Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНЬЕВ СЕВООБОРОТОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ НАСЫЩЕНИЯ БОБОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНЬЕВ СЕВООБОРОТОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ НАСЫЩЕНИЯ БОБОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ"



СОБОЛЕВ Сергей Викторович

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНЬЕВ СЕВООБОРОТОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ НАСЫЩЕНИЯ БОБОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

Специальность: 06.01,01,-«Обще«земледелие»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2007

Диссертационная работа выполнена в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны в 2003-2005 гг.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кирднн Владимир Филиппович.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Федорищев Виктор Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук Верещак Михаил Владимирович.

Российский Государственный аграрный заочный университет (РГАЗУ).

Защита состоится « мял 2007 года в (530 часов на заседании диссертационного совета Д 006.049.0t в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны по адресу: 143026, Московская обл., Одинцовский район, р.п. Новоивановское, ул. Калинина д. I.

Автореферат разослан «в^У » года

Ученый секретарь диссертационного совета

У;

Мерлликин А.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Стремление к улучшению качества растениеводческой и животноводческой продукции, свободной от избыточного накопления вредных примесей тяжёлых металлов, продуктов метаболизма азота н других агрох имикатов, а также дороговизна и отсутствие широкого ассортимента и достаточного количества промышленных минеральных удобрений, низкий выход навоза, обусловленный резким спадом поголовья КРС, подвигает отечественных сельхозтоваропроизводителей к освоению приёмов биологического земледелия, основанного на повышении роли биологического азота в формировании урожайности возделываемых культур.

В связи с этим особую актуальность и новизну представляет комплексное изучение в севообороте при возделывании новых сортов сельскохозяйственных культур, как способов основной обработки почвы и систем удобрения, так н приёмов биологизации земледелия, позволяющих дать наиболее полную и научнообоснованную оценку влияния их на продуктивность культур и состояния плодородия зональных почв.

Цели и задачи исследований. Целью исследований является совершенствование технологий возделывания зерновых и зернобобовых культур в зерно-паровых звеньях биологизированных севооборотах, с различным уровнем накопления биологического азота в системе адаптивно-ландшафтного земледелия и решения в згой связи следующих задач:

- изучить влияние приёмов биологизации земледелия и систем удобрения на урожайность и качество зерна озимого тритикале, яровой пшеницы и пелюшки в зависимости от различных способов основной обработки почвы;

выявить влияние приёмов биологизации земледелия, способов почвообработки и систем удобрения на плотность сложения пахотного слоя почвы и её биологическую активность;

- определить направленность изменения агрохимических показателей пахотного слоя под влиянием 1стем

удобрения и почвообработки;

- дать балансовую, энергетическую и экономическую оценку изучаемым приёмам.

Научная новизна. Впервые для условий ЦРНЗ в одном полевом эксперименте проведено комплексное изучение влияния приемов биологизации земледелия и агротехнических факторов на урожайность новых сортов зерновых и зернобобовых культур, продуктивность пашни, качественные показатели получаемой продукции и воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв. Показано, что использование в зернопаровом звене севооборота люпина на сидерат и включение зернобобовой культуры позволяет, за счет усиления накопления биологического азота, значительно повысить продуктивность пашни, экономическую и биоэнергетическую эффективность возделывания культур.

Практическая значимость. Исследованиями доказано, что при возделывании в б иол оптированных севооборотах новых сортов озимого тритикале и пелюшки высокий уровень урожайности, достигался на органо-минеральных системах удобрения без внесения минерального азота.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-технических советах технологического центра по земледелию в НИИСХ ЦРНЗ (Москва 2003,2004).

Структура н объём работы. Диссертация изложена на 133 листах машинописного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству, списка литературы, включающего 164 наименования (из них 28 иностранных) и приложения.

УСЛОВИЯ II МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Условия проведения опыта. Исследования проводились в 2003*2005 гг. в стационарном полевом опыте НИИСХ ЦРНЗ на дерново-подзолистой среднесу глинистой, средне окультурен ной почве со следующей агрохимической характеристикой: содержание гумуса по Тюрину - 1,88-1,91% по Кирсанову Р;05 -152-200 мг/кг, К20 - 55-82 мг/кг, рН 5,6-5,8, Нг 2,60 мг-экв/100 г.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были различные. За трехлетний период проведения исследований (2003-2005 гг.) по сумме осадков наиболее влажными были 2003 и 2004 годы (741 и 786 мм), 2005 год но этому показателю приближался к среднемноголетней величине - 688 мм против 651 мм соответственно. Во все годы распределение осадков по месяцам было неравномерным. В 2005 году основное количество их приходилось на начало вегетации, что отрицательно сказалось на сроках сева яровых зерновых культур и величине их урожая. В течение всех лет исследований среднегодовая температура воздуха превышала среднюю многолетнюю на 0,8-1,7°С и составляла 5,0-5,9°С против 4,21>С по норме.

Методика исследований и схема опыта. В опыте изучались следующие факторы:

Л: зернотравяные севообороты с разным насыщением бобовыми культурами I .Севооборот с 50%бобовых культур.

Занятый люпиновый сидеральный пар — озимое тритикале — зернобобовые — ячмень + многолетние бобовые травы (клевер+люцерна) - мн. бобовые травы I г.п, — мн. бобовые травы 2 г.п, — озимая пшеница — овёс. 2.Севооборот с 25% бобовых культур

Занятый сидеральный пар (горчица) - озимое тритикале - яровая пшеница -ячмень + мн. травы (клевер+люцерна+тимофеевка) - травы 1 г.п. - травы 2 г.п. -оз. пшеница —овёс. В: Системы удобрения

1 .Органическая с применением только органических удобрений (сидерат). 2.0ргано-минеральная с применением органических и фосфорно-калийных минеральных удобрений (скдераг+- РИ1Кбо)

3.Органо-минеральная с применением органических и минеральных (ЫРК) удобрений (сидерат+МбоРьоКм)-С: Системы основной обработки почвы 1, Ежегодная вспашка.

2. Комбинированная - с чередованием глубокой обработки на 27-30 см специальными почвообрабатывающими орудиями для заделки сидератов в нижнюю часть пахотного горизонта и мелких разноглубинных обработок почвы.

й: Применение биологических препаратов

1. Без применения препаратов.

2. С применением биологических препаратов (рибав, экстрасол).

Для характеристики биологической активности почвы проводились наблюдения за интенсивностью дыхательных процессов (продуцирование почвой СО}) и ферментативной активностью.

Продуцирование почвой СОг определяли по Штатнову (1952). .Для характеристики ферментативной активности почвы проводилось определение активности ферментов л ол нфеноло кс идазы и пероксидазы по Корягиной.

Из агрофизических свойств почвы изучались плотность сложения в пределах пахотного слоя по горизонтам 0-10, 10-20 и 20-30см., два раза за вегетацию. Определение проводили объем но-весовым методом буром Некрасова в модификации МИИСХ ЦРНЗ.

Учет урожая-сплошной поделяночный, комбайном 5ашро130. Общая площадь делянки 144м2 , ловторность 4-х кратная, расположение делянок систематическое.

В растительных образцах определяли содержание азота — ГОСТ 50466-93, фосфора - ГОСТ 26657-97, калия - ГОСТ 30504-97, сырой белок в зерне тритикале и яровой пшеницы — умножением содержания общего азота на 5,7, в зерне пелюшки - на 6,25,

Агрохимические свойства почвы определяли по общепринятым методикам: гумус по Тюрину в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26213-91, рН потенциометрнчески, ГОСТ 265483-85, Нг по Каппену, ГОСТ 26212-84, подвижный фосфор и обменный калий по Кирсанову, ГОСТ 26207-84, Математическая обработка результатов учета урожаев проводилась по

методике Б.А.Доспехова (1979), Экономическую эффективность изучаемых агроприемов го Базарову и Глинке (1983).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Урожайность озимого тритикале. Нашими исследованиями установлено, что в зависимости от изучаемых факторов более высокий уровень урожайности тритикале обеспечивался при посеве по люпиковому пару. В среднем по этому предшественнику урожайность составляла 44,3 ц/га Использование в качестве предшественника горчичного пара достоверно (на 2,5ц/га или на 6%) снижало величину ее до 41,8 ц/га (табл 1).

По обоим предшественникам наибольшая урожайность обеспечивалась на вариантах комбинированной обработки почвы, урожайность зерна по не бобовому предшественнику составила в среднем 44,0ц/га, по люпину - 46,1 ц/га, что было соответственно на 4,3 и 3,6и/'га (11,0 и 8,0%) выше, в сравнении с обычной отвальной вспашкой. Обработка семян тритикале биологическим препаратом не оказала существенного влияния на урожайность зерна в звене с горчицей на сидерат, А при возделывании его по люпиновому пару этот агроприем вызывал снижение урожая в среднем по биопрепарату с 45,4 до 43,2ц/га, или на 2,2ц/га (5%)

При возделывании тритикале из всех изучаемых агротехнических факторов и приемов биологизации, наиболее существенным было применение удобрений. Максимальная урожайность зерна при выращивании тритикале после горчицы на сидерат - 47ц/га создавалась на варианте органо-минералькой системы удобрения с внесением Прибавка по

сравнению с органической системой составила 9,7ц/га, или 26%

После люпина на сидерат для получения урожайности тритикале близкой к достигнутому максимуму и равной 44ц/га было достаточно внесения РбоКьо-

Влияние агротехнических факторов и приемов бнологшацмн земледелия на урожайность ___зерна озимого тритикале. 2004г.____1_

Предшест вениик (фактор А) Средняя урожайность по предшественник у ц/га Прибавка и/ га % Способы ОСНОВНОЙ обработки почвы (факторВ) Средняя урожайность по почво-обра-боткам ц/га Прибавка и/га % Применение биопрепарата (фак торС) Средняя урожайность по биопрелара ту ц/га Прибавка ц/га % Системы удобрения (фактор Р) Средняя урожайность по системам удобрений ц/га Прибавка Ц/га %

отвальная вспашка 39,7 - нет 42,0 - сидерат 37,3 -

Горчица па сидерат 41,8 - комбинированная обработка 44,0 ±2 да 41,7 сидерат + РтКло 41,2 3^9 10,0

11,0 сидерат + 47,0 Ш. 26,0

отвальная вспашка 42,5 - кет 45,4 - сидерат 43,0 -

Люпин на сидерат 44,3 и 6,0 комбинированная обработка 46,1 16 да 43,2 -2.2 Сидерат + 43,5

8,0 5,0 Сидерат + НзоРюК« 46,4 и 8,0

Урожайность яровой пшеницы. На величину урожайности сельскохозяйственных культур большое влияние оказывают технологические приемы их возделывания, обеспечивающие создание благоприятных условий для роста и развития растений, поддержание и повышение уровня плодородия почвы. В первую очередь это относится к системам применения удобрений — основному фактору, определяющему величину и состояние качества урожая. Яровая пшеница при невысокой продуктивности в условиях 2005 года более высокий урожай (19,3 и/га) формировала по комбинированной обработке почвы. Прибавка в сравнении с вариантом отвальной вспашки составила 0,8ц/га (4%). Предпосевная обработка семян биологическим препаратом повышала величину урожайности, в среднем на I,Он/га (5%) (табл. 2), Наиболее мощным фактором формирования урожайности яровой пшеницы было применение удобрений. Установлено, что наименьший уровень ее 14,0 ц/га создавался на варианте органической системы удобрения (последействие горчицы на сидерат). Использование Р«>Кбо на фоне последействия сидерата увеличивало урожайность на 0,8ц/га (б%). Применение ЫбоРвоК«» на этом фоне увеличивало урожайность зернадо28,0ц/га. Прибавка составила 14,0и/га (100%).

Урожайность гороха пел юшки. Для пелюшки, наиболее благоприятные условия создавались на вариантах отвальной вспашки. Поверхностное рыхление на 8-12 см, как элемент комбинированной обработки почвы, снижало урожайность зерна ее с 21,4и/га по вспашке, до 20,0ц/га или на 6,5%(табл. 2). Пел юшка при не вполне благоприятных условиях вегетации была самой отзывчивой на применение биопрепарата и повышала урожайность на 2,2ц/га (12%) или, с 18,8 до 21,0ц/га, Как и для других культур, для нее лимитирующим фактором формирования урожайности, были системы удобрения. Урожайность зерна наименьшего уровня - 18,9ц/га получена без применения минеральных удобрений. Для формирования близкой к максимальной урожайности порядка 21ц/га требовалось внесение РбоКю перед посевом.

Влияние агротехнических факторов и приемов биологшации земледелия на урожайность

яровой пшекниы н пел юшки 200$ г.

Способы ОСНОВНОЙ обработки почвы (фактор А) Средняя урожайность ПО ПОЧВО- обработка м ц/га Прибавка, нйз % Применение биопрепарата (фактор В) Средняя урожайность по биопрепарату ц/га Прибавка, ИЙЗ % Системы удобрения (факторС) Средняя урожайность по системам удобрений ц/га Прибавка, ц(га %

Яровая пшеница на 2-Й год после горчицы на сидерат

отвальная вспашка 18,5 - нет 18,4 - последействие сндерата 14,0 \ -

комбинирован нал обработка 19,3 М 4,0 да 19,4 АЛ 5,0 последействие сндерата + 14,8 М 6,0

последействие сидерата + Н^Ки 28,0 14.0 100

Пелюшка на 2-й год после люпина на сидерат

отвальная вспашка 21,4 - нет 18,8 - последействие сидерата 18,9 -

комбинированная обработка 20,0 6,5 да 21,0 22 12,0 последействие сидерата + РвоК«, 20,9 ь

последействие сидерата + Н^Р^К^ 22,4 18,0

Продуктивность звеньев севооборотов. Уровень суммарной продуктивности звеньев севооборота находился в зависимости от вида парозанимающего сидерата, состава зерновых культур, а также таких агротехнических факторов как способы основной обработки почвы, удобрения, использование биопрепарата. Исследованиями установлено, что при возделывании тритикале и яровой пшеницы общая продуктивность звена с горчицей на сидерат составила в среднем 60,7ц/га з.е. В звене с люпином на сидерат, где после тритикале высевалась пел юшка, величина ее увеличивалась, до 73,4ц/га з.е. или на 12,7ц/га з.е. (20,9%). При этом, в обоих звеньях, наибольшая продуктивность получена по фону комбинированной обработки почвы - 63,3ч/га з.е. в звене с горчицей и 74,2ц /га з.е. в звене с люпином (табл. 3). Влияние предпосевной обработки семян биопрепаратом на урожайность культур в изучаемых звеньях севооборотов было незначительным.

Как и при возделывании отдельных культур, основное влияние на продуктивность звеньев севооборотов, оказывали системы удобрения.

Нами установлено, что наименьшими величинами продуктивности в обоих звеньях отличались варианты органической системы удобрения (запашка сидерата). В звене с горчицей на сидерат, на этом варианте, за два года получено 51,3ц/га з.е., в звене с люпином — 69,5ц/га з.е. Ежегодное внесение Р«К« на фоне последействия сидерата увеличивало сбор зерновых единиц до 56,0 и 72,8ц/га з.е. соответственно по указанным звеньям севооборотов или на 4,7 и 3,3ц/га з.е. (9,2 и 4,8%). Использование органо-минерапьной системы удобрения с азотом было более эффективным в звене с небобовым сидератом. Продуктивность звена с горчицей на этих вариантах возросла практически в половину, достигнув 74,9ц/га. В звене с люпином на сидерат продуктивность такого уровня, равная 73ц/га з.е. обеспечивалась без применения минерального азота, только за счёт предпосевного внесения РъоКбо на фоне последействия сидерата.

Влияние агротехнических факторов и приемов бнолопшшш земледелия на продуктивность паро-зерновых

Предшественник Средняя урожай носгь по звену ц/га Прибавка ц/га % Способы основ ноП обработки почвы Средняя урожайность по почво-обработкам ц/га Прибавка % Применение биопрепарата Средняя урожайность по биопрепара ту ц/га Прибавка ц/га % Системы удобрения Средняя урожайность по системам удобрений ц/га Прибавка %

Горчица па силерат 60,7 - отвальная вспашка 58 Д - нет 60,4 - сидерат 51,3 -

комбинированная обработка 63,3 5*1 8,8 да ¿1,1 № 1,0 сидерат + РбоКнз 56,0 п

сидерат + Н^РбоКбо 74,9 23.6 46,0

Люпин на сндерат 73,4 12.7 20,9 отвальная вспашка 72,3 - нет 74,1 - сидерат 69,5 -

комбинированная обработка 74,2 1Л 2,6 да 72,7 -лл 1.9 сидерат + РбоКцо 72,8 3,3 4,8

сидерат + 77,8 м 11,9

Содержание сырого белка и размеры его накопления в товарной продукции. Содержание сырого белка в зерне озимого тритикале, яровой пшеницы и пелюшки находилось под влиянием всех изучаемых агроприёмов, выраженность которых была различной.

Нами установлено, что в зависимости от способов основной обработки почвы и систем удобрения, количество сырого белка в зерне тр1ггикале, высеваемого по горчице на сидераг, изменялось в пределах 8,55-11,12%, по люпину - увеличивалось до 9,98-12,48% соответственно, и не зависело от предпосевной обработки семян биопрепаратом. Применение органо-минеральной биологизированной системы удобрения без азота повышало содержание сырого белка в зерне, в сравнении с органической системой, с 9,129,17%, до 10,20-10,26% при посеве его после горчицы по фону комбинированной обработки. После люпина на сидерат, по фону отвальной вспашки показатели увеличивались с 9,98-10,03% 10,72-10,83%. Но наиболее заметное увеличение отмечалось при использовании органо-мннеральной системы удобрения, с внесением И^Р^К^о перед посевом, где изучаемый показатель возрастал с 11,06-11,24 до 12,43-12,48% соответственно по предшественникам и почвообработкам (табл. 4),

Содержание сырого белка в яровой пшенице варьировало в пределах 10,15-11,46%. Способы основной обработки почвы не оказывали существенного влияния на этот показатель. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы биологически активным препаратом способствовала повышению белковости зерна по обоим фонам почвообработки, но влияние ее было не четким. Использование органно-минеральной биологизированной системы удобрения способствовало улучшению качества зерна яровой пшеницы, повышая содержание сырого белка в нем на фоне комбинированной обработки почвы без использования биопрепарата на 0,41%, при посеве обработанными биопрепаратом семенами на 0,57% соответственно. Та же тенденция, но менее выраженная отмечалась по фону отвальной вспашки.

Содержание сырого белка в товарной части урожая культур в зависимости от агротехнических факторов и

__биолоппаиин земледелия. 2004-2005 гг.___

Способы основной обработки почвы Использова ние биопрепара та Системы удобрения Озимое тритикале Яровая пшеница Пелюшка

белок % после тритикале

белок %

по горчице на сидерат по люпину на сидерат по горчице на сидерат по люпину на сидерат

комбинированная обработка нет сидерат 9,12 10,15 10,15 27,19

сидерат + Р«Кбо 10,26 10,54 10,54 25,81

сидерат + М^Р^К« 11,06 11,12 11,46 23,31

да сидерат 9,17 10,09 10,77 26,88

сидерат + Рьо^м 10,20 10,66 11,34 25,19

сидерат + Ы^РиКбо 11,12 11,06 11,06 24,12

отвальная вспашка нет сидерат 8,61 9,98 10,37 27,44

сидерат + Р^Кьо 9,58 10,83 10,77 25,88

сидерат + ^РооК«> 11,12 12,43 10,77 23 ¿5

да сидерат 8,55 10,03 11,17 27,00

сидерат + Р^Кю 9,40 10,72 11,23 26,25

сидерат + ИйоРбоК« 11,00 12,48 11,06 24,56

Внесение М«,?«^«, на фоне последействия сидерата, значительно повышая урожайность, не влияло на величину изучаемого показателя качества. При этом независимо от способов основной обработки почвы н применения биопрепарата содержание сырого белка в зерне составляло порядка П,0-11,5%.

При содержании сырого белка в зерне гороха полевого, высеваемого на второй год после запашки сидеральной массы люпина, 23,25-27,44% изучаемые способы основной обработки почвы не оказывали существенного влияния на их величину. Независимо от способов почвооб работки и использования биопрепарата наибольшее содержание его в зерне пелюшки отмечалось на варианте органической системы удобрения 26,88-27,44%, где урожайность зерна была наименьшей. Внесение Р«о^ьо на фоне последействия сидерата, увеличивая величину урожая, снижало содержание белка в зерне до 25,1926,25%, Использование органо-минерал ьно¡1 системы удобрения с азотом обеспечивало получение урожайности максимального уровня — 21-25и/га, Однако уровень белковости при этом был наименьшим -23,25-24,56%, что, очевидно, связано с низкой обеспеченностью почвы н растений азотом в период созревания.

Как в звене с горчицей, так и в звене с люпином основным фактором, определяющим размеры накопления белка, как отдельными культурами, так и в целом, является система удобрения, оказывающая решающее влияние на величину продуктивности и уровень белковости товарной продукции. Использование органической системы удобрения обеспечивало формирование минимального в данных конкретных условиях уровня сбора белка в обоих звеньях севооборотов: в звене с горчицей на сидерат - 4,77ц/га, в звене с люпином - 9,4бц/га. Ежегодное внесение Р^К«) на фоне последействия сидератов, повышало его величину до 5,68и/га и 10,04и/га соответственно по указанным звеньям (табл. 5). При применении орган о-минеральной системы удобрения с азотом сбор белка был наибольшим и составлял в звене с горчицей 8,95ц/га, что превышало минимальный показатель на 85%.В звене с люпином уровень накопления сырого белка при этом составил 10,83ц/га и был лишь на

0,79ц/га выше в сравнении с показателем по органо-минеральной системе удобрения без азота. Следовательно, в этом звене, для обеспечения близкого к максимуму выхода белка достаточно внесения перед посевом только фосфорно-калийных удобрений на фоне сидерата.

Таблица 5

Накопление сырого белка в зависимости от систем применения удобрений, ___ ц/га _

Системы удобрения Насыщение севооборотов бобовыми культурами

25% 50%

Сбор сырого белка

всего в том числе всего в том числе

озимое тритикале яровая пшеница озимое тритикале пел юшка

сидерат 4,77 3,29 1,48 9,46 4,33 5,13

сидерат + Р^К«, 5,68 4,05 1,63 10,04 4,65 5,39

сидерат + 8,95 5,21 3,74 10,83 5,48 5,35

Несмотря на определённое положительное влияние способов основной обработки почвы и применения биопрепарата для предпосевной обработки семян отдельных культур на величину продуктивности, они не оказывали существенного влияния на размеры накопления сырого белка в обоих изучаемых звеньях севооборотов. Снижение эффективности азота минеральных удобрений в звене с люпином, очевидно связано с лучшей обеспеченностью возделываемых культур этим элементом, за счет выращивания, как люпина, так и гороха полевого.

Баланс азота в звеньях севооборотов. Расчеты показывают, что в звене севооборота с горчицей на сидерагг, при продуктивности за два года, в

зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений 52-7бц/га з.е,, суммарный баланс азота по всем системам удобрения складывался отрицательно. Наибольший дефицит азота 40-60кг/га отмечался на варианте органо-минеральной биологизированной ' системы удобрения, прн продуктивности порядка 50-60ц/га з.е,, и был обусловлен отсутствием возмещения выноса внесением азота удобрений. С уменьшением продуктивности на варианте органической системы удобрения до 47-55ц/га з.е., и в связи с уменьшением выноса, размеры дефицита снижались до 25-39кг/га. На варианте оргако-минеральной системы удобрения с азотом при максимально достигнутой продуктивности, равной 74-76и/га з.е, несмотря па наибольший вынос азота урожаем, размеры отрицательного баланса уменьшались до 2-8кгУга за счет внесения азотных удобрений (табл. б).

В звене с люпином на сидерат, несмотря на более высокую продуктивность и вынос азота урожаями культур, баланс азота выглядел более предпочтительно за счет дополнительного поступления в почву азота, фиксированного из атмосферы.

По фону комбинированной обработки почвы небольшой дефицит азота в балансе 3-11 кг/га за два года отмечался на варианте органической системы удобрения. Однако по вспашке на этом варианте он был положительным +8-16кг/га вследствие поступления большего количества сим биотического азота 75кг/га против бОкг/га соответственно. По обоим фонам почвообработки применение органо-минеральной биологи зиро ванной системы удобрения обеспечивало формирование уравновешенного баланса -3+5 к г/га, а по органо-минеральной системе с внесением №К он был положительным, с превышением прихода над расходом на 64-70кг/га и возмещением выноса внесением азота удобрений на 79-85%. Это еще раз подтверждает известное положение Д.Н.Прянишникова (1952) о возможности неполного восполнения выноса азота при наличии в севооборотах бобовых культур от 25% и выше.

Баланс азота в звене севооборота с горчицей на сидерат в зависимости от агротехнических факторов и приемов бнологшацин земледелия. Сумма за 2003-2005 гг.

Способы основной обработк и почвы Исполь зование биопре парата Системы удобрения Приход, кг/га Расход, кг/га Баланс кг/га Возмеше нис выноса %

всего в том числе с удобрениями всего вынос с урожаем

комбини рованиая обработка нет сидерат 52 91 91 -39

сидерат + РмК« 52 106 106 -54

сидерат + Ы^Р^Кйо 172 120 179 -148 -7 80

да сидерат 52 91 91 -39

сидерат + РьйК^ 52 112 112 -60

сидерат + ^Р^Х«, 172 120 180 149 -8 80

отвальная вспашка нет сидерат 52 77 77 -25

сидерат + Р^К« 52 92 92 -40

сидерат + 172 120 174 143 -2 84

да сидерат 52 77 77 -25

сидерагг + Р^К«) 52 94 94 -42

сидерат + Ы«,РбоКбо 172 120 174 143 -2 84

Баланс я юта в звене севооборота с люпином на сидерат в зависимости от агротехнических факторов и __приемов бнолопщцни земледелия. Сумма за 2003-2005 гг.___

Способы основной обработки лочвы Использование биопрепарата Системы удобрения Приход, кг/га Расход, кг/га Баланс кг/га Возмещение выноса %

В том числе всего Вынос с урожаем всего

^фиксация сим биотическая удобрения

комбинированная обработка нет сидерат 60 119 127 127 -8

сидерат 76 135 138 138 -3

сидерат + НдР^К« 63 120 242 143 174 68 84

да сидерат 60 119 130 130 -И

сидерат + РьоКш 76 135 130 130 5

сидерат + Т^Р^К« 63 120 242 141 172 70 85

отвальная вспашка нет сидерат 75 134 126 126 8

сидерат + Р^К« 73 132 133 133 -1

сидерат + И^Р^Км 68 120 248 150 Ш 67 80

да сидерат 75 134 118 lis 16

сидерат + РМКМ 73 132 133 133 -1

сидерат + М^ЛсК^и 68 120 247 152 183 64 79

Динамика агрохимических показателей. В звене с горчицей содержание гумуса в почве на вариантах органической и орган о-минеральной биологизированной систем удобрения по фону отвальной вспашки за три года уменьшилось с 1,88-1,91% до 1,66-1,68%. Комбинированная обработка почвы несколько замедляла темпы его снижения - 1,90% в начале и 1,79-1,86% в конце периода исследований.

Таблица 8

Динамика агрохимических показателей дериово-подзол истой среднесугл инистой почвы в па(ю-зерновых звеньях севооборотов,

2003-2005 гг. Слой 0-25см.

Способы основной обработки почвы Системы удобрения Показатели

гумус, % P;Oj, МГ/КГ КгО, мг/кг

2003 2005 2003 2005 2003 2005

звено с люпином на сндерат

Комбинированная обработка сидерагг 1,77 1,56 153 167 120 82

сидерат + PsoK,» 1,96 1,60 184 205 78 75

сидерат + NÜOPGOK«) 1,69 1,65 166 181 78 78

Отвальная вспашка сидерат 1,77 1,71 210 194 120 78

сидерат + Р№К«, 1,88 1,78 200 199 55 88

сидерат + N6c.PóoKbo 1,72 1,76 194 212 82 95

звено с горчицей на сидерат

Комбини ро ванная обработка сидерат 1,90 1,79 180 163 115 80

сидерат + Р^Кю 1,90 1,86 165 170 72 115

сидерат + NünPwiKfio 1,86 1,79 184 181 84 78

Отвальная вспашка сидерат 1,88 1,68 175 146 72 65

сидерат + P^Kto 1.91 1,66 152 175 65 72

сидерат + NüoPMIKSO 1,86 1,66 163 185 63 75

В этом звене использование орган о-минеральной системы удобрения с азотом, не изменяло тенденции уменьшения его содержания. Количество гумуса в почве при этом уменьшалось на 0,07% по комбинированной обработке

и на 0,20% по отвальной вспашке (табл. 8). В звене с люпином на сидерат использование органо-минеральной системы без азота сдерживало размерь| снижения содержания гумуса в пределах 0,06% в среднем в год.

В обоих звеньях севооборотов внесение 120кг РзО; на вариантах органо-минеральных систем удобрения за 2 года обеспечивало рост содержания подвижного фосфора в почве. В звене севооборота с горчицей на сидерат со 152-165мг/кг в первый год, до 170-185мг/кг, в третий год, в звене с люпином с 166-200мг/кг до 205-255мг/кг соответственно. Внесение 120кг К^О за 2 года на вариантах органо-минеральных систем удобрения, как в звене с горчицей, так и с люпином на сидерат приводило к некоторому росту содержания подвижного калия в почве. Наиболее выражено эта тенденция проявлялась на фоне отвальной вспашки. В звене с горчицей содержание К20 в почве возрастало с 63-65мг/кг перед запашкой сидеральной массы до 72-75мг/кг после уборки яровой пшеницы или на 7-12мг/кг. Еше больше, на 13-33мг/кг или с 55-82мг/кг до 88-95м г/к г оно увеличивалось в звене с люпином.

Экономическая и энергетическая эффективность возделывания культур в зерно-паровых звеньях севооборотов. Расчет экономической эффективности показывает, что возделывание культур в звене с люпином на сидерат обеспечивает большую расчётную прибыль и рентабельность - 13662 руб/га и 67%, против 3470 руб/га и 16% в звене с горчицей. По уровню рентабельности наблюдается некоторое преимущество комбинированной обработки перед отвальной вспашкой, в среднем на 8%. В звене с люпином это преимущество сглаживается. Показатели расчетной прибыли и уровня рентабельности находились в зависимости от урожайности культур звена и внесения удобрений, и варьировал в пределах 12-78% на вариантах без внесения удобрений, 6-64% при внесении Р«оКбо и 30-59% при внесении МбоР<дКбо, достигая максимума (78%) на варианте без внесения удобрений.

Сравнивая два различных звена по биоэнергетической эффективности видно, что звено с люпином на сидерат выглядит предпочтительнее звена с горчицей на сидерагг. Так КЭЭ составил здесь в среднем 4,1 против 3,1 в звене с

горчицей. Применение биопрепарата в этом звене не повлияло на КЭЭ, Сравнивая варианты по способам обработки почвы, наблюдается преимущество комбинированной обработки над вспашкой по этому показателю (4,5 против 3,7 соответственно). Наибольшее влияние на биоэнергетическую эффективность возделывания культур оказывали системы удобрения. Наименьшим КЭЭ был вариант с полным внесением минеральных удобрений - в среднем 2,9, на вариантах с внесением Р«,Км> КЭЭ возрастал в среднем до 3,8 и наиболее высокой величины (5,6) достигал на вариантах без удобрений.

ВЫВОДЫ

1. Продуктивность звена севооборота с горчицей на сидерат достигнутого максимального уровня 78 ц/га з.е., или 8 ц/га сырого белка за 3 года, в том числе озимого тритикале 47 ц/га и яровой пшеницы 28 ц/га, обеспечивалась органо-минеральной системой удобрения с внесением Ы6оРм>Кбо , на фоне комбинированной системы обработки почвы. В звене с люпином на сидерат для достижения подобного уровня продуктивности 73ц/га з.е., в том числе тритикале 44ц/га, пелюшки 22ц/га, но с более высоким выходом сырого белка - 10ц/га достаточно было внесения только Р«>К«>.

2. Повышение доли бобовых культур в севообороте с 25 до 50% увеличивало суммарную продуктивность звеньев соответственно с 61ц/га з.е,, до 73ц/га з.е. или на 21 %, сбор сырого белка- с 6,2 до 10,1 ц/га или на 63%.

3. Применение биопрепаратов для предпосевной обработки семян не оказывало существенного влияния на продуктивность звена севооборота с высокой долей бобовых, но повышало ее на 2-5% при низкой.

4. Наиболее высокая расчётная прибыль в размере 13278руб/га и уровень условной рентабельности 64% в звене с люпином на сидерат обеспечивала орган о-минеральная система удобрения с применением Роо^ьо- В звене с горчицей на сидерат достигнутые максимальные экономические показатели - 6861руб/га и 30% формировались на вариантах с внесением минерального азота.

5. Коэффициент энергетической эффективности технологии возделывания зерновых колосовых и зернобобовых культур в паро-зерновых звеньях севооборотов с разной насыщенностью бобовыми культурами при формировании продуктивности максимального уровня, по мере повышения их доли в севообороте возрастал с 2,8 до 3,8 или на 36%.

6. В почве под зерновыми культурами в обоих звеньях активно протекали процессы минерализации органического вещества. Применение комбинированной системы основной обработки почвы н органо-мннеральных систем удобрения способствовало ее замедлению, повышая условный коэффициент гумусонакопления на 24% или с 0,76 до 0,94.

7. Уравновешенный баланс азота в звене с люпином на сидерат -1-Зкг/га за три года создавался применением органо-минеральной системой удобрения с внесением РъоКбо . В звене с горчицей на сидерат для этого требовалось использование М^РьвК^ с компенсацией выноса азота за счет удобрений в среднем на 82%.

8. Посев бобового сидерата, возделывание пелюшки и использование органо-минеральной системы удобрения с внесением РбоКм поддерживало среднегодовой темп снижения содержания гумуса в почве до уровня 0,06%.

9. Применение органо-минеральной системы удобрения с внесением ЫРК в звене севооборота с горчицей на сидерат, несмотря на близкий к уравновешенному баланс азота, не обеспечивало сохранения содержания гумуса в почве, которое к концу третьего года исследований снизилось на 0,07-0,20%.

10.Баланс фосфора и калия в почве в звене с горчицей на сидерат на варианте органо-минеральной системы удобрения с азотом складывался положительным с превышением прихода над расходом на 48-52к г/га Р^О; и на 74-88кг/га К^О, в звене с люпином по органо-минеральной бнологизированной системе- на 48-53 кг/га РгО; и на 75-77кг/га КгО.

11 .Содержание подвижного фосфора в почве при максимальной продуктивности звеньев в соответствии с балансом к концу периода

исследований возрастало в среднем на 11мг/кг независимо от вида парозанимающего сидерата, изменяясь в пределах 181-205мг/кг.

12.Несмотря на положительный баланс КаО в обоих звеньях севооборотов содержание обменного калия в почве к концу периода исследований на вариантах оптимальной системы удобрения находилось на уровне низкой обеспеченности по принятым градациям и варьировало в' пределах 75-88мг/кг.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

1. В зерно-паровых звеньях био логизированных севооборотов для обеспечения высокой продуктивности по выходу сырого белка (10-11 ц/га), а так же для повышения экономической и биоэнергетической эффективности возделываемых культур в качестве парозанимающего сидерата следует возделывать люпин с последующим выращиванием на зерно озимого тритикале н пелюшки.

2. В системе основной обработки почвы предпочтение следует отдавать чередованию глубокой запашки сидерата с поверхностным рыхлением под последующие культуры (комбинированная обработка), обеспечивающей сдерживание минерализации свежего органического вещества растительных остатков и повышение интенсивности гуму со накопления.

3. Использование люпина на сидерат в зерно-паровых звеньях биологизированных севооборотов с высоким насыщением бобовыми культурами позволяет исключить применение азотных минеральных удобрений и биологических препаратов для предпосевной обработки семян зерновых и зернобобовых культур.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Кирдин В.Ф., Штырхунов В.Д., Соболев C.B. Производство растительного белка на основе биологизации земледелия 1! Сборник научных трудов «Достижения и перспективы селекции и технологического обеспечения АПК в Нечерноземной зоне РФ». М., 2006, с. 312-322.

2. Соболев C.B. Влияние приемов биологизации земледелия на продуктивность пашни и воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв // Материалы 40-й научной конференции «Агрохимические приемы повышения плодородия почв н продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно* ландшафтных системах земледелия». М., 2006, с. 322-325.

3. Соболев С.В, Продуктивность и баланс азота в звеньях севооборотов при биологизации земледелия. Плодородие, Приложение к № 2 (35) 2007. М., 2007, с 54-57.

Работа по изданию выполнена вредашионно-шдательсиом отделе ВННИА Лицензия на издательскую деятельность ЛР 040919 от 07.10.98 Лицензия на полиграфическую деятельность Г1ЛД № 53-468 от 13,08.99 Подписано в печать: 23.04.2007 Формат 60x84/16 Заказ №8

Уел, печ, л. 1,5 Тираж 100

127550, Москва, ул. Прянишникова, 31 А Тел.976-25-01