Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Системы обработки почвы в технологиях зернобобовых и зернофуражных культур лесостепи Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Системы обработки почвы в технологиях зернобобовых и зернофуражных культур лесостепи Поволжья"

Р Г 5 ОД - 6 МАЙ Ш7

На правах рукописи ВАНДЫШЕВ ИВАН АЛЕКСАНДРОВИЧ

СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ТЕХНОЛОГИЯХ ЗЕРНОБОБОВЫХ И ЗЕРНОФУРАЖНЫХ КУЛЬТУР ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ

Специальность Об. 01. 01. - Общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственным наук

КинЬль 1997

Диссертационная работа выполнена на кафедре земледелия Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных

наук, профессор В. И. Морозов, кандидат биологических наук, доцент А. X. Куликова

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных

наук, заслуженный работник сельского хозяйства Российской Федерации, профессор И.А.Чуданов, кандидат сельскохозяйственных наук И. Н. Шпагин

Ведущая организация - Ульяновский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства

Защита состоится "А^-" & 4 1ЯЯ7 года в М— ч.

на заседании специализированного совета Д 120.47.01 при Самарской государственной сельскохозяйственной академии.

Адрес: 446400, Самарская область, г. Кинелъ-4, п. Усть-Кинелъский, специализированный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии

Автореферат разослан ■•М- ." ¡// А_1997 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук с , л ¿Л Г. К. Марковская

Общая характеристика работы

Актуальность теми. В Федеральной целевой программе стабилизации и развития агропромышленного производства Российской Федерации намечено к 2000 году обеспечить производство зерна не менее 95 млн. т. Предусматривается опережающий рост производства зерновых бобовых культур, в частности гороха.

Зерновым бобовым культурам в лесостепи Поволжья принадлежит важная роль в пополнении азотного Фонда почвы, воспроизводстве ее плодородия, повышении продуктивности севооборотов и накоплении ресурсов растительного белка для пищевых целей и нужд животноводства С В. П. Нарциссов, 1962, В. И. Морозов, 1963, 1963а, 19636.* Р. В. Авраменко, 1966; A.A. Зиганшн, 1967, 1974; В.А. Корчагин и др., 1970: К.Г. Шульмейстер, 1975). К тому же возделывание зерновых бобовых культур, обладаших азотфиксацией, позволяет обходиться без затрат азотных удобрений, что обеспечивает ресурсосбережение и ослабляет техногенную нагрузку на окружакщую среду.

Лесостепная зона Поволжья характеризуется благоприятными почвенно-климатическими условиями для выращивания высоких урожаев гороха, ячменя, овса и вносит существенный вклад в накопление зерновых ресурсов за счет этих культур. Однако, резервы роста продуктивности зерновых бобовых и зерновых фуражных культур использукггся здесь не в полной мере, урожайность их нестабильна, а валовые сборы зерна неустойчивы по годам.

Крупным резервом роста урожайности этих культур и сборов зёрна является дальнейшее совершенствование систем обработки почвы в многоукладных зернопроизводящих хозяйствах.

Пр.пь мсслрпгтаний состояла в том, чтобы изучить системы основной обработки почвы в технологиях зерновых бобовых и зерновых фуражных культур в условиях земледелия лесостепи Поволжья.

Задачи исслтялонаний: Изучить влияние систем основной обработки почвы на ее агрофизическое состояние и режим органического вещества: выявить состав сорного компонента агроФитоценозов и их фитоеанитарное состояние: выявить особенности накопления запасов продуктивной влаги и ее расход на формирование урожая: определить урожайность гороха, овса и ячменя, уровень ее устойчивости и белковую продуктивность в зависимости от систем основной обработки почвы: определить экономическую и энергетическую эффективность систем основной обработки почвы в севообороте с зерновыми бобовыми и зерновыми фуражными культурами.

В конечном итоге предполагалось обосновать знергоресурсосбе-регашую систему обработки почвы в технологиях гороха, овса и ячменя, обеспечивающую рост их урожайности, белковой продуктивности, повышение плодородия чернозема лесостепи Поволжья.

Научная новизна. В конкретных региональных условиях изучены системы основной обработки почвы в интенсивном севообороте. Выявлена эффективность подавления сорных растений посредством систем основной обработки почвы: исследовано изменение уровня содержания гумуса и других показателей плодородия почвы в зависимости от систем основной обработки и возделываемых культур: оценены ресурсы воспроизводимого энергетического материала для компенсации потерь гумуса. Проведена экономическая и энергетическая оценка технологий гороха и овса в зависимости от систем основной обработки почвы и выявлена структура затрат по технологическим операциям с целью сокращения издержек производства и экономии техногенных ресурсов.

На защиту выносятся спепушие пплпжрнмя:

Роль изучаемых культур и систем основной обработки почвы в регулировании ее плодородия: влияние систем основной обработки почвы на структуру агроФитоценозов, урожайность и белковую продуктивность культур; накопление энергетического материала: пути повышения агроэкономической и биоэнергетической эффективности

технологий возделывания зерновых бобовых и зерновых фуражных культур в зерноларопропашном севообороте на основе экономии затрат по технологическим операциям.

Практическая ценность паблты. Выявлена зависимость урожайности гороха, ячменя и овса от запасов доступной влаги в метровом слое почвы перед посевом. Результаты этих исследований позволяют прогнозировать урожайность и, с учетом влагообеспеченности, регулировать условия минерального питания. Дана количественная оценка накопления энергетического материала для компенсации потерь гумуса. Проведено агроэкономическое и биоэнергетическое обоснование систем обработки почвы в технологиях зерновых бобовых и зерновых фуражных культур с целью экономии техногенных ресурсов за счет использования биогенных средств интенсификации земледелия.

жены и обсуждены на внутривузовских научных конференциях Ульяновской ГСХА 1987-1996 гг., на научной конференции профессорско-преподавательского состава КСХИ 1992 года, на международной научной конференции СОИСАФ (Калуга, 19933. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ.

на 152 страницах машинописного текста, иллюстрирована 13 рисунками, содержит 22 таблицы, сопровождается 15 приложениями, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Список использованной литературы включает 317 наименований, из них 17 на иностранных языках.

и Результаты исследований доло-

Условия и методика исследований

Исследования проводились в учхозе Ульяновской госсельскохо-закадемии и в СПК "Родина". Изучение систем основной обработки почвы проводилось в 1988 - 1994 годах, в 6-польном полевом зерно-

паропропашном севообороте: пар чистый - озимая рожь - кукуруза -яровая пшеница - горох - овес. Схемой опыта предусматривались четыре варианта систем основной обработки почвы:

1-й вариант: послеуборочное лущение стерни БДТ-7 на 8-10 см, отвальная обработка ПЛВ-4-35 под озимую рожь и горох на 25-27 см, кукурузу на 28 - 30 см, яровую пшеницу и овес на 20-22 см

2-й вариант: послеуборочная поверхностная обработка почвы комбинированным агрегатом КПШ-5 + БИГ-3 на 8-10 .ем, безотвальная обработка КПГ-2,2 на ту же глубину, что и в первом варианте

3-й вариант: послеуборочная поверхностная обработка КПШ-5 + БИГ-3 на 8 - 10 см и безотвальная обработка плугом со стойками СибИМЭ под чистый пар на глубину 25-27 см, послеуборочное лущение стерни БДТ-7 на 8 - 10 см и отвальная обработка ПЛН-4-35 под кукурузу и горох соответственно на 28 - 30 и 25 - 27 см: поверхностная обработка КПШ-5 + БИГ-3 на 8 - 10 см и безотвальная обработка КПГ-2,2 под яровую пшеницу и овес на 20 - 22 см

4-й вариант: послеуборочная двукратная обработка комбинированным агрегатом КПШ-5 + БИГ-3 с интервалом в 10 - 15 дней, первая на глубину 8-10 см, вторая на глубину 10 - 12 см.

Почва опытного участка в учхозе УГСХА - чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый по механическому составу со следующими агрохимическими показателям;!: содержание гумуса -5,1%, подвижных фосфора и калия по Чирикову соответственно 21,4 и 13,3 мг на 100 г почвы, рН солевой - 6,5.

Полевой опыт заложен в трехкратной повторноста, посевная площадь делянки - 350, учетная 280 ы2, расположение делянок систематическое. Органические удобрения вносились под чистый пар из расчета 10 т/га севооборотной площади, минеральные на планируемый урожай (горох 35 ц/га, овес 45 ц/га). После уборки урожая зерновых измельченная солома заделывалась в почву на удобрение.

Изучение систем основной обработки почвы по приведенной схеме проводилось также в производственных условиях СПК "Родина" Но-вомальвслинского района в 6-польном полевом зернопаропропашном севообороте: пар чистый - озимая рожь - кукуруза - яровая пшеница -горох - ячмень. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый, со следущими агрохимическими показателями: содержание гумуса 4,79%, подвижных фосфора и калия по Чирикову 18,1 и 20,7 мг на 100 г почвы, рНкс1 - 6,7. Общая площадь делянки 240 м2, учетная - 200 мповторность трехкратная.

За контроль в опытах принята отвальная система основной обработки почвы. В дальнейшем при обсуждении результатов исследований последовательность вариантов сохраняется.

Предпосевная и послепосевная обработка почвы на всех вариантах опыта была одинаковой и состояла из ранне-весеннего боронования тяжелыми боронами (БЗСС-1,03, предпосевной культивации на глубину заделки семян (КПГ-4,03 и послепосевного прикатывания почвы С ЗККШ-6А).

Оценка динамики метеорологических элементов за 1988 - 1993 гг. показала значительную вариабельность суммы осадков. За вегетационные периоды наибольшее количество осадков (411 мм) выпало в 1989 году, что в 3,3 раза больше, чем в 1992 году. Среднесуточная температура за май - июль изменялась по годам исследований от 14,9°С в 1990 году до 19,0е С в 1989 году.

вы - пикнометрически, плотность сложения почвы (объемная масса} -буром для отбора образцов почвы с ненарушенным сложением, строение пахотного слоя - методом насыщения образца почвы водой в цилиндрах, агрегатный состав - по методу Саввинова, водопрочность агрегатов - на приборе Бакшеева: агрохимические показатели:рН кс1 - по Алямовскому, гумус - по Тюрину, общий азот - по Кьельдалю, подвижный фосфор и калий - по Чирикову, нитраты - потенциометри-

- б -

чески на универсальном иономере ЭВ-74: видовой и количественный состав сорных растений - по "Общесоюзной методике по определению засоренности полей" (1986): учет урожая — методом сплошного обмолота: экономическая эффективность определялась по системе натуральных и стоимостных экономических показателей с использованием нормативов и расценок, принятых для производственных условий учхоза УГСХА (Типовые нормы выработки на работы в растениеводстве, 1980: Единые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы в сельском хозяйстве, 1982) с применением показателей выхода зерна и кормопротеиновых единиц, валовой продукции в рублях, чистого дохода на 1 га пашни, себестоимости и рентабельности: энергетическая эффективность - по методике "Биоэнергетическая оценка технологий производства продукции растениеводства" (1983). Экспериментальные данные подвергались статистической обработке методом дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов.

Результаты исследований

Структура ппчвы. Е результате исследований было установлено, что содержание агрономически ценных агрегатов (0,25 - 10 мм) чернозема выщелоченного в зависимости от систем основной обработки почвы составило по вспашке и плоскорезному рыхлению 74,1%, а на вариантах по комбинированной и минимально-поверхностной соответственно 75,2 и 75,3% от массы сухой почвы. Черноземы лесостепи Поволжья по генетическим особенностям обладают хорошей острукту-ренностью, которая в наших опытах мало зависела от систем основной обработки почвы. Тем не менее, распределение фракций 0,25-10 мм по профилю пахотного слоя на варианте со вспашкой было более равномерным. На трех других вариантах наблюдалось повышенное содержание их в средней части пахотного слоя.

Наименьшая глыбистость в слое 0 - 10 см (10,4%) была отмече-

на на варианте, где проводилась минимально-поверхностная обработка. Применение плоскорезного рыхления сопровождалось увеличением глыбистости до 18,4%. Вспашка и комбинированная системы обработки почвы по своему влиянию на этот показатель были практически равноценны С14,6 и 14,2%). В пахотном слое СО - 30 см) содержание глыб наибольшим было по плоскорезному рыхлению - 17,9%, тогда как по вспашке, комбинированной в севообороте системе обработки почвы и минимально-поверхностной оно составило соответственно 15,1: 14,7 и 14,5%. Одновременно плоскорезное рыхление вызывало меньшее С на 2,1 - 2,8%) распыление почвы по сравнению с другими системами обработки. Количество водопрочных агрегатов изменялось от 58% по вспашке до 74,8% - по комбинированной системе обработки почвы.

Обобщающей оценкой структурного состояния почвы по мнению ряда авторов СА. Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина, 1986) считается коэффициент структурности. Максимальное значение коэффициента структурности на всех вариантах было отмечено в средней части пахотного слоя, где он варьировал от 2,92 - на варианте со вспашкой до 4,08 - по комбинированной системе обработки. Вспашка, плоскорезное рыхление и комбинированная обработка приводили в большей степени к образованию в верхней части пахотного слоя менее ценных в агрономическом отношении агрегатов. Коэффициент структурности в слое 0 - 10 см составил 3,15: в слое 10 - 20 см - 3,78; в пахотном слое коэффициент структурности изменялся от 3,05 - минимально-поверхностная обработка, 3,03 комбинированная до 2,86 по вспашке и плоскорезному рыхлению.

Строение пахотного слоя. Разные системы основной обработки почвы создают строение пахотного слоя, различающееся по общей, капиллярной и некапиллярной пористости. Эти различия наиболее резко выражены осенью и сохраняются до предпосевного периода.

На вариантах, обрабатываемых отвальным способом, общая пористость верхнего слоя почвы наибольшая и составляла перед посе-

вом гороха 57,8%, капиллярная 35,6% и некапиллярная 22,2%: в пахотном слое соответственно 55,2, 36,8 и 18,4%. По плоскорезному рыхлению общая пористость в пахотном слое к моменту сева снижалась до 53%, некапиллярная - до 14,5, а капиллярная возрастала до 38,5%. При этом как по вспашке, так и по плоскорезному рыхлению наблюдалась внутрипочвенная невыравненность. Более благоприятное соотношение капиллярных и некапиллярных пор складывается на варианте со вспашкой - 2,0 и комбинированной системой - 2,3. По плоскорезному фону и особенно минимально-поверхностной обработке с глубиной резко снижалась доля некапиллярных пор и ниже 10 см составляла 13,5 и менее процентов. Соответственно увеличивалась плотность почвы: по плоскорезному фону в посевном слое она равнялась 1,16 г/смЗ, а в пахотном слое - 1,22 г/смЗ: по минимально-поверхностной соответственно 1,22 и 1,26 г/смЗ.

Согласно исследованиям Г.И. Казакова (1990, 19963 оптимальное строение пахотного слоя при возделывании гороха на черноземах создается при плотности почвы 0,9 - 1,1 г/смЗ, общей пористости 60 - 63%. В наших опытах близкое к этому строение пахотного слоя обеспечила отвальная система основной обработки.

Режим влажности. За годы исследований по отвальной и комбинированной в севообороте системам обработки почвы запасы продуктивной влаги в метровом слое перед посевом культур были больше, чем по другим вариантам. Разница между максимальными и минимальными значениями запасов продуктивной влаги при возделывании гороха составляла по вспашке 34 мм, плоскорезному рыхлению - 28 мм, комбинированной обработке почвы - 40 и минимально-поверхностной -25 мм: при возделывании овса - соответственно 28: 27: 32 и 33 мм.

В среднем за годы исследований в посевах гороха наибольший расход влаги наблюдался по вспашке и комбинированной в севообороте обработке С337 и 332 мм соответственно}, несколько меньшим он был по минимально-поверхностной обработке и плоскорезному рыхлению и составлял 316 и 319 мм . В посевах овса влаги меньше расхо-

довалосъ по минимально-поверхностной обработке С314 мм), а затем в порядке возрастания следовали комбинированная обработка С 329 мм), плоскорезное рыхление С330 мм) и вспашка С334 мм).

ном слое была лучше выражена при отвальном способе основной обработки почвы как под горохом, так и под овсом, что вполне объяснимо лучшими условиями аэрашга при равных условиях влагообеспечен-ности и теплового режима. Систематическое плоскорезное рыхление и, особенно, минимализированная обработка, приводили к снижению накопления нитратного азота соответственно на 21,4 и 28,3% - под горохом и на 4,7 и .26,7% - под овсом. При этом наблюдалась значительная дифференциация содержания нитратов по слоям почвы: если по вспашке происходило равномерное распределение их по пахотному слою, то по плоскорезной обработке от 13 - под горохом до 45% -под овсом нитратного азота приходилось на верхний слой почвы.

В содержании подвижного фосфора значительных изменений в зависимости от систем основной обработки не наблюдалось. Тем не менее, к концу ротации севооборота проявилась тенденция увеличения доступного фосфора при бесплужных обработках. При этом происходила заметная дифференциация в накоплении подвижного фосфора по слоям: в слое 0-10 см содержалось до 4 - 6 мг на 100 г почвы больше по сравнению с нижележащими слоями.

Калийный режим почвы более стабилен и в меньшей степени зависел от систем основной обработки почвы. Тем не менее, отвальная обработка обеспечивала более равномерное распределение подвижного калия в пахотном слое.

Спетая сорного компонента агроФмтоиенозов. Анализ учета засоренности посевов, проведенный нами в отдельных хозяйствах Ульяновской области, показал, что фитосанитарная обстановка на полях достаточно сложная, численность сорняков во многих хозяйствах превышает экономические пороги вредоносности, степень засоренности сильная, в том числе и многолетниками. В составе сорного ком-

Нитрификационная способность в пахот^

понента агрофитоценозов присутствовали агрессивные трудноискоре-нимые сорняки: из многолетник - корнеотпрысковые С бодяк полевой, осот полевой, вьюнок полевой), из малолетних - овсюг, просовид-ные и другие.

В учхозе УГСХА перед закладкой стационарного опыта сорные растения были представлены малолетними формами: яровые ранние - горец вьюнковый и шероховатый, марь белая, пикульнмк обыкновенный, чистец однолетний: яровые поздние - паслен черный, просо куриное и сорное, щетинник сизый, щирица запрокинутая; зимующие - гулявник Лезеля, дескурения Софьи, подмаренник цепкий, рыжик мелкоплодный. Фиалка полевая, ярутка полевая: двулетние - смолевка обыкновенная и ночецветная. Плоскорезная и минимально-поверхностная системы обработки почвы приводили к резкому увеличению засоренности посевов. Количество сорных растений по этим вариантам в отдельные годы превышало контроль в 1,5-2 раза . В зависимости от систем основной обработки почвы произошла значительная перестройка сорного ценоза как по видовому, так и численному составу. Прежде всего следует отметить появление и усиленное развитие по плоскорезным фонам многолетников. Так если по отвальной системе основной обработки почвы многолетние сорняки в посевах овса были обнаружены на шестой год ротации севооборота, то по плоскорезным фонам - на третий год. Из малолетников по плоекорезным фонам увеличилась численность овсюга, проса куриного и сорного, подмаренника цепкого, видов смолевок. Более благополучная фитосанитарная обстановка в среднем за ротацию севооборота сложилась по комбинированной системе обработки почвы.

В полевом опыте в СПК "Родина", как показало обследование, опытный участок был сильно засорен овсюгом и другими однодольными сорняками. В связи с этим в опытах изучалось влияние фюзилада на подавление однодольных сорных растений в посевах гороха.

Обработка фюзиладом привела к почти полной гибели однолетних однодольных сорняков, в том числе на 100% проса куриного и

- и -

сорного, на 100% овсюга по вспашке и на 94 - 95% по плоскорезному фону. Соответственно общая численность сорняков в 1938 году снизилось от 3 С 2-й и 3-й) до 5-7 раз С 1-й и 4-й варианты). Исследования показали, что применение плоскорезной обработки привело к усилению засоренности многолетними сорными растениями по сравнению со вспашкой и комбинированной обработкой.

Урожайность гороха и овса. В наших опытах за первую ротацию севооборота С1988 - 1993 гг.) средняя урожайность гороха по отвальной вспашке и плоскорезному фону составила 30,3 ц/га С табл. 1), максимальная урожайность гороха - 31 ц/га была получе-

Таблица 1

Урожайность гороха и овса за 1988-1993 гг. и 1994 г.

Варианты опыта

Годы исследований

-1-1-1-г-1-

1988 I 1989 | 1990 I 1991 I 1992 I 1993

_1_I_I_1__I_

I Среднее 11994 г.

I I

Горох

1 27,3 26,7 42,1 18,5 40,3 27,1 30, 3 26,3

2 29,9 29,7 41,9 17,2 39,3 23,5 30, 3 23,7

3 28,3 28,0 41,5 17,0 43,8 27,3 31, 0 37,2

4 29,9 28,7 41,2 17,3 37,4 25,2 30, 0 20,5

НСР05 4,07 2,51 4,49 0,87 0,45 1,24 2,90

1 41,3 39,9

2 41,3 44,2

3 40,7 41,9

4 40,1 36,3

НСР05 2,43 1,52

Овес

45,4 24,8 50,5

44,7 25,6 48,9

43,7 25,4 51,6

45,6 24,4 46,0

2,80 1,50 1,26

44,6 41,4 61,8

40,1 40,8 58,3

39,8 40,5 66,6

39,6 38,7 56,5

1,57 _ 1,95

на на варианте с комбинированной обработкой почвы. По минимально-поверхностной обработке урожайность составила только 30 ц/га. При возделывании овса на первых трех вариантах опыта урожайность составляла 40,5 - 41,4 ц/га, а на четвертом варианте -38,7 ц/га. С 1992 года наблюдалась устойчивая тенденция снижения урожайности культур на вариантах с плоскорезным рыхлением. В первый год второй ротации севооборота максимальная урожайность гороха 37,2 ц/га и овса 66,6ц/га была получена на варианте комбинированной обработки почвы. Различия в урожайности гороха по вспашке и плоскорезной обработке составили 2,6 ц/га, по плоскорезной и комбинированной в севообороте - 13,5 ц/га, овса соответственно 3,5 и 10,1 ц/га. Следует отметить, что комбинированная обработка обеспечила и большую устойчивость урожайности культур.

Была установлена зависимость урожайности возделываемых культур с запасами продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом Стабл.23.

Таблица 2

Связь урожая основной продукции СУ, ц/га) гороха и овса с запасами продуктивной влаги в почве СХ, мм) перед посевом

Уравнения регрессии

1 0ДЫ| 1 1 горох 1 1 1 г | | 1 овес г

1988 У=0,09Х-42,15 [1] 0, 59 \'=0,03Х+37,02 [73 0,50

1989 У---0,05Х-35,39 [23 0, 23 У=0,40Х-15,47 [83 0,93

1990 У=0,02Х+39,01 [33 0, 42 У=0,25Х+12,56 [93 0,69

1991 У=0,08Х+7, 72 [43 0, 63 У=0,09Х+14,44 [103 0,92

1992 У= 0,12Х+22,77 [53 0, 70 У=0,31Х+2,68 [113 0,56

1993 У=0,12Х+9,31 [63 0, 64 У=0,18Х+16,80 [123 0,46

Связь урожайности гороха с запасами продуктивной влаги характеризуется уравнениями регрессии [1-6]. При увеличении запасов продуктивной влаги на 10 мм, урожайность гороха увеличивалась до 1,2 ц/га.

Установлена также прямая связь урожайности овса с запасами доступной влаги в метровом слое почвы. Коэффициенты корреляции при этом имели значения 0,46^ г <0,93 [7-12].

В среднем за ротацию севооборота наиболее продуктивным расход влаги был в посевах овса. Коэффициент водопотребления по всем системам основной обработки почвы был одинаковым и составлял 8,1, а у гороха он изменялся от 10,5 - по минимально-поверхностной обработке и плоскорезному рыхлению до 11, 5 - по отвальной системе обработки почвы.

Прпдуктинность диена севооборота горох - пврс, Максимальная белковая продуктивность за 1988 - 1993 гг. в посевах гороха получена по комбинированной в севообороте системе основной обработки почвы и составила 8,2 ц/га С табл.3). Отвальная система, плоскорезное рыхление и минимально-поверхностная обработки оказались на 0,1 - 0,5 ц/га менее продуктивными. При возделывании овса за этот период наибольшее количество белка получено на варианте со вспашкой -5,2 ц/га, далее, в убывающей последовательности, следовали комбинированная в севообороте, плоскорезное рыхление и минимально-поверхностная системы основной обработки почвы. Их продуктивность была на 5,8 - 13,5% меньше, чем по вспашке. В целом же по звену за ротацию севооборота наибольший выход белка получен на варианте со вспашкой - 13,3 ц/га, несколько меньшим Сна 0,2 ц/га) он был на варианте с комбинированной в севообороте системой основной обработки почвы. Варианты с плоскорезным рыхлением и минимально-поверхностной обработкой почвы оказались на 0,6 - 1,1 ц/га или на 4,5 - 8,3% менее продуктивными, чем вариант со вспашкой и на 0,4 - 0,9 ц/га или на 3,0 - 6,9% - по сравнению с комбинированной в севообороте системой основной обработки почвы.

Таблица 3

Продуктивность гороха и овса в зависимости от систем основной обработки почвы, и/га

Показатели i 1 i Варианты

1 1 1 i i 1 2 i i i 1 3 I i 4

1.Сбор белка по звену 13,3 12.7 13.1 12. Р.

14,8 12,9 18,0 11,9

в т.ч. горох 8JL 8.0 8.2 2JZ

7,0 6,2. 9,9 5,3

овес 5,2 4JZ iL_5

7,8 6,7 8,1 6,6

2.Выход КПЕ по звену 93,5 9CL8 93.1 87.6

106,4 95,7 128,8 88,4

в т. ч. горох 53^ 52^1 MJ2 51.2.

46,0 41,0 65,0 35,1

овес 40,1 sa^á 2£LА

60,4 54,7 63,8 53,3

Примечание: над чертой - за 1988-1993 гг., под чертой - за 1994 г.

Наибольшая продуктивность звена по сбору КПЕ за ротацию севооборота получена на вариантах со вспашкой и комбинированной в севообороте системой обработки почвы и составила соответственно 93,5 и 93,1 ц/га, что на 2,7 и 2,3 ц/га больше, чем по плоскорезной обработке, и на 5,9 и 5,5 ц/га - по сравнению с минимально-поверхностной. Наиболее резкое влияние систем основной обработки почвы на продуктивность культур проявилось в 1994 году. При этом наибольшая продуктивность гороха и овса наблюдалась на варианте с комбинированной в севообороте системой обработки почвы.

Режим органического вещества. При изучении режима органического веш.ества в зависимости от применяемых систем обработки почвы необходимо учитывать биологические особенности культур севооборота, накопление массы растительных остатков, поступающих в почву и их биохимический состав.

В наших опытах при возделывании гороха масса пожнивно-корне-вых остатков по вариантам опыта изменялась от 22,4 до 25,3 ц/га, а масса соломы от 42,3 до 46,3 ц/га. При возделывании овса накопление пожнивно-корневых остатков в зависимости от систем основной обработки почвы составляло от 34,7 до 37,4 ц/га, соломы от 70,1 до 75,9 ц/га. Следует отметить разнокачественность поступавшего в почву органического вещества по содержанию азота и соотношению углерода к азоту, которое составляло у гороха 28 : 1, у овса - 58 : 1. С растительными остатками гороха в почву поступало азота от 97,2 до 107,7 кг/га, тогда как после овса возвращалось от 84,2 до 91 кг/га, что, по-видимому, оказывало влияние не только на трансформацию органического вещества, но и режим азотного питания культур в севообороте. Благодаря улучшению азотного режима почвы обеспечена высокая зерновая продуктивность овса.

Оценивая изменение содержания гумуса при завершении ротации 6 польного севооборота, следует отметить, что на варианте с отвальной системой обработки почвы отмечены некомпенсированные потери гумуса, которые составили под горохом 1,08 и под овсом 1,43 т/га ежегодно, в то время как комбинированная обработка обеспечивала бездефицитный баланс гумуса под овсом и положительный под горохом. По плоскорезному фону и минимально-поверхностной обработке баланс гумуса был также отрицательный, лишь в меньших размерах по отношению к вспашке.

Урожайность гороха и ячменя. На тяжелосуглинистом черноземе СПК "Родина" опыты по влиянию систем обработки почвы на продуктивность культур показали, что урожайность гороха в 1988 году составила 10,4 ц/га - по плоскорезному Фону и 12,8 ц/га - по

вспашке. В 1989 году максимальная урожайность гороха - 27,6 ц/га получена по вспашке, а минимальная с разницей в 7,8 ц/га - по минимально-поверхностной обработке. Существенной разницы между первьа«, вторым и третьим вариантами по урожайности не было установлено.

В 1988 году максимальная урожайность ячменя - 17,3 и/га была получена на первом варианте. На всех других вариантах основной обработки почвы урожайность ячменя снизилась от 3,7 до 4,5 ц/га. В 1989 году преимущество по урожайности имел первый вариант систем обработки почвы - 21,7 и/га. В среднем за два года максимальная урожайность гороха и ячменя была получена по отвальной системе обработки почвы - 20,2 и 19,5 ц/га соответственно.

Якпнпмичрская опенка. Наибольший выход продукции с 1 га при выращивании гороха в стоимостном выражении за ротацию севооборота получен по комбинированной обработке почвы и составлял 3255,0 тыс. руб. С табл.4), что на 73,5 тыс. руб. или на 2,3% больше, чем по отвальной системе и плоскорезному рыхлению и на 105,0 тыс. руб. или на 3,3% по сравнению с минимально-поверхностной обработкой. Это подтверждает наши прежние выводы о преимуществе комбинированной в севообороте системе основной обработки почвы. По этому же варианту получена и наибольшая рентабельность - 67,7%. По другим вариантам основной обработки рентабельность была на 2,3 - 3,8 % меньше.

При возделывании овса максимальный выход продукции с 1 га в стоимостном выражении получен по отвальной системе основной обработки - 2649,6 тыс. руб. По плоскорезному рыхлению, комбинированной в севообороте и минимально-поверхностной обработке соответственно: 2611,2, 2592,0 и 2476,8 тыс. руб. В звене севооборота горох - овес в среднем за ротацию отвальная и комбинированная в севообороте системы обработки почвы по выходу КПЕ с 1 га оказались практически равноценными. Вспашка и плоскорезное рыхление, хотя и обеспечили более высокий доход по сравнению с мини-

Таблица 4

Экономическая эффективность систем основной обработки почвы в звене горох-овес зернопаропропашного севооборота в среднем за ротацию С1988-1993 гг.)

Показатели 1 1 1 Варианты опыта

1 1 1 | 1 1 2 I 1 1 3 1 4

Выход с 1 га, ц

зерна 35,7 35,6 35,8 34,4

Стоимость произведенной

продукции с 1 га, тыс. руб. 2915.6 2896,4 2923,5 2813,4

Затраты труда, чел.-час

на 1 га 8,89 8.72 8,79 8,26

на 1 ц зерна 0,25 0,25 0,25 0,24

Материально-денежные затраты

на 1 га, тыс. руб. 1850,5 1839,8 1845,2 1813,4

Себестоимость 1 ц, тыс. руб.

зерна 51,8 51,7 51,5 СО Эх., /

Доход с 1 га, тыс. руб. 1065,1 1056,6 1078,3 1000,0

Рентабельность, % 57,6 57,4 58,4 55,2

мально-поверхностной, но уступали комбинированной в севообороте, которая имела и более высокую рентабельность - 58.4%.

В 1994 году эта тенденция проявилась в большей степени:,- доход возрос до 2231,4 тыс. руб., что на 527,4 - .1162,4 тыс. руб. больше, чем по остальным вариантам, при рентабельности 120%.

Энергетическая зМрктивность. При возделывании гороха затраты совокупной энергии по вариантам опыта изменялись в среднем за ротацию севооборота от 26,3 тыс. мДж/га по минимально-поверхностной обработке почвы, до 27,7 тыс. мДЖ/га - по комбинированной в

севообороте и отвальной обработкам. Различие между этими вариантами составило 1,4 тыс. мДж/га или 5% С табл.5).

Таблица 5

Энергетическая оценка возделывания гороха и овса в зависимости от систем основной обработки почвы С в среднем за 1988 - 1993 гг.)

1 1 Накоплено 1 1 Затраты 1 1Изма- 1 I Коэффициент энергети-

Вари- Урожай- 1 энергии 1 сово- 1 нения I ческой эффективности,

анты ность, |в фитомас- 1купной 1 энергии 1-

опыта ц/га 1 се. 1 энергии. 1 гумуса 1 без учета с учетом

1 тыс. 1 тыс. 1 тыс. 1 расхода энергии

1 мДж/га 1 1 мДж/га 1 1мДж/га 1 1 гумуса 1->- гумуса

1 1 1 1 1 1 1 1 1 зерно 1Фито- зерно фито-

1 | 1 1 1 i 1 | 1 масса | масса

Г 0 Р 0 X

1 30,3 ~ 205,6 27,7 -24,0 1,9 7,4 1,0 4,0

2 30,3 205,6 27,3 -14,2 2,0 7,5 1,3 5,0

3 31,0 211,2 27,7 +1,4 2,0 7,6 2,0 7,6

4 30,0 203,3 26,3 -15,8 2,0 7,7 1,3 4,8

ОВЕС

1 41,4 285,0 28,9 -34,8 2,3 9,9 1,0 4,5

2 40,8 280,6 28,4 -14,2 2,3 9,9 1,5 6,6

3 40,5 278,4 28,4 0 2,3 9,8 2,3 9,8

4 38,7 265,2 27,4 -13,0 2,3 9,7 1,5 6,6

Максимальное количество биогенной энергии в агрофитоценозе гороха - 54,8 тыс. мДж/га в семенах и 211,2 тыс. мДж/га в фито-массе было накоплено на варианте с комбинированной системой обработки почвы.

В технологиях овса затраты совокупной энергии составили от 27,4 тыс. мДж/га по минимально-поверхностной обработке почвы до 28,9 тыс. мДж/га - по отвальной. Плоскорезная и комбинированная в севообороте системы занимали промежуточное положение.

Максимальное количество энергии, накопленной в урожае овса, наблюдалось по отвальной системе обработки почвы, а наименьшее -по минимально-поверхностной, разница между этими вариантами достигала 3,8 тыс. мДж/га в зерне и 19,8 тыс. мДж/га в фитомассе.

Коэффициенты энергетической эффективности возделывания гороха и овса с учетом затрат техногенной энергии по вариантам опыта почти не различались. Однако с учетом изменений энергии гумуса и его расхода на минерализацию получены другие результаты по энергетической эффективности. По-видимому, интенсивность накопления и разложения гумуса в большой степени определяется обработкой почвы, которая по-разному распределяет растительные остатки и вносимое органическое удобрение по пахотному слою и создает различные условия для жизнедеятельности микроорганизмов. Бездефицитный баланс гумуса на фоне 10 т навоза на 1 га севооборотной площади и оставлении всей соломы наблюдался только по комбинированной в севообороте системе обработки почвы.

При учете энергии гумуса, израсходованного на минерализацию и формирование урожая, соотношение коэффициентов энергетической эффективности возделывания гороха и овса в зависимости от систем основной обработки почвы меняется. Наиболее знергосбереганцей является комбинированная в севообороте система обработки почвы, эффективность которой выше по сравнению с другими вариантами.

вывода

1. В условиях лесостепи Поволжья более оптимальное строение пахотного слоя при возделывании гороха и овса обеспечивают отвальная и комбинированная в севообороте системы основной обработки почвы. При этом плотность почвы составляет соответственно 1,16 - 1,18 г/смЗ, общая пористость 55,2-54%, отношение капиллярной к некапиллярной пористости 2,0-2,3.

2. Чернозем выщелоченный лесостепи Поволжья в силу генетических особенностей обладает достаточно высокой оструктуреннос-тью пахотного слоя: количество агрономически ценных агрегатов составляет более 74%. Изучаемые системы обработки почвы незначительно влияли на общее содержание агрегатов размером от 0,25 до 10 мм.

3. Применение комбинированной в севообороте системы основной обработки почвы обеспечивает образование большего количества водопрочных агрегатов по сравнению с другими системами основной обработки почвы, что обусловлено, вероятно, улучшением режима органического вещества.

4. На фоне отвальной и комбинированной в севообороте систем основной обработки в метровом слое почвы Формируются большие запасы продуктивной влаги.

5. Нитрификационная способность почвы в пахотном слое лучше выражена по отвальной системе основной обработки почвы. Систематическое плоскорезное рыхление и минимально-поверхностная обработка приводят к снижению нитратного азота на 21,4-28,3% под горохом и на 4,7-26,7% под овсом. Наряду с этим, отвальная система обработки обеспечивает более равномерное распределение подвижного фосфора и калия по пахотному слою.

6. -Задачам борьбы с сорными растениями в наибольшей степени отвечает отвальная система обработки почвы. Ежегодное применение плоскорезного рыхления и минимально-поверхностной обработки сопровождается увеличением засоренности посевов.

7. Применение фюзилада на фоне различных систем основной обработки обеспечивает значительное снижение засоренности посевов гороха однолетними однодольными сорняками.

8. Более высокую урожайность гороха и овса и уровень ее устойчивости обеспечивают комбинированная и отвальная системы обработки почвы.

9. Исследования режима органического вещества показали, что комбинированная в севообороте система обработки почвы обеспечивает стабильное содержание гумуса на фоне применяемых в опыте доз органических удобрений, растительных остатков и соломы.

10. В условиях лесостепи Поволжья наиболее энергоресурсосберегающей технологией обработки чернозема выщелоченного является комбинированная в севообороте: под горох вспашка на 25 - 27 см с предварительным дискованием БДТ-7; под овес плоскорезная на 20 -22 см после рыхления агрегатом КГЖ-5 + БИГ-3 на 8 - 10 см.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Рекомендовать на черноземе выщелоченном комбинированную систему обработки почвы, сочетающую применение отвальной вспашки и плоскорезного рыхления, которая обеспечивает больший выход продукции с одного гектара при снижении затрат на ее производство. При этом под горох необходимо проводить вспашку на 25-27 см с предварительной поверхностной обработкой дисковой бороной БДТ-7 на 8-10 см, под овес - поверхностную обработку агрегатом КПШ-5 + БИГ-3 и плоскорезное рыхление КПГ-2,2 на 20-22 см.

2. Рекомендовать применение противозлакового гербицида фюзилада в технологии гороха на фоне комбинированной и отвальной систем обработки почвы для подавления однолетних однодольных сорняков.

3. Селекционным учреждениям рекомендовать выведение мелкосе-мянных сортов гороха, чтобы сократить весовую норму высева семян на посев и, тем самым, снизить затраты биогенной энергии в технологии гороха.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Влияние способов основной обработки почвы на урожай сельскохозяйственных культур в севообороте //Аграрная наука в условиях многооборазия Форм общественной собственности и регионального хозрасчета. Ульяновск, 1990.- С.24-25 (в соавторстве).

2. Влияние способов обработки выщелоченного чернозема на урожай сельскохозяйственных культур и продуктивность зернопароп-ропашного севооборота //Почвы Среднего Поволжья и Урала, теория и практика их использования и охраны. Казань, 1991,- С. 154-155 С в соавторстве).

3. Продуктивность севооборотов с горохом и их влияние на плодородие чернозема //Тезисы международной научной конференции СОИСАФ. Калуга, 1993.- Вып. 1, ч.З. С.3-12 (в соавторстве).

4. Влияние севооборотов на баланс гумуса в выщелоченном черноземе лесостепи Поволжья //Агрохимия,1994.- N 10.С.3-10 Св соавторстве) .

5. Зависимость пищевого режима выщелоченного чернозема от способов основной обработки //Экологические, технологические аспекты развития земледелия Среднего Поволжья и Урала. Изд-во Казанского университета. Казань, 1995.- С. 35-37 С в соавторстве).

6. Энергетическая эффективность гороха и овса в зависимости от систем основной обработки почвы //Дифференциация систем земледелия и плодородие чернозема лесостепи Поволжья. Ульяновск, 1996..-С.73-78 С в соавторстве).

7. Влияние систем основной обработки почвы на урожайность культур и продуктивность звена севооборота горох-овес //Дифференциация систем земледелия и плодородие чернозема лесостепи Поволжья. Ульяновск, 1996.- С. 69-73.