Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повышение продуктивности звена севооборота при возделывании озимой пшеницы по различным зернобобовым предшественникам и приемам основной обработки почвы в Белгородской области

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Повышение продуктивности звена севооборота при возделывании озимой пшеницы по различным зернобобовым предшественникам и приемам основной обработки почвы в Белгородской области"

На правах рукописи

Шслухина Надежда Викторовна

ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПО РАЗЛИЧНЫМ ЗЕРНОБОБОВЫМ ПРЕДШЕСТВЕННИКАМ И ПРИЕМАМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.01 — «Общее земледелие, растениеводство»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

?П1 ! г. о

Немчиновка - 2014

005549925

005549925

Диссертационная работа выполнена в Белгородской государственной сельскохозяйственной академии имени ВЛ. Горина

Научный кандидат сельскохозяйственных наук

руководитель Смуров Сергей Иванович

Официальные доктор сельскохозяйственных наук оппоненты: Матюк Николай Сергеевич, профессор кафедры земледелия и методики опытного дела Российского государственного аграрного университета - Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева;

кандидат сельскохозяйственных наук Киселев Евгений Федорович, ведущий научный сотрудник лаборатории сортовых технологий Московского научно-исследовательского института «Немчиновка».

Ведущая ГНУ Белгородский научно-исследовательский институт

организация сельского хозяйства (Белгородский НИИСХ)

Защита состоится «01 » июля 2014 года в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Московском научно-исследовательском институте сельского хозяйства «Немчиновка».

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, направлять по адресу: 143026, Московская область, Одинцовский район, п/о Немчиновка-1, улица Калинина, дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института и на сайте института в интернете www.nemchinowka.ru

Автореферат разослан « .-Йг» мая 2014 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

А .С. Мерзликин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в Белгородской области в структуре посевных площадей увеличивается доля фуражных культур, необходимых для обеспечения кормами отрасли животноводства. Вместе с этим необходимо уделять достойное внимание производству озимой пшеницы высокого качества. Одним из способов достижения поставленной задачи является правильный подбор предшественника, который, сохраняя плодородие почвы, позволит получать высокие урожаи зерна, как бобовых культур, так и озимой пшеницы. Традиционным зернобобовым предшественником в Белгородской области является горох. В тоже время существует ряд других, менее распространенных зернобобовых культур, которые могли бы, наряду с горохом, использоваться в хозяйствах, как предшественники под озимые. В связи с чем, возникает необходимость изучения агротехники их выращивания, а также сравнительная оценка в качестве предшественника.

Другой, не менее важной проблемой сельскохозяйственного производства, является защита почв от эрозии, которая неизбежно ведет к потерям плодородия и, как результат, урожая. Сохранению их плодородия может способствовать определенная система обработки почвы.

Таким образом, выбор наиболее подходящего предшественника для озимой пшеницы при определенном способе основной обработки почвы, является весьма актуальным.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы являлось изучение роли зернобобовых предшественников и приемов основной обработки почвы при возделывании озимой пшеницы в севообороте на черноземе типичном Белгородской области. В связи с этим в задачи исследований входило:

1) определить влияние изучаемых культур севооборота, а также способов основной обработки почвы под них на водный режим почвы и ее агрофизические и агрохимические свойства;

2) установить влияние нетрадиционных предшественников и приемов основной обработки почвы на засоренность посевов гороха, кормовых бобов, люпина белого и озимой пшеницы;

3) оценить влияние приемов основной обработки почвы на урожайность и качество зерна зернобобовых культур, а также влияние предшественников и последействия основных обработок почвы на продуктивность озимой пшеницы и качество зерна.

4) определить продуктивность звена севооборота, его экономическую и биоэнергетическую эффективность.

Научная новизна. В условиях Белгородской области проведено изучение влияния приемов основной обработки почвы на продуктивность нетрадиционных зернобобовых культур - люпина белого и кормовых бобов, а также их влияния, как предшественников, на урожайность и продовольственные качества зерна озимой пшеницы в сравнении с горохом.

В ходе проведения исследований определены параметры агрофизических свойств почвы, ее водно-воздушного и питательного режимов, а также условия

формирования наибольшей продуктивности звена севооборота зернобобовая культура - озимая пшеница на фоне различных приемов основной обработки почвы.

Практическая значимость. Изучаемые элементы технологии возделывания культур звена севооборота зернобобовые культуры (горох, кормовые бобы, люпин белый)-озимая пшеница, включающие энергосберегающие приемы основной обработки почвы, позволят получать стабильные, экономически рациональные урожаи зерна высокого качества в условиях Белгородской области.

Замена вспашки на глубину 25-27 см безотвальным рыхлением, как мелким на 14-16 см, так и глубоким на 40-42 см, позволит без снижения урожайности изучаемых зернобобовых культур, а в дальнейшем и озимой пшеницы, повысить рентабельность их возделывания, за счет снижения расхода ГСМ и прямых эксплуатационных затрат, от 124 % при пахоте до 138-139 %г При этом максимальную продуктивность, 7,07 т/га зерна и 8,24 т/га кормовых единиц, при высоких экономических показателях обеспечивает звено севооборота горох-озимая пшеница.

Апробация работы. Материалы исследований рассмотрены на заседаниях совета агрономического факультета Белгородской ГСХА (2009, 2010, 2011), на международных научно-практических конференциях в Белгородской ГСХА (Белгород, 2010,2011) и Белгородском НИИСХ РАСХН (2010 г.).

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 5 - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 189 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 231 источник, в том числе 23 на иностранных языках. Содержит 38 таблиц и 26 приложений.

Условия и методика проведения исследований

Исследования проводились в 2008-2011 гг. на базе длительного стационарного опыта лаборатории по изучению систем земледелия Белгородской государственной сельскохозяйственной академии имени ВЛ. Горина в звене зерно-пропашного севооборота зернобобовые культуры - озимая пшеница.

Почва участка - чернозем типичный тяжелосуглинистого гранулометрического состава.

Схема опыта предусматривала изучение влияния приемов основной обработки почвы (вспашка, глубокая и мелкая безотвальные обработки) на урожайность и качество зернобобовых культур; сравнительный анализ зернобобовых культур между собой; изучение последействия приемов основной обработки почвы под зернобобовые предшественники на урожайность и качество зерна озимой пшеницы; изучение влияния зернобобовых предшественников на урожайность и качество зерна озимой пшеницы (табл. 1). Контрольным вариантом в опыте среди приемов основной обработки почвы является вспашка плугом ПН-5-35 на глубину 25-27 см, а среди предшественников горох.

Таблица 1 - Схема полевого опыта

Фактор А Фактор В

№ Приемы основной обработай почвы под предшественники Предшественники Культура*

ПН-5-35 на 25-27 см Горох

1 Кормовые бобы Озимая пшеница

Люпин белый

КПЭ-3,8 на 14-'|6см Горох

2 Кормовые бобы Озимая пшеница

Люпин белый

ПЧ-2,5 на 40-42 см Горох

3 Кормовые бобы Озимая пшеница

Люпин белый

* - под озимую пшеницу система основной обработан почвы состояла из послеуборочного и одного-двух повторных безотвальных рыхлений на глубину 8- 10 см

Объектом исследований служили следующие сорта возделываемых культур: горох - сорт Мадонна, кормовые бобы - Пензенские 16, люпин белый -Дега, озимая пшеница - Белгородская 12.

Повторность опыта трехкратная, расположение делянок систематическое. Посевная площадь делянок составляла 45 м2, а учетная 42 м2.

Изучение приемов основной обработки почвы проводилось па фоне основного минерального питания (азофоска) по 30 кг действующего вещества НРК на гектар. Подкормку озимой пшеницы проводили аммиачной селитрой в дозе 34,4 кг действующего вещества азота на гектар.

Наблюдения и учеты, проводимые в опыте

1. Фенологические наблюдения - фазы развития растений устанавливались глазомерно по всем вариантам опыта в двух несмежных повторениях.

2. Подсчет густоты стояния растений проводился в фазу полных всходов на трех площадках в двух смежных рядках длинной 1,1м.

3. Учет зимостойкости растений озимой пшеницы проводился методом монолитов.

4. Влажность почвы определялась термостатно-весовым методом.

5. Плотность почвы определялась методом режущего кольца прибором АМ-7.

6. Агрегатный состав почвы определяли по Саввинову, методом сухого просеивания воздушно-сухой почвы.

7. Определение в почве легкогадролизуемого азота осуществлялось ионо-метрическим экспресс-методом, подвижных форм фосфора и калия - по методу Чирикова согласно ГОСТа-26204-84 в лаборатории биотехнологий БелГСХА.

8. Учет засоренности посевов проводился в два срока, перед обработкой гербицидами и на период уборки культур, количественно-весовым методом. Первый учет перед обработкой гербицидом, второй перед уборкой культуры.

9. Учет урожая культур проводился путем обмолота делянок комбайном «САМПО-2010», с последующим взвешиванием и пересчетом на 100 % чистоту и стандартную влажность 14 %.

10. Определение массы 1000 зерен осуществлялось в соответствии с ГОСТом 10842-76, натура зерна с ГОСТом 10840-64.

11. Содержание и качество клейковины озимой пшеницы определялось по ГОСТу 13586.1-68.

12. Содержание белка в зерне зернобобовых культур определялось в лаборатории биотехнологий БелГСХА по ГОСТу 13496.4.

13. Расчет экономической и энергетической эффективности проводили по специальным методикам (Яковлев Б.И., 1989; Володин В.М. и др., 1999)

14. Математическая обработка результатов исследований проводилась методом дисперсионного анализа полевого опыта по Б.А. Доспехову (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Изменение влажности и агрофизических свойств почвы.

1.1 Запасы продуктивной влаги в почве. Наибольшее влияние приемов подготовки зяби на запасы продуктивной влаги в посевах зернобобовых культур было отмечено при весеннем учете (табл. 2). В пахотном слое почвы наибольшему влагонакоплению (56,3 мм) способствовала культивация, а в метровом слое обе безотвальные обработки, запасы влаги на делянках с которыми составили 192,1 мм при чизелевании и 198,4 мм при культивации. По вспашке отмечено достоверное снижение запасов влаги в пахотном слое до 48,8 мм и в метровом слое до 185,9 мм.

Таблица 2 - Обеспеченно^ зернобобовых культур влагой (2008-2010 гг.)

Приемы основной обработки почвы, орудия (фактор А) Культура (фактор В) Запасы продуктивной влаги, мм Суммарный расход влага, м3/га Коэффициент водопотребле-ния, м3/т

Перед посевом После уборки

0-30 0-100 0-30 0-100

Вспашка, ПН-5-35 Горох 48,8 186,1 25,9 89,7 2202 1212

Кормовые бобы 49,0 185,8 21,3 78,2 2343 1828

Люпин белый 48.5 185,8 12,1 54,9 2620 1359

Культивация, КПЭ-3,8 Горох 56,4 198,5 25,5 96,2 2261 1223

Кормовые бобы 56,5 198,1 17,2 74,5 2504 1861

Люпин белый 56,0 198,7 12,5 60,4 2695 1449

Чизелевание, ПЧ-2,5 Горох 52,2 191,8 29.6 93,1 2226 1170

Кормовые бобы 52,4 192,6 19.8 79,3 2400 1821

Люпин белый 51,9 191,8 13,5 60,1 2629 1498

Среднее по вспашке 48,8 185,9 19,8 74.3 2388 1466

Среднее по культивации 56,3 198,4 18,4 77,0 2487 1511

Среднее по чизелеванию 52,2 192,1 21,0 77,5 2418 1496

НСРо5 для фактора А 4,3 4,3 4,2 4,3 — —

Среднее по гороху 52,5 192,1 27,0 93,0 2230 1202

Среднее по кормовым бобам 52,7 192,2 19,5 77,3 2416 1837

Среднее по люпину белому 52,1 192,1 12,7 58,4 2648 1435

НСР05 Для фактора В 4,3 4,3 4,2 4,3 — —

НСРИ для факторов АВ 7,4 7,5 7,2 7,4 — —

К моменту уборки урожая влияние обработок почвы на запасы продуктивной влаги снижалось. В пахотном слое данный показатель был в интервале 18,4-21,0 мм, а в метровом 74,3-77,5 мм. По предшественникам наибольшее количество продуктивной влаги было на варианте с горохом 27,0 мм и 93,0 мм

соответственно слоям. После кормовых бобов и люпина белого запасы влаги достоверно снижались на 7,5-14,3 мм в слое 0-30 см и на 15,7-34,6 мм в слое 0100 см.

Наибольший суммарный расход влаги и коэффициент водопотребления при различных обработках почвы были при использовании культиватора, соответственно 2487 м3/га и 1511 м3/'т. По чизельному рыхлению и вспашке суммарное водопотребление снижалось на 69 м3/га и 99 м3/га соответственно, а коэффициент водопотребления на 15 м3/т и 45 м3/т. Максимальный расход влаги среди культур наблюдался у люпина белого, 2648 м3/га в среднем по обработкам, а коэффициент водопотребления, у кормовых бобов 1837 м3/т. При выращивании гороха оба учитываемых показателя были минимальными, соответственно 2230 м3/га и 1202 м3/т.

В посевах озимой пшеницы достоверного влияния последействия способов основной обработки почвы и предшественников на запасы продуктивной влаги в слое 0-30 см отмечено не было (табл. 3).

В метровом слое лучшему влагонакоплению способствовали способы обработки почвы под предшественник на глубину более 25 см. На период посева и уборки урожая озимой пшеницы выделилась обработка почвы чизелем, при которой содержание влаги составляло соответственно 86,2 мм и 102,6 мм, а во время возобновления вегетации вспашка - 208,6 мм в среднем по культурам. Среди предшественников максимальные запасы влаги при первом и втором учете были после кормовых бобов 87,7 мм и 210,1 мм, а на время уборки при возделывании озимой пшеницы после гороха 102,1 мм.

Таблица 3 - Обеспеченность озимой пшеницы влагой (2008-2011 гг.)

Приемы основной обработки почвы под предшественник, орудия, (фактор А) Предшественник (фактор В) Запасы п родуктнвной влаги, мм Суммарный расход влага, м3/га коэффициент водопотребления, м'/г

Перед посевом Возобновление весенней вегетации После уборки

0-30 0-100 0-30 0-100 0-30 0-100

Вспашка, ПН-5-35 Горох 25,0 84,3 57,7 203,0 34,9 102,7 1885 429

Кормовые бобы 24,1 83,7 58,9 215,5 34,7 97,4 1932 484

Люпин белый 20,0 69,9 57,0 207,3 34,6 98,9 1779 430

Культивация, КПЭ-3,8 Горох 22.4 81,0 53,7 198,7 36,9 99,4 1886 409

Кормовые бобы 21.3 85,9 58,3 206,6 33,5 96,8 1960 464

Люпин белый 21.4 74,5 55,9 202,6 37,7 96,6 1849 419

Чизелевание, ПЧ-2,5 Горох 24,8 86,1 57.5 207,3 37,4 104.2 1889 397

Кормовые бобы 25,9 93,5 56,8 208.2 35,7 103,8 1966 452

Люпин белый 23,0 79,0 55,4 206,1 35,0 99,8 1861 406

Среднее по вспашке 23,0 79,3 57,9 208,6 34,7 99,7 1865 448

Среднее по культивации 21,7 80,5 56,0 202,6 36,1 97,6 1898 431

Среднее по чизелеваншо 24.6 86,2 56,6 207,2 36,0 102,6 1905 418

НСР05 для фактора А 3,1 4,2 3,7 4,2 3,5 3,8 — —

Среднее по гороху 24,0 83,8 56,3 203,0 36,4 102,1 1887 412

Среднее по кормовым бобам 23,8 87,7 58,0 210,1 34,6 99,3 1953 467

Среднее по люпину белому 21,5 74,4 56,1 205,3 35.8 98,4 1830 418

НСР(в для фактора В 3,1 4,2 3,7 4.2 3,5 3,8 — —

НСР« для факторов АВ 5,4 6,9 6,4 7,1 6,2 6,5 —

Максимальный суммарный расход влаги озимой пшеницей по различным предшественникам был при размещении ее после кормовых бобов - 1953 м3/га, а по гороху и люпину белому прослеживалось его снижение соответственно на 66 м /га и 123 м /га. Минимальный суммарный расход влаги наблюдался по вспашке, 1865 м3/га, а по глубокому и мелкому безотвальным рыхлениям он увеличивался до 1898 м'/га по культивации и до 1905 м3/га по чизелеванию.

Самый высокий коэффициент водопотребления озимой пшеницей по различным предшественникам отмечен при ее возделывании после кормовых бобов - 467 м /т, а по обработкам - при вспашке под предшественник, 448 м3/т.

1.2. Плотность почвы. Плотность почвы на период посева зернобобовых культур по приемам ее основной обработки практически не изменялась в слое 0-15 см и существенно различалась в слое 15-30 см (табл. 4). В слое 0-15 см при проведении вспашки и культивации она составила 0,92 г/см3, а при использовании чизеля 0,93 г/см3. В слое 15-30 см при культивации плотность почвы была на 0,11 г/см выше при вспашке. Ко времени уборки урожая гороха и люпина белого плотность почвы в их посевах была существенно выше, чем в посевах кормовых бобов, как в слое 0-15 см на 0,03-0,05 г/см3, так и в слое 15-30 см на 0,05-0,06 г/см и составляла в среднем по обработкам соответственно слоям 1,04-1,06 г/см3 и 1,12-1,13 г/см3. В среднем по способам подготовки зяби наименьшее значение плотности почвы было отмечено по вспашке 1,01 г/см3 в верхнем слое и 1,07 г/см3 в нижнем. Мелкое безотвальное рыхление обусловливало наибольшее уплотнение почвы до 1,06 г/см3 и 1,15 г/см3 соответственно слоям.

Таблица 4 - Плотность почвы в посевах изучаемых культур, г/см3 (2008-2011 гг.)

Приемы основной обработки почвы, орудия (фактор А) Культура/ предшественник (фактор В) Предшественники Озимая пшеница

Перед посевом После уборки Перед посевом После уборки

0-15 15-30 0-15 15-30 0-15 15-30 0-15 15-30

Вспашка, ПН-5-35 Горох 0,92 0,97 1,06 1,09 0,93 0,98 1,05 1,12

Кормовые бобы 0,92 0,97 0,97 1,00 0,94 1,02 1,03 1,11

Люпин белый 0,92 0,96 1,01 1,11 0,96 1,02 1,05 1,17

Культивация КПЭ-3,8 Горох 0,93 1,10 1,08 1,16 0,92 0,96 0,99 1,06

Кормовые бобы 0,93 1,08 1,02 1,12 0,97 1,06 1,04 1,10

Люпин белый 0,91 1,06 1,08 1,16 0,98 1,03 1,05 1,14

Чизелевание ПЧ-2,5 Горох 0,93 1,00 1,04 1,11 0,93 0,95 0,99 1,07

Кормовые бобы 0,92 0,99 1,03 1,09 0,96 1,01 1,00 1,09

Люпин белый 0,93 1,00 1,03 1,11 0,95 1,02 1,04 1,13

Среднее по вспашке 0,92 0,97 1,01 1,07 0,94 1,01 1,05 1,13

Среднее по культивации 0,92 1,08 1,06 1,15 0,96 1,02 1,03 1,10

Среднее по чизелеванию 0,93 1,00 1,03 1,10 0,95 0,99 1,01 1,10

НСР05 для фактора А 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,02 0,02

Среднее по гороху 0,93 1,02 1,06 1,12 0,93 0,96 1,01 1,08

Среднее по кормовым бэбам 0,92 1,01 1,01 1,07 0,96 1,03 1,02 1,10

Среднее по люпину белому 0,92 1,01 1,04 1,13 0,96 1,02 1,05 1,15

НСР05 для фактора В 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,02 0,02

НСРМ для факторов АВ 0,05 0,04 0,05 0,05 0,05 0,04 0,04 0,04

На период посева озимой пшеницы плотность почвы в слое 0-15 см существенно не различалась от изучаемых факторов. При различных способах обра-

ботки зяби по гороху она находилась в пределах 0,92-0,93 г/см3, по кормовым бобам 0,94-0,97 г/см3 и по люпину белому 0,95-0,98 г/см3. В слое почвы 1530 см в среднем по гороху она была равна 0,96 г/см3, а по люпину белому и кормовым бобам достоверно увеличивалась на 0,06-0,07 г/см3. Наименее уплотненной почва была при применении глубокого безотвального рыхления — 0,99 г/см3, а при использовании отвального плуга и культиватора она увеличивалась на 0,02 -0,03 г/см3. В пахотном слое плотность почвы при выращивании после кормовых бобов и люпина белого была на уровне 1,00 г/см3, а по гороху на 0,05 г/см3 меньше. При различных приемах основной обработки почвы под предшествовавшую культуру плотность почвы изменялась в пределах 0,970,99 г/см3.

Ко времени уборки урожая озимой пшеницы в верхнем слое почвы наиболее уплотненной почва была при проведении вспашки, 1,05 г/см3 в среднем по культурам. По мелкому безотвальному рыхлению плотность почвы снижалась до 1,03 г/см3, а при использовании чизельного плуга уменьшение ее было достоверным - 0,04 г/см3. По различным предшественникам плотность почвы была в пределах 1,01-1,05 г/см3 в среднем по способам основной обработки почвы. При этом люпин белый при безотвальной обработке способствовал значительному уплотнению почвы относительно контроля (горох). С увеличением глубины отбора проб плотность почвы увеличивалась, причем здесь прослеживалась та же тенденция, что и в слое 0-15 см. По вспашке она варьировала в пределах 1,11-1,17 г/см3, по культивации 1,06-1,14 г/см3 и по чизельному рыхлению 1,071,13 г/см3. При этом среди способов подготовки зяби наиболее уплотненной почва была при проведении вспашки, а среди предшественников - при выращивании люпина белого. В среднем за период проведения исследований колебания плотности почвы в большей степени отмечались в период уборки урожая озимой пшеницы, в то же время ее параметры не поднимались выше оптимальных значений.

1.3. Агрегатный состав почвы. Наибольшее влияние на агрегатный состав почвы оказывали зернобобовые культуры, причем в большей степени это проявлялось к уборке.

На момент посева предшественников озимой пшеницы наибольшее содержание макроструктуры было отмечено в слое почвы 0-10 см при всех способах подготовки зяби, составляя 55,6 % при проведении вспашки и 53,0 % при обработке почвы безотвальными орудиями. С глубиной ее содержание уменьшалось за счет увеличения числа глыбистых агрегатов. Так, содержание агрономически ценной фракции с применением плуга составляло в слое 10-20 см 50,8 % и в слое 20-30 см 51,5 %. При обработке почвы культиватором и чизелем снижение ее содержания происходило соответственно слоям до 50,6 % и 49,0 % и до 48,8 % и 51,0 %. В течение вегетационного периода зернобобовых культур на всех вариантах опыта содержание пылеватых частиц и макроструктуры увеличилось относительно первого учета за счет снижения числа глыбистых агрегатов. В слое 0-10 см более структурной почва была при применении вспашки 58,5 %, а по обеим безотвальным обработкам происходило снижение количества макроструктуры на 2,2-3,0 %. С увеличением глубины отбора почвенных

образцов отмечался рост фракции размером более 10 мм. При этом вспашка не способствовала лучшей оструктуренности почвы. Немного большее количество агрономически ценных агрегатов в слое 10-20 см по сравнению со вспашкой было при чизелевании, а в слое 20-30 см по обоим безотвальным приемам основной обработки. Среди предшественников по количеству полезных агрегатов в верхнем и нижнем слоях выделился горох 58,0-58,3 %. В то же время в слое 10-20 см он существенно, на 3,6-3,7 % уступал другим предшественникам и составил 51,9 %

На агрегатный состав почвы в посевах озимой пшеницы влияние оказывали все изучаемые факторы, включая срок и глубину отбора почвенных проб. Наибольшее содержание агрономически ценных агрегатов в почве при различных способах подготовки зяби под предшествовавшую культуру было отмечено с применением глубокого безотвального рыхления, 58,1 % в слое 0-10 см, 62,3 % в слое 10-20 см и 61,5 % в слое 20-30 см. Превышение над контролем составляло 0,7 %, 9,4 % и 4,2 % соответственно слоям. По предшественникам максимальное содержание агрономически ценных агрегатов было отмечено при возделывании озимой пшеницы по гороху 58,1-61,7 %. Снижение их содержания там, где выращивались кормовые бобы, составило 1,0-2,7 %, а после люпина белого 1,1-3,1 %. Следует отметить, что по всем предшественникам с увеличением глубины отбора проб количество частиц размером 0,25-10 мм увеличивалось в основном за счет снижения микроструктуры, а в слое 20-30 см также и за счет уменьшения содержания глыбистых агрегатов.

К уборке урожая прослеживалось уменьшение количества почвенных агрегатов размером 0,25-10 мм за счет увеличения глыбистой фракции. В среднем по предшественнику при посеве озимой пшеницы по гороху содержание макроструктуры составляло 52,6 %, а при использовании нетрадиционных для нашей зоны предшественников 54,6-54,7 %. В слое 10-20 см по гороху ее содержание увеличилось до 55,5 %, а после люпина белого и кормовых бобов было достоверно на 2,8-3,7 % меньше. В нижнем слое почвы количество макроструктуры также снижалось относительно верхних слоев и колебалось в пределах 51,353,0 %.

Существенного влияния последействия обработок почвы на количество частиц размером 0,25-10 мм в слое 0-10 см и 10-20 см не было, а в слое 20-30 см отмечено их увеличение при проведении безотвальных обработок. Содержание агрономически ценной фракции в среднем по вспашке под предшественник составило 49,9 %, при глубоком безотвальном рыхлении 52,6 % и при культивации 53,4 %, что было существенно больше, чем по отвальной обработке.

2. Агрохимические свойства почвы.

На период посева зернобобовых культур мелкое безотвальное рыхление способствовало большему накоплению легкогидролизуемого азота и подвижного фосфора соответственно 142-151 мг/кг и 184-261 мг/кг в зависимости от слоя (табл. 5). В то же время увеличение запасов К20 было отмечено при проведении отвальной обработки почвы 103-172 мг/кг. Самые низкие запасы макроэлементов наблюдались при глубоком безотвальном рыхлении - 137146 мг/кг азота, 168-257 мг/кг фосфора и 98-140 мг/кг калия.

Таблица 5 - Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы чернозема типичного в поле предшественников (2009-2010 гг.)

Приемы основной обработки почвы, орудия (фактор А)

Предшественник (фактор В)

Слой почвы, см

рЬи,

Вспашка ПН-5-35

Культивация КПЭ-3,8

Чизелевание ПЧ-2,5

Ячмень

Среднее на период посева

Перед посевом зернобобовых культур

0-20

20-40

0-20

20-40

0-20

20-40

0-20

20-40

5,91

6,21

6,77

6,83

6,32

6,51

6,33

6,52

Органическое

вещество, %

Азот лепсо-гидролизу-емый, мг/кг

5,22

5,07

5,18

4,94

5,03

4,38

5,14

4,80

147

138

151

142

146

137 148

139

Фосфор по Чирикову, мг/кг

259

172

261

184

257

168

259

175

Калий по Чирикову, мг/кг

Вспашка ПН-5-35

Культивация КПЭ-3,8

Чизелевание ПЧ-2,5

Горох

Кормовые бобы

Люпин белый

Горох

Кормовые бобы

Люпин белый

Горох

Кормовые бобы

Люпин белый

Перед посевом озимои пшеницы

0-20

20-40

0-20

20-40

0-20

20-40

0-20

20-40

0-20

20-40 0-20

20-40

0-20

20-40

0-20

20-40

0-20

20-40

5,68

6,18

5,75

5,84

5,52

5,87

5,78

5,92

5,78

6,75

5,87

5.56 4,84

5,18

4,93 5,17

4,98

4,95

4,65

5,45

5,07

5,02

5,84

5,97

5,81

5,96

6,34

5,93

6,23

4,61 5,06

5,05

5,54

5,16

4,85

4,59

168

146

147

135

140

129

156

130 150

133

135 121

143

139

131

118

130

133

278

195

283

176

275

164

255

174

304

156

288

167

222 189

217

130

220 142

Среднее по вспашке

0-20

5,65

5,30

20-40

5,96

4,91

151

136

Среднее по культивации

0-20

5,81

5,14

147

20-40

Среднее по чизелеванию

0-20

2040

Среднее по гороху

0-20

Среднее по кормовым бобам _

2040 0-20

2040

Среднее по люпину белому

0-20

2040

6,17

4,78

128

5,95

5,15

135

6,13

4,93

130

5,81

5,19

156

5,97

4,85

138

5,83

5,39

143

6,31

5,05

129

5,77

5,01

135

5,98

4,73

128

278

178

282

166

220

153

252

186

268

154

261

158

Реакция почвенной среды в данный период учета была близкой к нейтральной или нейтральной при величине рН«,л. 5,91-6,83. Причем с увеличением глубины отбора проб отмечена тенденция к снижению кислотности почвы. За период вегетации бобовых культур произошло незначительное увеличение показателей кислотности. Реакция почвенной среды среди всех вариантов опыта так же характеризовалась как близкая к нейтральной и нейтральной при

величине рНСШ1 5,65-6,17 по различным способам основной обработки почвы и 5,77-6,31 по различным культурам.

Содержание макроэлементов в почве к моменту посева озимой пшеницы было наибольшим при последействии вспашки. При разной глубине отбора проб содержание азота было равным 136-151 мг/кг, фосфора 178-278 мг/кг и калия 116-164 мг/кг. При чизелевании их количество снижалось как относительно других приемов, так и относительно предыдущего учета до 130135 мг/кг легкогидролизуемого азота, 153-220 мг/кг подвижного фосфора и 94123 мг/кг обменного калия.

Использование в качестве предшественников различных бобовых культур практически не сказывалось на количестве обменного калия в почве, где его содержание изменялось в пределах 101-103 мг/кг и 142-146 мг/кг. В то же время при посеве озимой пшеницы после гороха на зерно отмечено более высокое содержание азота, 138-156 мг/кг, что было на 11-26 мг/кг больше чем после кормовых бобов и люпина белого.

Количество подвижного фосфора в слое 0-20 см при посеве озимой пшеницы после гороха было ниже в сравнении с другими культурами на 9-16 мг/кг, и составляло 252 мг/кг, однако глубже 20 см отмечена обратная тенденция и здесь его содержание, 186 мг/кг, что выше, чем по люпину и бобам на 3034 мг/кг.

Изменение агрохимических свойств почвы происходило и в процессе возделывания озимой пшеницы, (табл. 6)

К моменту уборки урожая озимой пшеницы происходило снижение кислотности почвы. При проведении всех агроприемов реакция почвенной среды была в пределах рНмл. 6,06-6,83.

Запасы азота в почве к моменту уборки урожая озимой пшеницы практически не изменялись от последействия различных способов обработки почвы и составили 126-130 мг/кг и 137-138 мг/кг почвы. В то же время отвальная обработка почвы под предшественник приводила к снижению содержания калия на 21 мг/кг в верхнем слое и на 8-13 мг/кг в нижнем, а также фосфора в слое 020 см на 8-34 мг/кг относительно обеих безотвальных обработок.

При возделывании пшеницы после гороха отмечались более высокие запасы питательных веществ в сравнении с другими предшественниками. Так количество легкогидролизуемого азота было 131-144 мг/кг, подвижного фосфора 166-223 мг/кг и обменного калия 113-146 мг/кг. В то же время при использовании в качестве предшественника кормовых бобов запасы Р2О5 были на уровне с традиционной бобовой культурой 168-224 мг/кг, а количество азота и калия снижалось соответственно на 5-13 мг/кг. При возделывании озимой пшеницы после люпина белого снижение содержания обменного калия относительно контрольного варианта составило 2-6 мг/кг в зависимости от слоя почвы, а азота и подвижного фосфора соответственно 11-12 мг/кг в слое 0-20 см и 7 мг/кг в слое 20-40 см.

Таблица 6 - Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы чернозема _типичного под озимой пшеницей после уборки (2009-2011 гг.)_

Способы основной обработки почвы, орудия (фактор А) Предшественник (фактор В) Слой почвы, см РНдм Органическое вещество, % Азот легко-гидролизу-емый, мг/кг Фосфор по Чирикову, мг/кг Калий по Чирикову, мг/кг

Вспашка ПН-5-35 Горох 0-20 6,12 4,97 146 211 126

20-40 6,34 4,85 132 178 105

Кормовые бобы 0-20 6,10 5,20 134 203 123

20-40 6,29 4,75 129 179 102

Люпин белый 0-20 6,07 5,11 135 201 131

20-40 6,33 4,75 130 174 102

Культивация КПЭ-3,8 Горох 0-20 6,32 5,17 144 240 152

20-40 6,52 4,93 132 185 ИЗ

Кормовые бобы 0-20 6,06 5,25 136 246 135

20-40 6,60 4,86 125 159 110

Люпин белый 0-20 6,11 5,14 130 232 158

20-40 6,43 4,82 120 155 108

Чизелевание ПЧ-2,5 Горох 0-20 6,22 5,10 142 219 160

20-40 6.68 4,84 130 135 122

Кормовые бобы 0-20 6,55 4,88 135 222 142

20-40 6,83 4,89 125 167 114

Люпин белый 0-20 6,43 4,94 133 199 142

2040 6,62 4,83 122 147 111

Среднее по вспашке 0-20 6,10 5,09 138 205 127

20-40 6,32 4,78 130 177 103

Среднее по культивации 0-20 6,16 5,19 137 239 148

20-40 6,51 4,87 126 166 111

Среднее по чизелеванию 0-20 6,40 4,97 137 213 148

20-40 6,71 4,86 126 150 116

Среднее по гороху 0-20 6,22 5,08 144 223 146

20-40 6,51 4,87 131 166 113

Среднее по кормовым £Ь-бам 0-20 6,24 5,11 135 224 133

20-40 6,57 4,80 126 168 109

Среднее по люпину 0-20 6,20 5,06 133 211 144

20-40 6,46 4,80 124 159 107

3. Засоренность посевов изучаемых культур по вариантам опыта.

Наибольшее влияние на засоренность посевов зернобобовых культур оказывали способы основной обработки почвы, а действие самих культур было незначительным. При учете сорных растений перед обработкой гербицидами и на период уборки урожая культур наименьшее их количество было отмечено при применении вспашки. При первом учете их численность при использовании плуга составляла в среднем по культурам 78 шт./м2. При использовании чизеля она увеличивалась до 98 шт./м2, а при мелком безотвальном рыхлении до 106 шт./м2. По различным культурам, занимающим поле, наименьшее количество сорных растений было при выращивании люпина белого и в среднем составляло 70 шт./м2. При возделывании гороха и кормовых бобов наблюдалось увеличение их числа соответственно до 102 шт./м2 и 112 шт./м2. К периоду уборки урожая зернобобовых культур количество сорных растений уменьша-

лось в 3-8 раз, причем наибольшее снижение прослеживалось в посевах гороха, который был отмечен наименьшей засоренностью 17 шт./м2. В посевах люпина белого наблюдалась тенденция к увеличению количества сорняков, а кормовые бобы были наиболее засоренными 33 штУм2. При различных приемах подготовки зяби количество сорняков при использовании отвального плуга составило 16 штУм2, а при проведении безотвального рыхления их становилось больше на 16 штУм2 при культивации и на 12 штУм2 при чизелевании.

Засоренность посевов озимой пшеницы в определенной степени изменялась как от способов основной обработки почвы под предшественник, так и от самих предшественников. В посевах, где в качестве предшествовавшей культуры возделывали горох на зерно, количество сорных растений было наименьшим как при учете перед обработкой посевов гербицидами, так и при учете на период уборки урожая культуры, соответственно 45 штУм2 и 11 штУм . При выращивании озимой пшеницы после кормовых бобов и люпина белого ее засоренность увеличивалась соответственно до 55 штУм2 и 50 шт./м в первом случае и до 63 шт./м2 и 58 штУм2 во втором. Максимальное количество сорняков по всем предшественникам было при использовании культиватора. В среднем по зернобобовым культурам их число составляло 68 штУм2, а с увеличением глубины обработки почвы их количество снижалось до 60 штУм2 при чизелевании и до 36 штУм2 при вспашке.

4. Полевая всхожесть культур и зимостойкость озимой пшеницы.

Существенного влияния способов основной обработки почвы на количество взошедших растений зернобобовых культур звена севооборота отмечено не было. Наибольшее количество всходов с использованием отвального плуга в среднем составило 87 %. Снижение их количества при использовании культиватора и чизеля было несущественным - 1 % и 2 %. Полевая всхожесть озимой пшеницы была наибольшей при безотвальных обработках почвы и в среднем по предшественникам составила 66 %. Снижение ее при проведении вспашки было недостоверно - 1 %. Полевая всхожесть семян гороха, кормовых бобов и люпина белого существенных различий не имела и в среднем по приемам основной обработки почвы была равна 86-87 %. Наибольшее количество всходов озимой пшеницы, 69 %, наблюдалось после гороха. После люпина их число было незначительно, на 3 % ниже, а после кормовых бобов всхожесть снижалась достоверно на 6 %.

Зимостойкость озимой пшеницы от последействия способов основной обработки почвы и предшественников практически не изменялась. Количество перезимовавших растений в среднем по Еспашке и чизелеванию составило 95 %, а по мелкой безотвальной обработке 93 %.

5. Урожайность культур и качество зерна при различных приемах основной обработки почвы и предшественниках.

5.1 Урожайность и качество зерна гороха, кормовых бобов и люпина белого. Существенного влияния приемов основной обработки почвы на урожайность зернобобовых культур не отмечено (табл. 7). По вспашке, культивации и чизелеванию она составила соответственно 1,89 т/га, 1,88 т/га и 1,90 т/га. Минимальная урожайность зерна гороха и кормовых бобов наблюдалась по

вспашке, соответственно 1,92 т/га и 1,64 т/га, тогда как при безотвальном рыхлении наблюдалась тенденция к ее увеличению по культивации на 0,010,02 т/га и по чизелеванию на 0,05-0,06 т/га. У люпина белого, наоборот, использование отвального плуга позволило получить наибольшую урожайность 2,13 т/га, при этом мелкое и глубокое безотвальные рыхления привели к уменьшению урожайности зерна соответственно на 0,06 и на 0,10 т/га.

В среднем урожайность люпина белого была наибольшей и составила 2,08 т/га. Прибавка 0,13 т/га относительно гороха, урожайность которого составила 1,95 т/га, была незначительной. Урожайность кормовых бобов была достоверно - на 0,42 т/га ниже урожайности люпина белого и на 0,29 т/га - урожайности гороха.

Отмечалось также, что горох в меньшей степени, чем кормовые бобы и люпин белый, реагировал на погодные условия и обеспечивал наиболее стабильную урожайность по всем способам подготовки зяби.

Качество зерна гороха, кормовых бобов и люпина белого по способам основной обработки почвы практически не изменялось. Натура зерна в среднем по культурам по вспашке составила 773 г/л, а по безотвальным обработкам она была на 1-5 г/л меньше. У гороха и кормовых бобов по разным способам подготовки зяби она практически не различалась, а у люпина белого на делянках с использованием при обработке почвы культиватора она была на 14-15 г/л меньше, чем с проведением глубокого рыхления почвы. Наибольшей натура зерна была у гороха - 782 г/л в среднем по обработкам. У кормовых бобов и люпина белого прослеживалось ее снижение до 776 г/л и 750 г/л соответственно.

Таблица 7 - Урожайность и качество зерна зернобобовых культур _(2008-2010 гг.)__

Приемы основной обработки почвы, орудия (фактор А) Культура (фактор В) Урожайность, т/га Натура зерна, г/л Масса 1000 зерен,г Сырой протеин, %

Вспашка, ПН-5-35 Горох 1,92 787 210 23,42

Кормовые бобы 1,64 775 353 29,62

Люпин белый 2,13 755 232 28,48

Культивация, КПЭ-3,8 Горох 1,94 780 209 23,03

Кормовые бобы 1,65 776 352 29,95

Люпин белый 2,07 740 227 30,10

Чизелеванне, ПЧ-2,5 Горох 1,98 778 204 22,39

Кормовые бобы 1,69 777 349 28,64

Люпин белый 2,03 754 228 28,80

Среднее по вспашке 1,89 772 265 27,17

Среднее по культивации 1,88 765 263 27,69

Среднее по чизелеванию 1,90 770 260 26,61

НСР05 для фактора А 0,16 - - -

Среднее по гороху 1,95 782 208 22,95

Среднее по кормовым бобам 1,66 776 351 29,40

Среднее по люпину белому 2,08 750 229 29,13

НСР05 для фактора В 0,16 - - -

НСР05 для факторов АВ 0,29 - - -

Масса 1000 зерен в среднем по вспашке составляла 265 г, а по безотвальным обработкам наблюдалась тенденцня к ее снижению, на 2 г с использованием культиватора и на 5 г при использовании чизельного плуга. Большие различия массы 1000 зерен были отмечены по культурам. Максимальной она была у кормовых бобов 351 г в среднем по обработкам. Разница с горохом и люпином белым составляла соответственно 143 г и 122 г, масса 1000 зерен которых была равна 208 г и 229 г.

Содержание сырого протеина в зерне зернобобовых также в большей степени различалось по культурам, а влияние обработок почвы под них было менее значительным. Минимальным его содержание было у гороха 22,95 %, а в зерне люпина белого и кормовых бобов оно повышалось соответственно на 6,18 % и на 6,45 %. При этом при различных способах подготовки зяби под культуру разница между его максимальным и минимальным значениями составляла всего 0,52-1,08 %.

5.2 Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при различных предшественниках и приемах подготовки зяби под них. Максимальная урожайность озимой пшеницы в среднем по предшественнику была получена после гороха 5,12 т/га (табл. 8). После кормовых бобов и люпина белого она была достоверно ниже, соответственно на 0,21 т/га и 0,35 т/га и составила 4,91 т/га и 4,77 т/га.

Таблица 8 - Урожайность и качество зерна озимой пшеницы (2009-2011 гг.)

Приемы основной обработки почвы под предшественник, орудия (фактор А) Предшественник (фактор В) Урожайность, т/га Натура зерна, г/л Масса 1000 зерен, г Количество «сырой» клейковины, %

Вспашка, ПН-5-35 Горох 4,96 782 37,4 33,5

Кормовые бобы 4,80 779 36,8 31,9

Люпин белый 4,61 786 37,8 31.5

Культивация, КПЭ-3,8 Горох 5,14 782 36,9 31,7

Кормовые бобы 4,94 783 37.1 30,1

Люпин белый 4,81 790 39,0 30,1

Чизелеванне, ПЧ-2,5 Горох 5,26 781 37,2 32,0

Кормовые бобы 4,99 780 37,5 31,5

Люпин белый 4,91 784 38,3 30,0

Среднее по вспашке 4,79 782 37,3 32,3

Среднее по культивации 4,96 785 37,7 30,7

Среднее по чизелеванию 5,05 782 37,7 31,2

НСР05 для фактора А 0,19 - .

Среднее по гороху 5,12 782 37,2 32,4

Среднее по кормовым бобам 4,91 781 37,1 . 31,2

Среднее по люпину белому 4,77 787 38,4 30,5

НСРо5 для фактора В 0,19 - _ _

НСР05 для факторов АВ 0,33 - - -

В среднем по предшественникам минимальная урожайность зерна была получена при использовании отвального плуга - 4,79 т/га. Немного большей она была с применением культивации - 4,96 т/га, однако прибавка была незначительной. Применение чизельного рыхления способствовало существенному

росту урожайности на 0,26 т/га. Анализируя совместное действие изучаемых факторов на урожайность культуры необходимо отметить, что по всем трем способам подготовки зяби под предшественник наибольшая урожайность зерна озимой пшеницы была после гороха и составляла по вспашке 4,96 т/га, по культивации 5,14 т/га и по чизелеванию 5,26 т/га. После кормовых бобов снижение урожайности было незначительным, на 0,16-0,27 т/га. Люпин белый тоже обусловил снижение урожайности зерна озимой пшеницы относительно гороха, но существенным оно было только по вспашке и чизелеванию, на 0,35 т/га.

Натура зерна озимой пшеницы изменялась от 779 г/л до 790 г/л. При этом максимальной по всем предшественникам она была при использовании мелкого безотвального рыхления, а при увеличении глубины обработки почвы прослеживалась тенденция ее снижения на 1-6 г/л. По различным предшественникам максимальная натура зерна была после люпина белого 737 г/л, а после гороха и кормовых бобов было отмечено ее снижение соответственно на 5 г/л и 6 г/л.

Масса 1000 зерен озимой пшеницы изменялась от 36,8 г до 39,0 г и составила в среднем 37,3 г по вспашке и 37,7 г по обеим безотвальным обработкам. После люпина белого в среднем по обработкам почвы озимая пшеница сформировала наиболее крупное зерно с массой 1000 зерен 38,4 г. После гороха и кормовых бобов она была ниже соответственно на 1,2 г и 1,3 г.

Наибольшее содержание клейковины в зерне озимой пшеницы, 33,5 %, было при проведении вспашки под горох. Последействие чизельного рыхления под люпин белый, а также культивации под люпин белый и кормовые бобы обусловило ее снижение на 3,4-3,5 %. В остальных случаях снижение количества клейковины относительно самого большого значения не превышало 2,0 %. В среднем наибольшее содержание клейковины в зерне озимой пшеницы было отмечено после гороха - 32,4 % и при вспашке плугом — 32,3 %. После кормовых бобов содержание клейковины уменьшалось на 1,2 %, а после люпина белого на 1,9 %. По безотвальным обработкам почвы снижение составляло при глубоком рыхлении 1,1 % и при мелком 1,6 %.

Следует также отметить, что наибольшее содержание клейковины в целом по опыту составило 36,6 % в 2010 году, а в 2009 и 2011 годах наблюдалось снижение ее соответственно на 8,3 % и 7,3 %.

6. Продуктивность звена севооборота.

Продуктивность звена севооборота в исследованиях определяли по выходу зерна и кормовых единиц с гектара. Согласно полученным данным (табл. 9), наибольшей продуктивностью в опыте отмечено звено севооборота горох -озимая пшеница, в котором получен максимальный сбор зерна 7,07 т/га и кормовых единиц 8,24 т/га в среднем по способам основной обработки почвы под предшественник. При этом оба показателя в указанном звене были наибольшими при использовании чизеля для подготовки зяби под предшественник. Выход зерна здесь составлял 7,24 т/га, а кормовых единиц 8,39 т/га. При мелком безотвальном рыхлении и вспашке они снижались соответственно на 0,16-0,36 т/га и на 0,12-0,33 т/га.

При возделывании озимой пшеницы после кормовых бобов и люпина белого прослеживалось снижение сбора зерна и кормовых единиц с гектара севооборотной площади, однако положительное влияние чизельного рыхления относительно вспашки и культивации сохранилось. Сбор зерна при этом способе обработки зяби составил соответственно этим звеньям севооборота 6,68 т/га и 6,94 т/га, а кормовых единиц 7,55 т/га и 7,87 т/га, что превысило значения этих показателей по мелкой культивации на 0,06-0,24 т/га и по вспашке и на 0,060,27 т/га.

Таблица 9 - Продуктивность звена севооборота, т/га (2008-2011 гг.)

Приемы основной обработки почвы,орудия (фактор А) Звено севооборота (фактор В) Выход зерна Выход кормовых единиц

Вспашка, ПН-5-35 Горох - озимая пшеница 6,88 8,06

Бобы - озимая пшеница 6,44 7,61

Люпин - озимая пшеница 6,74 7,28

Культивация, КПЭ-3,8 Горох-озимая пшеница 7,08 8,27

Бобы-озимая пшеница 6,59 7,81

Люпин - озимая пшеница 6,88 7,55

Чизелевание ПЧ-2,5 Горох-озимая пшеница 7,24 8,39

Бобы — озимая пшеница 6,68 7,87

Люпин — озимая пшеница 6,94 7,55

В среднем по звену горох - озимая пшеница 7,07 8,24

В среднем по звену бобы-озимая пшенищ 6,57 7,76

В среднем по звену люпин - озимая пшеница 6,85 7,46

Что касается кормовой ценности зернобобовых культур, то в среднем за три года исследований наибольший сбор кормопротеиновых единиц был получен у кормовых бобов 2,87 т/га. У гороха он снижался на 0,07 т/га и составлял 2,80 т/га, а у люпина белого он был наименьшим 2,77 т/га.

7. Биоэнергетическая и экономическая оценка звена севооборота.

При энергетической оценке звена севооборота было установлено, что безотвальные обработки почвы под предшественник при меньших, чем по вспашке затратах совокупной энергии и энергоемкости произведенной продукции, соответственно 32,5-32,6 ГДж/га и 691,1-697,1 МДж/га, а также большем накоплении энергии наземной фитомассой, 262,6-266,9 ГДж/га обеспечивали большее приращение энергии в урожае до 230,1 ГДж/га при культивации и до 234,3 ГДж/га при чнзелевании и высокие показатели энергетической эффективности, 8,1-8,2 (табл. 10).

Среди предшественников в звене с горохом отмечено наибольшее накопление энергии наземной фитомассы 269,3 ГДж/га и приращение энергии в урожае 235,4 ГДж/га. В то же время большие затраты совокупной энергии 33,9 ГДж/га обусловили снижение коэффициента энергетической эффективности, который составил 7,9 и был минимальным.

Наиболее энергоэффективным в опыте было звено севооборота кормовые бобы-озимая пшеница с проведением чизелевания под предшественник, где при низких затратах совокупной энергии 31,8 ГДж/га и среднем уровне накопления энергии наземной фитомассой 263,5 ГДж/га получен максимальный энергети-

ческий коэффициент 8,3. В то же время в среднем по указанному звену отмечена максимальная энергоемкость произведенной продукции, 760,2 ГДж/га.

Таблица 10 - Биоэнергетическая оценка производства продукции культур __звена севооборота (2008-2011 гг.) _1_

Приемы основной обработки почвы, орудие (фактор А) Звено севооборота (фактор В) Затраты совокупной энергии на 1 га, ГДж Накопление энергии наземной фито-массы, ГДж Энергоемкость произведенной продукции, МДж/ц Приращение энергии в урожае, ГДж/га Коэффициент энергетической эффективности

Вспашка, ПН-5-35 Горох —озимая пшеница 34,0 262,2 693,5 228,2 7,7

Бобы — озимая пшеница 31,9 253,8 777,4 221,9 8,0

Люпин - озимая пшеница 32,2 253,6 669,3 221,4 7,9

Культивация, КПЭ-3,8 Горох - озимая пшеница 33,8 269,3 671,9 236,0 8,0

Бобы - озимая пшеница 31,7 259,5 757,3 227,8 8,2

Люпин-озимая пшеница 32,1 258,5 662,0 226,4 8,1

Чизелевакие, ПЧ-2,5 Горох - озимая пшеница 33,9 275,9 660,3 242,0 8,1

Бобы — озимая пшеница 31,8 263.5 745,9 231,7 8,3

Люпин - озимая пшеница 32,2 261,3 667,1 229,1 8,1

В среднем по вспашке 32,7 256,5 713,4 223,8 7,8

В среднем по культивации 32,5 262,6 697,1 230,1 8,1

В среднем по чизелеванию 32,6 266,9 691,1 234,3 8,2

В среднем по звену горох-озимая пшеница 33.9 269,3 675,2 235,4 7,9

В среднем по звену бобы-озимая пшеница 31,8 258,9 760,2 227,1 8,1

В среднем по звену люпин-озимая пшеница 32,2 257,8 666,1 225,6 8,0

В таблице 11 представлены данные экономических расчетов.

Таблица 11 - Экономическая эффективность производства продукции культур __звена севооборота (2008-2011 гг.)__

Приемы основной обработки почвы, орудие (фактор А) Звено севооборота (фактор В) Сумма от реализации продукции с 1 га, тыс. руб. Общие затраты, тыс. руб./га Прибыль, тыс. руб./га Уровень рентабельности, %

Вспашка, ПН-5-35 Горох-озимая пшеница 56,4 24,7 31,7 128

Бобы — озимая пшеннца 52,4 24,3 28,1 116

Люпин-озимая пшеница 55,9 24,4 31,5 129

Культивация, КПЭ-3,8 Горох - озимая пшеница 58,0 23,5 34,5 147

Бобы - озимая пшеница 53,6 23,5 30,1 128

Люпин - озимая пшеница 56,8 23,6 33,2 141

Чизелеваиие, ПЧ-2,5 Горох-озимая пшеница 59,3 24,0 35,3 147

Бобы - озимая пшеница 54,3 23,9 30,4 127

Люпин-озимая пшеница 57,1 23,9 33.2 139

В среднем по вспашке 54,9 24,5 30,4 124

В среднем по культивации 56,1 23,5 32,6 139

В среднем по чизелеванию 56,9 23,9 33,0 138

В среднем по звену горох-озимая пшеница 57,9 24,1 33,8 141

В среднем по звену бобьюзимая пшеница 53,4 23,9 29,5 124

В среднем по звену люпин-озимая пшеница 56,6 24,0 32,6 136

Данные экономического анализа позволили установить, что максимальный уровень рентабельности 147 % при сравнительно небольших затратах 23,4-

23,9 тыс. руб./га, и высокой выручке от реализации продукции, 39,340,2 тыс. руб./га был получен в звене севооборота горох - озимая пшеница с использованием для основной обработки безотвальных орудий. В звене бобы -озимая пшеница при использовании вспашки для основной обработки почвы показатель рентабельности был минимальным, 116%. (табл. 11).

В среднем по способам основной обработки почвы наибольший уровень рентабельности был в звеньях севооборота горох - озимая пшеница и люпин белый - озимая пшеница, в которых он составил соответственно 141 % и 136 %. В звене кормовые бобы — озимая пшеница уровень рентабельности снижался до 124 %. Среди способов подготовки зяби вспашка была менее рентабельна и менее прибыльна, чем безотвальные обработки. Уровень рентабельности по вспашке в среднем по звеньям севооборота составил 124 %, при чизелевании и культивации он увеличивался до 138-139 %.

ВЫВОДЫ

1. Наибольшее влияние на запасы продуктивной влага в почве отмечалось в посевах предшественников во всех исследуемых ее слоях, а в посевах озимой пшеницы только в метровом слое. При этом суммарный расход влаги и коэффициент водопотребления зависели как от возделываемых культур, так и от способов подготовки зяби.

2. Культивация, как способ основной обработки почвы под предшествующие озимой пшенице культуры, способствовала большей, чем глубокие обработки дифференциации слоев почвы по ее плотности, где разница между слоями достигала 0,16 г/см3. При всех обработках плотность почвы была оптимальной от 0,92 г/см3 до 1,17 г/см3 в зависимости от срока учета и не оказывала негативного влияния на растения.

3. Возделывание нетрадиционных для Белгородской области люпина белого и кормовых бобов вместо гороха и применение безотвальных обработок под все изучаемые зернобобовые культуры как альтернативы вспашке не приводило к существенному изменению агрегатного состава пахотного слоя почвы, как при возделывании предшественников, так и озимой пшеницы. Количество агрономически ценной фракции изменялось в пределах 0,3-3,0 %. При размещении озимой пшеницы после гороха отмечена тенденция улучшения структуры почвы, где содержалось 58,1-61,1 % макроструктуры.

4. При посеве зернобобовых культур большее количество азота 142151 мг/кг и фосфора 184-261 мг/кг отмечалось по культивации. Перед посевом озимой пшеницы самое высокое содержание питательных элементов было по вспашке 136-151 мг/кг азота, 178-278 мг/кг фосфора и 116-164 мг/кг калия. Из предшественников по гороху отмечено самое высокое содержание азота 138156 мг/кг, по кормовым бобам и люпину белому - фосфора, 154-268 мг/кг и 158-261 мг/кг, а содержание калия было равнозначным. После уборки озимой пшеницы наибольшее содержание всех трех элементов отмечалось по гороху, 131-144 мг/кг азота, 166-223 мг/кг фосфора, 113-146 мг/кг калия. Кислотность почвы находилась в интервале рНсол 5,52-6,83, то есть реакция среды характеризовалась как близкая к нейтральной или нейтральная.

5. Наибольшая засоренность посевов отмечалось при обработке почвы безотвальными орудиями. При проведении вспашки под зернобобовые количество сорняков в обоих полях звена севооборота было достоверно ниже, чем при культивации на 5-32 шт./м2 и чизелевании на 9-24 шт./м2. Засоренность озимой пшеницы при размещении ее после гороха была существенно ниже, чем после кормовых бобов на 10-39 шт./м2 и люпина белого на 18-47 шт./м2.

6. Способы подготовки зяби не оказывали существенного влияния на урожайность зернобобовых культур. Максимальная урожайность зерна отмечена у люпина белого 2,08 т/га, что выше урожайности гороха на 0,13 т/га и кормовых бобов на 0,42 т/га. Горох отличался более стабильной урожайностью, которая изменялась по годам от 1,32 т/га до 2,39 т/га, а у кормовых бобов и люпина белого соответственно в пределах 0,71-2,50 т/га и 1,30-3,28 т/га.

7. Возделывание озимой пшеницы после гороха с использованием при обработке почвы под него чизеля позволило получить максимальную урожайность зерна - 5,26 т/га. Люпин белый как предшественник, а также кормовые бобы, возделываемые по вспашке, обеспечили меньшую урожайность озимой пшеницы соответственно 4,61-4,91 т/га и 4,80 т/га.

8. Качественные показатели зерна зернобобовых в большей степени зависели от видовых особенностей самих культур. Масса 1000 зерен и содержание сырого протеина в пересчете на сухое вещество были наименьшими у гороха, соответственно 208 г и 22,95 %, а у кормовых бобов и люпина белого они составляли 229-351 г и 29,13-29,40 %.

У озимой пшеницы тенденция увеличения натуры и массы 1000 зерен отмечалась после люпина белого соответственно до 787 г/л и 38,4 г, а клейковины по гороху до 32,4 %.

9. Максимальной продуктивностью отмечалось звено севооборота горох — озимая пшеница с чизелеванием под зернобобовую культуру, где было получено зерна 7,24 т/га и кормовых единиц 8,39 т/га. По вспашке прослеживалось снижение этих показателей, так минимальный сбор зерна 6,44 т/га получен в звене с кормовыми бобами, а сбор кормовых единиц в звене с люпином белым - 7,28 т/га.

10. Самая высокая рентабельность производства продукции наблюдалась в звене севооборота горох-озимая пшеница при безотвальных обработках, 147 %. Наименьшая рентабельность 116% была в звене севооборота с кормовыми бобами при использовании вспашки.

11. Наиболее энергоемким было производство продукции в звене кормовые бобы - озимая пшеница. При различных способах основной обработки почвы энергоемкость находилась в интервале 745,9-777,4 МДж/ц. Энергетический коэффициент варьировал в пределах 7,7-8,3 и был максимальным с применением чизелевания под кормовые бобы.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях Белгородской области на черноземе типичном тяжелосуглинистого гранулометрического состава со средним содержанием гумуса наряду с горохом возможно возделывание люпина белого в качестве предше-

ственника озимой пшеницы. При этом основную обработку почвы следует проводить безотвально культиватором КПЭ-3,8 на глубину 14-16 см.

2. В звене севооборота зернобобовая культура (горох, кормовые бобы, люпин белый) - озимая пшеница для получения наибольшего сбора зерна, 2,02,5 т/га зернобобовых и 5,0-5,5 т/га озимой пшеницы, и высоких экономических показателей рекомендуется в качестве предшественника возделывание гороха сорта Мадонна с применением под него безотвальных обработок почвы.

3. При хозяйственной необходимости допустимо применение в качестве предшественников озимой пшеницы сорта Белгородская 12 люпина белого сорта Дега и кормовых бобов сорта Пензенские 16.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Шелухина Н.В. Продуктивность звена севооборота в зависимости от вида зернобобовой культуры и приемов основной обработки почвы / Н.В. Шелухина, С.И. Смуров, О.В. Григоров // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения. Материалы XIV международной научно-производ. конфер. - Белгород: Изд-во БелГСХА, 2010. - С. 55.

2. Смуров С.И. Влияние элементов агротехники на урожай зернобобовых культур / С.И. Смуров, О.В. Григоров, Н.В. Шелухина // Аграрный вестник Урала. -№ 5 (84). — 2011. - С. 17-18.

3. Шелухина Н.В. Эффективность различных способов основной обработки почвы при возделывании зернобобовых культур / Н.В. Шелухина // Управление продукционным процессом в агротехнологиях 21 века: реальность и перспективы. Материалы международной науч.-практ. конфер., посвященной 35-летию образования Белгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства. - Белгород: Отчий край, 2010. - С. 176-178.

4. Шелухина Н.В. Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от элементов агротехники / Н.В. Шелухина, О.В. Гапиенко, Н.И. Гурова // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения. Материалы XV международной науч.-произвол, конфер. (23-26 мая 2011 г). -Белгород: Изд-во БелГСХА, 2011.-С. 56.

5. Шелухина Н.В. Формирование урожая зернобобовых культур в зависимости от приемов основной обработки почвы / Н.В. Шелухина, С.И. Смуров, О.В. Гапиенко // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения. Материалы XV междунар. науч.-производ. конфер. (23-26 мая 2011 г). - Белгород: Изд-во БелГСХА, 2011. - С. 57.

6. Шелухина Н.В. Урожайность зернобобовых культур в зависимости от приемов основной обработки почвы / Н.В. Шелухина // Кормопроизводство. - № 7. -2011.-С. 13-15.

7. Смуров С.И. Влияние приемов основной обработки почвы на урожай зернобобовых культур / С.И.Смуров, О.В. Григоров, Н.В. Шелухина // Бюллетень научных работ. Вып. 25. - Белгород: Изд-во БелГСХА, 2011. - С. 55-60.

8. Шелухина Н.В Приемы основной обработки почвы под зернобобовые культуры / Н.В. Шелухина // Земледелие. - № 2. - 2012. - С. 24-26.

9. Смуров С.И. Формирование урожая озимой пшеницы при различных приемах возделывания / С.И. Смуров, Н.В. Шелухина, О.В. Гапиенко // Вестник Курской государственной с.-х. академии. - № 5. - 2012. - С. 39-41.

10. Смуров С.И. Влияние способов основной обработки почвы на некоторые агрохимические показатели чернозема типичного / С.И. Смуров, Н.В. Шелухина // Достижения науки и техники АПК. - № 11. -2013.-С. 24-27.

Выпущено в авторской редакции Формат60x84/16 Подписано в печать 12.05.2014г. Печл. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 55 308503, п.Майский Белгородской области Типография БелГСХА им. ВЛ. Горина

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Шелухина, Надежда Викторовна, Немчиновка

БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.Я. ГОРИНА

ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПО РАЗЛИЧНЫМ ЗЕРНОБОБОВЫМ ПРЕДШЕСТВЕННИКАМ И ПРИЕМАМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

На правах рукописи

0420Н59722

Шелухина Надежда Викторовна

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат с.-х. наук С.И. Смуров

Белгород - 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................. 4

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ НА УСЛОВИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)......................................................................... 7

1.1.Влияние различных приемов основной обработки почвы на рост и

продуктивность сельскохозяйственных культур................................. 7

1.2. Влияние предшественников на условия выращивания и продуктивность озимой пшеницы................................................................. 20

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................................ 32

2.1. Агроклиматическая характеристика в годы проведения исследований........................................................................................... 32

2.2. Схема опыта, объекты и методика проведения исследований........... 42

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ................................................. 47

ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ И АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПРИЕМАХ ЕЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ И КУЛЬТУРАХ........................................................ 47

3.1. Запасы продуктивной влаги в почве.......................................... 47

3.2. Плотность почвы.................................................................. 55

3.3 Агрегатный состав почвы........................................................ 59

ГЛАВА 4. АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ..............................................69

ГЛАВА 5. ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА................79

ГЛАВА 6. ПОЛЕВАЯ ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН ИЗУЧАЕМЫХ КУЛЬТУР И

ЗИМОСТОЙКОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ..........................................................................89

ГЛАВА 7. УРОЖАЙНОСТЬ И ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА

ЗЕРНА..........................................................................................................................................................................94

7.1. Урожайность культур........................................................................................................................94

7.2. Показатели качества зерна зернобобовых культур и озимой пшеницы......................................................................................................................................................................................102

7.3. Элементы структуры урожая......................................................................................................110

7.4. Продуктивность звена севооборота......................................................................................114

ГЛАВА 8. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

ЗВЕНА СЕВООБОРОТА..........................................................................................................................118

8.1 Биоэнергетическая оценка..............................................................................................................118

8.2 Экономическая оценка........................................................................................................................124

ВЫВОДЫ..................................................................................................................................................................130

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ......................................................................................133

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................134

ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................................................................................................158

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время в Белгородской области увеличивается производство мяса птицы, а так же поголовье крупного рогатого скота и свиней. В результате чего, становится актуальной проблема кормовой базы для обеспечения развития животноводства области. Таким образом, в структуре посевных площадей увеличивается доля фуражных культур: ячмень, овес, горох, кукуруза на зерно и другие. В некоторых хозяйствах насыщение зерновыми культурами доводится до 100 %, что при грамотном чередовании культур не нарушает принципов научно обоснованного севооборота. Вместе с тем, в ситуации повышенного спроса на фураж, необходимо уделять достойное внимание производству озимой пшеницы высокого качества. Одним из способов достижения поставленной задачи является правильный подбор предшественника, который, сохраняя плодородие почвы, позволит получать высокие урожаи зерна, как бобовых культур, так и озимой пшеницы.

Наиболее благоприятные условия для озимых создаются после черного пара. Но такой предшественник все же имеет свои недостатки, и в первую очередь с экономической точки зрения.

Альтернативой черному пару служат зернобобовые культуры, которые не только решают проблему белкового дефицита в кормопроизводстве, но и помогают сократить расходы на внесение азотных удобрений, вследствие способности к биологической азотфиксации.

Традиционным зернобобовым предшественником в Белгородской области является горох. В тоже время существует ряд других, менее распространенных в области зернобобовых культур, которые могли бы, наряду с горохом, использоваться в хозяйствах, как предшественники под озимые. В связи с чем, возникает необходимость изучения агротехники их выращивания в нашей зоне, а также сравнительная оценка в качестве предшественника.

Другой, не менее важной проблемой сельскохозяйственного производства, является защита почв от эрозии. Более 40 % площади пашни в области эродировано или находится под угрозой смыва, что неизбежно ведет к потерям

плодородия и, как результат, урожая. Сохранить плодородие, частично, поможет правильная система обработки почвы.

Таким образом, выбор наиболее подходящего предшественника для озимой пшеницы при определенном способе основной обработки почвы, является весьма актуальным.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы являлось изучение роли зернобобовых предшественников и приемов основной обработки почвы при возделывании озимой пшеницы в севообороте на черноземе типичном Белгородской области. В связи с этим, в задачи исследований входило:

1) определить влияние изучаемых культур севооборота, а также способов основной обработки почвы под них на водный режим почвы и ее агрофизические и агрохимические свойства;

2) установить влияние нетрадиционных предшественников и приемов основной обработки почвы на засоренность посевов гороха, кормовых бобов, люпина белого и озимой пшеницы;

3) оценить влияние приемов основной обработки почвы на урожайность и качество зерна зернобобовых культур, а также влияние предшественников и последействия основных обработок почвы на продуктивность озимой пшеницы и качество зерна;

4) определить продуктивность звена севооборота, а также его экономическую и биоэнергетическую эффективность.

Научная новизна работы. В условиях Белгородской области проведено изучение влияния приемов основной обработки почвы на продуктивность нетрадиционных зернобобовых культур — люпина белого и кормовых бобов, а также их влияния, как предшественников, на урожайность и продовольственные качества зерна озимой пшеницы в сравнении с горохом.

В ходе проведения исследований определены параметры агрофизических свойств почвы, ее водно-воздушного и питательного режимов, а также условия формирования наибольшей продуктивности звена севооборота зернобобовая

культура-озимая пшеница на фоне различных приемов основной обработки почвы.

Практическая значимость работы. Изучаемые элементы технологии возделывания культур звена севооборота зернобобовые культуры (горох, кормовые бобы, люпин белый)-озимая пшеница, включающие энергосберегающие приемы основной обработки почвы, позволят получать стабильные, экономически рациональные урожаи зерна высокого качества в условиях Белгородской области.

Замена вспашки на глубину 25-27 см безотвальным рыхлением, как мелким на 14-16 см, так и глубоким на 40-42 см, позволит без снижения урожайности изучаемых зернобобовых культур, а в дальнейшем и озимой пшеницы, повысить рентабельность их возделывания, за счет снижения расхода ГСМ и прямых эксплуатационных затрат, от 124 % при пахоте до 138-139 %. При этом максимальную продуктивность, 7,07 т/га зерна и 8,24 т/га кормовых единиц, при высоких экономических показателях обеспечивает звено севооборота горох-озимая пшеница.

Апробация работы. Материалы исследований рассмотрены на заседаниях совета агрономического факультета Белгородской ГСХА (2009, 2010, 2011 гг.), на международных научно-практических конференциях в Белгородской ГСХА (Белгород, 2010 и 2011 гг.) и Белгородском НИИСХ РАСХН (2010 г.).

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 5- в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 189 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 231 источник, в том числе 23 на иностранных языках. Содержит 38 таблиц и 26 приложений.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ НА УСЛОВИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Влияние различных приемов основной обработки почвы на рост и продуктивность сельскохозяйственных культур.

В современных условиях обработка почвы остается важнейшим элементом зональных систем земледелия, обеспечивающим не только регулирование продуктивности пашни и энергетических затрат, но и сохранение верхнего слоя почвы от эрозии, повышение ее плодородия, эффективное использование удобрений, пестицидов и освоение интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. В процессе смены общественно-экономических формаций, развития естественных наук, роста технической вооруженности сельского хозяйства обработка почвы постоянно менялась. От первобытных орудий до изобретения плуга происходило ее совершенствование в направлении углубления пахотного слоя и оборота пласта. Многие земледельцы долгое время считали глубокую вспашку наиболее эффективным приемом увеличения плодородия почвы. М.Г. Павлов, A.B. Советов, В.В. Докучаев и ряд других ученых в своих трудах давали рекомендации проводить максимально глубокое рыхление почвы с обязательным оборотом пласта (Баздырев Г.И., Захаренко A.B., Лошаков В.Г. и др., 2008).

В.Р. Вильяме необходимость ежегодной отвальной обработки объяснял целесообразностью заделки пожнивных остатков на дно борозды в анаэробных условиях, условиях неизбежного превращения их в гумус, а также необходимостью восстановления структуры верхней части почвы. Долгое время это положение оставалось незыблемым, однако исследования ряда ученых позволили установить, что верхняя часть пахотного слоя значительно плодороднее нижележащей в результате большего накопления в ней корней, лучшего прогревания, переменного увлажнения и высыхания. (Баздырев Г.И., Захаренко A.B., Лошаков В.Г. и др., 2008).

В тоже время большие затраты на оборачивание почвы, наличие данных о более высоком плодородии верхней части пахотного слоя и концентрации здесь основной массы корней, оставление поверхности почвы без растительных остатков не раз служили поводом к замене отвальной вспашки безотвальным рыхлением почвы. Впервые против отвальной вспашки выступили в Англии в 1828 г. Битсон, в России в 1899 г. Овсинский, во Франции в 1913 г. Жан, в Германии в 1921 г. Ахенбах, в США в 1943 г. Фолкнер. (Ермоленков В.В. и др., 2006). Русские ученые Д.И. Менделеев (1965) и П.А. Костычев (1951) одними из первых заговорили о преувеличении значимости вспашки, считая возможным проведение неглубокого рыхления почвы без плуга.

Со второй половины XX в. в земледелии западных стран (США, Канада, Англия) начинается постепенный переход от многократных и тщательных обработок почвы к их возможному сокращению, а в дальнейшем - к полному отказу от них. Начинается период становления беспахотного земледелия. Причиной этого послужили катастрофические последствия максимального рыхления и оборота пласта земли. Особенно показателен в этом отношении печальный опыт США и Канады. Здесь в 30-х годах XX столетия губительный процесс ветровой эрозии охватил площадь свыше 40 млн. га (Ермоленков В.В. и др., 2006). Остановить процесс разрушения почвы помогла мелкая плоскорезная обработка с сохранением стерни на поверхности почвы (Беннет Х.Х., 1958). А исследования Э. Фолкнера (1996) и изданная им книга «Безумие пахаря» оказали существенное влияние на систему обработки почвы во многих странах мира.

В настоящее время единого мнения о преимуществе того или иного способа обработки почвы нет. Одни ученые отдают предпочтение вспашке с оборотом пласта, а другие, наоборот, говорят о большей эффективности безотвальной или мелкой обработки. Однако свои положительные и отрицательные стороны имеет каждый из обозначенных приемов (Макаров И.П., Картамы-шев Н.И., 1998; Кучеров B.C., 1996).

Существенными плюсами отвальной обработки почвы являются возможность создания оптимальных условий для заделки семян и удобрений, форми-

рование благоприятного водного, воздушного и физико-химического режима, что способствует получению высоких и стабильных урожаев культур. Однако в совокупности с этим происходит ускоренная минерализация органического вещества почвы (Доспехов Б.А., 1987). Применение безотвальной обработки способствует замедлению процессов минерализации гумуса и уменьшению развития водной и ветровой эрозии. В то же время увеличивается количество сорной растительности, а так же происходит ухудшение условий заделки семян и удобрений (Картамышев Н.И., 1996).

За последние годы во многих странах мира проведено значительное количество исследований по изучению эффективности различных способов обработки почвы. Вместе с тем, полученные результаты в различных почвенно-климатических условиях, а иногда и в одной зоне, часто носят противоречивый характер.

Исследования Кузиной Е.В. (2009) Ульяновского НИИ сельского хозяйства, проводимые в 2002-2005 годах, позволили установить, что поверхностная обработка почвы не ухудшает условия развития изучаемых культур. Так, плотность почвы на данном варианте составила 1,27 г/см3, содержание агрономически ценных агрегатов размером 0,25-10 мм было на уровне 74,6 % от массы сухой почвы, а влагообеспеченность на момент посева озимой пшеницы 42,0 мм. В то время как вспашка приводила к снижению этих показателей. Учет урожайности изучаемых культур по всем способам обработки почвы существенных различий не выявил, что говорит о возможности применения любого приема обработки зяби. Однако с экономической точки зрения в условиях Среднего Поволжья, поверхностная обработка почвы под пшеницу наиболее целесообразна.

A.A. Борин (2009) утверждает, что в условиях Ивановской области различные варианты основной обработки почвы под изучаемые культуры существенного влияния на влажность почвы, ее агрохимические и агрофизические свойства не оказывали. В то же время, учет засоренности посевов показал, что количество и масса сорняков при безотвальной обработке заметно выше, чем

при отвальной. Аналогичная ситуация прослеживается и при учете поражения растений корневыми гнилями. Однако урожайность озимой пшеницы при безотвальной обработке не снижалась относительно вспашки и составила 27,0 ц/га и 25,1 ц/га соответственно.

В опытах В.М. Гармашова и А.Ф. Витера (2008) было изучено влияние различных приемов основной обработки почвы на засоренность культур в деся-типольном севообороте. Полученные результаты позволили установить, что отвальные приемы обработки зяби являются наиболее эффективными в борьбе с сорняками, количество которых на этих делянках было на 33-59 шт./м меньше, чем при плоскорезных разноглубинных.

По данным Шептухова В.Н. (2008) поверхностная обработка почвы способствует росту засоренности посевов озимых и яровых культур, особенно многолетними, озимыми и зимующими сорняками. При этом даже применение гербицидов сохраняет тенденцию по увеличению массы и количества сорных растений при минимализации обработки почвы.

В 2005-2008 гг. в агротехническом севообороте Всероссийского НИИ зерновых культур им. И.Г. Калиненко изучалось влияние способов основной обработки почвы на урожайность озимой пшеницы, предшественником которой служил горох на зерно. В период исследований отмечалось положительное влияние поверхностных обработок на запасы влаги в метровом слое почвы, а также урожайность культуры и показатели элементов структуры снопового материала. Так, влажность на период посева озимой пшеницы составила 49,449,5 мм, а в фазу колошения 29,2-27,9 мм. Урожайность варьировала в пределах 5,17-5,28 т/га. По вспашке эти показатели не превышали 45,7-35,3 мм, 25,2 мм и 4,75 т/га соответственно. (Алабушев A.B. и др., 2009)

На основе результатов проведенных исследований учеными Ижевской ГСХА было установлено, что проведение в севообороте комби�