено тем, что при обработке почвы с изменением микрорельефа поверхности происходит неполная заделка пожнивных остатков и семян сорняков.

Комбинированно-минимальная обработка почвы в зернопро-пашном севообороте в опыте 3 в сравнении со вспашкой увеличивает засоренность в 2,2 раза (с 8,77. до 19,5% к биомассе У1южая). В структур" засоренности посевов возрастает доля мятликовых сорняков с 31% до 61%. Минеральные удобрения на вспашке уменьшали засоренность зерновых культур на 37-110%, тогда как на комбинированно-минимальной обработке всего - на 8-22%.

Системы применения гербицидов в севообороте не различались между собой по влиянию на снижение засоренности посевов как на отвальной, так и комбинированной обработке почвы.

Плоскорезная обработка в опыте 5 в сравнении с другими вариантам обработки вызывала тенденцию увеличения количества сорных растений на 13-54 шт/кв. м в фазу всходов, затем к фазе уборки это различие уменьшается до 1-25 шт/кв. м, благодаря подавлению сорной оастительности культурной.Уменьшение глубины обработки почвы с 28-30 см и 20-22 см до 10-14 см вызывает незначительное увеличение количества сорных растений на 8-17 шт/кв. м в фазу всходов, которое к периоду уборки нивелируется.

5.5 Взаимодействие культурных и сорных растений в агроценозе. В агроценозе отмечаются положительные и отрицательные статистически значимые взаимодействия растений. Массу растений тровой пшеницы снижают - аистник цикутовый (Erodlum clcutarium L.), звездчатка средняя (Stellarla media L.). На

17

массу клевера красного слабое отрицательное воздействие оказывает осот полевой (Sonchus arvensis L.). Марь белая (Che-nopodium album L) и фиалка полевая (Viola arvensis Магг.) увеличивают массу тимофеевки луговой, при этом на указанный показатель отрицательно влияет подмаренник цепкий (Galium aparine L.).

На пикульник заметный (Galeopsis speciosa Mill.) слабое положительное влияние оказывает звеадчатка средняя. Подмаренник цепкий положительно взаимодействует с марью белой. Осот полевой и звездчатка средняя оказывают друг на друга положительное действие.

6. ДЕФОРМАЦИЯ ПРОТИВОЭРОЗИОННОГО МИКРОРЕЛЬЕФА ЗА ОСЕННЕ-ЗИМНИЙ ПЕРИОД И ПРОМЕРЗАНИЕ ПОЧВЫ

6.1 Изменение размеров противоэрозиояного микрорельефа аа осенне-весенний период. Горизонтальные параметры (ширина, длина) почвозащитного микрорельефа (лунки,прерывистые борозда) на черноземе выщелоченном в леоостепи Южного Урала за осенне-весенний период слабо изменялись. Снижение водозадер-кивающей способности микроемкостей связано с уменьшением вертикального параметра (глубина на 18-312). Основные причины этого явления - усадка почвы, действие ветровых и водных потоков, осыпание стенок-ёмкостей.

6.2 Промерзание почвы вследствие метеорологических условий зон исследований и приемов обработки. В лесостепи Южного Урала глубина проникновения отрицательных температур в иочву имеет почти функциональную зависимость с суммой отрицательных температур за зимний период (г » 0,93...0,97). Между высотой снежного покрова и глубиной промерзания почвы существует средняя по силе связь (г - - 0,49...- 0,63). Оттаивание почвы весной происходило в преобладающей степени от солнечной радиации и крайне незначительно от тепла почвенных горизонтов. Приемы обработки в Зауралье не влияли на глубину промерзания и интенсивность оттаивания почвы.

В лесостепи Предуралья выявлена средняя по силе связь между суммой отрицательных температур за зимний период и глубиной промерзания почвы. Увеличение мощности снежного покрова на гребневой вспашке обусловливало достоверное уменьшение глубины промерзания почвы в межгребневом пространстве.

18

7. ВЛИЯНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ И ПОЧВОЗАЩИТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧШ НА УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУР, ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ, ИХ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ И ЭКОНОМИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

7.1 Урожайность культур, качество получаемой продукции и продуктивность севооборотов в зависимости от приемов обработки, фонов удобрений и систем применения гербицидов. Мелкая нлоскорезная обработка чернозема выщелоченного в сравнении со вспашкой поперек склона на глубину 20-22 см в опыте 2 на южном склоне способствовала увеличен™ урожайности яровой пшеницы на 5,3 ц/га, на северном склоне этого не происходило. В опыте 1 изменение направления вспашки на склоне, наложение почвозащитного микрорельефа на отвальную обработку и использование безотвальной обработки закономерного влияния на урожайность яровой пшеницы не оказывали. Применение прерывистого бороздования на безотвальной обработке в сопоставлении с контролем снижало урожайность яровой пшеницы на 1,1 ц/га, при НСР 05 - 1,1 ц/га. Это обусловлено уменьшением содержания нитратов в почве в слое 0-40 см на 16%, увеличение васоренности посевов по количеству на 20 шт/кв. м, по массе на 9,9 г/кв. м. На безотвальной обработке с прерывистым бо-ровдованием в сравнении со вспашкой поперек склона уменьшилось количество растений яровой пшеницы к уборке на 12 шт/кв. м, снизилась масса зерна 1 колоса на 0,07 г. Почвозащитные приемы обработки почвы не ухудшали показателей зерновой массы яровой пшеницы, фаринограммы теста и хлебопекарных достоинств зерна.

На серой лесной слабосмытой почве в опыте 4 тенденция увеличения урожайности яровой пшеницы отмечена на вспашке в сравнении с другими вариантами обработки. Без удобрении это различие составило 0,6-3,4 ц/га, на минеральном фоне -1,4-4,3 ц/га, на навозно-минеральном фоне - 0,6-1,3 ц/га, при Рф < Рт.

При использовании в севообороте гербицидов диалена.диа-мет-Д в опыте 3 различие в урожайности яровой пиеницы на комбинированно-минимальной обработке и вспашке было несущественным. В других вариантах химизации снижение урожайности яровой птницы по необработанной с осени почве в сравнении с контролем по гороху составило 4-5,8 ц/га, при

19

НСРо5"1,0 и/га, по кукурузе 2,9-4,4 ц/га,при НСРо5"1.4 ц/га. Это вызвано понижением содержания влаги и нитратов в почве, а также повышением засоренности посевов.

Различия в урожайности яровой пшеницы по вариантам обработки дерново-подзолистой почвы не превышали ошибку опыта. Из мелких осенних обработок наибольшая величина анализируемого показателя отмечена на безотвальной обработке, которая на 0,4-1,1 ц/га превышала другие. На мелких весенних обработках урожайность яровой пшеницы одинакова- 24,8-25,0 ц/га.

В отличии от яровой пшеницы реакция ячменя на приемы обработки почвы была иной. Это объясняется более экономным расходованием влаги и пониженной конкурентной способность» к сорным растениям. В опыте 2 при вспашке почеы на глубину 20-22 см в сравнении с разноглубинными алоскорезными обработками на южном склоне отмечена тенденция увеличен:« урожайности ячменя на 1,8 ц/га, на северном склоне аналогичная зависимость подтвердилась. В опыте 4 чередование приемов обработки почвы в зеркотравяном севообороте в сравнении со вспашкой обеспечило повышение урожайности ячменя на безудоб-ренном ф^не на 1,1-4,1 ц/га. На удобренных фонах при вспашке почвы продуктивность ячменя была выше на 2-4,8 ц/га, чем на других вариантах обработки. В опыте 5 на дерново-подзолистой почве осенняя мелкая безотвальная обработка в сопоставлении с поверхностными дискованием, отвальной и плоскорезной обработками достоверно на 3,3-5,8 ц/га (11-19%) повышала урожайность ячменя. Весенняя безотвальная обработка на глубину 10-14 см в сравнении с мелкой плоскорезной обработкой увеличивала урожайность ячменя на 4,3 ц/га (14%), при НСР 05=2,4-2,7 ц/га. На мелкой весенней безотвальной обработке в сопоставлении с мелкими отвальными и дисковыми обработка!« наблюдается тенденция роста урожайности ячменя.

Горох на мелкой безотвальной обработке почвы в опыте 3 достоверно снижал урожайность на 1,5-2,9 ц/га в сравнении со вспашкой.На дерново-подзолистой почве на Среднем Урале преимущество по обсуждаемому показателю имела мелкая осенняя отвальная обработка на 2,2-3,6 ц/га в отличии от других мелких осенних обработок.Поверхностные весенние обработки по влиянию на урожайность гороха оказались равноценными.

£0

Урожайность кукуруву в опыте 3 при вспашке черноаема выщелоченного была выше, чем на глубокой безотвальной обработке на 26,2-142,2 ц/га, при НСР 05=23,3 ц/га, аьалопгчно в опыте 5 при осенней вспашке дерново-подзолистой почвы продуктивность кукурузы была больше, чем в сравнении с разноглубинными дискованием,плоскорезной и безотвальной обработками на 26,2-65,7 ц/га, при Гф > Рт.

Ресурсосберегающая обработка почвы под однолетние и многолетние травы обеспечивает одинаковую урожайность в сравнении со вспашкой в опытах 2,4,6.

Различие в продуктивности зернопропашного севооборота по приемам весенней обработки невспаханных с осени почв не превышало 1% (табл.4).

4.Влияние срока, приема и глубины обработки дерново-подзолистой почвы на продуктивность севооборота. УралНИИСХоз.

Среднее за 1982-1989 гг. Опыт 5., корм.ед/га

Время обработки! Прием обработки I Глубины

I I обработки,см

!............................................

I II 2 1 3 14 114-16120-22128-30

Весна 3310 3310 3320 3290 3290 3340 3320

Осень 2800 3170 3080 2920 3040 3100 3040

Гф < Гт

Примечание: 1 - дискование,2 - вспашка,3 - безотвальная обработка,4 - плоскорезная обработка.

Увеличение глубины весенней обработки почвы в зернопро-пашном севообороте с 14-16 см до 20-22,28-30 см слабо влияло на выход растениеводческой продукции с пашни, поскольку рост составил всего 1-1,5%. Осеннее дискование и плоскорезная обработка почвы в сравнении со вспашкой, безотвальной обработкой уменьшают продуктивность зернопропашного севооборота на 160-370 корм.ед/га (5-12%). Изменение глубины осенней обработки значительного влияния на сбор кормов не оказывало.

В ош_ге 4 по приемам обработки серой лесной слабосмытой почвы, в среднем по фонам удобренности, существенного разли-

21

чия по продуктивности зернотравяного севооборота (2510-2640 корм.ед/га) не отмечено. Без удобрений чередование гребневой вспашки и вспашки почвы в севообороте в сравнении с другими приемами обработки способствовало увеличению продуктивности пашни на 110-300 корм.ед/га (4-12%). При использовании минеральных удобрений преимущество остается sa вспашкой. На ней в сравнении с другими приемами обработки почвы выход растениеводческой продукции увеличивался на 190-390 корм, ед/га (4-12Х). При внесении навоза в смытую почву различие между вариантами обработки почвы по сбору кормовых единиц с пашни не превышало 57..

Использование удобрений в сравнении с вариантом без удобрений (2414 корм.ед/га) повышало продуктивность пашни на 158-306 корм.ед/га, при НСР 05 » 156 корм.ед/га.

Мелкая плоскорезная обработка чернозема выщелоченного в сравнении со вспашкой на глубину 20-22 см на южном склоне в лесостепи Челябинской области способствовала увеличению выхода растениеводческой продукции на 180 корм.ед/га (5Х), на северном склоне этого не отмечается. Увеличение глубины вспашки способствует росту продуктивности почвы на южном склоне на 240 корм.ед/га (7%), на северном склоне, соответственно на 120 корм.ед/га (4%). Изменение глубины плоскорезной обработки почвы положительного влияния на обсуждаемый показатель не оказывало.

Ресурсосберегающая обработка дерново-ппзолистой почвы обеспечивала использование климатических факторов и удобрений на уровне со вспашкой на глубину 20-22 см. В опыте 4 эффективные приемы противозрозионной обработки не ухудшали использование тепла и влаги в сравнении с контролем, а в ряде случаев превосходили его.

7.2 Эффективность использования энергии в культурах и севооборотах в связи с приемами обработки. Антропогенная энергия при ресурсосберегающей обработке почвы наиболее эффективно используется под яровой пшеницей. Так, в опыте 2 на южном склоне энергетический коэффициент на мелкой плоскорезной обработке в сравнении со вспалзкой на глубину 20-22 см возрос с 4,7 до 5,1-,на северном - с 6,9 до 7,0. В опыте 3 на яровой шенице после гороха при использовании гербицидов на

22

3 полях севооборота энергетический коэффициент увеличился на необработанной с осени почве в сопоставлении со вспашкой с 7,2 до 7,5.

В опыте 5 на дерново-подзолистой почве в зернопропашном севообороте на мелкой весенней обработке показатель энергетической эффективности составил 4,5, что на 0,1-0,4 выше, чем на других приемах обработки. На осенних обработках наиболее высокая величина обсуждаемого показателя была на вспашке на глубину 20-22 см и на безотвальной обработке на глубину 14-16 см - 4,2.

В условиях пересеченного рельефа в опыте 2 на ьлшом склоне мелкая плоскорезная обработка в сравнении с другими обработками увеличивала энергетический юэффициент на 0,1-0,5, на северном склоне при плоскорезной обработке на глубину 14-16 см обсулщаемый показатель был на уровне с контролем и щелеванием почвы.

В опыте 4 на бе?удобренном фоне чередование гребневой вспашки и вспашки в зернотравяном севообороте увеличивало энергетический коэффициент в сравнении с другими приемами обработки на 0,1-0,6. На минеральном фоне удобрений энергетическая эффективность при вспашке возрастала на 0,2-0,4 в сопоставлении с другими вариантами. При навозно-минеральном удобрении обсуждаемый показатель по обработкам почвы был близок 2,8-3,0 .

В структуре затраченной энергии в технологиях возделывания 1сультур преобладали: тпакторы и сельскохозяйственные машины 17,5-44,7%, семена 18,1-43,5%, удобрения 23,6-51,9%, ГСМ 8,1-25,6%, доля остальных статей затрат трудовые ресурсы, пестициды, злектроэнепгия не превышала 4%. Применение ресурсосберегающей обработки уменьшает долю ГСМ до 2,8%.

7.3 Экономическая эффективность приемов обработки в севооборотах. Весенняя безотвальная обработка почвы ка глубину 14-16 см в сразнении со вспашкой на глубину 20-22 см в опыте 5 обеспечивает повышение выхода валовой продукции на 3 тыс.руб/га, при этом затраты средств уменьшаются на 1,4 тыс. руб/га,что ведет к повышение рентабельности на 2,5%. (табл. 5) Из приемов осенней обработки почвы лучшие экономические показатели отмечены на вспашке на глубину 20-22 см.

23

К ней наиболее близка бееотвалъная обработка на глубину 14-16 см, при этом затраты средств были меньше, чем на контроле.

5. Экономическая эффективность перспективных приемов обработки на равнине. УралНШСХоз. Опыт 5

Приемы 1 Срок 1Стоимость продук-обработки1обработки1ции,тыс.руб/га 1 Затраты, Рентабельные, руб/га! ность,%

Вспашка Весна 204,0 184,6 10,5

Безотв.обр. Весна 207,0 183,2 13.0

Вспашка Осень' 195,6 180,0 8.7

Безотв.обр. Осень 189,0 176,0 7.4

Примечание: вспашка на глубину 20-22 см, безотв. обр. -безотвальная обработка на глубину 14-16 см.

Уменьшение глубины обработки почвы с 28-30 и 20-22 см до 8-14 см обеспечивает значительную экономию ресурсов. Так, при отвальном способе обработки сокращается расход горючего на 2-7,3 кг/га (18-68%), изменяется время на обработку почвы на 0,14-0,38 чел.ч/га (13-33%), снижается совокупный расход энергии на обработку: труда механизатора, ГСМ, почвообрабатывающего орудия и трактора на 138,1-473,6 Мдж/га (17-57%); при безотвальном способе, соответственно на 1,4- 5,1 кг/га (18-66%). 0,13-0,33 чел.ч/га (17-44%), 103,7-345 Мдж/га (18-60%).

В опыте 2 на южном склоне при вспашке почвы на глубину 28-30 см и плоскорезной обработке на глубину 14-16 см в сравнении с контролем прибыль была больше на 10,3-11,2 тыс.руб/га, рентабельность - на 7,9-9,9%.

В опыте 4 без использования удобрений чередование гребневой вспашки в севообороте в сопоставлении с контролем обеспечило повышение выхода продукции ка 6,6 тыс. руб/га (4%), при этом возросла прибыль на 6,3 тыс. руб/га (6%), рентабельность - на 11,5%.На минеральном фоне при вспашке в сравнении с другими вариантами обработки возрастал выход продукции на 11,3-13,8 тыс. руб/га (7-8%), увгличивалась прибыль на 7,5-Ю,6 тыс. руб/га (9-12%), рентабельность - на

24

5-10,5%. На навозно-минералыюм фоне плоскорезная обработка и чередование гребневой вспашки со вспашкой в сопоставлении с контролем обеспечило повышение стоимости валовой продукции на 6,6-7,2 тыс.руб/га (4%), прибыль возросла на 8,2-11 тыс. руб/га (14-19%), рентабельность - на 9-13,3%. ОБЩИЕ вывода

1. В условиях современного земледелия лесостепи Среднего и Южного Урала почвозащитная и ресурсосберегающая обработки почвы позволяют более эффективно использовать почвенно-кли-матические ресурсы, сохранять плодородие почв, снижать энергетические и трудоЕые затраты при возделывании культур.

2. Установлено ряд особенностей проявления эрозии в лесостепи Урала:

- среднемноголетний объем стока талых вод на вспашке в лесостепи Южного Урала, составляет 2,7 куб.м/га. Он увеличивается в ложбинах, где наблюдается концентрация стока и на склонах северной экспозиции, в связи с большим снегтотложе-нием и более длительным периодом тачния снега. В Предуралье сток талых вод на зяби составляем 130,8 куб.м/га, что вызвано большим количеством твердых осадков, чем в Зауралье.

- среднемноголетний смыв почвы в лесостепи Среднего и Южного Урала составил на дерново-подзолистой почве 17,3 т/га, на светло-серой лесной почве - 12,3 т/га, на серой лесной почве

- 1,1 т/га, на темно-серой лесной почве -1,6 т/га, на черноземе : на южном склоне - 0,1 т/га, на северном склоне - 2,9 т/га. Вероятность значительного усиления эрозии от среднем-ноголетних значений составляет в Зауралье 13%, в Предуралье

- 30%.

- ежегодные потери биогенчых элементов в жидком стоке и смытой почве составили на вспашке поперек склона в лесостепи Южного Урала на черноземе выщелоченном: гумуса - 0,09 кг/га, нитратного азота - 0,004 кг/га, подвижного фосфора - 0,017 кг/га, обменного калия - 0,07 кг/га; в Предуралье на серой лесной почве: гумуса - 78,70 кг/га, нитратного азота -0,268 кг/га, подвижного фосфора - 0,197 кг/га, обменного калия - 1,18 кг/га. Основные причины невысоких потерь биофиль-ных элемс :тов: небольшой обьем стока талых вод и смыва почвы, незначительная концентрация указанных веществ в раство-

25

ре в виду мерзлого состояния почвы.

3. В лесостепи Южного Урала лункование зяби и глубокая безотвальная обработка чернозема выщелоченного на склоне до

4 градусов в сравнении со вспашкой поперек склона сокращают смыв почвы на 28-57%. В Предуралье на серой лесной слабосмы-той почве наибольший вынос мелкозема отмечен на вспашке -1,3 куб.м/га. При гребневой вспашке и плоскорезной обработке проявления эрозии не наблюдалось. Чередование гребневой вспашки и вспашки в севообороте, а также гребневой вспааки, плоскорезной обработки, вспашки снижает величину смыва в сравнении с контролем на 38-61%.

4. Водный режим почвы имеет ряд особенностей в связи с приемами обработки и зонами исследований:

- зимние осадки аккумулируются почвой в Предуралье на 5X, тогда как в Зауралье - на 94%. Стерня после плоскорезной обработки и почвозащитный микрорельеф способствуют незначительному (на 9-16 мм) увеличению запасов Благи в снежном покрове. В емкостях микрорельефа происходит увеличение впитывания талой влаги на 0,45-2,26 мм/мин в сравнении со вспашкой, при условии сгсутвия дождей в осенний период;

- за весенний период в Зауралье из почвы теряется, в среднем, 62 мм влаги, в Предуралье - 33 мм;

- наибольшая доля осадков вегетационного периода в общем расходе влаги, израсходованном на формирование урожая наблюдается в лесостепи Среднего Урала 89-100%, затем в Пред-уралья - 89-93%, Шного Урала - 91-94%. Расход влаги из почвы на формирование урожая составляет, в среднем, в Предуралье 12 мм, в Зауралье 36 мм.

5. За осенне-зимний период глубина почвозащитного микрорельефа уменьшается на 18-31%. Это является основной причиной уменьвения водозадерживающей способности противозрозионной обработки на 9-24%. Влияние приемов обработки почвы на промерзание незначительно и определяется суммой отрицательных температур за зимний период (г=0,48-0,97) и еысотой снежного покрова (г- - 0.2...- 0,71).

6. Использование почвозащитного микрорельефа на пашне вызывает тенденцию роста количества сорных растений в посевах на 2-19 шт/кв.м (3-25%). Комбинированно-минимальная обработ-

26

1са в зеркопропаяшом севообороте увеличивает засоренность в 1,8-2,8 раза в сравнении со вспашкой, при этом доля мятлико-вых сорняков в агроценозе возрастала в 2 раза. Плоскорезная обработка дерново-подзолистой почвы в сравнении со вспашкой, дискованием и безотвальной обработкой увеличивает количество сорных растений на 1-54 шт/кв.м (2-105%).

7. Поверхностные дискование, отвальная, безотвальная и плоскорезная обработки в течение 9 лет не вызывают уплотнения слоя почвы 0-30 см в сравнении с контролем, при этом в необрабатываемых слоях наблюдается возрастание водощючных агрегатов при весеннем сроке обработки на 14%,при осеннем-на 11%.

Вспашка вызывает снижение плотности пахотного слоя эродированной почвы на 0,02-0,06 г/куб.см а сравнении с плоскорезной обработкой и гребневой вспашкой. Навозно-минеральный фон удобрений способствует снижению данного показателя на 0,01-0,06 г/куб. см в сопоставлении с безудобренным и мине-раяьным фонами.

8. Безотвальная обработка на глубину 14-16 см в сравнении со вспашкой на глубину 20-22 см повышает производительность труда на обработке на 37%, снижает расход зарплаты на 36%, горючего на 41%, при этом совокупный расход энергии: труда механизатора, горюче-смазочных материалов, почвообрабатывающего орудия и трактора, переносимого на почву уменьшается

с 962,3 Мдж/га до 578,8 Мдж/га. Мелкая обработка не ухудшала водный и питательный режимы почвы, не повышала засоренность посевов. Минимализация обработки снижает разложение гумуса на 7-21%. Продуктивность зернопропашного севооборота на мелкой безотвальной обработке и вспашке на глубину 20-22 см была близка, соответственно при весеннем сроке проведения 3450 и 3400 корм.ед/га, при осеннем - 3150 и 3260 корм.ед/га. Минимализация обработки со!тращает общие затраты в технологии возделывания культур по сравнению с контролем на 1,4-4 тькз. руб/га, при этом изменение уровня рентабельности незначительно - 1,3-2,5%.

9. Комбинированно-минимальная обработка чернозема выщелоченного в лесостепи Южного Урала в сравнении со вспашкой снижает сод( ржание нитратов в почве на 30%, повышает засоренность агроценоза на 10,8% удельной биомассы. Это приводит к

27

снижению продуктивности вернопропашного севооборота, в среднем, с 3720 ксрм.ед/га до 2810 корм.ед/га.

10. Мешсая плоскорезная обработка почвы в сравнении со вспашкой на глубину 20-22 см уменьшает расход горючего на 4 л/га (3%), время на её проведение на 0,31 чел.ч/га (26%), совокупный расход энергии на 287,3 Мдж/га (302). Эти обработки чернозема выщелоченного на склонах северной и южной экспозиций в лесостепи Южного Урала обеспечивают близкую продуктивность пашни, соответственно 3330,3280 корм.ед/га; 3220 и 3430 корм.ед/га. Рентабельность на минимальной обработке повышалась по сравнению с контролем на 0,6-9,9%.

11. На серой лесной слабосмытой почве б лесостепи Предуралья на безудобренном фоне при чередовании гребневой вспашки и вспашки в зернотравяном севообороте в сравнении с контролем выход продукции увеличивался на б;6 тыс. руб/га (4%), энергетический коэффициент - на 0,1,прибыль - на 6,3 тыс.руб/га, рентабельность - на 11,5%. При минеральном удобрении наибольший экономический эффект отмечен на вспашке поперек склона. На ней в сравнении с другими приемами обработки выход прод>кции возрос на 11,4-13,8 тыс.руб/га (7-8%), прибыль - на 6,5-10,6 тыс. руб/га(7-12%).рентабельность - на 5-9,5%. На навозно-минеральном фоне плоскорезная обработка в сопоставлении с контролем способствовала росту выхода продукции на 7,2 тыс. руб/га (4%), прибыли - на 9 тис. руб/га (16%), рентабельности - на 13,3%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ На окультуренной дерново-подзолистой почве в 8ернопро-пашном севообороте следует проводить осеннюю мелкую безотвальную обработку на глубину 14-16 см. Для весенней обработки невспаханных с осени почв под зерновые культуры необходимо применять мелкую отвальную или безотвальную обработки, под кукурузу - дискование на глубину 12-14 см.

Для рационального использования удобрений при минимальной обработке их необходимо применять при слабом уровне засоренности (30 шт/м2). При превышении этого уровня нужны дополнительные мероприятия по подавлению сорной растительности.

На северном склоне при обработке черноземной почвы в

зернопаровом севообороте (с занятым паром) рекомендуется глубокая вспашка. На южном склоне необходимо использовать мелкую плоскорезную обработку.

Обработка эродированной почвы в зернгтравяном севообороте при отсутствии или незначительном количестве применяемых удобрений должна состоять из чередования гребневой вспашки и вспашки. На минеральном фоне удобрений необходима вспаяпса. На навозно-минеральном фоне удобрений целесообразна плоскорезная обработка с заделкой навоза дискованием в поверхностный слой почвы.

На ложбинах, с целью борьбы с эрозией, рекомендуется применять распылители стока.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ГО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Проявление водной эрозии в условиях Челябинской области и изучение приемов борьбы с ней//Повышение производства продукции в сельском хозяйстве:Тез. - Челябинск, 1980 - С. 23-24.

2. Способы обработки почвы и урожайность зерновых культур на склоновых землях зауральской лесостепи предгорий//Ре-вервы увеличения производства зерна на Южном Урале:Сб.науч. тр./ВАСХНИЛ Сиб.отд.-ние. - Новосибирск,1980. - С.51-57

(в соавторстве).

3. Основная обработка склоновых вемель//Уральские нивы.

- 1981. - N10. - С.28.

4. Рекомендации по проведению весеннего сева и полевых работ в 1981 году (общие вопросы земледелия, зерно и корма).

- Челябинск,1981. -77 с. (в соавторстве).

5. Зональные системы земледелия Челябинской области - Челябинск,1981. - 378 с. (в соавторстве).

6. Основная обработка склоновых полей в условиях лесостепи Челябинской области//0 мерах по дальнейшему увеличению производства зерна на Южном Урале:Тез.докл. - Челябинск, 1982. - С.20-21.

7. Снегомелнорирующая способность противоэрозионной обработки почвы на склонах//Интенсификация земледелия в Сибири и на Дальнем Востоке:Сб.науч. тр./ВАСХНИЛ Сиб.отд.-ние. - Новосибирск, 1982. - С.40-44.

Ь. Основная обработка склоновых полей в условиях Челя-

29

бинской области.Там же. С.181-187.

9. Основная обработка склоновых полей под яровую пшеницу в условиях Южного Урала:Автореф.дис. ... канд.с.-х.наук.

- Омск,1983. - 16 с.

10. Гербициды в плодосменном севообороте при минимальной обработке почвы//Уральские нивы. - 1983. - N11. - С.22-23.

11. Сток талых вод и смыв почвы в лесостепи//Област. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов сельского хозяйства 18-19 марта 1983 г.:Тез. докл. - Тюмень,1983. -С.45-46.

12. Меры борьбы с засоренностью посевов по зонам Челябинской области.Рекомендации. - Челябинск,1983.- 9 с.

13. Почвозащитное земледелие на склоновых землях Сибири. Рекомендации. - М.,Россельхозиздат,1984.- 70 с.

(в соавторстве).

14. Гербициды и удобрения как факторы эффективности минимальной обработки почвы в Южном Зауралье//Сиб.вестн.с.-х. науки. - 1985. - N3. - С.13-16.

15. Ячеистая вспашка - эффективный прием защиты почвы ну Урале//Вопросы повышения плодородия почвы на Среднем Урале: Сб. науч.тр./Уральский НИИСХ. - Свердловск,1985. - т.42. - С, 157-165 (в соавторстве).

16. Влияние приемов протиЕОэрозионной обработки на пищевой режим выщелоченного чернозема//Повышение плодородия эродированных почв в Нечерноземной зоне:Сб.науч.тр./Уральский НИИСХ. - Свердловск, 1986. - т.46. - С.102-106.

17. Обработка почвы на склонах//Уральские нивы - 1886.

- N7. - С.14-16.

18. Влияние приемов основной обработки на водопроницаемость выщелоченного черкозема//Вклад молодых ученых Нечернс}-земной зоны Урала в выполнении продовольственной программы 18-19 февраля 1986 г.:Тез.докл. - Свердловск,1986. - С.5.

19. Весеннее испарение влаги с поверхности снега на склоне//Вклад молодых ученых Нечерноземной зоны Урала в выполнении продовольственной программы 18-19 февраля 1986 г.: Тез.докл. - Свердловск,1986.- С.6.

20. Особенности проявления эрозии в лесостепи Зауралья/ /Сиб.вест.с.-х.науки. - 1987. - N1. - С.7-12.

30

21. Эроэии - ааслон//Уральские нивы. - 1987. - N8. - С. 18 (в соавторстве).

22. Обработка почвы в Нечерноземной зоне Урала.Рекомендации. - Свердловск, 1987. - 62 с. (в соагторстве).

23. Приемы обработки почвы и системы удобрений на эродированной почве в Предуралье//Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия:Тез. докл.всесоюз. науч.-техн. конф. 23-25 мая 1988 г. - М.,1988. - С.88

(в соавторстве).

24. Однолетние травы на склоне//Роль молодых ученых и специалистов в развитии агропромышленного комплекса:Тез. докл. науч.- произ. конф. 24-25 марта 1988 г. - Свердловск,

1988.- С.45 (в соавторстве).

25. Осеннее дискование дерново-подзолистых почв//Роль молодых ученых и специалистов в развитии агропромышленного комплекса:Тез.докл. науч.- произ. конф. 24-25 марта 1988 г. - Свердловск,1988.- С.46 (в соавторстве).

26. Уклономер в борьбе с эрозией//Уральские нивы. -

1989. - N7. - С.48 (в соавторстве).

27. Плоскорезная обработка на склонах в Свердловской и Челябинской областях//Пути сохранения и повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия Нечерноземной зоны Урала:Сб.науч.тр./Уральский НИМСХ. - Свердловск,1989. -

т.53. - С.117-127 (в соавторстве).

28. Взаимодействие растений в однолетних агрофитоценозах //Сиб.вестн.с.-х.науки. - 1990. - N6. - С.22-29 (в соавторстве) .

29. Выбор способа обработки дерново-подзолистой почвы// Земледелие. - 1990. - N12. - С.50-51 (в соавторстве).

30. Промерзание почвы в Кйшом Зауралье//Актуальные проблемы интенсификации земледелия и животноводстве в современных условиях. Часть 1. Земледелие и агрохимия: Матер.конф. молодых ученых и специалистов. - Свердловск,1990. - С.34-36.

31. Эрозия на почвах Предуралья//Экономические проблемы АПК:Тез. юбилейной науч.-пргкт.конф. 16-18 апреля 1992 г.Екатеринбург, 1992. - С.56.

32. Водный режим слабосмытой серой лесной почвы//Эконо-мичэские проблемы АПК:Тез. юбилейной науч.-пргкт.конф.

31

16-18 апреля 1992 г.-Екатеринбург,1992. - С.57.

33. Ресурсосберегающие технологии обработки почви в зональных системах земледелия.Рекомендации. - М.:1993. - 180 с. (в соавторстве).

34. Экономическая эффективность систем противоэроэион-ных мероприятий//Уральское село на пути к рынку:Сб.науч.тр./ Уральский ИНХ.- Екатеринбург,1993. - С.106-109.

35. На склонах Предуралья//3емдеделие. - 1993. - N5. - С.21-22.

36. Изменение смыва серой лесной почвы под воздействием противоэрозионных мероприятий//Социально-экономические проблемы аграрной реформы:Тез.докл. всероссийсгай науч.-практ. конф. 17-18 мая 1994 г. - Екатерилбург,1994. - С.95-96.

37. Влияние поверхностной обработки на экономические показатели зернопропашного севооборота//Социально-экономические проблемы аграрной реформы:Тез.докл. всероссийской науч. -практ.конф. 17-18 мая 1994 г. - Екатеринбург,1994. -

С.96-97.

38. Энергетическая оценка севооборотов лесостепи Урала. //Социально-экономические проблемы аграрной реформы:Тез. докл. всероссийской науч.-практ.конф. 17-18 мая 1994 г. -Екатеринбург,1994. - С.97-98.

39. Обработка почвы в лесостепи Урала. - Екатеринбург: Иэд-во УрГСХА, 1996. - 229 с.

Сдано в печать 21.10.96. Формат 60x84 1/16.Бум.тип.N 3. Печать офсетная. Печ.л. 2.0. Уч.-изд.л. 1.75. Тираж 100 экз. Заказ oso.

АОЗТ "Полиграфист" цех N 4, г.Екатеринбург, ул.Тургенева 20.