Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПРОДУКТИВНОСТЬ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ В РАЗЛИЧНЫХ ПАРОВЫХ ЗВЕНЬЯХ СЕВООБОРОТОВ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЮЖНЫХ ОРЕНБУРГСКОГО ПРЕДУРАЛЬЯ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ПРОДУКТИВНОСТЬ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ В РАЗЛИЧНЫХ ПАРОВЫХ ЗВЕНЬЯХ СЕВООБОРОТОВ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЮЖНЫХ ОРЕНБУРГСКОГО ПРЕДУРАЛЬЯ"



Омельченко Петр Николаевич

Продуктивность и плодородие почвы в различных паровых звеньях севооборотов на черноземах южных Оренбургского Предуралья

Специальность 06.0 i .01 - общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Оренбург- 2005

Работа выполнена в ФГОУ ВГТО «Оренбургский государственный аграрный университета.

Научный руководитель — заслуженный работник сельского хозяйства РФ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Каракулев Владимир Васильевич

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ведущая организация - ГНУ «Оренбургский научно-исследовательский

Защита состоеггся 20 декабря 2005 года о 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.051.04 в Оренбургском государственном аграрном университете по адресу: 460795 ГСП, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18.

€ диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 19 ноября 2005 года

Дубаминская Нина Ннконоровна

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Кремер Гарин Адольфович

институт сельского хозяйства РАСХН»

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор ссльскохозяйственн ых наук, профессор

Обшая характеристика работы

Актуальность темы. Система земледелия в Оренбургской области должна быть почвозащитной, экологически безопасной, обеспечивать бездефицитный баланс гумуса в почве и способствовать созданию высокопродуктивных агроландшафтов. ' В последние десятилетия дороговизна ГСМ, сельскохозяйственной техники, запасных частей, минеральных удобрений, гербицидов, сокращение объемов внесения органических удобрений привели к значительному росту засоренности посевов, снижению содержания гумуса, ухудшению структуры почв, их агрофизических и агрохимических свойств. В связи с этим и учетом современной экономической ситуации необходимы новые методические подходы к совершенствованию зональной системы земледелия.

Сложившаяся в Оренбургской области зерновая специализация с удельным весом зерновых в структуре посевных площадей до 75-80% вызывает необходимость возделывания злаковых зерновых культур в течение 2-3-х лет подряд. Такое размещение культур ведет к накоплению негуму с ированных остатков, а вместе с ними инфекций корневой гнили, ржавчины и различных токсинов. Для улучшения фитосанитзрной обстановки необходимо разделить злаковые зерновые культуры посевом растений других семейств. Изучение и обобщение результатов по этому вопросу остается актуальным.

Учитывая вышеизложенное, была поставлена задача оценки зерновых и кормовых культур по их влиянию на агрофизические и биологические показатели плолородия черноземов южных и продуктивность паровых звеньев. Настоящая работа является частью многолетних исследований, проводимых кафедрой земледелия Оренбургского ГА У и соответствии с государственной научной программой «Разработка биологических и агрофизических методов восстановления плодородия почв и управления продуктивностью агроэкосистем в условиях Южноуральского региона», номер государственной регистрации 01200105541.

Цель исследований - подбор культур, размещаемых после озимой пшеницы по черному пару, обеспечивающих высокую продуктивность паровых звеньев, биологическое воспроизводство органического вещества и поддержание бездефицитного баланса гумуса в почве.

Задачи исследований:

- дать опенку культурам по их влиянию на водно-физические свойства почвы и фитосанитарное состояние;

- определить количество я качество поступающего органического иещестзз в почву культурами парового звена (солома, пожнивные и корневые остатки);

- выявить роль зерновых и кормовых культур в воспроизводстве органического вещества и гумуса в

- провести сравнительную оценку культур иЖа^ЫйО^Аьев по их продуктааности; * имени К.А. Тимирязева

ЦНБ имени Н.И. Железнова Фонд научный литературы

- установить наиболее эффективные паровые звенья севооборотов по экономическим и биологическим показателям.

Научная новизна. Впервые на черноземах южных Оренбургского Предуралья разработаны экономически и экологически целесообразные приемы биологического воспроизводства органического вещества в почве путем подбора культур парового звена и использования в качестве органического удобрения соломы и растительных остатков возделываемых культур; по результатам. экономической и энергетической оценки определены наиболее продуктивные культуры н звенья севооборотов.

Основные положения, выносимые иа защиту:

- особенности водного режима в паровых звеньях в зависимости от подбора культур;

- изменение агрофизических свойств и фитосанитарного состояния почвы под влиянием культур и технологии их возделывания;

- опёнка культур по их влиянию на воспроизводство органического вещества в почве;

- продуктивность различных паровых звеньев севооборотов, их экономическая и энергетическая оценка.

Практическая значимость. Производству рекомендованы наиболее выгодные культуры парового звена, обеспечивающие выход 4-5т кормовых единиц с 1 га. Использование измельченной соломы в сочетании с азотными удобрениями способствуют стабилизации содержания гумуса в почве. .

Результаты исследований прошли производственную проверку . в хозяйствах области и применяются в учебном процессе Оренбургского ГАУ,

Апробация работы и публикации. Основные положения работы докладывались на региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов (2004,2005гг.); научно-практической конференции профессорско - преподавательского состава, аспирантов и студентов, посвященной 75- летию ОГАУ (2005г.), расширенном заседании кафедры земледелия и ТППР Оренбургского ГАУ (2005г.).

По теме диссертации опубликованы 4 научные статьи.

Объем н структура диссертации. Диссертация изложена на 166 страницах компьютерного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций производству, содержит 29 таблиц 4 рисунка, 29 приложений. Список литературы включает 211 источников, из них 13 иностранных. Условия и методика проведения исследований

Исследования проводились в опытном стационаре кафедры земледелия учхоза ОГАУ в 2002-2004 годах.

Почва опытного участка чернозем южный, среянемощный, тяжелосуглинистый. Содержание п>муса 3,8%, рН 7,6-8,0. В почве легкодоступного фосфора 3,25 мг, калия 27 мг на 100 г почвы.

Гидротермические условия периодов вегетации: в 2002 году ГГК составил 0,38, в 2003-0,97, в 2004-0,71, а в среднем за 3 года он оказался на уровне среднемноголетнего значения — 0,69,

Предшественником во всех вариантах была озимая пшеница, идущая по чёрному пару. После уборки измельчённая солома озимой пшеницы заделывалась в почву бороной БДН-3, а предварительно, с целью лучшей её минерализация, разбрасывали аммиачную селитру из расчёта 20 кг/га д. в. азота на 1 га, а затем проводили вспашку на глубину 25-27 см.

В качестве разделительных культур между злаковыми зерновыми изучались нут, горох, просо, гречиха, кукуруза на силос и сорго на зерносенаж. Все эти культуры предъявляют высокие требования к чистоте полей от сорняков, поэтому размещение их в паровом звене вполне оправдано. Контролем служила яровая пшеница мягкая. Схема опыта показана в таблице 1.

Опыты закладывались в 4-х кратной повторности. Площадь делянки 486 м2, учет-урожайности зерновых проводили комбайном Сампо 500, кормовые учитывали вручную методом пробных , площадок. Для проведения исследований были использованы районированные сорта и гибриды: озимая пшеница Оренбургская 14, яровая пшеница Альбидум 188, нут Краснокутский, горох Чишминский 95, просо Оренбургская 9, гречиха Сумчанка, сорго Волжская 4, кукуруза РОСС 144ТВ.

• По общепринятым методикам проводились следующие наблюдения:

— плотность сложения почвы по методу С.И. Долгова;

- строение пахотного слоя почвы методом капиллярного насыщения патронов с почвой, взятой с ненарушенным сложением;

— влажность почвы термостатно-весовым методом;

. — засорённость посевов определялась количественным и количественно-весовым методом, в фазу кущения (ветвления) и перед уборкой;

- густота стояния растений определялась в фазу полных всходов и перед уборкой на закреплённых площадках накладками площадью 0,25 м2 на сплошных посевах и 0,49м2 - в широкорядных;

— количество корневых и пожнивных остатков определялось через уравнение регрессии, выведенным на кафедре земледелия, по соотношению между урожайностью и количеством растительных остатков (Кислое A.B. и др.; 2003);

- химические анализы почвенных и растительных проб проводились в агрохимцентре «Оренбургский»;

- урожайные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа по Б.А.Доспехову (1985);

— экономическая эффективность рассчитывалась на основе технологических карт по нормативам и расценкам в сопоставимых ценах;

, - энергетическая оценка осуществлена по методике Оренбургского ГАУ (Лухменёв В.П. и др., 1998).

Результаты исследований

Влияние культур и технологии их возделывание на агрофизические свойства почвы

Под ранними яровыми культурами (яровая пшеница, нут, горох) сложение почвы в слое 0*30 см после посева было рыхлым - 1,03 - 1,11 г/см5. Под поздними культурами (просо, гречиха), под которые проводились кроме покровного боронования две предпосевные культивации, показатель плотности сложения был ниже и находился в пределах 1,02 - 1,06 г/см3. Технология, возделывания кукурузы и сорго" предусматривала боронование по всходам и две послойно-поверхностные междурядные обработки, которые оптимизировали сложение почвы, и в обрабатываемом слое даже к концу вегетации культур плотность почвы не превышала 1,08- 1,15 г/см3.'

Во все годы исследований общая пористость пахотного слоя находилась в пределах 56 - 61% и оставалась благоприятной до конца вегетации культур. Объём капиллярных пор, обеспечивающих водный режим почвы, после посева в "1,5 раза превосходил объём некапиллярных пор - для зоны . засушливой степи такое соотношение пор является благоприятным. К уборке соотношение между капиллярными и не капиллярны ми порами увеличилось до 4:1. Однако такое уплотнение почвы не оказывает отрицательного действия на обеспечение корневой системы растений притоком кислорода, > так как из-за дефицита влаш воздух заполняет и капиллярные поры. Даже в благоприятном по увлажнению 2004 году в конце вегетации культур сплошного сева степень насыщения не превысила 25,0 - 31,1% от общей пористости и 22,5.-25,4% - под пропашными культурами.

Водный режим в паровых звеньях в зависимости от подбора культур

Весенние запасы продуктивной влаги как под ранними, так и под поздними яровыми культурами в метровом слое почвы были практически одинаковыми и оценивались как «удовлетворительные», таблица 1. Проведение дополнительной культивации под поздние культуры не повлияло на запас влага — возможное некоторое снижение влаги компенсировалось выпавшими осадками.

Существенные остаточные запасы влага в слое 0 - 100 см наблюдались в посевах яровой пшеницы, гороха, проса и гречихи. Кукуруза, сорго и нут почти полностью израсходовали влагу. Большой расход влаги пропашными культурами можно объяснить продолжительным периодом их вегетации, меньшие запасы влаги в посевах нута связаны со слабой конкурентной способностью этой культуры по отношению к сорнякам.

Коэффициент водопотреблекия находился в тесной зависимости от количества накопленной биомассы, снижаясь по мере её увеличения. Из ранних яровых культур экономнее использовал влагу нут: средний (за 3 года) коэффициент водопотребления у этой культуры составил 1760 м3 на 1т сухого вещества, расход влаги горохом был выше в 1,4 раза. Из поздних культур коэффициент водопотребления гречихи оказался почти вдвое выше, чему проса—соответственно 3206 и 1709 м3/т. У пропашных культур

4. Использование почвенной влаги и атмосферных осадков культурами в паровых звеньях севооборотов (2002-2004 гг.)

п/п Культура Продуктивный запас влаги в слое почвы 0-100 см, мм Осадки за период вегетации, мм Количество израсходованной влаги, мм Урожайность абсолютно сухого вещества, ц/га Коэффициент водопот-реблеиия, м3/т

перед посевом после уборки

1 Пар чёрный-озимая пшеница-яровая пшеница 120,4 ■ 27,5 151 170,6 8,8 1939

2 Пар чёрный-озимая пшенииа-кут 118,7 1А 136 188,3 10,7 1760

3 Пар чёрный-озимая пшешща-горох 121,3 20,3 136 193,2 ■ 7,7 2509

4 Пар чёрный-озимая пшеннца-просо 136,0 15,8 133 186,3 10,9 1709

5 Пар чёрный-озимая пшеница-гречиха 117,3 ' 20,8 133 163,5 5,1 - 3206

6 Пар чёрный-озимая пшеница-кукуруза 117,3 6,1 140 188,9 178 55,4 106 341

7 Пар чёрный-озимая пшеница-сорго ; 120,6 .4,5 140 ' 195,5 106 30,9 ' 184 633

Примечание: по зерновым приведена урожайность зерна, кукурузе и сорго над чертой зеленой массы, а под чертой -сухого вещества

эффективнее использовалась влага кукурузой в сравнении с сорго — 106 против 184 м3 волы на 1 т сухого вещества.

Динамика засорённости в посевах

На черноземах южных Оренбургского Предуралья из малолетних сорняков в основном встречаются поздние яровые — щирица запрокинутая, просо куриное, щетинники; из многолетних преобладают корнеотпрысковые — вьюнок полевой, бодяк щетинистый, молокан татарский, осот желтый.

Наблюдения за засоренностью показали (рис. 1), что в период всходов общая численность сорняков была выше в посевах ранних яровых культур, а многолетних - у 'кукурузы. К концу вегетации на вариантах с большой плотностью сорняков количество малолетников снизилось за счет взаимного угнетения и подавления хорошо развитыми .культурами. Засоренность многолетними сорняками возросла в посевах всех изучаемых культур.

Несмотря на близость к пару, степень засоренности поздних яровых культур многолетними сорняками была, высокой — 3-4 балла, а к уборке возросла до 4-5 баллов. Этот факт указывает на то, что высокий эффект в борьбе с сорняками может быть достигнут при интегрированной защите от сорняков, включающей, наряду с механическими и биологическими мероприятиями, также использование гербицидов.

Оценка паровых звеньев по воспроизводству органического вещества в почве

Влияние сельскохозяйственных культур на режим органического вещества зависит от биологических особенностей, технологии возделывания, урожайности,. почвен но- климатических условий и поэтому требует уточнения путем проведения собственных зональных исследований.

Как видно из таблицы 2, во всех паровых звеньях органика пополнялась за счет разбрасывания соломы озимой пшеницы, а в севооборотах 1,2,3,5 яровой- пшеницы - второй культуры после пара. Общее поступление органического вещества в пахотный слой на этих вариантах составило 4,70; 3,45; 5,23; и 7,16 т/га соответственно. Максимальное количество органики поступило в почву с биомассой гречихи, минимальное — у нута, что связано с величиной биомассы побочной продукции, а также пожнивных и корневых остатков.

После уборки-проса, кукурузы и сорго органическое вещество в почву поступало лишь за счет пожнивных и корневых остатков.

Наряду с количеством растительных остатков важное значение имеет их химический состав. Наибольшее количество азота поступило в почву с соломой гороха и гречихи - 24,7 и24Д кг/га, таблица 3. Общее поступление этого элемента с соломой, пожнивными и корневыми остатками гороха в 1,7 раза больше, чем у пшеницы и гречихи, а фосфора, наоборот, поступает меньше с побочной продукцией нута и гороха. Наибольшая биомасса соломы у гречихи-21,8 ц/га против 11,6-14,5 ц/га у нута, яровой пшеницы и гороха-отсюда и максимальное количество калия возвращается в почву с побочной продукцией этой культуры, так как именно в соломе сосредотачивается 7080% потребляемого калия.

2. Поступление органического вещества в почву в различных паровых звеньях севооборотов {абсолютно сухое вещество)

Поступление органики в почву, ц/га

• № Культура в том числе ,

поля всего солома пожнивные остатки корневые остатки

1-2 Черный пар -озимая пшеница 92,1 60,4 15,4 - 16,3

Яровая пшеница (контроль) 47,0 14,0 5,5 27,5 ,

Нут 34,5 11,6 5Л 17,7

Горох 52,3 14,5 4,3 33,5

3 Просо 48,4 - 9,2 39,2

Гречиха 71,6 21,8 8,2 , 41,6

Кукуруза на силос 45,5 17,5 * ' 28,0

Сорго на зерносенаж 44,6 - 5,8 38,8

Солома является энергетическим материалом для почвенных микроорганизмов, которые преобразуют ее в различные промежуточные продукта разложения, служащие в процессе минерализации источником питательных веществ для растений.

В результате исследований нами установлено, что с биомассой соломы яровой пшеницы в почву возвращается 14 кг/га азота, 3,8 кг фосфора и 15,8 кг калия, гречихи — соответственно 24,4; 3,7 и 65,2 кг/га, гороха- 24,7; 3,0 и 31,3 и нута- 13,0; 2,8 и 25,8 кг/га.

Урожайность я её структура у различных культур паровых звеньев Итоговым оценочным показателем эффективности возделывания культур является урожайность. Учитывая различную направленность использования вторых культур паровых звеньев, урожайность приведена в натуральном выражении к по сухому зеществу (таблица 4),

Фаза кущения (ветвления)

5

ш ¿е I-

э

I

о. о о

100,2

Нрйвэя . Гсрох Г^осо Гречиха Кукуруза Сорго

тшмица

Ш .

X

о. о и

100 :

Перед уборкой

Яровая ну! Горок [Ъосо Гречиха Кукуруза Сорю

О об нее количество сорняков Э коодество многолетних сорняков

Рис, 1 Засорённость полевых культур, среднее за 2002-2004 гг.

3. Поступление в почву макроэлементов с соломой и растительными остатками полевых культур (кг/га)

в среднем (2002-2004 гг.)

Культура Солома Пожнивные остатки Корневые остатки Общее поступление макроэлементов

азот фосфор калий азот фосфор калий азот фосфор калий азот фосфор калий

Яровая пшениц а 14,0 3,8 15,8 6,3 1,5 3,7 ' 47,6 12,4 19,8 67,9 17,7 39,3

Нут 13,0 2,8 25,8 5,8 1,1 9,0 34,9 7,3 15,6 53,7 ИЛ 50,4

Горох - 24,7 3,0 зи 7,3 1,0 4,4 58,3 9,4 26,5 90,3 13,4 62,2

Просо ■ - - - 8,6 2,3 17,1 64,7 16,5 33,7 73,3 18,8 50,8

Гречиха 24,4 3,7 65,2 6,1 1,9 31,4 57,8 15,4 . 41,2 88,3 21,0 137,8

Кукуруза - - - 13,5 6,3 24,7 38,6 10,6 28,0 52,1 16,9 52,7

Сорго - - - 3,0 1,0 8,6 43,1 7,0 35,3 46,1 8,0 43,9

4. Урожайность вторых культур в царовых звеньях (2002-2004 гг.)

Культура Урожайность, ц/га

натурального корма абс. сухого вещества

2002 2003 2004 средняя 2002 2003 2004 средняя

Яровая пшеница И,7 14,0 5,7 10,5 9,5 12,0, 4,9 3,3

Нут 11,4 17,5 12,5 9,8 7,3 15,0 10,7

Горох 6,8 10,1 10.1 9,0 5,8 8,7 8,7 7,7

Просо 5,1 23,6' 9,2 12,6 4,4 203 7,9 10,9

Гречиха .3,0 4,3 10,4 5,9 2,6 3,7 8,9 5,1

Кукуруза 74,8 106,0 353,0 178,0 22,2 36,0 107,9 55,4

Сорго 18,0 69,0 232,0 106,0 4,8 31,1 55,8 30,9

Наименьшая существенная разность (ц) 1,54 4,94 3,07

2002 год был неблагоприятным для ранних яровых культур вследствие очень низких температур в мае и июне, но ещё больше - из-за высоких температур и отсутствия осадков в июле. Относительно высокий урожай в таких погодных условиях оыл сформирован нутом — 9,8 ц/га, он оказался в 1,7. раза выше урожайности гороха. Урожайность зерна яровой пшеницы составила 9,5 ц/га. На урожайности поздних теплолюбивых культур особенно негативно сказалась холодная весна, она задержала рост и развитие этих культур. У кукурузы урожайность зеленой массы колебалась в пределах 65,778,6 ц/га, а сухого вещества - 19,6-23,3 ц/га. Урожайность сорго была ешё Ниже: зелёной массы 13,2-22,9 и/га, сухого вещества 3,5-6,3 ц/га. Несмотря на низкие показатели урожайности проса и гречихи — 4,4 и 2,6 ц/га, просо подтвердило характеристику её как засухоустойчивой культуры в сравнении с гречихой.

Погодные условия 2003 года, как и предыдущего, вследствие холодной весны сложились неблагоприятно для наиболее теплолюбивых культур -кукурузы и сорго: урожайность зелёной массы кукурузы в среднем по опыту составила 106 ц/га, сорго 69 ц/га. по сухому веществу различия в урожайности этих культур 5ыли меньше - 36,6 и 31,1 ц/га соответственно. Высокую урожайность обеспечило просо - 23,6 ц зерна с I га, урожайность гречихи оказалась наименьшей среди всех изучаемых культур - 3,4 ц/га. Горох по урожайности прегпошёл нут на 1,6 ц/га (10,1 против 8,5 ц/га). Среди

ранних яровых культур наибольшую урожайность дала яровая пшеница — 14 цс 1 га.

Погодные условия 2004 года сложилась благоприятно для поздних яровых культур — кукурузы и суданской травы летнего срока посева, урожайность зелёной массы которых была в пределах 345,7-358,1 и 230,8232,4. ц/га, а сухого вещества 104,1-111,6 и 51,0-60,6 ц/га (приложение 24). Просо и гречиха сформировали практически равную урожайность, так как различия в их урожайности оказались статистически недостоверными. Преимущество нуга над горохом в урожайности было значительным: прибавка составкда73,3% к урожайности гороха. Низкой была урожайность яровой пшеницы,- 5,7 ц/га. Для яровой пшеницы я гороха отрицательное воздействие оказало отсутствие осадков в начале вегетации и особенно во время налива зерна, когда усиливалась жаркая погода. Нут значительно легче перенёс засуху в июне.

Как видно из приведённых данных п<} урожайности, продуктивность сельскохозяйственных культур зависела от сложившихся погодных условий и их соответствия биологическим особенностям растений в течение всей их вегетации.

В среднем за 3 года урожайность зерна гороха составила 9,0 ц/га, с колебаниями по годам от 6,8 до 10,1 ц/га, по нуту соответствующие данные составили 12,5 ц/га, с колебаниями от 8,5 до 17,5 ц/га. Нут превосходил горох в засушливые годы. В среднем за 3 года нут обеспечил превышение урожайности зерна в сравнении с горохом на 3,5 ц/га. Следует отметить и то, что в отличие от гороха растения нуга имеют прочный неполегающий стебель высотой до 50-60 см, нижние бобы прикрепляются на высоте 28-35 см, поэтому он хорошо убирается комбайном. Созревает нут дружно, бобы при созревании не растрескиваются, как это наблюдается у гороха.

Из крупяных культур заметное превосходство имеет просо — оно оказалось вдвое продуктивнее гречихи. Гречиха очень сильно подвержена отрицательному воздействию высоких температур в Период цветения, что наблюдалось в течение двух лет из трёх (2002 и 2003 годы).

' .Яровая пшеница уступала по урожайности зерна нуту и просу не только из-за засушливой погоды в период кущения, но и из-за повреждения посевов листовой ржавчиной и эихебным жуком-кузькой.

Наиболее продуктивными культурами по сбору сухого вещества являются кукуруза и сорго. Превосходство их обусловлено не только высокой засухоустойчивостью, но и тем, что в урожай включены как основная (зерно), так и побочная продукция - листосгебельная масса.

, Задачей исследования предусматривалось также определение эффективности азотных удобрений при использовании соломы озимой пшеницы (таблица 5).

Влияние азотных удобрений при использовании соломы озимой пшеницы было заметным во все годы исследований на кукурузе - средняя прибавка составила 5,56 ц/га сухой биомассы. На сорго эффект был отрицательным —снижение урожая в сравнении с фоном И2о -1,53 ц/га.

5. Эффективность азотных удобрений при использовании соломы озимой пшеницы под вторые культуры парового звена

№ п/п Культура (фактор Л) Фон удобрения при оставлении соломы (фактор В) Урожайность абсолютно сухого вещества, и/га Эффективность ±ц/га

по годам средняя

2002 2003 2004

1 Яровая пшеница 6,22 9,52 . 4,28 .6,67

. '9,52 12,02 4,90 8,81 +2,14

2 Нут 0 9,90 7,28 12,60 9,93

'^20 9,50 7,28 15,00 10,69 +0,76

3 Горох 0 4,93 7,80 5,98 6,24

5,55 8,70 8,80 7,68 +1,44

4 Просо ■ 0 4,22 13,83 , 8,38 8,81

^20 - 4,40 20^3 7,90 10,88 +2,07 .

5 , Гречиха 0 2,08 4,82 6,95 4,62

2,60 3,72 8,90 5,07 +0,45

6 Кукуруза 0 19,95 30,78 97,98 49,57

22,20 36,00 107,20 55,13 +5,56

7 Сорго 0 5,43 39,17 51,72 32,11

лг20 4,80 31,10 55,83 30,58 -1,53

НСРм,ц/га: по фактору Л 1,03 2,54 1,89

по фактору В 0,55 1,36 1,0)

взаимодействия АВ 0,55 1,36 1,01

Положительное действие внесения Л^ на урожайность гречихи и нута проявилось только во влажном 2004 году, на просе только в 2003 году, но при этом увеличение урожайности зерна проса за счёт составило 47%.

В итоге высокую отзывчивость на внесение азотных удобрений в норме 20 кг/га д.в. показали кукуруза - прибавка по годам колебалась от 2,25 до 9,22 ц/га, и яровая пшеница — существенная прибавка получена в два года из трёх лет исследований.

Продуктивность и качество урожая по культурам

При оценке культур различной направленности использования важное значение имеет комплекс показателей, характеризующих их кормовую ценность: сбор кормовых единиц, переваримого протеина, условных кормопротеиновых единиц, а также количество обменной энергии.

Выход кормовых единиц находился в прямой зависимости от урожайности. Как и следовало ожидать, максимальный сбор кормовых единиц был у кукурузы - 36,] ц, сорго — 21,3 ц и проса —21,2 цс 1 га, так как в урожай кормовых культур включена вся листостебельная масса, а у проса -зерно и. солома (таблица б). Ранние яровые культуры по мере снижения выхода кормовых единиц располагались в ряду: нут - яровая пшеница — горох. <;

Сбор переваримого протеина был практически равным у кукурузы и нута, хотя урожайность сухой биомассы нута была ниже в пять раз. Всего на 0,24 ц/га был меньше выход лере варимого протеина у гороха в сравнении с сорго, превосходившим горох по сбору кормовых единиц в 2 раза. Несмотря на то, что обеспеченность одной кормовой единицы переваримым протеином у нута незначительно отличается от этого же показателя у гороха, более, высокая урожайность нута позволила получить с 1 га 2,48 ц переваримого протеина против 1,71 ц у гороха.

Гречиха имела самые низкие показатели ло сбору кормовых единиц, переваримого протеина, кормопротеиновых единиц и обменной энергии.

Максимальное значение обменной энергии отмечено у кукурузы, сорго и проса - соответственно 55,40; 32,60 и 26,69 ГДЖ/га.

По обеспеченности переваримым протеином одной кормовой единицы нут и горох в 2-2,5 раза превосходили кукурузу и сорго. Несмотря на заметный проигрыш в сборе сухой биоМассы, тем не менее для сбалансирования рационов по белку возделывание гороха и нута несомненно выгодно. ; Известно, что несбалансированность кормовых рационов по протеину приводят к перерасходу кормов и удорожанию животноводческой продукция.

Сравнительная продуктивность различных паровых звеньев севооборотов

Продуктивность различных звеньев севооборотов складывается из урожайности озимой пшеницы, составившей в среднем за три года исследований 18,5 ц/га и урожайности культур в третьем поле после озимой пшеницы, "которая и определила разницу при оценке звеньев (табл. 7),

6. Продуктивность и кормовое достоинство вторых культур парового звена (2002-2004 гг.)

Культура Сбор с 1 га Обеспеченность 1 к. ед. переваримым протеином, г.

абс. сухое вещество,« корм. ед„ ц перева-. рим. про- ' теина, ц КПЕ, ■ ц обменной энергии, гдж

Яровая пшеница ад 12,5 1,16 10,30 10,60 93,4.

Нут 10,7 15,3 2,48 17,12 13,20 162,3

Горох 7,7 10,8 1,71 11,94 9,43 158,3

Просо 10,9'* 16,9 13Л 8,3 Ш 0,66 10,46 7,35 13,24 13,45 84,6 81,2

Гречиха 5,1 5,6 0,44 4,32 5,91 78,5

Кукуруза - 55,4; 36,1 2,59 39,00 55,40 63,9

Сорго 30,9 21,3 1,95 24,52 32,60 74,1

*.' Примечание; над чертой - основная продукция проса, под чертой — побочная.

По сбору сухого вещества, кормовых единиц, переваримого протеина н стоимости продукции лучшим было звено пар чёрный — озимая пшеница ~ кукуруза - и сравнении с контролем (пар чёрный - озимая пшеница - яровая пшеница мягкая) указанные показатели были выше в 2,9; 1,7; 1,5 н 1,4 раза. Близкие значения имели показатели продуктивности в звеньях пар чёрный — озимая пшеница - сорго и пар чёрный - озимая пшеница — просо. Во всех этих звеньях солома озимой пшеницы заделывалась в почву с одновременным внесением азотных удобрений из расчета 20 кг/га д.в., а в урожай волочены вся лисгостебедьная масса кукурузы и сорго н солома проса, что наряду с засухоустойчивостью и адаптационными возможностями * культур обеспечило превосходство этих звеньев.

Остальные четыре звена уступали по продуктивности, но запашка побочной продукции вторых культур вместе с соломой озимой пшеницы обеспечила дополнительное поступление в почву органического вещества, что имеет важное значение для сохранения плодородия почвы и урожайности последующих культур.

7. Продуктивность паровых звеньев (2002-2004 гг.)

севооборота Звено севооборота Получено на 1 га севооборотной площади, ц Стоимость продукции, руб./га

зерна сухой биомассы кормовых единиц переваримого протеина

1 Пар чёрный - озимая пшеница-яровая пшеница мягкая 28,8 24,7 32,9 . 3,10 12672

2 Пар чёрный - озимая пшеница - нут 31,0 26,6 35,7 4,42 13765

3 Пар чёрный - озимая пшеница- горох 27,5 23,6 ' 31,2 3,65 12190

4 Пар чёрный - озимая пшеница - просо 31,1 43,7 41,6 3,71 15025

5 Пар чёрный - озимая пшеница - гречиха 24,4 21,0 26,0 2,38 11680

6 Пар чёрный - озимая пшеница - кукуруза 18,5 71,3 56,5 4,53 ■ 17165

7 Пар черный - озимая пшеница - сорго 18,5 46,8 41,7 3,89 13465

„ьН.,,

7. Продуктивность паровых звеньев (2002-2004 гг.)

№ севооборота Звено севооборота Получено на 1 га севооборотной плотцади, ц ... Стоимость продукции, руб./га

зерна сухой биомассы кормовых единиц пере варимого ■ протеина

1 Пар чёрный - озимая пшеница - яровая пшеница мягкая 28,8 24,7 ■ 32,9 3,10 12672

2 Пар чёрный - озимая пшеница — нут 31,0 26,6 35,7 4,42 13765 .

3 Пар чёрный - озимая пшеница - горох 27,5 ' ' 23,6 "'■" ' 31,2 3,65 12190

4 Пар чёрный - озимая пшеница- просо 31,1 43,7 41,6 3,71 15025

5 Пар чёрный - озимая пшеница - гречиха 24,4 21,0 26,0 2,38 1)680

6 Пар чёрный - озимая пшеница - кукуруза 18,5 71,3 56,5 4,53 17165

1 Пар чёрный - озимая пшеница - сорго 18,5 46,8 41,7 3,89 13465

Экономическая и энергетическая продуктивность паровых звеньев в зависимости от подбора культур

Экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы и следующих за ней стгорых культур парового звена рассчитана на основании технологических карг В ценах 2004 года. При экономической оценке были приняты во внимание следующие показатели: урожайность зерна, зелёной массы кукурузы и зерносенажа сорго, сбор кормовых единиц, стоимость продукции, произведённые затраты в рублях и человеко-часах, расчётная себестоимость, чистый доход и рентабельность.

Из зерновых культур наибольшие производственные затраты приходятся на озимую пшеницу, возделываемую по чистому пару (табл. 8). В то же время, благодаря высокой урожайности, её себестоимость на 24,8% ниже себестоимости яровой пшеницы, а рентабельность производства зерна выше на 68,8%. По этой же причине производственные затраты на 1 ц зерна нута на 51,6 руб. ниже, чем у гороха, хотя в целом производство зернобобовых обходится дороже в связи с большим расходом семян и их стоимостью. Однако использование их для балансирования рационов по белку несомненно выгодно, учитывая значительный дефицит пере варимого протеина и перерасход кормов в связи с этим.

Самую низкую себестоимость 1 ц кормовых единиц обеспечивает кукуруза на силос - 97,1 руб., у сорго этот показатель выше на 30,8 руб./ц.

Из крупяных в центральной зоне Оренбуржья выгоднее выращивать просо - единица продукции этой культуры почти вдвое дешевле чем гречихи (184,6 руб, против 361,5 руб. за 1 ц гречихи), показатели рентабельности производства зерна этих культур составили соответственно 166,9 и 65,9%.

Затраты труда на 1 га в чел.-час. были наибольшими у озимой пшеницы по чёрному пару и пропашных культур - кукурузы и сорго. Из яровых зерновых наибольшие затраты на I га наблюдались у проса, но если провести сравнение трудовых затрат на единицу продукции, то выходит, что они в 1,35 раза ниже, чем при возделывании гречихи.

Максимальную прибыль обеспечивает озимая пшеница — 3992,0 рубУга, хорошие экономические показатели у кукурузы и проса: условный чистый доход от возделывания этих культур составил соответственно 3715,0 и 3883,3 руб. на 1 га.

Наряду с экономической всё большее значение в современном земледелии приобретает энергетическая оценка, позволяющая сопоставить энергию, накопленную в урожае, с совокупной энергией, затраченной на его производство.

В среднем за 3 года (таблица 9) совокупные затраты энергии на возделывание крупяных культур были в 3,6-4,8 раза меньше в сравнении с затратами на выращивание яровой пшеницы, что связано с меньшим расходом семян, особенно просп. Поэтому среди культур сплошного сева максимальное значение энергетического коэффициента — 5,07 единиц — соответствовало варианту, где высевалось просо.

8. Экономическая эффективность различных паровых звеньев севооборотов (2002-2004 гг.)

№ поля сево- Культура Выход с 1 га, ц Производстве иные затраты на Затраты труда Стоимость валовой продукции на 1 га, руб. Условный чистый Рентабель-

обо- ОСНОВ- кормо- на 1 га, доход ность,

рота НОЙ продукции вых единиц 1 га 1 Ц чел.-час. зерно корма всего на I га, руб. %

1-2 Озимая пшеница 18,5 20,4 3408,0 1842 4,57 7400 - / 7400 3992,0 117,1

Яровая пшеница 10,3 12,5 2216,4 211,1 2,86 4120 - 4120 1903,6 85,5

Нут 12,5 15,3 2693,2 215,5 3,02. 5625 5625 2931,8 108,9

Горох 9,0 10,8 2403,6 267,) 2,91 4050 - 4050 1646,4 68,5

3 Кукуруза на силос (сухое вещество) 44,0 36,1 3505,0 97,1 5,18 - . 7220 7220 3715,0 106,0

Сорго на зерносенаж (сухое вещество) 25,7 213 2723,9 127,9 4,50 - ' 4260. 4260 1536,1 56,4

Гречиха 5,9 5,6 ■2132,7 361,5 3,05 3540 - 3540 1405,7 65,9

Просо 12,6 ■ 21,2 2326,7 184,6 4,83 4860 1350 6210 3883,3 166,9

"л "21

9. Энергетическая эффективность возделывания полевых культур ; (среднее за 2002-2004 гг.)

ЛЁ севооборота Культура Накопленная энергия, МДж/га Затраченная энергия, МДж/га Энергетический коэффициент

1-7-1 Озимая пшеница по черному пару 21176 22020 0,96

1 « Яровая пшеница 11598 10907 1,06

2 : Нут - 17200 14213 1,21

3 Горох 12763 13547 0,94

4 ' Просо 30778 6070 5,07

5 ' Гречиха 6186 7135 0,87

6 5 . Кукуруза 52345 9409 5,56

. 7 ■ Сорго 30885 8028 3,85

-Наибольшие затраты энергии наблюдались у зернобобовых культур, так как их весовая норма высева была наивысшей. Только по нуту накопленная' энергия превысила энергозатраты, по гороху коэффициент энергетической эффективности был меньше единицы.

Максимальное преимущество по трансформации энергии в урожае имела кукуруза - энергетический коэффициент составил 5,56.

Выводы

1. Возделывание в качестве разделительных культур между озимой и яровой^ пшеницами растений других семейств способствует улучшению фитосан[парного состояния посевов и повышению продуктивности паровых звеньев.

2. Среди вторых культур по пару, высеваемых после озимой пшеницы, наиболее продуктивными являются кукуруза на силос, зерновое сорго и просо, накапливающие соответственно 55,4; 30,9; и 21,3 и/га сухого вещества и 36,1; 21,3 и 21,2 ц/га кормовых единиц.

3. Несмотря на близость к пару, степень засоренности посевов поздних яровых' культур (проса, гречихи, кукурузы, сорго) более высокая по сравнению с ранними: в начале вепггацил она составляет 3-4 балла, а перед .уборкой — 4-5 баллов. В посевах ранних яровых (яровой пшеницы, нута, гороха) ~ малолетние сорняки угнетаются возделываемой культурой, засоренность многолетниками от начала вегетации к уборке возрастает с 2 до 3 баллов.

4. По величине коэффициента водопотребления изучаемые культуры можно расположить в следующей последовательности в убывающем порядке; гречиха - горох - яровая пшеница — нут — просо - кукуруза.

Коэффициент водопотребления гречихи в 1,9 раза выше, чем у проса (3206 против 1709 м3/т). Кукуруза на единицу сухого вещества расходует влаги в

1,8 раза меньше, чем сорго - 106 и 184 м3/г соответственно.

5. Внесение в почву соломы озимой пшеницы в сочетании с азотными удобрениями на 85 — 90% компенсирует минерализацию гумуса в паровом поле. Побочная продукция. яровой пшеницы, гороха, нута и гречихи обеспечивает новообразование гумуса от 0,3 до 0,5 т/га в год.

6. С биомассой соломы нута, яровой пшеницы, гороха и гречихи возвращается в пахотный слой почвы 13,0 - 24,7 кг/га азота, 2,8 -'3,8 кг фосфора и 15,8-62,2 кг/га калия.

7.; Наибольший урожай зерна обеспечивает просо — 12,6 ц/га, которое вдвое продуктивнее гречихи. № зернобобовых максимальный урожай зерна получен у нута - 12,5 ц/гл. По гороху недобор зерна в сравнении с нутом составляет 3,5 ц/га. Среди кормовых культур кукуруза продуктивнее сорго в . 1,8 раза.

8. Традиционное в области звено пар чёрный — озимая пшеница — яровая ' пшеница (контроль) позволяет получить с 1 га 24,7 ц сухой биомассы, 32,9 ц кормовых единиц, 3,1 ц переваримого протеина и 12672 рубля. Замена второй культуры по пару (яровой пшеницы) кукурузой повышает указанные показатели по звену в 2,9; 1,7; 1,5 и 1,3 раза соответственно. Просо и сорго обеспечивают близкие значения продуктивности звена, однако просо позволяет выручить за продукцию с 1 га на 1560 рублей больше. Хороший сбор переваримого протеина обеспечивает звено пар черный — озимая пшеница - нут - 4,42 ц/га, «а контроле выход протеина ниже на 42,6%.

9. Максимальное преимущество по трансформации энергии в урожае имеет кукуруза - коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) составил 5,56. Среди культур сплошного сева максимальное значение КЭЭ -5,07 соответствует просу, что связано с меньшим расходом семян и высокой продуктивностью культуры. Низкий КЭЭ у зернобобовых культур, так как их весовая норма высева была наивысшей,

10. Экономически более выгодными из вторых культур паровых звеньев являются кукуруза и просо - рентабельность выращивания их составила 157,5 и 195,9%. Самая низкая себестоимость ! т кормовых единиц у кукурузы и сорго - соответственно 971 и 1279 рублей. Худшие экономические показатели у яровой пшеницы, нуга, гороха и гречихи, однако не учтенная при экономической оценке I т соломы этих культур по гумификации, равноцешш 2,8 т навоза. Она остаётся в поле и обеспечивает экономию затрат на внесение органики в размере 1317 рублей.

Рекомендации производству

1. С целью улучшения фитосаинтарпого состояния посевов и повышения продуктивности паровы* зпепг-ег в качестве разделительных культур между озимой н яровой пшеницами следует размещать кукурузу на силос, сорго на ■зерносенаж, просо на зерно.

; 23

2. Для воспроизводства почвенного плодородия необходимо оставлять в поле малоценную в кормовом отношении побочную продукцию зерновых культур, значимость которой возрастает в связи с дороговизной минеральных удобрений и большими затратами на внесение навоза.

Список опубликованных работ «о теме диссертации

1, Омельченко П.Н. Продуктивность паровых звеньев севооборотов на Южном Урале // Сб.: Региональная нзучно-прахт. конф. молодых ученых и специалистов. 43 -Оренбург, РНК ГОУ ОГУ- 2004.- С.72-73.

2. Долматов А.П., Омельченко П.Н., Каракулев В.В, Продуктивность гороха и нута после озимой пшеницы по чёрному пару в Оренбургской области // Молодые учёные в решении региональных проблем АПК: Сб. Научных1 трудов Межрегиональной нзучн.-пракх. конф. молодых учёных Приволжского федерального округа. - Самара, 2004. - С. 48-49.

3. Каракулев В.В., Омельченко П.Н. Сравнительная оценка различных паровых звеньев севооборотов по продуктивности и накоплению органического вещества в почве // Земледелие, 2005. -№6. - С. 22-23.

4, Омельченко П.Н. Срлшшюльная продуктивность зернобобовых культур -на черноземе южном Оренбургского Предураяья // Материалы региональной научно-практ. кон0»- молодых учёных и специалистов Оренбургской области. 4.1.-Оренбург: ИПКГОУ ОГУ.-2005.-С. 181-182.

На правах рукописи

Омельченко Петр Николаевич

Продуктивность и плодородие почвы в различных паровых звеньях севооборотов на черноземах южных Оренбургского Преду рал ья

Специальность Об.01.0» - общее земледелие

Актореферат

диссертации па соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Печ. Листов ]. Тираж 100 экз. Заказ № 128 Формат 60x90/16

Издат. Центр ВНИИМС. 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29