Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Ресурсосберегающая система основной и предпосевной обработки лугово - каштановой почвы под люцерну в Терско - Сулакской подпровинции

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Ресурсосберегающая система основной и предпосевной обработки лугово - каштановой почвы под люцерну в Терско - Сулакской подпровинции"

На правах рукописи

ГАДЖИЕВ КАМИЛЬ МАГОМЕДОВИЧ

005009510

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ СИСТЕМА ОСНОВНОЙ И ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ЛУГОВО - КАШТАНОВОЙ ПОЧВЫ ПОД ЛЮЦЕРНУ В ТЕРСКО - СУЛАКСКОЙ ПОДПРОВИНЦИИ

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Махачкала - 2012

7 5 ЯН8 2012

005009510

Работа выполнена в отделе земледелия ГНУ «Дагестанский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» РАСХН

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук

Бексултанов Абдурагим Абдулзагирович

Официальные оппоненты:

академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Пенчуков Виктор Макарович доктор сельскохозяйственных наук, профессор Аджиев Аскерхан Мусаевич

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино - Балкарская государственная сельскохозяйственная академия имени В.М. Кокова».

Защита диссертации состоится 15 февраля 2012г. в 13 часов на заседании диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 220.026.01 при ФГБОУ ВПО «Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия имени М.М.

Джамбулатова» по адресу: 367032, РД, г. Махачкала, ул. М.Гаджиева, 180, зал заседаний ученого совета, тел./факс (8722) 682464.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «ДГСХА»

Автореферат разослан «_» 01. 2012 г. и размещен на сайте

Министерства образования и науки РФ referat-vak@ mon.qov.ru, академии www. dgsha. ru

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 367032, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. М.Гаджиева, 180, ФГБОУ ВПО «ДГСХА им. М.М. Джамбулатова», ученому секретарю диссертационного совета ДМ 220.026.01.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат с.-х. наук у —" Т. А. Исригова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основной проблемой в технологии возделывания люцерны в Терско — Сулакской подпровинции является получение всходов. Для достижения этой цели ее высевают весной в самые ранние сроки — в начале марта или даже в «февральские окна», пока почва не потеряла влагу. Соответственно и система обработки должна быть направлена на то, чтобы сохранить в посевном и нижележащих слоях как можно больше влаги и оптимальное сложение почвы. Для достижения этой цели Гасанов Г.Н. и Бексултанов A.A. (2004) рекомендуют частично заменить двукратную предпосевную культивацию (после ранневесеннего боронования) на боронование тяжелыми зубовыми боронами. Однако, из приведенных этими авторами данных не ясно, какая применялась система основной (осенней) обработки почвы, в каком состоянии находилась зябь: ее выравнивали перед посевом, или оставалась гребнистой, как это рекомендуется в настоящее время. Неясно также, в какие сроки была поднята зябь, поскольку после ранней зяби почва сильно засоряется, в том числе и многолетними сорняками, а укоренившиеся сорняки невозможно искоренить зубовыми боронами, следовательно, невозможен ранний посев люцерны. Поэтому наши исследования были направлены на выяснение действия и взаимодействия трех факторов основной и предпосевной обработки почвы под люцерну: сроков основной обработки почвы, осеннего выравнивания зяби и приемов предпосевной обработки и как это все будет сказываться на плодородии почвы и урожайности люцерны.

На пахотных землях подпровинции, особенно на орошаемых, повсеместно образовалась «плужная подошва» - уплотненная и плохо проницаемая для корней сельскохозяйственных растений, для поливной воды и атмосферных осадков, - являющаяся одной из причин снижения урожайности люцерны и других культур севооборота. Ряд обстоятельств позволяют предположить, что образование плужной подошвы вызвано иными причинами, не связанными с уплотняющим действием энергонасыщенной техники, или почвообрабатывающих орудий. Поэтому выявление причин образования плужной подошвы, ее негативных последствий на плодородие почвы и урожайность люцерны, а также разработка метода ее устранения для рассматриваемой подпровинции имеет актуальное значение.

Учитывая вышеизложенное, целью проведенных исследований является разработка ресурсосберегающей системы основной и предпосевной обработки почвы под люцерну, обеспечивающей оптимизацию почвенных условий жизни растений и повышение урожайности люцерны, сокращение материальных, энергетических и денежных затрат на производство продукции в 1,2-1,3 раза.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

выявлены причины образования плужной подошвы, ее негативные последствия на плодородие почвы, распространение корневой массы по ее слоям и урожайность люцерны, возможности устранения этих последствий;

определен оптимальный срок проведения основной обработки почвы под люцерну, его роль в снижении засоренности почвы и посевов люцерны ив минимизации предпосевной обработки почвы;

выявлена эффективность послепахотного выравнивания почвы, его значение в формировании выровненного по влажности посевного слоя, повышении полевой всхожести семян и продуктивного стеблестоя;

разработан прием предпосевной обработки почвы, способствующий повышению качества ее обработки, снижению пощади уплотненной ходовыми частями тракторов части поля, экономии денежных, материальных и энергетических затрат на ее проведение;

исследовано раздельное и совокупное действие срока основной обработки, послепахотного выравнивания и предпосевной обработки почвы на ее плотность, пористость, агрегатный и химический состав, засоренность почвы и посевов, а также на полевую всхожесть, густоту стояния растений, изреживаемость по годам жизни и укосам, урожайность люцерны и ее качество.

Научная новизна. Впервые в условиях Терско - Сулакской

подпровинции выявлены причины образования плужной подошвы, ее негативные последствия на формирование водного режима и водопотребление растений, накопление массы корней люцерны по горизонтам почвы, разработан прием ее разрушения; выявлено влияние раздельного и совокупного действия срока основной обработки, приемов послепахотной и предпосевной обработки на плодородие почвы и урожайность люцерны, дана экономическая и биоэнергетическая оценка системам основной и предпосевной обработки почвы.

Основные положения, выносимые на защиту. Плужная подошва как следствие интенсивного перемещения пылеватых, илистых и коллоидных фракций с поливной водой или с обильными осадками ко дну борозды и закупорки ими капилляров на границе между пахотным и ранее не обработанным слоями почвы; поздний (декабрьский) срок основной обработки и послепахотного выравнивания как основа минимизации предпосевной обработки, снижения засоренности почвы и посевов люцерны; роль послепахотного выравнивания в создании выровненного по влажности и плотности посевного слоя для семян люцерны; эффективность предпосевной обработки почвы тяжелыми зубовыми боронами по сравнению с культивацией паровым культиватором.

Личный вклад автора в выполнение настоящей работы заключается в постановке целей и задач исследований, выборе методики проведения и выполнении экспериментальных исследований, обработке и анализе их результатов, написании диссертации, формулировании выводов и

предложений производству, производственной проверке и внедрении результатов исследований в производство.

Исследования проведены в рамках выполнения тематического плана НИР за 2008-2011гг. отдела земледелия ГНУ «Дагестанский научно -исследовательский институт сельского хозяйства» по федеральному заданию 020103: «Усовершенствовать адаптивно- ландшафтные системы земледелия по регионам России на основе использования современной базы данных и новых технологических проектов».

Степень обоснованности и достоверности результатов исследований, выводов, предложений производству подтверждается теоретическим обоснованием достижений российских и зарубежных ученых в познании закономерностей воздействия исследуемых факторов на плодородие почвы и продуктивность люцерны, общепринятой методикой, данными трехлетних полевых экспериментов на опытных полях и в производственных условиях, успешной апробацией предложенных соискателем научно - практических рекомендаций, подтвержденных актом производственного испытания и внедрения

Практическая значимость работы заключается в том, что освоение результатов исследований позволит реализовать в производстве ресурсосберегающую систему основной и предпосевной обработки почвы под люцерну, которая способствует оптимизации почвенных условий жизни растений, снижению засоренности посевов до 12 раз, увеличению урожайности люцерны в среднем за два года выращивания в 1,54 раза, получению до 278,8 тыс.рубУга чистого дохода и повышению коэффициента энергетической эффективности до 5,7, рентабельности производства до 134,4%.

Реализация результатов исследований. Производственное испытание результатов исследований проведено в СПК «Кегер» Гунибского района в Бабаюртовской зоне отгонного животноводства на площади 63га. Полученные данные полностью подтвердили обоснованность полученных экспериментальных данных.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на международных («Инновационные пути восстановления и развития АПК Чеченской Республики», Грозный, 2011; «Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Экологические и правовые аспекты»,Москва - Махачкала, 2011), всероссийском

(«Физиолого-биохимический мониторинг природных и антропогенных воздействий на организмы животных и растений», посвященная 80-летию ДГУ, Махачкала, 2011г.) научно-практических конференциях и отчетных сессиях ГНУ «Дагестанский научно — исследовательский институт сельского хозяйства» в 2009 - 2011 гг.

По материалам выполненной работы опубликовано семь научных статей, в том числе пять - в изданиях, вошедших в список ВАК РФ.

Структура диссертации. Диссертация написана на 150 стр. компьютерного набора, состоит из 6 глав, выводов и предложений производству, содержит 34 таблицы и 10 приложений. Список использованной литературы включает 188 наименований, в том числе 6 -иностранных.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕНОСТИ ВОПРОСА

Приводится аналитический обзор научных исследований в стране и за рубежом по вопросам образования, негативных последствиях и приемах устранения плужной подошвы, системам основной и предпосевной обработки почвы под люцерну.

2. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

Исследования проводились в отделе земледелия ГНУ «Дагестанский научно — исследовательский институт сельского хозяйства» и ООО «Семена» Лакского района в Бабаюртовской зоне отгонного животноводства в 2008 - 2011гг.

Для решения поставленных вопросов были заложены два полевых опыта. Первый из них «Влияние почвоуглубления на плодородие почвы и урожайность люцерны» включал два варианта: 1. Вспашка на глубину 0,3м; 2. Вспашка на глубину 0,3м + почвоуглубление до 0,40-0,43м.

Площадь делянки 150м2 (7,2м х20,8м), учетной - 100м2 (7м х 14.3м), повторность 4-х кратная.

Второй опыт (трехфакторный), включал в себя сроки вспашки, приемы послепахотной и предпосевной обработки почвы, заложен по схеме, представленной в табл. 1 :

Таблица 1 - Схема опыта_

№ п/п Срок вспашки, фактор А Прием послепахотной обработки, фактор В Прем предпосевной обработки, фактор С

1 Октябрь, вторая декада- контроль Без выравнивания -контроль Боронование + культивация - контроль

2 Два боронования

3 Выравнивание после пахоты Боронование +культивация

4 Два боронования

5 Декабрь, вторая Без выравнивания Боронование +

декада культивация

6 Два боронования

7 Выравнивание после пахоты Боронование +культивация

8 Два боронования

Площадь делянки первого порядка (срок вспашки): 14,4м х41,6м =600м2, учетной - 14,0м х 28,6м =400 м2; второго порядка (прием послепахотной обработки): 14,4м х 20,8мм =300м2, учетной - 14,0м х 14,3м =200 м2; третьего порядка (прием предпосевной обработки):7,2м х 20,8м =150м2, учетной - 7,0м х 14,3м =100 м2.

Программа включала проведение водно-физических,

агрохимических и других методов исследований, изложенных в общепринятых методических рекомендациях (ГОСТ 26107-84; ГОСТ 2626184, Практикум по земледелию, Б.А. Доспехов и др., 1987; «Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур», 1971; Методические рекомендации по топливно-энергетической оценке сельскохозяйственной техники, технологических процессов и технологий в растениеводстве, ВАСХНИЛ, 1982). Математическая обработка результатов исследований проводились по Б.А. Доспехову (1979).

Почва опытного участка лугово-каштановая, тяжелосуглинистая. Содержание гидролизуемого азота в пахотном слое 5,8мг, -2,1, К20-30,4мг на 100г почвы. Плотность пахотного слоя 1,33, метрового -1,45 г/см3, наименьшая влагоемкость (НВ) соответственно 32,8 и 27,2%. Реакция почвенного раствора слабощелочная (РН = 7,2). Климатические условия за годы исследований мало отличались от многолетних данных.

Технология обработки почвы соответствовала принятой методике исследований. Для проведения вспашки использовался пахотный агрегат (ДТ - 75 с плугом ПН-4-35), а на варианте с почвоуглублением к каждому корпусу плуга пристраивался рыхлитель СибИМЭ. Выравнивание поверхности почвы после вспашки проводилось малой - выравнивателем -MB («узбекская мала»), агрегатируемым к трактору ДТ-75, боронование -тяжелыми зубовыми боронами БЗСТ-1 со сцепкой С-21 и трактором ДТ-75, культивация на соответствующих вариантах предпосевной обработки -культиватором КПН-4 в агрегате с МТЗ-80. Из удобрений применялся суперфосфат двойной (Piss)-

Посев люцерны проводился в первой декаде марта рядовым способом с междурядьем 15см. Норма высева семян 6 млн. всхожих семян, сорт — Кизлярская синегибридная. Вегетационные поливы проводились при достижении влажности почвы в метровом слое 70-75 % НВ.

3. ВЛИЯНИЕ ПЛУЖНОЙ ПОДОШВЫ И ЕЕ РАЗРУШЕНИЯ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ

3.1. Динамика водопроницаемости, плотности и общей пористости

почвы в пахотном слое и плужной подошве

При поливах водопроницаемость почвы в пахотном слое приобретает провальные (1021-1040 мм/час) значения, а в уплотненном слое 30-40см снижается до 18 мм/час. В случае же рыхления последнего, водопроницаемость его увеличивается в 41 раз (742 мм/час). В более глубоких слоях разница в ее показателях не отмечена.

Вместе с проникающей через почву водой на дно борозды поступают наиболее мелкие частицы почвы, которые относятся к фракциям пыли (0,050,001мм), ила (0,001-0,0001мм) и коллоидных частиц (менее 0,0001мм). Они закупоривают капилляры на границе вспаханной и невспаханной почвы. Этот слой имеет плотность 1,72 г/см3, или больше, чем на варианте, где проводилось рыхление, в 1,64 раза, общая пористость почвы при этом снижается в 3,7 раз (20,2% против 77,6%). Так образуется «плужная подошва», почти непроницаемая даже для воды.

3.2.Динамика влажности почвы с плужной подошвой и влияние ее разрушения на водопотребление люцерны

После первого укоса на варианте без почвоуглубления влажность почвы в слое 0-0,Зм в среднем за 2009-2011гг.составила (в %НВ) 60,1 при почвоуглублении - 73,3, в метровом слое соответственно 69,2 и 75,4. Причина относительно низкой предполивной влажности почвы на варианте с почвенной подошвой заключается в том, что почти вся расчетная норма полива сосредоточивается в верхнем (0-0,Зм) слое. Избыточная влага, не удерживаемая менисковыми силами в капиллярах, в условиях жаркого климата подпровинции легко теряется на испарение. Возможно, это объясняется также отсутствием подпитки влагой из нижележащих слоев почвы.

Разрушение плужной подошвы позволяет поддерживать влажность почвы под люцерной в течение вегетационного периода на более высоком уровне, если поливы по обоим вариантам проводить одновременно и с одинаковой нормой. Или же можно существенно сократить расход воды на орошение, в случае проведения вегетационных поливов при одном и том же пороге предполивной влажности почвы. Во втором случае нормы поливов люцерны уменьшаются на 19,7% (980 против 1200 м3/га), оросительная норма на 16,0%, (4950 против 5890 м3/га), суммарное водопотребление на 15,5% (6330 против 7490 м3/га), коэффициент водопотребления в 1,7 раза (474,2 против 808,9), что свидетельствует о высокой эффективности разрушения плужной подошвы для рационального использования оросительной воды.

3.3. Влияние плужной подошвы на засоренность посевов люцерны

Разрушение плужной подошвы стойками СибИМЭ является эффективным способом снижения засоренность посевов люцерны (табл.2).

Таблица 2 - Влияние почвоуглубления на засоренность посевов _люцерны первого и второго годов жизни, 2009-2011гг._

Показатели

Без почвоуглубления -контроль

Всего

в. т. ч. мно голетних

Сырая масса, г

Почвоуглубление

Всего

в. т. ч. мно голетних

Сырая масса, г

Количество, шт/м2

В % к контролю

Люцерна первого года жизни

15

100,0

100,0

7,3

100,0

20,0

14,2

2,8

38,4

Количество, шт/м2

В % к контролю

Люцерна второго года жизни

36

100,0

26

100,0

25,7

100,0

11

30,6

26,9

9,3

30,4

Причиной увеличения засоренности ее посевов на варианте с плужной подошвой является застой воды в микропонижениях поля, образование «плешин» - площадок с выпадами люцерны разных размеров, которые в последующем зарастают сорными растениями.

3.4. Динамика продуктивности растений люцерны при разрушении плужной подошвы

Уплотненный подпахотный слой создает серьезные помехи для проникновения корней растений в более глубокие слои почвы, где они могли бы иметь дополнительный источник влаги и питательных элементов. На варианте без почвоуглубления масса корней люцерны в слое 0-0,6м составляет 84,1% от показателя, полученного при почвоуглублении (10,58 т/га против 12,58т/га), причем 93,2% этой массы сосредоточивается в пахотном слое, подверженном значительным колебаниям влажности в течение вегетационного периода, и не позволяет растениям в условиях сохранения плужной подошвы эффективно использовать питательные элементы из пахотного слоя.

В год посева количество растений люцерны на 1м2 с первого по пятый укос на контроле уменьшается на 26,6% (с 365 до 268 шт./м ), при разрушении плужной подошвы - на 13,3%, во втором году жизни соответственно на 21,0 и 12,0%. Всего за два года выращивания этой

культуры выпады растений на контроле были в 1,9 раза больше, чем в случае разрушения плужной подошвы.

Причина более высокой изреживаемости люцерны при наличии плужной подошвы, сводится к тому, что после очередного вегетационного полива в течение 2-2,5 суток в пахотном слое наблюдается избыточное увлажнение почвы, превышающая 100%НВ. Люцерна плохо переносит даже кратковременное затопление, часть растений, которая находится на пониженных элементах нанорельефа, погибает.

3.5. Разрушение плужной подошвы как фактор повышения урожайности люцерны

Благоприятные почвенные условия и достаточная густота стояния растений в случае разрушения плужной подошвы способствуют повышению урожайности люцерны в первом же году жизни по сравнению с контролем, где сохранялась эта подошва, в среднем за годы исследований на 44,2%, во втором году - на 58,8% (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние плужной подошвы на урожайность люцерны, _ 2009-2011гг., т/га сена_

Вариант обработки почвы Урожайность по укосам

2 3 4 5 Всего

Год посева

Без почвоуглубления, контроль

2,41 3,24 1,76 1,11 0,74 9,26

Почвоуглубление

2,67 4,41 3,07 2,00 1,20 13,35

В % к контролю 110,8 136,1 174,4 180,2 162,2 144,2

Второй год жизни

Без почвоуглубления

3,93 3,78 2,12 1,34 0,90 12,07

Почвоуглубление 5,90 5,46 3,83 2,49 1,50 19,18

В % к контролю 150,1 144,4 180,7 185,8 166,7 158,8

НСР о,5 по люцерне первого года составляет (т/га) 0,23-0,31, второго года-0,24-0,35.

Всего за два года сборы сена этой культуры на контроле (с плужной подошвой) составили 21,34т/га, а в случае разрушения этой подошвы - 32,35 т/га, или на 52,4% больше.

Доля первых двух укосов в суммарном урожае люцерны за два года ее выращивания на контрольном варианте составляет 62,5%, в случае разрушения плужной подошвы - 54,9%,но во втором случае увеличивается доля последующих трех укосов до 44,1%, (на контроле 37,5%). Такое резкое

снижение доли третьего - пятого укосов при наличии плужной подошвы объясняется сокращением количества растений на 1га из-за вымокания посевов.

4. СОВОКУПНОЕ ДЕЙСТВИЕ СРОКОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ, ПОСЛЕПАХОТНОГО ВЫРАВНИВАНИЯ И ПРИЕМОВ ПРЕДПОСЕВНОЙ

ОБРАБОТКИ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ

ЛЮЦЕРНЫ.

4.1. Влияние сроков основной обработки на засоренность почвы и содержание питательных элементов в пахотном слое

Для минимизации предпосевной обработки почвы и посева люцерны во влажную почву надо добиться отсутствия перед ее посевом укоренившихся и вегетирующих сорняков. Согласно результатам наших исследований этого можно добиться при проведении основной обработки (вспашки) во второй декаде декабря. В течение холодных зимних месяцев не отмечается укоренение многолетних или прорастание малолетних сорняков, поэтому засоренность почвы всеми видами сорняков (19 шт./м2) оказалась меньше, чем при октябрьском сроке (164шт./м2) почти в 9 раз.

Количество ранних яровых сорняков при позднем сроке вспашки снижается почти в четыре раза по сравнению с октябрьским сроком. Объясняется это тем, что вывернутые при декабрьской вспашке на поверхность почвы семена сорняков не успевают пройти к этому времени физиологическое дозревание и не прорастают, а на варианте с октябрьской вспашкой, указанную стадию они успевают пройти и поэтому засоряют почву в значительно большей степени, чем при декабрьском сроке (Гасанов Магомедов,2005).

Сроки подъема зяби заметного влияния на динамику физических показателей плодородия почвы не оказывают: содержание агрегатов почвы оптимальных размеров (10 - 0,25мм) по обоим вариантам колебалось в пределах 82,5 - 85,4%, плотность пахотного слоя - 1,14-1,16г/см , пористость - 56,4 - 56,0 %. Единственным преимуществом октябрьского срока подъема зяби по сравнению с декабрьским, является увеличение содержания питательных элементов в пахотном слое почвы к посеву люцерны: гидролизуемого азота- с 33,5 до 39,4 мг/кг, Р20- с13,2 до14,8 мг, К20- с 28,7 до 30,6 мг/кг. Но ко второй половине мая следующего года (после первого укоса) содержание питательных элементов во втором сроке основной обработки почвы даже увеличилось. Поэтому можно сказать, что срок проведения основной обработки почвы не оказывает существенного влияния на плодородие почвы, в том числе и на накопление в ней питательных элементов.

4.2. Влажность почвы в посевном слое и сроки проведения предпосевной обработки

Согласно полученным нами данным, в случае, когда применяется послепахотное выравнивание почвы, вся ее поверхность к весне равномерно покрывается мульчей из сухого слоя почвы, которая предотвращает потери влаги из нее. Но в том случае, когда после вспашки выравнивание не проводилось, предпосевные боронования обнажают сырую почву на 45,2 % площади, влажность ее составляет 85,6% в слое 0-5см и 93,2% в слое 5-10см. Поскольку предпосевную обработку почвы и посев люцерны можно проводить только при достижении влажности в обрабатываемом слое 65-70% НВ, то к проведению этих работ в случае послепахотного выравнивания зяби можно приступать на 7- 9 дней раньше, чем на вариантах, где оно не проводилось.

4.3. Роль сроков основной обработки, послепахотного выравнивания и приемов предпосевной обработки в оптимизации плотности и пористости почвы Ходовая часть тракторного агрегата при двукратном бороновании тяжелыми зубовыми боронами со сцепкой С-21 трамбует 3,7% площади поля, при культивации почвы паровым культиватором КП-4 шириной захвата 4метра в агрегата с трактором МТЗ-80 - 10,1%. Плотность пахотного слоя почвы по следу колес тракторов составляет 1,30-1,33г/смэ, между колесами - 1,13-1,14г/см3

Пористость почвы, как одна из функций плотности, по вариантам обработки повторяет динамику последней. При этом, по следу колес тракторов показатель общей пористости на вариантах, где перед посевом проводились боронование с культивацией, составила 46,4%, а в случае, когда культивация была замена боронованием, увеличилась до 50,6 -50,9%. Между проходами тракторов почва к посеву люцерны имеет «отличную, характерную для культурного пахотного слоя» пористость, приближающуюся к 57%.

Таким образом, роль послепахотного выравнивания почвы в улучшении ее плотности и пористости незначительна. Основную роль в оптимизации их показателей играет замена культивации почвы при предпосевной обработке боронованием с использованием тяжелых зубовых борон.

4.4 Влияние послепахотного выравнивания и приемов предпосевной обработки на агрегатный состав и качество подготовки

почвы к посеву

За два прохода гусеничного трактора ДТ-75 при предпосевной обработке почвы под люцерну по следу его гусениц содержание наиболее ценных в агрономическом отношении агрегатов (0,25-10,0мм) по сравнению

с участком поля, где трактор не прошел, снижается в случае непроведения послепахотного выравнивания почвы на 26,3% (с 83,0 до 56,7%), в при проведении этого выравнивания - на 29,7% (с 87,2 до 57,5%). Это существенное ухудшение агрегатного состава почвы по следу гусеничного трактора, которое в последующем может оказать влияние и на урожайность люцерны.

Сумма агрегатов оптимальных размеров на вариантах, где одно из боронований было заменено культивацией, снижается в среднем на 9,410,8%. На такую же величину снижается она и на той части поля (делянки), которая не подвергается воздействию движителей тракторов.

Уменьшению агрегатов оптимальных размеров при предпосевной обработке почвы с применением культиватора способствовали: большее уплотнение почвы под колесами трактора МТЗ-80 (до 1,35 г/см3), чем по следу гусениц ДТ-75 (до 1,28 г/см3); большая площадь уплотненной части почвы - 10,1 % поля против 3,7% при проведении предпосевной обработки почвы; большее разрушение почвенных агрегатов и

образование комков сырой почвы лапами культиватора, чем зубьями бороны.

Средний показатель крошения обрабатываемого перед посевом слоя на вариантах, где применялось послепахотное выравнивание почвы осенью, и теми вариантами, где оно не проводилось, был практически одинаковым -86,4-86,7%.

4.5. Влияние срока подъема зяби, послепахотного выравнивания и приемов предпосевной обработки почвы на засоренность почвы и посевов люцерны

Основную роль в снижении засоренности почвы до начала ее предпосевной обработки, играет срок проведения основной обработки и в этом отношении предпочтительным является декабрьский срок подъема зяби. Так, в среднем по годам исследований, приемам послепахотной и предпосевной обработки почвы при октябрьской вспашке на 1м2 насчитывалось 17 сорняков, при декабрьском сроке ее проведения количество их сократилось в 5 раз. Сырая масса сорняков при этом с 7,0 г/м2 сократилась до 1,6 г/м2.

Еще большей оказалась эта разница между рассматриваемыми вариантами при первом укосе люцерны - среднее количество стеблей сорняков в рассматриваемых вариантах составило соответственно 203 5 и 16,5 экз./м , или увеличилось при октябрьской вспашке в 12,3 раз, масса сорняков уменьшилась с 139,6 до 6,8 г/м2, то есть в 20,5 раз.

Послепахотное выравнивание почвы и предпосевное двукратное боронование ее перед посевом люцерны являются эффективными средствами снижения засоренности почвы и посевов этой культуры. Количество сорняков при этом уменьшается по сравнению с контролем в 20,5 раза,

сырая масса их - в 30,2 раза. Однако эффективность этих приемов обработки почвы проявляются только при условии декабрьского срока основной обработки почвы. Перенесение этого срока на два месяца вперед неизбежно потребует, в целях снижения засоренности посевов, проведение предпосевной культивации почвы вместе боронования, со всеми вытекающими отсюда последствиями, связанными с ухудшением физических свойств почвы, качества предпосевной обработки, увеличением засоренности и переносом проведения посева люцерны в более поздние сроки.

4.6. Даты наступления и продолжительность прохождения фаз развития растений в зависимости от сроков и приемов обработки почвы

Основным фактором, влияющим на наступление физической спелости почвы и срока посева люцерны, является прием предпосевной обработки почвы. Для проведения ее зубовыми боронами требуется наступление физической спелости почвы на глубине 4-5см, в случае проведения культиватором надо ждать, пока такая влажность не установится на глубине 7-9см. Поэтому разница по срокам наступления физической спелости почвы, следовательно, и срокам проведения предпосевной обработки почвы и посева люцерны по указанной причине между вариантами составляет 7-9 дней.

Всходы люцерны по вариантам предпосевной обработки почвы зубовыми боронами в среднем за годы исследований были получены спустя 9 дней после посева, а с применением культивации - на день раньше. При этом отмечено сокращение продолжительности срока наступления фазы стеблевания до 35 дней, бутонизации - до 46 дней, в то время как при двукратном бороновании эти фазы наступили соответственно за 38 и 47 дней. Следовательно, на вариантах с предпосевным боронованием почвы продолжительность прохождения всех фаз развития растений были более продолжительными, чем при применении предпосевной культивации почвы, которая сопряжена с переносом срока сева люцерны в более поздние сроки. Данный факт может способствовать достижению более высоких урожаев люцерны на вариантах с предпосевной обработкой почвы зубовыми боронами, поскольку удлинение сроков прохождения вегетативных фаз развития растений способствует росту урожайности фитомассы (Кружилин и др., 1991).

4.7. Линейный рост и густота стояния растений

Средняя высота растений люцерны на участках, которые не были подвергнуты уплотнению движителями тракторов, в среднем по годам исследований, срокам и приемам обработки почвы составила 71см, а по следу колес или гусениц тракторов - на 22,4% меньше. Следовательно,

уплотнение почвы при ее обработке от 1,13-1,14 г/см3 до 1,31-1,43 г/см3 отрицательно сказывается на линейном росте растений в течение всего вегетационного периода люцерны. Средний показатель его по приемам послепахотной и предпосевной обработки почвы и годам исследований при декабрьском сроке подъема зяби оказался выше октябрьского срока на 8,8% (74см против 68см на первом), что объясняется относительно меньшей засоренностью посевов, особенно в первом укосе люцерны. Большей частью по этой же причине на вариантах с послепахотным выравниванием почвы линейный рост растений увеличился на 11,8 % по сравнению с вариантом, где такое выравнивание не проводилось (68см против 76см). На такую же величину увеличивается высота растений в случае замены предпосевной обработки почвы культиватором на боронование зубовыми боронами.

Во втором году жизни линейный рост растений увеличивается в среднем на 11-12%, но основные закономерности его, в связи с применяемыми сроками и приемами обработки почвы, сохраняются.

Среднее количество растений люцерны по следу колес трактора на контроле составляет 184 экз./м2, между колесами и проходами трактора -355 экз./м2, то есть почти в два раза больше. Нами не выявлены значительные колебания в показателях числа растений в зависимости от срока основной обработки почвы - в среднем 223 экз. и 225экз./м2; по послепахотному выравниванию почвы - 228 экз. против 221 растений по выровненной зяби. Но при этом отчетливо проявляется эффективность боронования как приема предпосевной обработки почвы по сравнению с культивацией: количество растений при этом достигает в среднем по вариантам и годам исследований 253 растения, против 195 на контроле.

Максимальная густота растений достигается при декабрьском сроке вспашки с последующим выравниванием поверхности и предпосевном бороновании почвы зубовыми боронами. В этом случае густота стояния растений по сравнению с контролем увеличивается на 43,2% и достигает 484 экз./м при высеве 600 семян на 1 м2. Такую высокую загущенность растений в посевах не сохраняется до конца года и продолжает снижаться и во втором году жизни. В год посева от первого до пятого укосов количество растений люцерны сокращается от 26,1 до 37,6%. Причем, максимальное сокращение их наблюдается на вариантах с невыровненной зябью - в среднем на 36,2% в первый год жизни, на 35,0% - во втором году люцерны.

На вариантах с выровненной зябью количество растений сокращается на сравнительно меньшую величину - соответственно на 28,0 и 31,8%. Данный факт всецело связан с застоем воды на пониженных элементах нанорельефа поля, вымоканием посевов и гибелью растений люцерны на этих микропонижениях.

4.8. Урожайность и качество сена люцерны в зависимости от сроков проведения основной обработки, послепахотного выравнивания и приемов предпосевной обработки почвы

Урожайность сена люцерны при октябрьском сроке подъема зяби в среднем по годам исследований и приемам послепахотной и предпосевной обработки почвы составил 13,24 т/га, а при декабрьском сроке - 14,48 т/га, или на 9,3% больше (табл. 4).

Таблица 4 - Урожайность люцерны при различных сроках основной, приемах послепахотной и предпосевной обработки почвы, т/га сена,

2009-2011гг.

Без послепахотного Выравнивание почвы после

выравнивания пахоты

Срок Год Боронование Два бороно Бороновние + Два бороно

вспашки +культивация вания культивация вания

Люцерна первого года жизни

2009 12,02 12,29 13,54 15,53

Октябрь, 2010 10,24 10,67 12,11 13,98

2 декада 2011 11,41 11,59 12,80 14,63

Сред 11,22 11,52 12,82 14,71

Декабрь, 2009 12,86 14,55 15,38 17,03

2 декада 2010 11,48 12,88 13,25 15,66

2011 11,67 11,56 13,52 16,98

Сред 12,00 13,00 14,05 16,56

Люцерна второго года жизни

2009 15,14 14,43 16,01 20,74

Октябрь, 2010 13,75 13,10 15,22 18,13

2 декада 2011 13,45 14,40 16,58 18,65

Сред 14,11 13,98 15,94 19,17

Декабрь, 2009 17,42 17,13 18,46 21,38

2 декада 2010 15,96 17,00 17,20 19,78

2011 15,87 17,25 16,99 19,87

Сред 16,42 17,13 17,55 20,34

НСР oj (т/га) люцерны первого года жизни: в 2009г. -0,70; в 2010г. 0,60; в 2011г. 0,60; люцерны второго года жизни: в 2010г.-0.80; в 2011г.-0.80

Указанный срок основной обработки почвы является фоном, на котором накладываются наиболее эффективные приемы обработки почвы. Так, урожайность люцерны при послепахотном выравнивании на октябрьском сроке подъем зяби составляет: в случае послепахотного выравнивания -15,64 т/га, без его проведения - 12,26 т/га, а при декабрьском сроке вспашки -соответственно 16,30 и 13,бОт/га.

Приведенные данные свидетельствуют также о высокой эффективности послепахотного выравнивания зяби. Средняя урожайность сена люцерны при проведении этого приема составила 15,2 т/га, без выравнивания -12,52 т/га. При предпосевной обработке почвы зубовыми боронами в среднем по годам исследований, срокам основной обработки и приемам послепахотной обработки почвы получено 14,6 т/га сена люцерны, а при культиваторной обработке - 13,1т/га.

Преимущества в урожайности люцерны первого года по

перечисленным вариантам обработки почвы сохраняются и во втором году жизни этой культуры.

Во все годы исследований преимущество декабрьской вспашки, послепахотного выравнивания зяби и предпосевной обработки почвы зубовыми боронами было очевидным, и сочетание этих приемов позволило получить в год посева 1б,56т/га, во втором году жизни - 20,34 т/га сена люцерны, или соответственно на 47,6 % (5,34т/га) и 44,2% (6,23т/га) больше, чем на контроле. Суммарная прибавка урожая сена за два года выращивания люцерны по предлагаемым нами приемам обработки почвы, по сравнению с применяемыми в настоящее время, составляет 11,57 т/га.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ЛЮЦЕРНУ Одним из основных резервов экологически безопасных ресурсосберегающих технологий производства продукции сельского хозяйства является использование многолетних бобовых трав и в первую очередь люцерны, которая занимает ведущее положение в биологизации интенсификационных процессов в земледелии. Выращивание люцерны позволяет обходиться без применения таких дорогостоящих и наиболее энергозатратных минеральных удобрений, как азотные.

Не менее важным преимуществом люцерны в экологическом и энергетическом отношении является то, что она, как многолетняя культура, может давать стабильные урожаи в течение 3-4 лет. Это значит, что обработка почвы и посев ее проводится один раз за эти 3-4 года. Во столько же раз сокращаются выбросы в атмосферу вредных в экологическом отношении продуктов сгорания ГСМ при работе тракторных агрегатов.

Применение разработанных нами ресурсосберегающих систем обработки почвы позволяет существенно улучшить энергетическую эффективность выращивания люцерны. Почвоуглубление способствует увеличению, по сравнению с контролем, содержания энергии в произведенной продукции с 54,4 до 82,9МДж/га, хотя затраты совокупной энергии при этом увеличиваются на 3,5 МДж/га, энергетический коэффициента увеличился на 0,7.

Перенесение срока основной обработки почвы под люцерну с октября на декабрь, проведение послепахотного выравнивания зяби и предпосевной обработки почвы зубовыми боронами также обеспечивает повышение энергетической эффективности производства сена этой культуры: при примерно одинаковых затратах совокупной дополнительной энергии 11,411,9 МДж/га, произведено продукции, содержащей 73,3 МДж/га, коэффициент энергетической эффективности составил 6,2, что соответственно на 8,7 МДж/га и 0,5 больше, чем на контроле.

Выращивание люцерны в сельскохозяйственных предприятия Терско -Сулакской подпровинции экономически оправдано, поскольку позволяет существенно сократить расходы на обработку почвы и семена, при ее выращивании отпадает надобность внесения наиболее дорогостоящих азотных удобрений.

Тем не менее, в последние годы затраты на производство люцернового сена увеличиваются в связи с ростом цен на ГСМ, нехваткой

сельскохозяйственной техники и вызванной этим повышением стоимости работ по обработке почвы и уборке урожая. Так, за вспашку 1 га пашни владельцам тракторов и сельскохозяйственных орудий надо платить 1000 рублей, а если с почвоуглублением - 1250руб., за культивацию -800, боронование - 200, малование (выравнивание) - 400 руб., итого на обработку почвы в зависимости от принятого варианта — от 1400 до 2400рублей. Скашивание люцерны с укладкой в валки на такой же площади стоит 800 руб., прессование - 8 руб. за тюк, погрузка одного тюка на лафет- 6 руб., разгрузка с укладкой в скирду тоже 6 руб. Кроме того, на орошение, удобрение и другие непредвиденные расходы приходятся в среднем 5000руб. в расчете на 1га. Всего, в зависимости от принятого варианта на выращивание люцерны расходуется от 115,0 тыс. до 197,1 тыс. руб.

Несмотря на это, освоение предлагаемых нами рекомендаций позволяет получать значительный экономический эффект. Разрушение плужной подошвы лугово-каштановой почвы позволяет получать с гектара посевов люцерны (по прямым затратам) 234,0 тыс. рублей условного чистого дохода при 139,3% рентабельности, или соответственно на 71,5 тыс.руб./га и 3,9% больше, чем на контроле. Предложенная нами система основной и предпосевной обработки почвы способствует получению 228,0 тыс. руб./га чистого дохода и133,5% рентабельности. Эти показатели превышают контроль соответственно на 50,9 тыс.руб./га и 6,5%.

ВЫВОДЫ

1. Образование плужной подошвы на глубине 30-32см лугово-каштановой тяжелосуглинистой почвы вызвано высокой (провальной) водопроницаемостью постоянно обрабатываемого пахотного слоя почвы при поливах и обильных осадках, закупоркой пылеватыми, илистыми и коллоидными частицами капилляров на границе ежегодно обрабатываемого и ранее не обработанного слоев.

2. Почва в пределах «плужной» подошвы характеризуется очень высокой плотностью (1,72 г/см3), чрезмерно низкими показателями общей пористости (20,8%) и водопроницаемости (18 мм/час), которые препятствуют проникновению оросительной воды, атмосферных осадков и корней люцерны в подпахотные слои.

3. В слое почвы 0-0,6м с плужной подошвой образуются на 18,9% меньше корней, чем в случае ее разрушения, из которых 93,2%

сосредотачивается в слое 0-0,Зм, наиболее подверженном колебаниям влажности в течение вегетационного периода.

4. Рыхление почвы до 0,40-0,43м пахотным агрегатом, оборудованным стойками СибИМЭ, разрушает плужную подошву, способствует сокращению поливных норм люцерны в среднем на 23,5%, оросительных норм на 31,2%, суммарного водопотребления на 15,2% и снижению коэффициента водопотребления в 2,5 раза.

5. Разрушение плужной подошвы предотвращает застой воды при поливах и обильных осадках в пониженных элементах нанорельефа полей и, в связи с этим, уменьшает изреживаемость люцерны в год посева с 26,6% до 13,3%, во втором году жизни - с 21,0% до 12,0%. Урожайность люцерны первого года при этом увеличивается на 44,2% (с 9,26 до 13,35т/га), второго года - на 58,8% (с 12,07 до 20,08 т/га).

6. В условиях Терско - Сулакской подпровинции основную обработку почвы под люцерну следует проводить ориентировочно во второй декаде декабря. Срок подъема зяби в пределах от середины октября до середины декабря не влияет на динамику водно-физические и агрохимических показателей плодородия лугово-каштановой почвы. Но при этом достигается полная чистота почвы к началу весенне-полевых работ от укоренившихся сорняков и создается возможность проведения посева люцерны в ранние сроки с минимальным количеством предпосевных обработок.

7. Поднятая под люцерну зябь должна быть сразу же выровнена и полита, во избежание развития дефляционных процессов, для создания запасов влаги в почве для получения дружных всходов и обеспечения потребности растений во влаге в последующем.

8. В случае непроведения послепахотного выравнивания при весеннем ее бороновании более чем на 45% площади поля обнажается сырая почва. Потери влаги из непокрытой мульчирующим слоем сухой почвы поверхности поля к посеву люцерны составляют 72 м3/га. Из-за невыровненности посевного слоя почвы по влажности полевая всхожесть семян снижается на 12,5 %.

9. Предпосевная обработка выровненной и политой зимой зяби должна заключаться в продольно-поперечном бороновании тяжелыми зубовыми боронами. При этом, по сравнению с принятыми в зоне рекомендациями (ранневесеннее боронование + культивация), количество агрономически ценных агрегатов в посевном слое увеличивается с 75,2% до 85,1%, показатель крошения почвы - с 83,8 до 94,8%.

10. При предпосевной обработке почвы зубовыми боронами, осуществляемой широкозахватным агрегатом с гусеничным трактором, уплотняется лишь 3,7% площади поля, или в 2,7 раза меньше, чем на контроле. По следу движителей тракторов содержание агрегатов указанных выше размеров снижается до 46,7-57,5%, плотность почвы - до 1,31-1,43 г/

м3, ее крошение - до 57,5-68,8 %, против, соответственно 74,2-87,2%; 1,131,14 г/ м3 и 85,8-96,22% на остальной части поля, не уплотненной ходовыми частями тракторов.

11. Перенесение срока основной обработки почвы с октября на декабрь способствует увеличению густоты растений в среднем за вегетационный период люцерны на 5,0%, послепахотное выравнивание почвы - на 13,3%, предпосевное боронование - на 19,2%. Взаимодействие всех трех факторов позволяет увеличить количества растений на 43,2% (484 экз./м2) по сравнению с контролем.

12. Суммарная прибавка урожая сена за два года выращивания люцерны при декабрьском сроке подъема зяби, послепахотном ее выравнивании и предпосевной обработке зубовыми боронами по сравнению с применяемыми в настоящее время технологиями составляет 81,3% (11,57 т/га).

13. Разрушение «плужной» подошвы одновременно с основной обработкой почвы под люцерну обеспечивает повышение коэффициента энергетической эффективности выращивания люцерны с 5 до 5,7, рентабельности производства сена на 3,9% и получение 71,5 тыс. руб./га дополнительного чистого дохода. Перенесение срока подъема зяби с октября по декабрь, послепахотное выравнивание и предпосевное боронование почвы (вместо культивации) позволяет получить 278,8 тыс. рубУга чистого дохода при рентабельности производства 134,4%, что соответственно на 57,4% и 7,4 % больше, чем на контроле.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях Терско - Сулакской подпровинции для разрушения плужной подошвы почву при основной обработке под люцерну надо рыхлить на глубину 0,40-0,43м с использованием стоек СибИМЭ.

2. Основную обработку почвы под люцерну следует проводить во второй половине декабря.

3. Поднятая зябь должна быть сразу же выровнена и полита, во избежание развития дефляционных процессов и создания запасов влаги в почве для получения дружных всходов и формирования урожая первого укоса люцерны.

4. Предпосевная обработка выровненной и политой зимой зяби должна заключаться в продольно-поперечном бороновании тяжелыми зубовыми боронами.

По материалам диссертации опубликованы 7 научных статей, в том числе:

в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Гасанов Г.Н., Бексултанов А. А., Гаджиев K.M. Особенности обработки почвы под люцерну на орошаемых землях Дагестана //Аграрная Россия.-2011 .-№ 5.- С.23-26.

2. Гасанов Г.Н., Бексултанов А. А., Гаджиев K.M. Продуктивность люцерны в зависимости от систем обработки лугово-каштановой почвы Терско - Сулакской подпровинции //Вестник РАСХН.-2011 .-№ 6.- С.36-38.

3. Гасанов Г.Н., Бексултанов А. А., Гаджиев K.M. Оптимизация водно-физических свойств и водного режима лугово-каштановой почвы нарушенных плужной подошвой // Мелиорация и водное хозяйство.- 2011.-№4,- 17-19.

4. Гаджиев К.М, Гасанов Г.Н., Бексултанов А. А. Причины образования плужной подошвы, ее негативных последствия и возможности их устранения // Проблемы развития АПК региона.-2011.-№2.-С. 11-15.

5. Гаджиев K.M., Гасанов Г.Н., Бексултанов А. А. Система обработки лугово-каштановой почвы под люцерну в Терско - Сулакской подпровинции //Проблемы развития АПК региона.-2011.-№3. - С.4-8.

в других изданиях:

6. Гаджиев K.M., Гасанов Г.Н., Бексултанов А. А. Восстановление плодородия малопродуктивных лугово - каштановых почв приемами механической обработки // Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Экологические и правовые аспекты. Мат. международной НПК. - Москва - Махачкала, 2011.-С.188-193.

7. Гасанов Г.Н., Гаджиев K.M. Поздняя выровненная зябь как фактор оптимизации качества предпосевной обработки почвы и повышения урожайности люцерны. /Инновационные пути восстановления и развития АПК Чеченской Республики. Сб. матер, всеросс. НПК,- Грозный, ЧГУ, 2011.

Подписано в печать 10.01.12г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная Усл.п.л.1,5 Тираж 100 экз. Зак. № 2 Размножено в типографии ИП «Магомедалиева С.А.» г. Махачкала, ул.М.Гаджиева,176

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Гаджиев, Камиль Магомедович, Махачкала

61 12-6/211

Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение «Дагестанский научно-исследовательский институт сельского

хозяйства»

На правах рукописи

Гаджиев Камиль Магомедович

Ресурсосберегающая система основной и предпосевной обработки лугово - каштановой почвы под люцерну в Терско - Сулакской подпровинции

06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

кандидат сельскохозяйственных наук,

Бексулганов A.A.

Махачкала - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕНОСТИ ВОПРОСА.............................. 13

1.1. Основная обработка почвы под люцерну............................13

1.2. Предпосевная обработка почвы под люцерну......................28

2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ПРИМОРСКОЙ ПОДПРОВИНЦИЙ ДАГ ЕСТАНА .........35

3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ...............................................................44

3.1. Программа исследований.................................................44

3.2. Методика учетов и наблюдений.........................................45

3.3. Условия проведения опытов.............................................47

3.4.Техиология выращивания люцерны на опытном участке.....50

4. ВЛИЯНИЯ ПЛУЖНОЙ ПОДОШВЫ И ЕЕ РАЗРУШЕНИЯ НА

ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ.....................52

4.1. Водопроницаемость, плотность и общая пористость пахотного слоя почвы и плужной подошвы ..................................................53

4.2. Динамика влажности почвы с плужной подошвой, влияние ее разрушения на водопогребление люцерны.................................57

4.3. Влияние плужной подошвы на засоренность посевов люцерны....................................................................................66

4.4. Динамика продуктивности люцерны при разрушении плужной подошвы........................................................................68

4.4.1. Распространение корней люцерны но слоям почвы с

плужной подошвой и после ее разрушения.........................................68

4.4.2. Рост и развитие растений ................................................72

4.5. Разрушение плужной подошвы как фактор повышения урожайности люцерны....................................................................76

2

5. СОВОКУПНОЕ ДЕЙСТВИЕ СРОКОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ, ПРИЕМОВ ПОСЛЕПАХОТНОЙ И ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ

ITA ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ...................78

5.1. Влияние сроков основной обработки на засоренность почвы и содержание питательных элементов в пахотном слое ........78

5.2. Влажность почвы в посевном слое и сроки проведения предпосевной обработки...............................................................82

5.3. Роль сроков основной обработки, послепахотиого выравнивания и приемов предпосевной обработки почвы в оптимизации ее плотности и пористости.......................................86

5.4. Влияние послепахотиого выравнивания и приемов предпосевной обработки на агрегатный состав и качество подготовки почвы к посеву...........................................................................89

5.5. Влияние срока подъема зяби, послепахотиого выравнивания и приемов предпосевной обработки почвы на засоренность почвы и посевов люцерны.........................................................................94

5.6. Даты наступления и продолжительность прохождения

фаз развития растений в зависимости от сроков и приемов обработки почвы......................................................................................99

5.7. Линейный рост и густота стояния растений ....................103

5.8. Урожайность люцерны в зависимости от сроков проведения основной обработки, послепахотиого выравнивания и приемов предпосевной обработки почвы. Качество урожая..............114

6. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ЛЮЦЕРНУ..........................119

6.1. Энергетическая и экологическая оценка систем основной и предпосевной обработки почвы ...................................................119

6.2. Экономическая оценка систем основной и предпосевной

обработки почвы .......................................................................123

ВЫВОДЫ........................................................................129

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.......................................132

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.....................133

ПРИЛОЖЕНИЕ..................................................................150

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в индивидуальных, фермерских хозяйствах и СПК Дагестана наблюдается интенсивное увеличение поголовья крупного и мелкого рогатого скота, соответственно растет потребность в грубых кормах, в первую очередь в люцерновом сене. В этой связи расширяются посевные площади под люцерной. В орошаемых районах республики доля ее в структуре посевных площадей уже составляет 30-40 %, а на прикутанных землях хозяйств горных районов в Бабаюртовской, Кизлярский и других зонах отгонного животноводства она занимает половину посевных площадей, а в некоторых хозяйствах и того больше.

Однако урожайность этой ведущей и наиболее ценной кормовой культуры даже в орошаемых районах республики остается низкой - в среднем 4,0-5,От сена с 1га. А потенциальные возможности культуры велики - она может формировать в этих же условиях в 3-4 раза больше урожая фитомассы. Для достижения таких показателей, прежде всего, надо усовершенствовать в научном плане систему обработки почвы - основной и предпосевной.

Согласно существующим рекомендациям при основной (осенней) обработке почвы под люцерну проводятся следующие четыре технологических операции: лущение стерни после уборки предшественника (с целыо сохранения влаги в почве, измельчения растительных остатков, заделки семян сорняков в более влажный слой для прорастания), глубокая вспашка (на 0,28-0,3Ом), 1-2 дискования тяжелыми дисковыми боронами для измельчения глыб и крупных КОМКОВ, выравнивание почвы для улучшения качества влагозарядкового полива (Абдурагимов,1964, 1969, Абдурагимов и др.,1974; Омаров и др. 1983,1991).

Проведенные Гасановым Г.Н. и Магомедовым Д.Ш. (2005) исследования показали, что при подготовке почвы под другую яровую

5

культуру - кукурузу количество этих обработок можно сократить более чем на половину. В частности, нет необходимости в проведении дискований для измельчения глыб и крупных комков, образовавшихся при вспашке сухой почвы. Эти комки (глыбы) могут быть вдавлены в почву с помощью металлических труб, бревен, которые используются для выравнивания поверхности поля или специальной малы - выравнивателя МВ-6 («узбекская мала»), В течение осеннее - зимних месяцев содержащаяся в этих глыбах вода замерзает, к весне они распадаются на структурные комочки без всякой механической обработки почвы.

Не выявлена ими также целесообразности допахотного лущения стерни, поскольку заметного увеличения влаги в слое почвы 0-0,1м условиях жаркого климата равнинного Дагестана не наблюдается, следовательно, не отмечается и прорастание семян сорняков до проведения влагозарядкового полива. В этой связи представляет интерес изучить возможность применения предложенной указанными авторами системы основной обработки почвы и под люцерну.

Не менее актуальным в системе основной обработки почвы под люцерну является срок проведения основной обработки почвы. Специальных исследований по этому вопросу в Дагестане ранее не проводились. Согласно существующим рекомендациям, вспашку почвы под люцерну, которая обычно размещается после поздно убираемых предшественников (кукурузы на зерно, подсолнечника, пожнивных культур) рекомендуют проводить в сентябре - октябре (Абдурагимов, 1969; Омаров и др., 1997), поскольку только к этому сроку освобождают поля предшественники люцерны.

Однако имеются данные (Гасанов, Магомедов,2005), указывающие на предпочтительность весеннего срока проведения основной обработки почвы под позднюю яровую культуру - кукурузу по сравнению с осенним сроком. Главным преимуществом такого срока обработки является снижение

6

засоренности посевов в 5-6 раз и повышение урожайности кукурузы более чем на 40 %. По весенний срок основной обработки почвы, приемлемый под поздние яровые культуры, невозможно осуществить под такую раннюю культуру, как люцерна. Она, как известно, высевается в «февральские окна», в первой половине марта или, самое позднее, в течение марта, пока невысокие температуры воздуха и относительно частые осадки позволяют сохранить во влажном состоянии поверхностный слой почвы, куда высеваются семена люцерны, и создается возможность получения дружных всходов. Поэтому, применительно к люцерне, представляется целесообразным изучить максимально поздний - декабрьский срок основной обработки почвы в сравнении с рекомендуемым - октябрьским сроком.

На пахотных землях республики, особенно на орошаемых, образовалась плужная подошва, уплотненная и плохо проницаемая для корней сельскохозяйственных растений, для поливной воды и атмосферных осадков, и являющаяся одной из причин снижения урожайности зерновых и кормовых и других культур севооборота. Считается, что она образовалась в результате давления полевой доски и лемеха плуга на дно борозды при проведении вспашки полей. Такое мнение сложилось еще во времена использования для вспашки прицепных плугов и других орудий, которые действительно оказывали такое давление на дно борозды. Но в настоящее время, когда для обработки почвы применяются навесные орудия, с таким мнением трудно согласиться.

Уплотнение подпахотного слоя может происходить и под давлением передвигающихся по полю мощных энергонасыщенных тракторов, комбайнов и транспортных средств. Однако действие этих технических средств распространяется на значительную глубину - до 0,8-1,5м (Доспехов, 19796; Пуионин,1990), а не ограничивается небольшим слоем почвы. А плужная подошва располагается обычно на глубине 30-32см и имеет небольшую толщину - 7-12см. Эти обстоятельства позволяют

7

предположить, что образование плужной подошвы вызвано иными причинами, не связанными с уплотняющим действием энергонасыщенной техники, или почвообрабатывающих орудий. Поэтому выявление причин образования плужной подошвы, ее негативных последствий на плодородие почвы и урожайность люцерны, а также разработка метода ее устранения в рассматриваемой подпровинции имеет актуальное значение.

Существующие рекомендации по технологии выращивания люцерны предусматривают проведение ранневесеннее боронование почвы тяжелыми зубовыми боронами и предпосевная культивации в агрегате с легкими зубовыми боронами. Но для проведения культивации надо ждать, пока почва в обрабатываемом слое не достигнет физической спелости. Такая спелость лугово- каштановой почвы достигается при влажности ее в слое 010см 68-70%НВ. Культивация почвы на такую глубину и в столь поздний срок чревата потерей влаги из посевного слоя. Получение всходов такой мелкосеменной культуры, как люцерна, в условиях сухого и жаркого климата Западного Прикаспия после культивации всегда приводит к снижению полевой всхожести семян и недобору значительной части урожая.

Задача получения дружных всходов люцерны в рассматриваемых условиях, на наш взгляд, может быть решена путем, во - первых, минимизации предпосевной обработки почвы, желательно ограничившись только боронованием зубовыми боронами, и это позволит предотвратить потерю влаги из посевного слоя, во - вторых, проведения посева в максимально ранние сроки, пока почва не потеряла влагу.

Однако для минимизации предпосевной обработки почвы надо добиться отсутствия засоренности почвы перед посевом, то есть укоренившихся и вегетирующих сорняков. Можно предположить, что в случае проведения основной обработки почвы в более поздние сроки, по сравнению с рекомендуемыми в настоящее время, например, в декабре, прорастание малолетних или возобновление вегетации вегетативных органов

8

многолетних сорняков до посева люцерны в начале марта не будет наблюдаться.

Учитывая выше изложенное, целью проведенных исследований является разработка ресурсосберегающей системы основной и предпосевной обработки почвы под люцерну, обеспечивающей оптимизацию почвенных условий жизни растений и повышение урожайности люцерны, сокращение материальных, энергетических и финансовых затрат на производство продукции в 1,2-1,3 раза

Для достижения поставленной цели поставлены и решены

следующие задачи:

- выявлены причины образования плужной подошвы, ее негативные последствия на плодородие почвы, распространение корневой массы по ее слоям и урожайность люцерны, возможности устранения этих последствий;

- определен оптимальный срок проведения основной обработки почвы под люцерну, его роль в снижении засоренности почвы и посевов люцерны и в минимизации предпосевной обработки почвы;

- выявлена эффективность послепахотного выравнивания почвы, его роль в формировании выровненного по влажности посевного слоя, повышении полевой всхожести семян и продуктивного стеблестоя;

- разработан прием предпосевной обработки почвы, способствующий повышению качества ее обработки, снижению пощади уплотненной ходовыми частями тракторов части поля, экономии денежных, материальных и энергетических затрат на ее проведение;

- исследовано раздельное и совокупное действие срока основной обработки, послепахотного выравнивания и предпосевной обработки почвы на ее плотность, пористость, агрегатный и химический состав, засоренность почвы и посевов, а также на полевую всхожесть, густоту стояния растений, изреживаемость их по годам жизни и укосам, урожайность люцерны. Дана

экологическая, энергетическая я экономическая оцеика разработашшм

системам обработки почвы.

Научнан ,,„виз,ш. Впервые в условиях Терско . ^

подпровинции выявлены причшш образокшия гшушюй подашвы

негативные последствия „а формирование водного режима ' и водопотреблеиие растений, накопление массы корней люнерпы „„ горизонтам почвы, разработан способ ее разрушения; выявлено влияние раздельного и совокупного действия сроков основной обработки, приемов послепахотноой и предпосевной обработки „а плодородие ПОтаы и урожайность люцерны, дана экологическая, экономическая и

биоэнергетическая оценка системе основной и предпосевной обработки

почвы. t

Основные положен», вь,н„симые Ila защту <(njiyMm под -к следствие иптенсивного перемещения илистых фракодй с полтщой -дои или с обильными осадками ко дну бороздв и закупорки ^

капилляров иа Гранине между пахотным и ранее „е обработанным слоями почвы; поздний (декабрьский) срок основной обработки

выравнивания как основа минимизации нредпосевпой обработки, снижения засоренности ночвы и посевов люцерны; роль послепахотного выравнивания в создании выровненного по влажности и плотности посевного слоя для

зТ™ Ш7НЫ; ЭФФ— ~ обработки ночвы тяжелыми зубовыми боронами по сравнению с культивацией паровым культиватором

Личный вклад автора в выполнение настоящей работы заключается в постановке целей и задач исследований, выборе методики проведения и выполнение экспериментальных исследований, обработке и анализ полученных результатов, написании диссертации, формулировании выводо

И предложений

испытания. производственного

производству и проведении их

Исследования проведены в рамках выполнения тематического плана НИР за 2006-2011гг. отдела земледелия и семеноводства ГНУ «Дагестанский научно - исследовательский институт сельского хозяйства» по федеральному заданию 020103: «Усовершенствовать адаптивно- ландшафтные системы земледелия по регионам России на основе использования современной базы данных и новых технологических проектов».

Степень обоснованности и достоверности результатов исследований, выводов, предложений производству подтверждается теоретическим обоснованием достижений российских и зарубежных ученых в познании закономерностей воздействия исследуемых факторов на плодородие почвы и продуктивность люцерны, корректной методикой, данными трехлетних полевых экспериментов на опытных полях и в производственных условиях, успешной апробацией предложенных соискателем научно - практических рекомендаций, подтвержденных актом производственного испытания и внедрения

Практическая значимость работы заключается в том, что освоение результатов исследований позволит реализовать в производстве ресурсосберегающую систему основной и предпосевной обработки почвы под люцерну, которая способствует оптимизации почвенных условий жизни растений, снижению засоренности посевов до 12 раз, повысить урожайность люцерны в среднем за два года выращивания в 1,54 раза, получить до 278,8 тыс.руб./га чистого дохода, повысить коэффициент энергетической эффективности до 5,7, рентабельности производства до 134,4%.

Реализация результатов исследований. Производственное испытание результатов исследований проведено в СПК «Кегер» Гунибского района в Бабаюртовской зоне отгонного животноводства на площади 63га. Полученные данные полностью подтвердили обоснованность полученных экспериментальных данных.

Личный вклад соискателя в выполнение работы заключается в теоретическом обосновании выбранног�