Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ СРЕДНЕГО УРАЛА

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ СРЕДНЕГО УРАЛА"



На правах рукописи

МИНГАЛЕВ Сергей Кузьмин

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ СРЕДНЕГО УРАЛА

Специальность 06.01.01 — общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Тюмень - 2004

Работа выполнена на кафедре общего земледелия Уральской государственной сельскохозяйственной академии

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук,

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Федоткин В. А.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ершов В.Л.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Шмятый Е.И.

Ведущая организация: ГУ Уральский научно-исследовательский институт

Защита состоится 14 апреля 2004 года в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.01 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии по Адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7, тел. / факс: (3452) 46-16-50

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии

профессор Абрамов Н.В.

сельского хозяйства

Автореферат разослан « »марта 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Устойчивое наращивание производства растениеводческой продукции путем эффективного использования почвенно-климатического потенциала местности, последовательного роста плодородия почвы, повышения интенсивности и экономической эффективности земледелия являются основой в решении задач по развитию сельского хозяйства Уральского региона. Выполнение поставленных задач непосредственно связано с дальнейшим совершенствованием и оптимизацией основных элементов систем земледелия, в том числе обработки почвы.

Действующая система основной обработки почвы на Среднем Урале, базирующаяся на ежегодной вспашке под все культуры севооборота, в силу большой энергоемкости и дороговизны, не позволяет проводить её на значительных площадях. Это ведет к многоопераци-онности в проведении полевых работ, нарушению оптимальных сроков сева, ухудшению условий роста и развития растений и даже к оставлению части пашни в залежь.

Разработка н выявление адаптированных к новым экономическим условиям ресурсосберегающих технологий обработки наиболее плодородных почв в условиях Среднего Урала, где из общей площади пашни почти половина (48,2%) приходится на высокогумусные черноземы, темно-серые лссньзе и луговочерноземные почвы являются важным условием не только экономии энергетических, трудовых и материальных ресурсов, но и сохранения почвенного плодородия. Все это определяет актуальность принятого нами направления исследований.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с координационным планом ВАСХНИЛ по решению научно-технического задания 01.02.03Т «Разработать и внедрить зональные системы ресурсосберегающей минимальной обработки почв для севооборотов разной специализации», 0.СХ.31 «Усовершенствовать зональные системы обработки почвы и разработать способы её ммнимализации на период до 2000 г.»

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась разработка научных и агротехнических основ совершенствования обработки черноземных почв путем миннмализацин, направленной на снижение трудовых, энергетических и материально-денежных затрат и повышения плодородия почвы в севооборотах Уральского Нечерноземья.

ЦКСМСХА

Поставленная цель предопределяла необходимость решения следующих задан;

- произнести сравнительную опенку ресурсосберегающих систем основной, предпосевной и послепосевной обработок почвы и выявить их влияние на изменение параметров воднофизическнх, биологических и агрохимических показателей плодородия почвы чернозема оподзоленного;

- выявить влияние длительного применения разных по энергоемкости систем обработки почвы на урожайность и качество урожая культур севооборота;

• изучить влияние глубины и способов основной обработки почвы, периодичности их применения в севообороте на продуктивность сельскохозяйственных культур и плодородие почвы;

- установить допустимый уровень миннмалнзации основной и предпосевной обработок почвы применительно к характерным для зоны исследований культурам и звеньям севооборотов;

- оценить агроэкономическую и энергетическую эффективность систем и способов основной, предпосевной и послепосевной обработок почвы, направленных на ресурсосбережение.

Научная новизна результатов исследований. В результате многолетних исследований разработаны теоретические и практические основы обработки почвы в направлении ей миннмалнзации в системах земледелия Уральского региона. При этом выявлен и теоретически обоснован ряд новых положений:

- определены закономерности изменения количественных и качественных параметров плодородия чернозема оподзоленного под действием длительного применения разных по интенсивности систем обработки почвы, удобрений и химических средств защиты растений в севооборотах разной специализации;

- дано научное обоснование и определены допустимые пределы мн-нимализаини обработки чернозема оподзоленного, обеспечивающие сохранение и повышение плодородия почвы без снижения продуктивности культур севооборота;

- установлен ряд закономерностей формирования фитосанитарного состояния почвы и посевов в зависимости от минимализации обработки и средств химизации;

- определена роль механической обработки почвы, удобрений, гербицидов и погодных условий в продуцировании урожая полевых культур;

- для условий лесостепного Зауралья экспериментально обоснованно целесообразность плоскорезной и дифференцированной обрабо-

ток почвы, способствующих ресурсосбережению;

- предложены производству технологии ресурсосберегающей обработки чернозема о под золенного, позволяющие повысить производи' тельность труда и рентабельность производства.

На защиту выносятся следующие положения;

- закономерности изменения количественных параметров плодородия чернозема оподзоленного под влиянием длительного применения разных по интенсивности систем обработки почвы, а также урожайности к качества продукции;

-целесообразность применения плоскорезной обработки на неэро-дированных почвах в современных системах земледелия Уральского региона Нечерноземной зоны России;

• системы обработки почвы, основанные на сочетании и передо папин приемов в севооборотах разной специализации и направленные на снижение трудовых н энергетических затрат;

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Установленные положения и закономерности позволяют на научной основе совершенствовать приемы н системы обработки почвы. Предложенные приемы минимальной обработки почвы способствуют экономии трудовых и энергетических ресурсов н повышению производительности труда.

Результаты исследований и теоретических обобщений нашли отражение в рекомендациях «Повышение урожайности сельскохозяйственных культур в 1979 г. по Уральскому региону Нечерноземной зоны РСФСР» (Ленинград, 1979), «Научные основы системы земледелия Среднего Урала» (Свердловск, 1981), «Обработка почвы в Нечерноземной зоне Урала» (Свердловск, 1987), «Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в зональных системах земледелия» (Москва, 1993), «Возделывание сельскохозяйственных культур в хозяйствах Свердловской области с учетом особенностей 1999 года» (Екатеринбург, 1999), «Система ведения сельского хозяйства Свердловской области» (Екатеринбург, 2000).

Результаты многолетних опытов прошли производственную проверку, нашли широкое применение в ПСХК «Храмцово», «Мезенское», «Деевскнй», в колхозах «Россия», «Дружба» и в других хозяйствах Среднего Урала. Полученные данные могут быть использованы институтом УралГнлрозем при проектировании звеньев системы земледелия, а также в учебном процессе при подготовке специалистов н аспирантов по специальности «Земледелие».

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались и получили положительную оценку на Всесоюзных совещаниях Координационного совета ВЛСХНИЛ по обработке почвы (Ташкент, 1984; Белая церковь, 1988), на научной конференции молодых ученых ВННИЗХ (Шортанды, 1984), на Всесоюзных научно-практических конференциях » Минске (1982), Днепропетровске (1985), на областных агрономических семинарах и совещаниях, а также на ежегодных научных конференциях Уральской государственной сельскохозяйственной академии с 1977 по 2003 гг.

Отчеты по теме исследований ежегодно заслушивались на заседаниях кафедры земледелия УрГСХА.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в монографии и 54 научных статьях в журналах «Земледелие», «Аграрная наука», «Уральские нивы», «Аграрный вестник Урала», в межвузовских сборниках, научных трудах Уральской государственной сельскохозяйственной академии, методических указаниях и рекомендациях производству. Всего опубликовано 103 работы.

Личный вклад автора. Диссертантом сформировано направление исследований, разработаны программа и методики полевых опытов, обобщен и обоснован полученный экспериментальный материал. Автор принимал непосредственное участие в проведении опытов в качестве исполнителя, осушестнлял руководство аспирантами и соискателями, трос из которых защитили кандидатские диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 10 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 379 страницах компьютерного набора, содержит 91 таблицу в тексте и 38 в приложении, 13 рисунков. Список литературы включает 667 источников, из них 38 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ ГАВОТЫ 1. Условии н методика проведения исследований

Исследования проводились в 1977-1998 гг. на экспериментальной базе УрГСХА (учхоз «Уралец» Белоярского района Свердловской области) с использованием полевого и лабораторного методов.

Почвы опытных участков:

- чернозем оподзопенный среднемощный тяжелосуглинистый,

- темно-серая лесная мощная тяжелосуглинистая,

- лугово-черноземная тяжелосуглинистая.

Среднегодовая сумма осадков — 420-760 мм. За 10°С период выпадает 233*251 мм, большая часть которых приходится на вторую половину вегетационного периода. Сумма температур за период с 10°С составляет 1600-1800.

Из 22 лет исследований (1977-1998) М, или 50%, характеризуются как переувлажненные, на нормально увлажненные приходится 7 лет, или 32%, и засушливые - 4 года, или 18%. Сумма активных температур в пределах 83-13054 от средиемиоголетних значений.

Методической основой работы был многофакторный эксперимент. Всего проведено $ двухфакторных стационарных полевых опытов, один длительный (16 лет) стационарный полевой опыт, один трехфакторный и два олнофакторных.

Длительный стационарный полевой опыт заложен в 1976 голу, где изучалось 7 систем основной обработки почвы разной степени интенсивности с условными названиями: общепринятая, максимальная, фрезерная, комбинированная, поверхностная, нулевая и глубокая. В 19851987 гг. на системы основной обработки почвы накладывались два способа внесения удобрений: разбросной и локальный. Трехфакторный полевой стационарный опыт 5*3*2 заложен в 1983 году. В опыте изучалось 5 систем основной обработки почвы, три фона питания и два варианта гербицидов, Двухфакторный стационарный полевой опыт 7*2 проводился с 1986 года в двух закладках. В опыте 7 вариантов ротаций приемов в системе основной обработки почвы и два вида севооборотов. Двухфакторный стационарный полевой опыт 8*2 заложен в 1994 году, в котором изучалось 8 приемов послепосевной и две системы основной обработки почвы. Двухфакторный стационарный полевой опыт 6*2 заложен в 1996 году н проведен в двух закладках. В опыте изучалось б приемов предпосевной обработки почвы и два фока удобрений.

Исследования проводились в строгом соответствии с требованиями методики полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1968, 1979; Е.А. Арин ушки на, 1970 и др.). Подробное описание программ исследований и схем опытов приведено в диссертации и опубликованных работах. Полученные экспериментальные данные подвергнуты математической обработке методом дисперсионного и корреляционного анализа.

2. Агрофизическое обоснование совершенствования

обработки почвы

Структура почвы. Системы обработки почвы разной интенсивности оказывали неодинаковое влияние на агрофизические свой-

ствз чернозема оиодзоленного тяжелосуглиннстого. Па фрезерной, поверхностной, комбинированной (чередование вспашки с плоскорезным рыхлением) системах при весеннем определения агрегатного состава почвы (сухое просеивание) отмечено увеличение количества агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) на 2,8-6,9% в поверхностном десятисантиметровом слое и на 3,9-4,3% на глубине 20-30 см по сравнению с традиционной системой отвальной обработки. В течение вегетации культур структурное состояние пахотного слоя улучшалось, различия между системами обработки почвы сглаживались. По содержанию водопрочных агрегатов (более 0,25 мм) между системами обработки почвы существенных различий не обнаружено (рис. 1). После длительного применения систем обработки почвы, основанных на мииимализации, содержание водопрочных агрегатов составляло в пахотном слое 51,1-53,7% при 51,3% на общепринятой обработке. При таком содержании водопрочных агрегатов в почве создается устойчивое сложение и оценивается как оптимальное для произрастания сельскохозяйственных культур.

Рис. 1. Содержание водопрочных агрегатов (более 0,25 мм) в зависимости ог системы обработки почвы, % (среднее за 9-11 годы исследований)

Плотность почем. Установлено, что всс системы основной обработки почвы с элементами мннимализаинн обеспечивали оптимальное для зерновых культур значение плотности пахотного слоя чернозема оподзоленного. По усредненным 9-тн летним данным

средняя плотность слоя 0-10 см до предпосевной обработки за исключением нулевой равнялась 0,91-0,95 г/смэ.

Оставление почвы с осени необработанной приводило к увеличению ее плотности по сравнению со вспашкой на 0,05 г/см5. Плотность слоя почвы 10-20 см по общепринятой, фрезерной, поверхностной н глубокой системам была одинаковой (1,02-1,04) и ниже, чем на необработанных делянках на 0,04-0,06 г/см'. В течение вегетации культур под действием собственной тяжести, увлажнения, высыхания и других природных факторов происходит повышение показателей плотности до 1,03-1,10 г/см1 в слое 10-20 см н выравнивание по пссм системам основной обработки почвы (рис. 2).

До предпосевной обработки - о слой почвы 0-10 см; □ 10-20 ем;а 0-20 см. Перед уСотжой-в слой почвы 0-10 см; о 10-20 см; б 0-20 см.

Рис. 2. Средняя плотность чернозёма оподзоленного под зерновыми культурами, г/см1 (среднее за 1977-1980, 1982,1985-1987 гг.)

Твердость почвы. Выполненные нами исследования не выявили различий по твердости почвы между системами основной обработки, за исключением нулевой, где она была выше в сравнении со вспашкой в слое 10-20 см в период всходов на 3,8, перед уборкой - на 3,2 кг/см1. Однако н здесь показатели твердости не выходили за пределы оптимальных значений и не действовали на растения отрицательно. Дифференцированная обработка, основанная на сочетании вспашки с приемами минимальной обработки, также не изменяла показателей твердости по сравнению с ежегодной вспашкой. Это мож-

но объяснить высокой гумусированностью чернозема оползолекного, хорошей структурой н достаточной рыхлостью почвы.

Порозность почвы. При систематическом применении фрезерной, поверхностной, комбинированной и нулевой систем обработки почвы в течение одиннадцати лет (1976-1987) показатель общей по-розностн до предпосевных обработок и в конце вегетации был хорошим и составлял в нахогном слое (0-30 см) 55-56% объёма почвы.

3. Влияние обработки почвы на влагообеспеченность

растений

Системы основной обработки, основанные на миннмалнзацнк, по сравнению с традиционной вспашкой не оказывали влияния на накопление влаги в осенний период. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы осенью перед уходом в зиму в среднем за 11 лет (1977-1987) по системам основной обработки составляли 177-179 мм. В соответствии со шкалой оценки продуктивной влаги по В.Ф. Трушину (1971 г.) запасы характеризуются как очень хорошие и обусловлены вынадением большего количества осенних осал-ков. Даже необрабатываемая осенью почва более 10 лет содержала продуктивной влаги в метровом слое столько же, сколько и почва, подвергающаяся вспашке ежегодно на 28-30 см (табл. 1). Обеспеченность растений агроценоза в период вегетации доступной влагой при систематической фрезерной, поверхностной, комбинированной и кулевой обработках равноценна традиционной вспашке, глубокая не имела преимуществ перед другими системами как в пахотном, так и в корнеобитаемом слоях. Это подтверждает мнение о том, что приемы минимальной обработки в районах, где влага не является лимитирующим фактором, не ухудшают водного режима почвы.

Чередование вспашки с отвальным лущением на 14-16 см и фрезерованием, а также вспашки, необработанной стернн и плоскорезного рыхления не уступало по содержанию влаги в слое 0-30 см ежегодной вспашке.

Показателями, отражающими эффективность использования влаги сельскохозяйственными растениями при различных системах обработки почвы, могут служить коэффициент водопотреблення и окупаемость осадков. Если первый представляет собой расход воды на формирование единицы урожая, то второй показывает объем продукции полученной на единицу осадков.

При возделывай»и кукурузы наибольшая эффективность использования влаги на создание урожая зеленой массы отмечалась при отвальной обработке на 22-23 и 28-30 см. Коэффициент водопо-треблення здесь был меньше, чем при минимальных системах обработки в среднем на 22,2%.

Таблица I

Аккумулирование осадков за осенне-зимне-весенний период по системам обработки почвы, мм (среднее за 1977-1987 гг.)

Осень Весна

Обработка почвы слой почвы, см

0-30 0-50 0-100 0-30 0-50 0-100

Общепринятая 45,3 76,9 179,3 58,4 93,8 186,8

Максимальная 47,0 77,8 177,2 57,7 92,3 186,6

Фрезерная 48,4 76,5 177,0 56,3 92,3 186,2

Комбинированная 47,6 76,4 179,2 58,9 91,4 187,3

Поверхностная 49,1 79,6 178,2 60,6 96,0 186,0

Нулевая 49,0 79,7 177,7 61,6 97,1 187,7

Глубокая 50,0 80,5 176,9 61.0 101,1 189,2

В условиях засушливого сезона наиболее экономичным расходованием влаги характеризовались системы, основанные на приемах минимальной обработки почвы. При фрезерной, комбинированной, поверхностной и нулевой системах обработки на тонну зерна расходовалось на 23,0-53,0 тонны воды меньше, чем при отвальной обработке. Действие способов внесения удобрений (вразброс и локально) на расход воды растениями при различных системах обработки почвы было неодинаковым н зависело от влагообеспеченностн вегетационного периода. В условиях избыточного увлажнения при локальном внесении удобрений в среднем по всем системам обработки почвы расходовалось воды на 19% меньше, чем при внесении вразброс.

При минимальных системах обработки почвы (фрезерная, комбинированная, поверхностная, нулевая) экономия в расходе воды на тонну зерна в пользу локального внесения удобрений в сравнении с разбросным составила 82-134 мм. Расход волы при минимальных системах с локальным внесением удобрений был на 21,2% меньше, чем по отвальной обработке. В засушливые годы коэффициент водо-нотребления по системам обработки почвы, за исключением нулевой, при обоих способах внесения был одинаковым.

Установлено, что окупаемость осадков урожаем зерна в зависимости от степени увлажнения вегетационного периода различна. В сухие годы (ГТК<1,0) выход зерна на мм осадков выше в сравнении с нормально увлажненными (1,0-1,5) на 27,9, а с переувлажненными (1,6 и Солее) на 97,2%. Ниже всего окупаемость осадков в различные по увлажнению годы по системе нулевой обработки почвы.

Выход зерна на мм осадков в сухие годы по системам обработки составил 20,8-22,4 кг с тенденцией уменьшения по фрезерной, комбинированной и поверхностной системам в сравнении с общепринятой. В условиях увлажнения, близких к среднемноголетним, различия по окупаемости осадков зерном между системами обработки незначительны и колебались от 16,3 до 17,3 кг на мм осадков.

При чередовании вспашки с приемами минимальной обработки почвы не отмечено существенной разницы в сравнении с ежегодной вспашкой ни по коэффициенту водопотребления, ни по окупаемости осадков. Расход воды на центнер кормовых единиц составил 12,3-13,5 мм, а окупаемость осадков 8,5-9,0 кг кормовых единиц на мм осадков.

4. Питательный режим и особенности питания растений в связи с мииимялизацнеП обработки почвы

При многолетнем (10-11 лет) систематическом применении нулевой обработки почвы в севообороте по сравнению с ежегодной вспашкой наблюдается увеличение скорости разложения льняного полотна в слое 0-10 см за 60 дней экспозиции на 9,6-23,2%, выравнивание в среднем (10-20 см) и снижение на 7,2-10,0% в нижнем (20-30 см). Аналогичная закономерность, хотя и менее выраженная, наблюдается при фрезерной и поверхностной системах обработки почвы. Наибольшей биологической активностью характеризуется верхний слой (0-10 см) почвы н при ротации вспашки с приемами минимальной обработки почвы.

Таким образом, процесс микробиологического разложения целлюлозы в прослойках пахотного слоя при всех системах основной обработки почвы с элементами минимализации обуславливает гетерогенность пахотного слоя по плодородию.

Внесение удобрений по всем приемам предпосевной обработки почвы повышало биологическую активность в сравнении с неудобренным фоном. В то же время, этот процесс мало зависел от приемов предпосевной обработки почвы.

В среднем за голы исследований содержанке нитратов в фазу кушснкя зерновых культур в верхнем (0-10 см) слое на фрезерной, комбинированной, поверхностной и нулевой системах обработки на 7,0-23 мг/кг больше в сравнении со вспашкой. Эта закономерность подтвердилась и в период колошения, хотя и была меньше выражена, а к восковой спелости зерновых различий между системами обработки по содержанию нитратов не обнаружено. Наибольшее количество нитратного азота в слое 10-20 см накапливалось при глубокой, комбинированной и поверхностной системах и составило 101-106 мг/кг абсолютно сухой почвы, а наименьшее - при нулевой обработке -81,0 при 86,0 мг/кг на ежегодной вспашке. К фазе колошения различия между системами обработки по содержанию нитратов>сглажива-лись. Плоскорезное рыхление по мобилизации нитратного азота сравнимо со вспашкой.

На десятый - одиннадцатый год применения системы основной обработки почвы без оборачивания повышалось содержание водно-растворимых фосфатов сравнительно со вспашкой в посевном слое в начале вегетации (кущение) на 5,2-15,5%. Наиболее существенные различия отмечены в нижней части (20-30 см) пахотного слоя, где на делянках с фрезерной, поверхностной и нулевой системах содержание воднорастворнмых фосфатов составляло 55,2-64,7% от обычной вспашки. Закономерности по накоплению подвижных фосфатов по системам обработки, обнаруженные в начале вегетации, сохранились в последующие сроки. Это свидетельствует об имеющейся дифференциации пахотного слоя по содержанию легкодоступных фосфатов.

5. Обработка почвы н фитосанитарное состояние посевов

Засоренность почвы и посевов. Для совершенствования управления сорным компонентом агрофитоценоза важное значение имеет изучение эффективности регулирующего воздействия разных по глубине и интенсивности систем обработки почвы в севооборотах.

Многолетнее систематическое применение фрезерной, поверхностной, комбинированной систем обработки почвы взамен общепринятой для зоны ведет к увеличению засоренности посевов (рнс.З).

При системах минимальной обработки почвы в среднем за 16 лет сорняков было больше по сравнению со вспашкой на 34,7-59,294, а их сухая масса выше на 30,3-66,7%. Система нулевой обработки почвы приводит к увеличению засоренности в 2,4 раза по количеству

и в 3,2 раза по сухой массе в сравнении с традиционной в зоне обработкой почвы.

Более высоким уровнем засоренности при всех системах основной обработки почвы характеризуются посевы яровой пшеницы в свя

Пшеница Ячмень овес среднее пиепица ячмень опес среднее

□ р&щФприхлтоя ш максимальная 0 Фрезерная ш хомбннироеоннач

■ поверхности»« о купевач С9 ггтуОоком

Рис. 3. Действие разных систем обработки почвы на сорный компонент агрофитоценоза (среднее за 1977-1988 гг.)

зи с еС более слабой конкурентоспособностью с сорняками п меньшей плотностью посевов. Основная обработка по-разному влияла на внловой состав сорняков. При отсутствии регулирующего воздействия гербицидов в посевах перед уборкой при отвальных обработках почвы насчитывалось малолетних сорняков в 1,3-1,5 раза меньше, чем при системах минимальной обработки почвы. При этом доминирующим из малолетних сорняков был овсюг обыкновенный. Его доля в обшем количестве сорняков при системах с отвальной обработкой почвы составляла 55,0-62,5% и возрастала до 80,9-91,5% в системах, основанных на приемах минимальной обработки почвы.

Допосевное внесение почвенного гербицида Авадекс АА, обработка в фазу кущения противоовсюжным гербицидом Суффикс ВВ, а также баковой смесью аминной соли и Лонтрела обеспечивало практически полное уничтожение этого сорняка.

При чередовании приемов отвальной, плоскорезной, чизельной и нулевой обработок почвы наибольшее распространение получили овсюг обыкновенный (19,4-36,2% от общего числа малолетних сорняков), подмаренник цепкий (8,5-28,9), аистник цикутолистный (5,6-21,4), марь белая (6,4-14,3), горец почечуйный (2,6-17,9%). При замене ежегодной вспашки плоскорезным рыхлением в сообществе

малолетников увеличивалось участие сорняков, семена которых прорастали при более низкой температуре почвы и воздуха (подмаренник цепкий и др.). На отвальную обработку почвы сильнее всего реагировал горец почечуйный. При чередовании вспашки через год с отвальным лущением число растений горца почечуйного от обшей численности сорняков составляло 14,9-17,9%, на других обработках почвы его было в 2,2-7,0 раз меньше.

В сообществе многолетних сорняков наибольшее распространение получили осот полевой и осот розовый, которые очень сильно развивались на делянках с двухлетним прямым посевом агрегатом КЛ-3,б и чнзелеванием на 35-40 см, где их количество превышало в четыре раза результаты ежегодной вспашки. Одной из причин увеличения доли корнеотпрысковых сорняков при минимализации обработки является интенсивное отрастание их побегов в послеуборочный период, что позволяет сформировать дополнительный запас вегетативных зачатков в пахотном слое почвы. Наглядно представить вред, причиняемый сорняками, позволяет определение их доли в общей массе агрофитоценоза. При вспашке сорняки составляли 11,7% от обшей массы растений, на участках без осенней обработки (нуле* вая) — 25,8%; то есть засоренность изменялась от средней до сильной (Н.З. Милащенко, В.Г. Холмов, 1977).

Локальное внесение удобрений по системам основной обработки почвы обуславливало более сильное угнетающее действие культурных растений на сорняки, в результате чего резко снижалась масса сорняков в агрофнтоценозе. Это объясняется тем, что здесь улучшается питательный режим культурных растений и они становятся более конкурентоспособными с сорными растениями в борьбе за влагу и свет. На фоне локального внесения удобрений различия по массе сорняков между системами обработки почвы менее значительны, чем с внесением удобрений вразброс.

Исследования, проведенные по изучению разных уровней химизации, показали, что применение гербицидов на фоне удобрений сокращает численность сорняков при ежегодной вспашке в 3,0 раза, а по нулевой обработке в 13 раз.

Определение исходной засоренности почвы свидетельствует, что запас семян сорняков в пахотном слое составляет около 100 млн.шт./га с равномерным распределением по прослойкам пахотного горизонта.

Действие разных систем обработки почвы на засоренность почвы семенами неодинаковое и обусловлено различием в заделке и пе-

ремещеиии семян в обрабатываемом слое. После восьми лет ежегодной вспашки на 22-23 см запас семян сорняков в пахотном слое остался на уровне исходного и составил 96,2 млн.шт./га. Увеличение глубины вспашки до 28-30 см приводило к увеличению семян сорняков на 10,0%. На участках с поверхностной и нулевой системами обработки почвы семян сорняков в пахотном слое было на 28,1-41,9% больше, чем при отвальной обработке (табл. 2).

В течение восьмилетнего периода произошло перераспределение семян сорняков по профилю почвы в зависимости от применяемой системы основной обработки почвы.

Таблица 2

Запас семян сорняков и их распределение в пахотном слое после 8-ми летнего применения систем основной обработки почвы

Система обработки почвы Всего млн. шт./га Распределение семян по слоям, %

0-10 см 10-20 см 20-30 см

Общепринятая 96,2 36,3 36,1 27.6

Максимальная 99,5 31,9 39.5 28,6

Фрезерная 100,1 46.0 35,9 18,1

Комбинированная 105,7 41.2 32,9 25,9

Поверхностная 123,2 47,4 38,7 14,0

Нулевая 136,5 54,0 32,3 13,7

Глубокая 105,8 36,7 31,2 32,1

Исходное 97,0 35,9 33,3 30,8

По ежегодной вспашке на глубину 22-23 см семена сорняков равномерно распределялись по прослойкам пахотного горизонта: 0-10 см - 36,3; 10-20 - 36,1 и 20-30 - 27,6% от обшего количества семян. При замене вспашки обработкой орудиями с активными рабочими органами (фрезерная) 46,0% семян сорняков накапливалось в верхнем (0-10 см) слое почвы. На нулевой обработке в этом слое сосредотачивалось до 54% семян сорняков, тогда как в слое 20-30 см -всего 13,7%. На поверхностной системе, соответственно, 47,4 и 14,0%.

Дифференциация обработки почвы путем сочетания отвальных, поверхностных, фрезерных и чизельных приемов обеспечивала наибольший эффект регулирующего воздействия на накопление семян сорняков в почве.

Корневые гнили. Распространенность корневых гнилей по приемам основной обработки почвы колеблется в среднем от 67 до 72%, а интенсивность развития болезни - от 49 до 53%. Фрезерная и

поверхностная системы обработки почвы снижали иораженность ячменя и шнсницы корневыми гнилями на 3,0, а плоскорезная и пулевая обработки увеличивали на 2,0% (рис. 4).

Органический и органом ннеральный фоны удобрений по сравнению с минеральным при всех системах основной обработки почвы Интенсивность болезни Раофослранежебапеэми

шт»¥1. я•.»»*>. Оккньэ

ТО* Г, 1035 г, ТОГ г. 311Т1И ГЧГ.л

О осилил из 22-23 см

□ отвальное г^и^нт» 14.16см

□ без обрзбогки

В Фрузоровоые на 8-10 ал И тоскорознов рьллокие на 22-23 ем

Рис. 4. Влияние обработки почвы на лоражаемость зерновых культур корневыми гнилями

снижали зараженность корневыми гнилями. Локальное внесение удобрений также обусловливало тенденцию к снижению распространенности и интенсивности развития болезней. При этом различия между общепринятой обработкой, основанной на зяблевой вспашке, и системами минимальной обработки почвы были несущественными как при разбросном, так и при локальном внесении удобрений. С применением гербицидов снижение заболеваемости более существенно на плоскорсзной и поверхностной системах, чем на общепринятой обработке.

При комплексном применении удобрений, гербицидов и фунгицидов интенсивность развития корневых гнилей ниже, чем с одними удобрениями на вспашке на 18,5, с нлоскорезным рыхлением - на 12,5, с ло-

верхностным рыхлением — на 18,5, удобрениями и гербицидами - на 4,5; 4,5 и 6,0% соответственно.

Ротация приемов основной обработки почвы не оказывала влияния на поражение зерновых культур листовой ржавчиной. Плоскорезное рыхление, сочетание вспашки с отвальным лущением, а также вспашки с необработанной стерней и плоскорезным рыхлением снижали поражение стеблевой ржавчиной иа 4,0-12,0?о.

6. Агрохимические основы совершенствования обработки почвы

При длительном использовании систем обработки с элементами минимализациы наблюдается тенденция к увеличению содержания гумуса в верхнем десятисантиметровом слое почвы. Это связано со снижением минерализации гумуса и увеличением коэффициента гумификации растительных остатков (В,И. Кирюшин, И.Н. Лебедева, 1984). На участках с отвальной обработкой почвы гумуса имелось от 8,14 до 8,29%, а с минимальной - 8,34-8,58%. Наибольшим количеством гумуса отличались участки, не обработанные с осени, В слое почвы 10-20 см различия но системам обработки были менее значительны.

В нижней части пахотного слоя (20*30 см) на фрезерной, поверхностной и безотвальной системах его показатель был на 0,490,52% меньше, чем на вспашке, а на нулевой эта разница достигала 0,68-0,79%. Десятилетнее применение фрезерной, поверхностной, комбинированной и нулевой систем приводит к дифференциации пахотного слоя по содержанию гумуса, которое возрастает в верхней части и снижается в нижней. Однако, в целом запасы гумуса в пахотном слое изменялись по системам обработки незначительно, от 7,62 до 7,77%. Применение плоскорезной, нулевой и поверхностной обработок на фоне внесения расчетных на планируемый урожай доз минеральных удобрений приводит к дифференциации пахотного слоя не только по содержанию гумуса, но и по обеспеченности подвижными формами питательных веществ. При этих обработках содержание подвижного фосфора в поверхностном слое (0-10 см) увеличивалось но сравнению со вспашкой на 14,4-21,0%. Это происходит не только в результате поверхностного применения удобрений, но и за счет сорбции фосфора корнями растений и ежегодного возвращения корневых остатков на поверхность почвы.

Калий локализовался на делянках с минимальной обработкой почвы также в поверхностном слое, а со вспашкой его распределе-

litte в корнеобитаемом слое было относительно равномерным. Разница по содержанию калия в верхнем (10 см) слое между безотвальной обработкой и вспашкой в пользу первой составила 28,2, а между нулевой обработкой и вспашкой — 48,7 мг/кг абсолютно сухой почвы. Увеличение содержания гумуса и подвижных питательных веществ в сравнении с традиционной обработкой почвы объясняется не только результатом сосредоточения в верхнем слое остаточной биомассы растений, но и скоростью минерализации.

7. Урожайность и качество зерна культур севооборота н связи с совершенствованием технологии обработки почвы

Эффективность различных систем основной обработки почвы. Система основной обработки почвы в условиях Среднего Урала, принятая в настоящее время, требует больших энергетических затрат и малопроизводительна. Результаты многолетних исследований показали, что на черноземе оподзоленном и темно-серой лесной почве возможна замена традиционной вспашки поверхностными, фрезерными и безотвальными обработками. Выход зерновых единиц в среднем за четыре ротации зернопронашного севооборота (кукуруза, пшеница, ячмень, овес) составил при систематической фрезерной системе обработки почвы 99,2, поверхностной — 96,б, при чередовании вспашки через три гола с плоскорезным рыхлением -97,2% от ежегодной вспашки (табл. 3). Система обработки, включающая лущение жнивья, вспашку на 22-23 см н выравнивание зяби (максимальная), как равно и увеличение глубины вспашки до 28-30 см обеспечивали урожайность культур севооборота, составляющую 99,8 и 98,9% от общепринятой. Отказ от осенней обработки (нулевая) в сравнении с общепринятой в зоне вспашкой обусловил снижение выхода зерновых единиц на 24,1%.

Урожайность пшеницы в среднем за 8 лет колебалась по системам основной обработки почвы, за исключением нулевой, от 38,4 до 39,6 ц/га. За все годы исследований комбинированная и поверхностная системы обеспечивали одинаковый урожай с общепринятой обработкой. Фрезерная из 8 лет только один раз дала урожай достоверно ниже, а максимальная один раз выше. Нулевая обработка за годы исследований шесть раз снижала урожай но сравнению со вспашкой н только дважды обеспечивала равный урожай.

Несколько по-иному на системы обработки реагировал ячмень. Если в среднем за 1977-1990 гг. урожайность по фрезерной, комби-

ннрованной, поверхностной системам была на уровне с общепринятой, то по годам имелись существенные колебания. В сухие и нормально увлажненные годы урожайность по бесплужным обработкам Сравнима с общепринятой, а в переувлажненные ниже сё. Урожайность ячменя по нулевой обработке почвы составляла в разные годы от 48,0 до 85,9% от общепринятой, а из 8 лет дважды на уровне общепринятой.

Таблица 3

Влияние длительности применения систем обработки почвы на урожайность культур зернопропашного севооборота, ц/га зерновых единиц

Системы обработки почвы Ротация В среднем за 4 ротации % к общепринятой

первая вторая третья четвертая

Общепринятая 40,2 38,9 38,7 36,2 38,5 100,0

Максимальная 40,5 41,8 37,2 34,2 38,4 99,8

Фрезерная 40,8 39,5 39,6 32,9 38?2 99,2

Комбинированная 40,9 405 37,8 30.3 37,4 97,2

Поверхностная 42.6 36,8 37,8 31.5 37,2 96,6

Нулевая 30,4 28,2 29,6 28,7 29,2 75.9

Глубокая 41,0 38,4 39.7 33,2 38.1 99,0

Урожайность овса в среднем за годы исследований (1977-1991) по всем системам обработки была на уровне 32,0-33,3 ц/га, за исключением нулевой. Достоверное снижение урожайности по нулевой обработке отмечалось в 4 случаях из 8, то есть овсе слабее, чем пшеница и ячмень отзывался на системы обработки почвы.

Кукуруза также неодинаково реагировала на системы основной обработки почвы. Из 8 лет поверхностная обработка трижды обеспечивала равный урожай с традиционной вспашкой, три гола из восьми урожай достоверно ниже, два года выше. По фрезерной системе в щестн случаях из восьми урожай кукурузы равнозначен традиционной системе и в двух ниже. По нулевой обработке во все годы исследований отмечено снижение урожайности зеленой массы кукурузы по сравнению с общепринятой, а в отдельные годы она была в 2,0-2,5 раза ниже, чем по вспашке.

Эффективность использования удобрений, рассчитанных на планируемый урожай, наиболее высокой была на общепринятой, поверхностной и глубокой системах обработки почвы. Прибавка от удобрений на данных системах составляла 56,2-56,7%. При фрезер-

ной и комбинированной системах она снижалась на 14,1-18,4% по сравнению с общепринятой, а наименьшая нолучена при нулевой системе - 39,6%.

В условиях Среднего Урала предпочтительнее локальное внесение удобрений, так как эффективность изучаемых систем обработки выше, чем при разбросном как по выходу кормовых единиц, так и зерна с гектара севооборотной площади. Наибольшая прибавка от локального внесения удобрений получена при нулевой обработке и составляет 15,0% при 11,4% на общепринятой системе. В специализированном зерновом севообороте (75,0% зерновых) при постоянном применении гербицидов на минеральном фоне питания системы обработки, основанные на минимализаиии, обеспечивали одинаковую урожайность с общепринятой системой; на органическом и органо-минеральном фонах этого не отмечено.

Одиннадцатилетние данные урожайности зерновых культур свидетельствуют, что в сухие годы поверхностная, фрезерная и лаже нулевая обработки по этому показателю равнозначны общепринятой. Нулевая обработка снижала урожай по сравнению с другими системами в нормально увлажненные годы на 20,2-22,8, а в переувлажненные - на 39,7-42,0%. Выявление роли основной обработки и погодных условий в формировании урожая зерновых показывают, что определяющими являются погодные условия, а доля обработки составляет 23,2%. Участие факторов интенсификации в продуцировании урожая зерновых, прослеженное в трехф актор ном опыте, свидетельствует, что здесь в большей степени влияют минеральные удобрения — 46,7, гербициды — 35,5 и меньше всего основная обработка почвы - 12,2%.

Таким образом, из исследуемых факторов формирования урожая основная обработка является менее значимой и это является теоретической посылкой и практической рекомендацией минимализаиии основной обработки чернозема оподзоленного и темно-серой лесной почвы в условиях Среднего Урала.

Плоскорезная обработка неэродированных поче. Многолетними исследованиями установлено, что плоскорезное рыхление на глубину 22-23 см по сравнению со вспашкой не меняло воднофизиче-скнх свойств, способствовало накоплению гумуса в верхней прослойке (0-10 см) пахотного горизонта. Количество и масса сорняков при плоскорезной обработке не увеличивались по сравнению со вспашкой.

Различия в урожайности за годы исследований (1953-1996) между вспашкой на глубину 22-23 см и плоскорезным рыхлением на такую же глубину были несущественными (табл. 4). Об этом свидетельствует и обобщение 40 годоопытов по сравнительному изучению почвозащитной обработки и отзывчивости на неё сельскохозяйственных культур. При выращивании ячменя в 16 годоопытах урожайность по вспашке равнялась 27,5, плоскорезному рыхлению - 28,0, пшеницы (8 годоопытов), соответственно, 22,7 и 21,9, гороха (4) — 12,6-12,5, озимой ржи (3) — 28,0-27,6 ц/га. Не отмечено существенных различий в урожайности сельскохозяйственных культур по плоскорезному рыхлению и вспашке в зависимости от элементов технологии выращиваемых культур (севооборот, удобрения, гербициды).

Таблица 4

Урожайность культур в зависимости от способа обработки почвы, н/га

Годы Культуры Способ обработки НСРо*

вспашка на 22-23 см плоскорезное рыхление на 22-23 см

1983 Ячмень 31,4 30,4 2.8

1984 Пшеница 35,4 33,6 2.7

1985 ) Ячмень 25,2 25,1 1,7

1986 Однолетние травы (сено) 38,1 52,5 5,9

1987 Ячмень 22,7 23,8 1,4

1988 Пшеница 17,4 17,6 0,9

1989 Ячмень 18,0 19,2 1,6

1990 Однолетние травы (сено) 73,4 73,3 6,9

1991 Ячмень 37,9 40,3 3,9

1992 Пшеница 24,0 22,6 1,6

1993 Ячмень 33,2 33,3 1,7

1994 Ячмень 18,1 16,1 2,1

1995 Ячмень 51,6 50,6 4,8

1996 Ячмень 49,6 48,1 2,4

Среднее: ячмень (9 лет) 32,0 31,9

пшенииа (3 года) 25,6 24,6

однолетние травы на сено (2 года) 65,8 62,9

Комбинированная обработка почвы и её эффективность. Сочетание приемов в системе основной обработки почвы изучалось в зернопропашном м зернопаровом севооборотах.

На основании экспериментальных данных по двум закладкам установлено, что наибольший выход кормовых единиц с гектара севооборотной площади в зернопропашном севообороте получен при ежегодной вспашке и чередовании вспашки через год с отвальным лущением, соответственно 34,8 и 34,2 ц/га. Чередование двухгодичной обработки стойками СибИМЭ, чизелевания н вспашки, а также вспашки, отвального лущения, фрезерования, плоскорезного рыхлении н вспашки, нулевой обработки и двухлетнего плоскорезного рыхления снижало выход кормовых единиц по сравнению с ежегодной вспашкой всего на 1,2-1,5 ц/га. Самый низкий выход кормовых единиц получен при чередовании чизелевания на 35-40 см через три года с нулевой обработкой — 31,9 ц/га, или на 8,4% ниже, чем при ежегодной вспашке. По выходу зерна с гектара (12,6-14,9 ц) отмечается та же закономерность (табл. 5).

В зернопаровом севообороте выход кормовых единиц (22,7-22,9) и зерна (16,2-16,7) в центнерах с гектара севооборотной площади при всех моделях чередования приемов обработки почвы практически одинаковый и сравним с ежегодной вспашкой.

Таблица 5

Продуктивность севооборотов зернового направления в зависимости от приемов обработки почвы и их сочетания, ц/га (среднее по двум закладкам 1986-1992 гг.)

Приемы основной обработки почвы и их сочетание Севооборот

зернопропашной зернопаровой

кормовых единиц зерна кормовых единиц зерна

Вг^Вгэ-Вц-В» 34,8 14,5 22,7 16,2

Пг,-Пг}-Пг,-П23 32,8 13,9 22,7 16,2

Б-Б-Ч,0-Б 31,9 12,6 21,7 15,1

Вц-Л,6-Фго-П((. 33,3 14,2 22,9 16,4

В»-Б-Пг5-Пг1 33,6 14,2 22,7 16,3

34,2 14,5 22,8 16,3

Стг,-Стг)-Ч„ Вг1 33,7 14,9 22,8 16,7

ЧЗримечанис: Вп - вспашка на 22-23 см, П» - плоскорешое рыхление на 22-23 см, В - без обработки, Ч« — чизелеванне на 35-40 см. Лм - лушеиие на 14-16 см, Фщ - фрезерование на 8-10 см, Сти - стойки СибИМЭ па 22-23 см, Ч}) - чизелеванис на 25-27 см.

Предпосевная и послепосевная обработки почвы под зерновые культуры и возможности ресурсосбережения. По многолетним данным (5 лет) полевого опыта использование комбинированного аг-

регата КА-3,6 при предпосевной подготовке почвы и посеве обеспечивало урожайность зерновых культур па уровне с традиционной предпосевной обработкой, состоящей из предпосевного боронования н культивации. Но при этом уменьшались затраты труда на 16,0-18,0, заработная плата - на 7-9%, расход ГСМ - в 1,4-1,8 раза. Замена предпосевной культивации боронованием в качестве приема предпосевной обработки почвы способствовала формированию урожайности зерновых культур на уровне 27,2 при 27,8 ц/га на контроле.

Совершенствование предпосевной обработки почвы в направлении ресурсосбережения в комплексе с удобрениями и гербицидами показало, что в двух закладках опыта урожайность ячменя при замене предпосевной культивации на 6-8 см на предпосевное боронование была одинаковой и составляла 46,5 и 45,4 ц/га. Внесение удобрений повышало урожайность в сравнении с неудобренным фоном при культивации на 6-8 см на 57,1, а при бороновании - на 53,9%. Наиболее высокий агротехнический эффект от гербицидов достигался при бороновании взамен культивации как на удобренном, так и на неудобренном фоне и составлял 7,3-9,8%.

На Среднем Урале в силу природно-климатических, организационных, технических причин значительное количество пашни после уборки зерновых культур остается без основной обработки почвы. Задача обработки такой почвы весной состоит в уменьшении негативных и сохранении полезных обстоятельств для роста и развития полевых культур.

Исследования по замене при подготовке почвы к поссву вспашки на менее энергоемкие и более производительные приемы показали, что плоскорсзное рыхление на 18-20 см, дискование на 8-10 см, обработка и носсв агрегатом КА-3,6 на гербнцндном фоне по урожайности зерновых культур не уступали вспашке на 18-20 см. Эффективность отдельных приемов зависела от условий вегетационного периода. В годы с достаточным количеством осадков на фоне без гербицидов некоторое преимущество имела вспашка на 18-20 см в сравнении с дискованием и плоскорезным рыхлением. При недостатке влаги все приемы по влиянию на урожайность культур равнозначны как на фоне с гербицидами, так и без них.

■ - Послепосевное прикатывание при всех системах основной обработки почвы повышало урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 5,2 ц/га или 18,0%. Наибольшая прибавка от послепосевного прикатывания получена при комбинированной (28,8%), фрезерной (22,6%) и поверхностной (20,1%) системах основной об-

работки почвы. Эффективность от прнкатывания на общепринятой системе равнялась 11,9%. Боронование по всходам зерновых культур на фоне вспашки обеспечивало прибавку в сравнении с небороваи-ными участками 15,8%, а на фоне нлоскорезного рыхления-16,3%. С внесением гербицидов прибавка урожайности возрастала до 20,8 на вспашке и 22,7% по плоскорезному рыхлению. Боронование до всходов, как и боронование до всходов и по всходам способствовали повышению урожайности культур, но были менее эффективны, чем одно боронование по всходам.

Качество продукции„ Многолетние наблюдения за технологическими показателями зерна пшеннцы свидетельствуют о том, что системы основной обработки почвы, направленные на е£ минимали-зацию, не ухудшают его качества. Масса 1000 зерен при фрезерной, комбинированной, поверхностной и нулевой системах в среднем за годы исследований равнялась 39,7-41,5, а на общепринятой — 39,5 грамма. Аналогичная закономерность наблюдается и по натурной массе — 748-755 и 753 г соответственно.

При фрезерной и комбинированной системах отмечается тенденция к снижению клейковины в зерне пшеницы при разбросном и локальном внесении удобрений, а при поверхностной и нулевой системах наблюдается обратная тенденция. По своим качествам при всех системах обработки почвы клейковина соответствовала второй группе и оценивается удовлетворительно. При ежегодном плоскорезном рыхлении и чередовании обработки почвы стойками СибИМЭ содержание клейковины на 1,7-2,0% выше, чем при ежегодной вспашке. Фрезерная, комбинированная, поверхностная и нулевая обработки способствовали по сравнению со вспашкой повышению белка в зерне на 36,7%. При этих обработках в зерне было несколько больше фосфора, калия, крахмала и меньше клетчатки. Не ухудшался и аминокислотный состав зерна.

9. Экономическая и энергетическая оценка систем обработки

почвы

Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что совершенствование обработки почвы путем ее минимализацин обеспечивает продуктивность севооборота на уровне общепринятой в зоне, основанной на ежегодной вспашке.

Проведенные нами расчеты показывают, что по комплексу показателей наибольший экономический эффект в зернопропашном се-

вообороте обеспечивают поверхностная н комбинированная системы основной обработки почвы (табл. 6). При данных системах суммарные затраты на возделывание культур севооборота ниже на 5,9-8,4, на основную обработку - на 11,3-22,4% по сравнению с общепринятой обработкой почвы. Замена традиционной вспашки менее энергоемкими безотвальными н поверхностными обработками позволяет повысить производительность труда на 37,3-72,3, уменьшить себестоимость кормовой единицы - на 6,9-8,2 н повысить рентабельность - на 19,0-23,0%.

Таблица 6

Экономическая и агроэнергетнческая эффективность возделывания культур севооборота при разных системах основной обработки почвы, среднее за 1977-1992 гг.

Выход Рента- Чистый Коэффи- Энерге-

Система к.ед., бель- энерге- циент тическая

обработки почвы т/га ность, тичский энергети- себесто-

% доход, ческой имость,

ГДж/га эффек- ГДж/т

тивности к.ед.

Общепринятая 4,51 165 36,1 2,48 5,42

Максимальная 4,61 160 36,4 2,46 5,42

Фрезерная 4,47 170 36,5 2,51 5,42

Комбинированная 4,56 184 37,2 2.54 5,30

Поверхностная 4,50 188 36,8 2,55 5,28

Нулевая 3,56 133 23,7 1,99 6,77

Глубокая 4,51 160 35,7 2,45 5,48

Сочетание вспашки с приемами поверхностной, безотвальной, чи-зельной обработки в севообороте позволяет сократить затраты на оплату труда на 11,0-32,0, расходы на горюче-смазочные материалы — на 1,019,0% в сравнении с применением вспашки под все культуры севооборота.

В среднем за годы исследований (1977-1992) системы поверхностной и комбинированной обработки оподзоленного чернозема обеспечивают наиболее высокий энергетический доход 36,8 и 37,2 при 36,1 ГДж/га по общепринятой системе, самую низкую энергетическую себестоимость (5,28-5,30) 1 тонны кормовых единиц. Лучший показатель энергетического коэффициента получен при использовании комбинированной и поверхностной систем обработки почвы. Различия по сравнению с традиционной составляют 2,4 и 2,8%.

выводы

1. Высокое естественное плодородие черноземов оподзоленных лесостепною Зауралья обеспечивает стабильность агрофизических свойств и предопределяет отсутствие резких изменений в процессе их использования. Рост и развитие культур полевого севооборота при всех изучаемых системах основной обработки почвы происходили при оптимальных параметрах агрофизических показателей:

- мшшмалнзацня основной обработки почвы способствовует улучшению структурного состояния почвы по сравнению с традиционной системой отвальной обработки; повышение коэффициента структурности составляет в среднем за вегетацию по культурам в слое 0-10 см - 9,0...30,6; 10-20 см - 9,3..,35,0%; содержание водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм не зависело ог системы основной обработки почвы н равнялось в слое почвы 0-30 см 51,1 ...53,7%;

• средняя плотность почвы слоя 0-10 см по усредненным многолетним (8 лет) данным до начала полевых работ по системам основной обработки, за исключением нулевой, составляет 0,91...0,95 г/см1; оставление почвы с осени необработанной приводило к увеличению объемной массы но сравнению со вспашкой на 0,05 г/см1. В слое почвы 10-20 см средняя плотность была одинаковая 1,02...1,04 г/см1 и ниже, чем на необработанной, на 0,04...0,06 г/см5; в течение вегетации происходит выравнивание показателей плотности по системам основной обработки ночвы;

• твердость почвы на участках, где применялись приемы минимальной обработки повышается, особенно по нулевой в сравнении со вспашкой в слое 10-20 см в период всходов на 3,8 кг/см* или на 18,2%, но эти изменения не превышают оптимальных параметров этого показателя для роста н развития возделываемых культур;

- наибольшая порозность почвы отмечается прн системах глубокой н комбинированной н составляет 55,4...55,9% при 54,7% на общепринятой обработке.

2. В среднем по 11-летним данным в метровом слое почвы но системам основной обработки осенью содержится 177,0-179,3 мм продуктивной влаги, а весной - 186,2-189,2 мм. Применение фрезерной, поверхностной и даже нулевой обработок почвы, а также чередования вспашки с приемами минимальной обработки обеспечивает создание благоприятного водного режима в период вегетации культур севооборота. Содержание продуктивной влаги в среднем за вегетационный период по системам основной обработки почвы с элементами мини-мализацнн составляет в пахотном слое (0-30 см) 44,7-49,4, в слое 0-50

см - 79,1-81,3 мм, а по традиционной обработке соответственно 47,4 и 80,7 мм.

3. Длительное применение систем с минимальной обработкой почвы ведет к увеличению засоренности посевов по сравнению с отвальной обработкой на 34,7-59,2% по количеству сорняков и на 30,3-66,7% по их сухой массе. Отказ от основной обработки ночвы сопровождается увеличением засоренности посевов агрофитоисноза в 2,4 раза по количеству н в 3,2 раза по сухой массе. Сочетание систем основной обработки с гербицидами обеспечивает снижение засоренности посевов по сухой массс сорняков на 23,5-60,7%. Из малолетних сорняков доминирующим является овс<ог обыкновенный (Avena fatua) и его доля в общем количестве всех сорняков при системах отвальной обработки составляет 55,0-62,5 и возрастает ДО 80,9-91,5% в системах, основанных на приемах миннмализации. Длительная мелкая обработка почвы, систематическое плоскорезное рыхление, сочетание поверхностных, мелких н безотвальных приемов, оставление ночвы с осени без обработки обуславливает перераспределение семян сорняков по профилю пахотного слоя с локализацией их до 47,4-54,0% в верхнем десятисантиметровом слое почвы.

4. Применение систем ресурсосберегающей обработки почвы обуславливает заболеваемость культур севооборота-на уровне, отмеченном по общепринятой в зоне обработке. Распространенность корневых'гнилей по системам минимальной обработки составляет 67,072,0%, а интенсивность развития болезни - 44,0-53,0%, по вспашке на 22-23 см, соответственно 70,0 и 48,0%. Существенного влияния систем основной обработки почвы на поражснность культур листовой и стеблевой ржавчиной не установлено.

5. При длительной {10-11 лет) мниимализации основной обработки почвы возрастает интенсивность микробиологического разложения целлюлозы в верхней части пахотного слоя, сдерживается в средней и ослабевает в нижней (20-30 см). На вспашке разложение льняного по* лотна за 60 дней экспозиции в слое почвы 0-10 см на 9,6*23,2% меньше по сравнению с нулевой обработкой, а в слое 20*30 см на 7,711,1% больше. В целом но пахотному слою (0-30 см) различий в био-генности почвы между системами обработки почвы не установлено.

6. Внесение удобрений, рассчитанных на планируемый урожай, создает благоприятный пищевой режим по всем системам основной обработки почвы. После фрезерной, комбинированной, поверхностной и нулевой обработок почвы в фазу кущения нитратного азота накапливается в слое 0-10 см на 7,0-23,0 мг/100 г почвы больше, чем

после вснашкн. В последующие фазы роста и развития растений различия между системами обработки по содержанию нитратов сглаживаются. Систематическое (более 10 лет) фрезерование, оставление с осени почвы необработанной, чередование приемов, плоскорсзное рыхление приводит к поверхностной (0-10 см) дислоканнн питательных вешеств, особенно фосфатов, с относительным обеднением нижней (20-30 см) части. При вспашке распределение питательных вешеств но слоям пахотного горизонта более выровненное.

7. Фрезерная, поверхностная, плоскорезная, нулевая обработки, чередование приемов способствуют увеличению гумуса в верхнем деся-тисантнметровом слое почвы на 2,5-3,5% и уменьшению его содержания в слое 20-30 см на 6,6-7,2%. В целом но пахотному слою (0-30 см) содержание гумуса но системам обработки почвы остается одинаковым.

8. При возделывании полевых культур в условиях лесостепного Зауралья на черноземе оподзоленном и темно-серой лесной почве тяжслосуглинистого гранулометрического состава достигается равнозначный агротехнический эффект при следующих приемах и системах основной, предпосевной н послепосевной обработок почвы;

- фрезерная, поверхностная, чередование вспашки с нпоскорезным рыхлением обеспечивают выход зерновых единиц с гектара за четыре ротации зернопропашного севооборота не ниже уровня с общепринятой в зоне вспашкой, а при нулевой обработке выход зерновых единиц снижается на 24,1 процента;

- ежегодное плоскорезное рыхление на глубину 22-23 см в системе зяби позволяет получать урожайность зерновых и зернобобовых культур (23,2 ц/га) сравнимую со вспашкой (23,4 ц/га) на ту же глубину; эта закономерность имеет место в разных видах севооборотов, при разных дозах и способах внесения удобрений н использовании гербицидов;

- системы основной обработки почвы, основанные на чередовании в севообороте отвальных и безотвальных способов, поверхностных, чи-зельных и фрезерных приемов, обеспечивают выход кормовых единиц в зернопропашном севообороте 31,9-33,6, а в зерновом 21,7-22,9 ц/га при 34,8 и 22,7 ц/га соответственно по ежегодной вспашкс;

- на отвальной хорошо выровненной с осени зяби в замен традиционной предпосевной обработки почвы, состоящей из раннсвесеннего боронования и предпосевной культивации на 6-8 см, может быть одно предпосевное боронование.' Урожайность зерновых культур при одном бороновании по многолетним данным составляет 27,2, а при бороновании с предпосевной культивацией - 27,8 ц/га;

- послепосевное прпкатывание повышает урожайность культур севооборота при всех системах основной обработки почвы в среднем на 5,2 ц/га или на 18,0%. Наибольшая прибавка зерна от прикатыви-кня получена на фрезерной, поверхностной и комбинированной системах обработки почвы, соответственно 22,6; 20,1 и 28,8%, а по общепринятой системе - 11,3%. Боронование по окрепшим всходам ячменя на фоне вспашки обеспечивает урожайность зерна 42,0, а плоскорезного рыхления — 40,9 ц/га, что превышает урожайность контроля (без боронования) на 3,6 и 3,4 ц/га.

9. Прибавка урожайности культур зернопропашного севооборота от вносимых удобрений на планируемый урожай по системам обработки почвы с оборотом пласта составляет 56,2-56,7%. Фрезерная обработка снижала эффективность вносимых удобрений на 14,1%, а наименьшая прибавка получена при нулевой обработке — 39,6%.

10. Выявление роли основной обработки почвы и но гол пых условий в продуцировании урожая показывает, что определяющими являются погодные условия, доля обработки почвы составляет 28,2%. Оценка обработки почвы, удобрений и гербицидов свидетельствует о более высоком долевом участии в формировании урожая зерновых культур удобрений — 46,7%, гербицидов - 35,5% Н в меньшем основной обработки ночвы — 12,2%.

11. Мннммзлнэзция зяблевой обработки почвы по сравнению с общепринятой в зоне не ухудшает технологических свойств зерна. По поверхностной и нулевой системах при внесении удобрений вразброс содержание клейковины в зерне повышается на 0,5-1,1, локальном — на 0,9-1,3% в сравнении со вспашкой. Фрезерная, комбинированная, поверхностная и нулевая системы обработки почвы способствуют повышению белка в зерне и не ухудшают аминокислотного состава.

■12. Совершенствование обработки почвы в направлении ее ре-сурсо- и энергосбережения позволяет повысить производительность труда нп 37,3-72,3%, снизить себестоимость кормовой единицы на 6,9-8,2, уменьшить расход горюче-смазочных материалов на 5,2-27,7 и повысить рентабельность - на 19,0-23,0%. Системы поверхностной и комбинированной обработки чернозема оподзоленного обеспечивают наиболее высокий энергетический доход 36,$ и 37,2 ГДж/га при 36,1 по общепринятой системе, самую низкую энергетическую себестоимость и лучший показатель энергетического коэффициента (2,54 и 2,55).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В земледелии Среднего Урала на черноземных почвах, неоднородных по потенциальному плодородию, окультуренности и засоренности целесообразна дифференцированная система обработки почвы:

- в нолевых севооборотах на слабоокультуренных почвах доминирующим способом основной обработки следует считать вспашку с дифференциацией по глубине в соответствии с требованиями культур и состоянием полей после уборки предшественника;

- на средне - и хорошо окультуренных почвах взамен вспашки использовать под все культуры севооборота зернового направления отвальное лущение на 14-16 см; рыхление КПГ-250 на 22-23 см; чередование через год вспашки на глубину 22-23 см с отвальным лущением на 14-16 см; а также комбинированную обработку путем сочетания вспашки на 22-23 см под кукурузу (однолетние травы), отвального лущения на 14-16 см под яровую пшеницу, фрезерования под ячмень н плоскорезного рыхления под овес или обработки стойками СибИМЭ па 22-23 см под кукурузу и яровую пшеницу, чизеле* вания на 25-27 см под ячмень и овес.

2. Оставление почвы с оссни без обработки (нулевая обработка) нецелесообразно, так как это приводит к снижению урожайности культур севооборота в среднем на 24,1% и коэффициента энергетической эффективности на 0,49 единицы но сравнению со вспашкой.

3. На полях со слабой степенью засоренности, выровненных с осени, проводить в качестве предпосевной подготовки почвы под ранние яровые зерновые раниевесеннес боронование в два следа взамен предпосевной культивации. Хорошие результаты обеспечивает совмещение операций путем применения различных комбинированных агрегатов (КА-3,6).

4. В качестве приема по уходу за зерновыми культурами применять послевсходовое боронование в фазе трех листьев.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАКОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Трушин В.Ф., Мингалев С.К. Приемы минималиэацин обработки почвы и урожайность яровой пшеницы // Обработка почвы и борьба с сорняками в севооборотах; Тр. Свердловского СХИ. - Т. 58, - Пермь, 1979.- С.38-40.

2. Летунов И.И., Решетников И.П., Микгалев С.К, Рекомендаций по повышению урожайности сельскохозяйственных культур в 1979 по Уральскому региону Нечерноземной зоны РСФСР. - JI., 1979. — 57 с.

3. Мингалев С.К. Минимальная обработка почвы в зернопропашном севообороте // Мат. науч.-практ. конф. — Свердловск, 1980. — С. 84-85.

4. Козлов Н.В., Решетников И.П., Мингалев С.К. Научные основы системы земледелия Среднего Урала: Рекомендации. - Свердловск, 1981. — 150 с.

5. Мингалев С.К. Минимальная обработка почвы и урожайность ячменя И Качественный состав и повышение плодородия почв в Пре-дуралье: Межвуз. сб. науч. тр. — Пермь, 1983. — С. 92-97.

6. Трушин В.Ф., Гуренев М.Н., Решетников И.П., Мингалев С.К. Обработка почвы в Нечерноземной зоне: Рекомендации, - Свердловск,

1987.-62 с.

7..Мингалев С.К., Шкаев В.Н. О плоскорезной обработке неэродиро-ванного оподзоленного чернозема в Свердловской области // Агрохимия на службе урожая: Тез. науч.-практ. конф. - Свердловск,

1988. - С. 52-53.

8. Трушин В.Ф., Мингалев С.К., Елькин И.В. Познай свою землю (передовой опыт в отраслях агропромышленного комплекса). — Свердловск, 1988. — 77 с.

9. Мингалев С.К., Маланичев С.А. Эффективность минимализации обработки оподзоленного чернозема Свердловской области // Методы окультуривания почв в Предуралье: Межвуз. сб. науч. тр. — Пермь, 1988. - С. 88-90.

10. Мингалев С.К. Роль обработки почвы в повышении урожайности сельскохозяйственных культур // Свойства и рациональное использование пахотных почв Предуралья: Межвуз. сб. науч. тр. - Пермь,

1989.-С. 106-110.

11. Микгалев С.К. Плоскорезная обработка черноземных почв Среднего Урала // Пути сохранения и повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия Нечерноземной зоны Урала: Тр. УралНИИСхоза. - Т. 53. - Свердловск, 1989. - С. 123-128.

12. Мингалев С.К., Маланичев С.А. Динамика нитратов н фосфатов при минимализакии обработки почвы Н Пути сохранения и повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия Нечерноземной зоны Урала: Тр. УралНИИСхоза. - Т.53.-Свердловск, 1989. - С. 128-135.

13. Трушин В.Ф., Мингалев С.К., Маланичев С.А. Опыт минимали-зацни обработки почвы на Среднем Урале // Земледелие, — 1990. — №2. - С. 60-63.

14. Трушин В.Ф., Мингалев С.К., Еглькнн И.В. Приемы интенсивного использования пахотных земель в Уральском регионе Нечерноземной зоны: Рекомендации. - Свердловск, 1990. — 56 с.

15. Трушнн В.Ф., Мингалев.С.К., Крылов Э.Ф., Елькин И.В. Интенсивное земледелие Среднего Урала. - Свердловск, 1990. - 486 с.

16. Мингалев С.К. Минимализацня обработки почвы и влагообесле-ченкость в зернопропашном севообороте // Рациональное использование природных условий в интенсивном земледелии: Межвуз. сб. науч. тр. - Пермь, 1991. - С. 69-77,

17. Мннгалев С.К., Кравченко В.Л., Маланичев С.Л. Почвозащитная обработка почвы и урожайность полевых культур // Рациональное использование природных условий в интенсивном земледелии: Межвуз. сб. науч. тр. - Пермь, 1991. - С. 77-84.

18. Макаров И.П., Пупоннн Л.И., Мннгалев С.К., Решетников И.П. Система отработки почвы в зернопропашном севообороте Нечерноземной зоны Урала // Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в зональных системах земледелия: Рекомендации. — М., 1993. -С.129-138.

19. Мингалев С.К. Совершенствование обработки почвы в системах земледелия Уральского Нечерноземья: Учебное пособие с Грифом Главного управления высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства РФ. - Екатеринбург, 1995. - 97 с.

20. Мннгалев С.К. Минимализацня предпосевной обработки почвы // Мат. науч-практ конференции, посвященной 55-летию института и презентации академии. - Екатеринбург, 1995. - С. 15-16.

21. Мингалев С.К. Минимализацня обработки почвы и качество продукции // Вопросы плодородия почв в интенсивном земледелии: Сб. науч. тр. - Екатеринбург, 1996. - С. 128-135,

22. Мингалев С.К. Эффективность сочетания приемов основной обработки почвы в севооборотах зернового направления на Среднем Урале // Вопросы плодородия почв в интенсивном земледелии: Сб. науч. тр. — Екатеринбург, 1996.— С. 136-143.

23. Мингалев С.К., Чулков В.А. Технологические схемы миннмализации основной обработки почвы в севооборотах Среднего Урала// Проблемы агрономии на Урале: Сб. науч. тр. - Екатеринбург, 1998. - С. 112-125.

24. Мингалев С.К., Чулков В.Л. Влияние минимальной обработки на фитосанитарное состояние почвы и посевов // Проблемы агрономии на Урале: Сб. науч. тр. - Екатеринбург, 1998. - С. 125-138.

25. Халимуллин Г.Л., Семин Л.Н., Мингалев С.К, Рекомендации по возделыванию сельскохозяйственных культур в хозяйствах Сверд-

лоиской области с учетом особенностей 1999 года. — Екатеринбург, 1999.-30 с.

26. Мингалсв С.К., Чулков В.А., Чулкова В.В. Структурный состав почвы оподзоленного тяжелосуглннистого чернозема при различных способах основной и послепосевной обработки почвы // Проблемы плодородия почв, земледелия и растениеводства на Урале: Сб. науч. тр. - Екатеринбург, 1999.-С, 36-41.

27. Мингалев С.К., Чулкова В.В., Чулков В.А. Энергосберегающая обработка почвы и борьба с сорняками И Проблемы плодородия почв, земледелия и растениеводства на Урале: Сб. науч. тр. — Екатеринбург, 1999.-С. 198-204.

28. Мингалев С.К., Чулкова В.В. Ресурсосберегающая обработка почвы пол ячмень в условиях Среднего Урала // Мат. XX науч.-практ. конф, - Ижевск, 1999. - С. 42-43.

29. Мингалев С.К., Абрамчук A.B., Арнт В.А. Система ведения сельского хозяйства Свердловской области / Под ред. Л.Н.Семина. — Екатеринбург: Изд-во УрГСХА, 2000. - 492 с.

30. Мингалев С.К., Чулков В.А. Ресурсосберегающая основная а послепосевная обработка почвы под ячмень в условиях Среднего Урала // Совершенствование элементов системы земледелия Среднего Урала: Сб. науч. тр. - Екатеринбург, 2001. - С. 113-126.

31. Мингалев С.К. Влияние ресурсосберегающей обработки на свойства почвы и урожай сельскохозяйственных культур Н Всерос. науч,-практ. конф., посвященная памяти Уральских ученых: Сб. науч. тр. — Т. 1. - Екатеринбург, 2001. - С. 83-90.

32. Мингалсв С.К., Чулкова В.В. Влияние приемов предпосевной обработки почвы на структуру урожая и урожайность ячменя // Всерос. науч.- практ. конф., посвященная памяти Уральских ученых: Сб. науч. тр. -Т.1. - Екатеринбург, 2001. - С. 90-94.

33. Мингалсв С.К., Чулкова В.В. Предпоссвная обработка почвы под ячмень // Земледелие. - 2001. - № 4. - С. 30.

34. Мингалев С.К., Чулков В.А. Ресурсосберегающая обработка почвы под ячмень в условиях Среднего Урала // Аграрная наука. - 2002. -Jfs 2.-С. 26-27.

35. Мингалев С.К. Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в системах земледелия Среднего Урала. - Екатеринбург: Изд-во УрГСХА, 2004. - 323 с.

Подписано в печать 26. 02. 2004 г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 879 Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 6250003, г. Тюмень, ул. Республики,7

-67И