Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Системы основной обработки почвы в земледелии Северного Зауралья
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие
Автореферат диссертации по теме "Системы основной обработки почвы в земледелии Северного Зауралья"
На правах рукописи
Рзаева Валентина Васильевна
СИСТЕМЫ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ
Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Тюмень-2014
9 ЯНВ 2014
005544389
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья»
Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Федоткин Виталий Андреевич
Официальные оппоненты: Беседин Николай Васильевич,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Курская ГСХА, зав. каф. почвоведения, агрохимии и земледелия
Таскаева Анна Григорьевна,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Челябинская ГАА, профессор каф. ППМ и земледелия
Бакиров Фарит Галиуллневич,
доктор сельскохозяйственных наук, доцент, Оренбургский ГАУ, профессор каф. земледелия, почвоведения и агрохимии
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Красноярский ГАУ»
Защита состоится 14 февраля 2014 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.01 при государственном аграрном университете Северного Зауралья по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Республики 7. Тел. 8(3452) 46-87-77, E-mail: dissTGSHA@mail.ru
Автореферат диссертации размещен на официальном сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ в сети Интернет: http.7/vak.ed.gov.ru/.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного аграрного университета Северного Зауралья.
Автореферат разослан «30» декабря 2013 г.
И.о. ученого секретаря диссертационного совета, доктор биологических наук
Грехова
Ираида Владимировна
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Эффективность сельскохозяйственного производства тесно связана с совершенствованием систем земледелия (Каштанов А.Н., 1975; Жученко А.А., 1990; Власенко А.Н., 1995; Кирюшин В.И., 1996; Абрамов Н.В., Федоткин В .А., Ренёв Е.П., 2004).
Важный, постоянно действующий элемент системы земледелия - механическая обработка почвы - и в современных условиях играет ведущую роль в увеличении производства зерна. Даже в условиях высокой интенсификации земледелия обработка почвы, по мнению В.Г. Нарциссова (1982), остаётся фундаментальной его основой, несмотря на то, что при этом изменяются не только орудия, но и приёмы, а так же последовательность их выполнения.
Механическая обработка почвы - важнейшее средство регулирования почвенных режимов, влагообеспеченности растений, фитосанитарного состояния, а в целом -плодородия почвы, роста и развития растений (Дояренко А.Г., 1965; Данилов Г.Г., 1969; Нарциссов В.П., 1982; Макаров И.П. и др., 1990; Абрамов Н.В., 1992, 2002; Федоткин В .А. и др., 2003; Мингалев С.К., 2005; Ершов В.Л., 2005).
Вопросы обработки почвы в истории земледелия всегда были актуальными и поэтому часто дискуссионными, в особенности это касается ее глубины. Основоположник научного земледелия А.Т. Болотов (1952) полагал, что вследствие большого разнообразия типов, подтипов почв универсальных правил для обработки не существует.
Актуальными остаются исследования по частичному или полному отказу от основной обработки почвы при возделывании зерновых культур в сравнении с дифференцированной обработкой почвы в севооборотах.
Возможности ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур, основанных на минимальном и нулевом способах основной обработки черноземных и серых лесных почв с применением посевных агрегатов, в Тюменской области изучены недостаточно.
Цель исследований - совершенствование систем основной обработки почвы в зернопаровом севообороте с применением средств защиты растений и посевных агрегатов при возделывании сельскохозяйственных культур в Северном Зауралье.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие основные задачи:
- провести сравнительную оценку способов основной обработки почвы и выявить их влияние на агрофизические, биологические и агрохимические свойства почв;
- дать оценку качества основной обработки почвы и равномерности глубины посева;
- проанализировать фитосанитарное состояние посевов сельскохозяйственных культур по способам основной обработки почвы и способу посева;
- изучить влияние глубины, способа основной обработки почвы и посева на продуктивность сельскохозяйственных культур;
- рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность возделывания полевых культур по способам основной обработки почвы.
Научная новизна результатов исследований. В условиях Северного Зауралья изучены и обоснованы способы основной разноглубинной отвальной, безотвальной, дифференцированной и нулевой обработок и посева сельскохозяйственных культур в севообороте.
Выявлены закономерности изменения фитосанитарного состояния посевов и почвы в зависимости от систем основной обработки почвы и способа посева; установлена роль способа, глубины обработки почвы и пестицидов в формировании урожайности.
Положения, выносимые на защиту:
1) Дифференцированная обработка почвы способствует улучшению свойств почв, фитосанитарного состояния и повышению продуктивности возделываемых культур.
2) Уменьшение глубины отвальной, безотвальной и дифференцированной систем обработки почвы приводит к увеличению засоренности и снижению урожайности полевых культур.
3) Применение мелкой, нулевой обработок почвы и посевных агрегатов целесообразно при использовании средств защиты растений.
Теоретическая значимость. Определена степень влияния способа и глубины основной обработки на свойства почв, засоренность и формирование урожайности полевых культур. Установлена зависимость урожайности культур от плотности почвы, запасов доступной влаги, массы 1000 зерен.
Практическая значимость. По результатам исследований разработаны и предложены для внедрения в производство ресурсосберегающие технологии возделывания культур в севообороте по способам основной обработки с применением посевных агрегатов. Применение разноглубинной дифференцированной обработки повышает продуктивность культур на 5,3% в сравнении с отвальным и на 32,6% - с нулевым способом обработки почвы.
Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в хозяйствах Тюменской области: ООО «Возрождение», ООО «Импульс», ООО «Тавдинское земледелие», ООО «Быструшинское», ООО «Земля», СПК «Нива». Материалы работы использованы при разработке практических рекомендаций по возделыванию сельскохозяйственных культур в агроклиматических зонах Тюменской области. Полученные данные используются в учебном процессе и на курсах повышения квалификации агрономов различных уровней.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрения на научно-практических конференциях: Тюмень, (2000, 2002, 2006, 2008, 2010), Челябинск (2012); на международных научно-практических конференциях: Тюмень (2009, 2010, 2011), Новосибирск (2010), Курган (2010), Курск (2012), Омск (2013); на проведении в Тюменской области - «Дня поля»: «Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в северной лесостепи Тюменской области (с. Новая Заимка, Заводоуковский район, 2006), «Ресурсосберегающие технологии» (опытное поле Тюменской ГСХА, 2007), «Ресурсосберегающие технологии» (Заводоуковск, 2007), на курсах повышения квалификации: специалистов АПК Тюменской области (2005-2013), профессорско-
преподавательского состава и аспирантов Курганской ГСХА, Уральской ГСХА, Челябинской ГАА, Новосибирского ГАУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано более 55 печатных работ, в т.ч. 18 — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, учебнике, двух монографиях и трех рекомендациях.
Личиый вклад автора. Диссертантом сформулировано направление исследований, разработана программа и составлена методика опытов, обобщен и обоснован полученный экспериментальный материал, написан текст диссертации. В проведении исследований по разработанным программам в разное время принимали участие аспиранты, студенты дипломники и сотрудники кафедры земледелия ГАУ Северного Зауралья, которым автор выражает искреннюю благодарность.
Автор диссертации Рзаева Валентина Васильевна была ответственным исполнителем при выполнении научно-исследовательских работ С.А. Глебова (2003-2005 гг.) - СХК «Луч» Абатского района; Т.В. Симахиной (2005-2007 гг.), И.В. Гильгенберг (2005-2007 гг.), В.А. Поминова (2005-2008 гг.), А.А. Проскуриной (2009-2011 гг.) - опытное поле ГАУ Северного Зауралья; А.Н. Малышкина (2006-2008 гг.) - ООО «Возрождение» Заводоуковского района, а также исследования проводились совместно с Ерёминым Д.И. на опытном поле ГАУ Северного Зауралья — в диссертацию включены полученные совместные результаты исследований и опубликованы совместные труды.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 428 страницах компьютерного текста, содержит 167 таблиц, 54 рисунка, 105 приложений. Список литературы включает 320 источников, из них 10 - иностранных авторов.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Основная обработка почвы
Проанализированы сведения о применении основной обработки и ее влиянии на свойства почв, качество основной обработки, равномерность глубины посева, фитосанитарное состояние и урожайность полевых культур.
2 Природные условия и методика проведения исследований
Исследования проводились в 1999-2012 гг. на опытном поле ГАУ Северного Зауралья (Тюменская ГСХА) в 1,5 км от д. Утешевой Тюменского района; в 20032005 гг. в СХК «Луч» Абатского района; в 2006-2008 гг. - в ООО «Возрождение» Заводоуковского района; в 2007-2009 гг. — в СПК «Нива» Бердюжского района; в 2007-2009 гг. - в ООО «Импульс» Нижнетавдинского района Тюменской области с использованием полевых и лабораторных методов в сочетании с наблюдениями за метеорологическими условиями, почвой и растениями на черноземных и серой лесной почвах в зонах лесостепи и подтайги Тюменской области.
Методической основой работы были одно-, двух- и многофакторные полевые опыты. Их схемы разработаны на кафедре земледелия с участием автора диссертации.
Опыт 1 - полевой, стационарный, по изучению систем основной обработки почвы ведется с 1975 г. на опытном поле Тюменского СХИ (ГАУ Северного Зауралья) и продолжается по настоящее время. В 1999-2012 гг. на системы основной обработки накладывалось применение гербицидов, в посевах яровой пшеницы применяли баковую смесь гербицидов: Пума Супер 100 (0,5-0,6 л/га) + Секатор (125 г/га) - 2000-2004 гг., Гепард (0,6 л/га) + Секатор (125 г/га) - 2005 г.; 2006-2009 гг.; Пума Супер 100 (0,5-0,6 л/га) + Секатор Турбо (75 мл/га) - 2010-2012 гг.; в посевах однолетних трав и овса - гербицид Агритокс с нормой расхода 1,0 л/га. Норма расхода рабочей жидкости 200-400 л/га. Внесение аммиачной селитры на запланированную урожайность однолетних трав - 15 т/га; яровой пшеницы первой по занятому пару - 4,0 т/га (1999-2012 гг.); пшеницы второй по занятому пару (2005-2012 гг.) - 3,0 т/га. В период с 1999 по 2004 гг. исследования проводились по схеме опыта представленной в таблице 1.
В опыте сеяли районированные сорта культур: яровая пшеница Тулунская 12 - 1999-2004 гг., Новосибирская-15 - 2005-2010 гг.; Новосибиская 29 - 2011-2012 гг.; с нормой высева 6,2 млн. всхожих семян на 1 га; однолетние травы — 2,5 млн. всхожих семян на 1 га (горох Флагман 5 - 1,0 + овёс Таёжник - 1,5 млн. всхожих семян на 1 га).
Таблица 1 - Системы основной обработки чернозема выщелоченного _в зернопаровом севообороте, 1999-2004 гг._
Севооборот Основная обработка почвы
отвальная безотвальная дифференцированная нулевая
Однолетние травы Вспашка ПН-4-35, 28-30 см (контроль) Рыхление стойками СибИМЭ, 28-30 см Вспашка ПН-4-35, 28-30 см Без основной обработки
Яровая пшеница Вспашка ПН-4-35, 20-22 см (контроль) Рыхление стойками СибИМЭ, 20-22 см Рыхление стойками СибИМЭ, 20-22 см Без основной обработки
Овес Вспашка ПН-4-35, 20-22 см (контроль) Рыхление стойками СибИМЭ, 20-22 см Рыхление стойками СибИМЭ, 20-22 см Без основной обработки
С 2005 г. в схему опыта введены варианты мелкой (12-14 см, 14-16 см) обработки почвы под культуры севооборота по способам обработки, сделаны изменения по дифференцированной обработке, а именно: под однолетние травы проводили безотвальное рыхление на 20-22 см, под яровую пшеницу (первая
культура по занятому пару) - вспашку на 28-30 см. Третья культура по занятому пару - овёс - заменена на яровую пшеницу. Исследования проводились согласно схеме опыта в 2005-2012 гг. (таблица 2).
Почва опытного поля - чернозём выщелоченный, маломощный, тяжелосуглинистый с содержанием гумуса в слое 0-30 см - 7,8%. Учётная площадь одной делянки 92 м2 (11,5x8,0 м), размещение вариантов рендомизированное, повторность трехкратная.
Весной при наступлении физической спелости почвы проводилось ранневесеннее боронование БЗТ в два следа поперёк направления основной обработки. При наступлении оптимальных сроков посева проводили предпосевную обработку культиватором КПС-4 на глубину 7-8 см под однолетние травы и 5-6 см - под яровую пшеницу с одновременным боронованием; посев - сеялками С3-3,6 с послепосевным прикатыванием и СКП-2,1 по нулевой обработке.
Таблица 2 — Системы основной обработки чернозема выщелоченного __в зернопаровом севообороте, 2005-2012 гг._
Севооборот Основная обработка почвы
отвальная безотвальная дифференцированная нулевая
Однолетние травы Вспашка ПН-4-35, 20-22 см, (контроль) Рыхление стойками СибИМЭ, 20-22 см Рыхление стойками СибИМЭ, 20-22 см Без основной обработки
Вспашка ПН-4-35, 12-14 см Рыхление KOS В (UNIA), 12-14 см Рыхление KOS В (UNIA), 12-14 см
Яровая пшеница Вспашка ПН-4-35, 28-30 см (контроль) Рыхление стойками СибИМЭ, 28-30 см Вспашка ПН-4-35, 28-30 см Без основной обработки
Вспашка ПН-4-35, 14-16 см Рыхление KOS В (UNIA), 14-16 см Вспашка ПН-4-35, 14-16 см
Яровая пшеница Вспашка ПН-4-35, 20-22 см (контроль) Рыхление стойками СибИМЭ, 20-22 см Рыхление стойками СибИМЭ, 20-22 см Без основной обработки
Вспашка ПН-4-35, 12-14 см Рыхление KOS В (UNIA), 12-14 см Рыхление KOS В (UNIA), 12-14 см
Опыт 2 - полевой, производственный, по изучению систем основной обработки почвы (минимальная, нулевая) с применением пестицидов при возделывании яровой пшеницы в зернопаровом севообороте проводился в СПК «Луч» Абатского района Тюменской области по схеме, представленной в таблице 3.
Таблица 3 - Системы основной обработки серой лесной почвы в зернопаровом _севообороте, СПК «Луч», Абатский район, 2003-2005 гг._
_Основная обработка почвы_
Минимальная (КПШ, 10-12 см) 1 Нулевая
_1. Контроль (без пестицидов) _
_ 2. Раксил - 0,4 л/т - (Фон)_
_3. Фон + Тенсо Коктейль (100 г/т) + Кристалон 2 кг/га_
_4. Фон + Секатор 150 г/га_
5. Фон + Секатор 125 г/га + Пума Супер 100 (0,5 л/га)_
Почва опытного поля - серая лесная, мощность гумусового горизонта - до 29 см; пахотный слой - 25 см. Содержание подвижного фосфора 44 мг/кг, нитратного азота - 7,16 мг/кг.
Общая площадь опыта 1,6 га, под каждой обработкой почвы - 0,8 га. Размещение вариантов рендомизированное, повторность трехкратная.
Весной при наступлении физической спелости почвы проводилось ранневесеннее боронование в два следа поперёк направления основной минимальной обработки. При наступлении оптимальных сроков сеяли яровую пшеницу сеялкой С3-3,6 по минимальной и СКП-2,1 по нулевой обработкам.
В опыте высевался сорт яровой пшеницы - Чернява 13, пестициды применяли согласно схеме опыта. Убирали яровую пшеницу в фазу полной спелости зерна прямым комбайнированием «Дон-1500».
Опыт 3 - полевой, производственный, по изучению ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур с применением посевного агрегата Джон Дир 730 проводился в ООО «Возрождение» с. Новая Заимка Заводоуковского района Тюменской области согласно схеме опыта (таблица 4).
Почва опытного поля - чернозем выщелоченный маломощный, тяжелосуглинистый. Мощность гумусового горизонта - до 38 см; пахотный слой - до 27 см. Содержание подвижного фосфора 54 мг/кг, нитратного азота - 9,25 мг/кг.
Общая площадь опыта 181,25 га. Размещение вариантов рендомизированное, повторность трехкратная.
Весной при наступлении физической спелости почвы проводилось ранневесеннее боронование агрегатом «Moris» в два следа поперёк направления основной обработки. При наступлении оптимальных сроков посева зерновых культур посев проводили посевным агрегатом Джон Дир 730, который включает операции: предпосевная культивация, внесение минеральных удобрений (аммиачная селитра, аммофос из расчёта на запланированную урожайность), боронование, высев семян, прикатывание.
6
Таблица 4 - Системы ресурсосберегающих технологий основной обработки, _опытное поле ООО «Возрождение», Заводоуковский район_
Основная обработка почвы Культура, год
ячмень, 2006 овес, 2007 ячмень, 2008
Дифференцированная разноглубинная Вспашка, 23-25 см (оборотный плуг) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)
Безотвальная разноглубинная Рыхление, 23-25 см (глубокорыхлитель) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)
Рыхление, 30-35 см (глубокорыхлитель) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)
Безотвальная мелкая Рыхление, 8-10 см (Смарагд) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)
Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)
Дискование, 8-10 см (БДТ) Рыхление, 8-10 см (Рубин) Рыхление, 8-10 см (Рубин)
В опыте сеяли районированные сорта культур: ячмень Ача - 2006-2008 гг.; овес Талисман — 2007 г. с нормой высева 6,5 и 6,0 млн. всхожих семян на 1 га. В посевах ячменя применяли гербициды Пума Супер 100 (0,5-0,6 л/га) + Секатор (125 г/га) - 2006-2008 гг., в посевах овса - Агритокс (1,0 л/га).
Опыт 4 — полевой, производственный, по изучению систем основной обработки при возделывании яровой пшеницы проводился в СПК «Нива» Бердюжского района Тюменской области по схеме представленной в таблице 5.
Таблица 5 — Системы основной обработки почвы при возделывании яровой __пшеницы, СПК «Нива», Бердюжский район_
Культура Основная обработка почвы
Яровая пшеница 2007 г. 2008 г. 2009 г.
Безотвальная (рыхление, 12-14 см) Отвальная (вспашка, 16-18 см) Отвальная (вспашка, 16-18 см)
Нулевая Нулевая Безотвальная (рыхление, 8-10 см)
Почва — серая лесная. Общая площадь опыта 80 га, площадь под одним вариантом 13,3 га. Размещение вариантов систематическое, повторность трехкратная.
Весной при наступлении физической спелости почвы проводилось ранневесеннее боронование БЗТС-1,0 в 2 следа. При наступлении оптимальных сроков посева проводили предпосевную обработку культиватором КПШ-9, вносили минеральные удобрения на урожайность 25 ц/га, сеяли яровую пшеницу С3-3,6, прикатывали ЗККШ-6А. Сорт Новосибирская 15, норма высева - 6,5 млн.
всхожих семян на гектар. В фазу кущения проводилась обработка гербицидами Пума Супер 100 (0,5-0,6 л/га) + Секатор (200 г/га).
Опыт 5 - полевой, производственный, по изучению систем основной обработки и способу посева при возделывании яровой пшеницы проводился в ООО «Импульс» Нижнетавдинского района Тюменской области согласно схеме опыта представленной в таблице 6.
Почва - серая лесная. Общая площадь опыта 10 га, размещение вариантов систематическое, повторность трехкратная.
Весной при наступлении физической спелости почвы проводилось ранневесеннее боронование БЗТС-1,0 в 2 следа. При наступлении оптимальных сроков проводили предпосевную обработку культиватором КПШ-9 и сеяли сеялкой С3-3,6 - по отвальной и СКП-2,1 - по нулевой обработке.
Перед посевом вносились минеральные удобрения в норме N30. Сорт яровой пшеницы Новосибирская 15, норма высева — 6,5 млн. всхожих семян на гектар. В фазу кущения проводилась обработка гербицидами Пума Супер 100 (0,5-0,6 л/га) + Секатор (150 г/га).
Таблица 6 — Системы основной обработки и способ посева яровой пшеницы, _ООО «Импульс», Нижнетавдинский район, 2007-2009 гг._
Основная обработка почвы Посев яровой пшеницы
Отвальная (вспашка, 20-22 см) СКП-2,1 (контроль)
Джон Дир 730
Нулевая СКП-2,1
Джон Дир 730
Полевые и лабораторные исследования проводились по утвержденным методикам. Плотность почвы определяли по методу Качинского, влажность почвы - термостатно-весовым методом. Запасы доступной влаги рассчитывали на основании данных влажности и плотности почвы. Плотность твердой фазы почвы, пористость, максимальная гигроскопичность, влажность завядания, структурное состояние, водопроницаемость, показатели качества основной обработки почвы (равномерность вспашки и безотвального рыхления, глыбистость пашни, степень сохранности стерни), глубину посева семян, густоту стояния и сохранность растений; биологическую активность — разложение целлюлозы изучали методом полотен (метод Тихомировой) по Б.А. Доспехову, И.П. Васильеву, A.M. Туликову, 1987. Содержание нитратного азота определяли по Грандваль-Ляжу, подвижного фосфора и калия - по Чирикову.
Засоренность посевов учитывали количественным методом перед посевом, в фазу кущения (перед применением гербицидов) и через месяц после обработки гербицидами; количественно-весовым - перед уборкой с помощью рамки площадью 0,25 м2 в двенадцатикратной повторности на фиксированных делянках. Степень засорения рассчитывали по данным количества сорных и культурных растений и оценивали по шкале Мальцева (до 5% — слабая степень, 5-20% — средняя, 20-40% - сильная, более 40% - очень сильная). Ярусность сорных
растений определяли относительно высоты растений яровой пшеницы. Запасы семян сорняков в пахотном слое почвы и их всхожесть определяли методом малых проб (Туликов A.M., 1974; Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M., 1987).
Изучали развитие и распространенность болезней яровой пшеницы, учитывали численность конидий гриба Bipolaris sorokiniana Shoem. методом флотации (Чулкина В.А., 2009). Учитывали вредителей в посевах яровой пшеницы с помощью ящика Петлюка (Чулкина В.А, Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я., 2007).
Урожайность зерновых культур учитывали поделяночным обмолотом -прямым комбайнированием «Сампо-500» (опытное поле ГАУ Северного Зауралья, д. Утешево) и «Дон-1500» (в производственных условиях) с пересчетом на 100%-ную чистоту и 14%-ную влажность. Качество зерна определяли по соответствующим стандартам: влажность - ГОСТ 13586.5-93; засоренность зерна после уборки - ГОСТ-30483-97; масса 1000 зёрен - ГОСТ 10842-89; массовая доля клейковины и её качество - ГОСТ 13586.1-68. Продуктивность культур рассчитывали путём перевода урожайности в кормовые единицы по коэффициенту для яровой пшеницы - 1,18; ячменя — 1,20; овса - 1,0, для однолетних трав (горох с овсом) на зелёный корм - 0,16.
Математическая обработка выполнялась по Б.А. Доспехову (1987) с помощью программного продукта «oda 1, oda 2», разработанного на кафедре ЭМ и ВТ Тюменской ГСХА. Экономическая эффективность - по технологическим картам и в соответствии с методикой СибНИИСХОЗа (Неклюдов А.Ф., 1993) и ТГСХА (Абрамов Н.В., Селюкова Г.П., 2000).
3 Агрофизические показатели по основной обработке почвы
3.1 Плотность почвы. За период исследований 2005-2012 гг. перед посевом яровой пшеницы плотность 0-10 см слоя почвы соответствовала рассыпчатому сложению (0,96-0,98 г/см3) по изучаемым вариантам основной обработки. Необходимо отметить, что плотность этого слоя за период 2000-2002 гг. по безотвальной обработке соответствовала рыхлому сложению (1,07 г/см3), что на 0,09 г/см3 больше следующего периода исследований.
При безотвальной обработке 0-30 см слой почвы уплотнялся на 0,02 г/см3 по отношению к отвальной обработке, дифференцированная обработка обеспечила плотность меньше контроля на 0,02 г/см3.
Перед уборкой яровой пшеницы 0-30 см слой почвы был рыхлым (1,15 г/см3) по отвальной и дифференцированной обработкам (2005-2012 гг.). По безотвальной обработке почва имела плотное сложение (1,18 г/см3), но превышала контроль несущественно - на 0,03 г/см3.
3.2 Запасы доступной влаги. При возделывании яровой пшеницы первой культурой после занятого пара запасы доступной влаги слоя 0-20 см перед посевом яровой пшеницы - первой культуры после занятого пара в среднем за 2005-2012 гг. характеризовались удовлетворительной обеспеченностью: 35,4-39,4 мм по вариантам глубокой обработки (28-30 см), 33,9-36,9 мм - по вариантам мелкой обработки (таблица 7). Уменьшение глубины обработки способствовало
снижению запасов доступной влаги на 1,5 мм по отвальной обработке, на 2,8 мм -по безотвальной, на 2,2 мм - по дифференцированной.
Больше контроля на 4,0 мм запасов доступной влаги было по безотвальной и на 3,7 мм - по дифференцированной обработке на 28-30 см. По нулевой обработке запасы доступной влаги были существенно меньше контроля на 6,6 мм при НСР05 = 1,19 мм.
Метровый слой почвы по запасам доступной влаги характеризовался хорошей обеспеченностью (153,6-160,7 мм) по вариантам обработки на 28-30 см и 148,1-155,8 мм - по вариантам обработки на 14-16 см, т.е. по вариантам мелкой обработки запасы доступной влаги были меньше на 5,5 мм - по отвальной обработке, на 4,9 мм - по безотвальной, на 4,3 мм — по дифференцированной.
Таблица 7 - Запасы доступной влаги (мм) по основной обработке при
возделывании яровой пшеницы первой после занятого пара, 2005-2012 гг.
Основная обработка почвы Слой почвы, см Перед посевом Перед применением гербицидов Перед уборкой
1. Отвальная глубокая (контроль) 0-20 0-100 35,4 153,6 36,1 156,1 27,9 116,6
2. Отвальная мелкая 0-20 0-100 33,9 148,1 34,3 150,2 26,1 114,7
3. Безотвальная глубокая 0-20 0-100 39,4 160,7 38,9 163,1 28,9 121,0
4. Безотвальная мелкая 0-20 0-100 36,6 155,8 36,7 157,8 26,1 115,6
5. Дифференцированная глубокая 0-20 0-100 39,1 160,5 39,4 165,1 31,0 126,0
6. Дифференцированная мелкая 0-20 0-100 36,9 156,2 37,3 159,2 28,4 120,5
7. Нулевая 0-20 0-100 28,8 135,2 30,8 139,4 20,0 105,1
НСР05 0-20 0-100 1,19 2,99 1,06 2,80 1,02 2,67
В сравнении с отвальной обработкой запасы доступной влаги были существенно больше на 7,1 мм - по безотвальной глубокой обработке, на 2,6 мм — по дифференцированной. По нулевой обработке запасы доступной влаги были существенно меньше на 18,4 мм при НСР05~2,99 мм.
Перед уборкой яровой пшеницы запасы доступной влаги 0-20 см слоя в среднем за 2005-2012 гг. характеризовались удовлетворительной обеспеченностью (27,9-31,0 мм) по вариантам глубокой обработки (28-30 см), 26,1-28,4 мм по вариантам мелкой обработки и 20,0 мм - по нулевой обработке. Уменьшение глубины обработки способствовало снижению запасов доступной влаги на 1,8 мм по отвальной обработке, на 2,8 мм - по безотвальной, на 2,6 мм -по дифференцированной.
По безотвальной глубокой обработке запасы доступной влаги были несущественно больше контроля - на 1,0 мм, по дифференцированной — больше на 3,1 мм, по нулевой обработке почвы - были существенно меньше отвальной обработки на 7,9 мм при НСР05 = 1,02 мм.
Метровый слой почвы по запасам доступной влаги характеризовался удовлетворительной обеспеченностью по вариантам обработки на 28-30 см (116,6-126,0 мм) и на 14-16 см (114,7-120,5 мм). По вариантам мелкой обработки запасы доступной влаги несущественно меньше на 1,9 мм - по отвальной обработке, существенно меньше на 5,4 мм - по безотвальной и на 5,5 мм - по дифференцированной.
В сравнении с отвальной обработкой (контроль) запасы доступной влаги были существенно больше на 4,4 мм - по безотвальной глубокой обработке, на 9,4 мм - по дифференцированной, существенно ниже на 11,5 мм - по нулевой обработке при НСР05=2,67 мм.
Наименьший расход влаги на формирование 1 ц зерна яровой пшеницы за годы исследований был по дифференцированной обработке - 7,52-8,14 мм, в сравнении с безотвальной обработкой это ниже на 0,42-0,75 мм, в сравнении с отвальной на 0,53-0,98 мм.
3.3 Структурное состояние почвы по основной обработке в среднем за годы исследований (2005-2008 гг.) по отвальной, безотвальной и дифференцированной обработкам соответствовало хорошей оценке и удовлетворительно оценивался вариант нулевой обработки.
3.4 Водопроницаемость чернозема выщелоченного. Чередование отвальной и безотвальной основной обработки (дифференцированная) благоприятно отразилось на скорости впитывания воды пахотным горизонтом чернозема выщелоченного — коэффициент инфильтрации достигал 2,22 мм/мин, что на 22% выше значений на варианте с отвальной обработкой. Коэффициент фильтрации достиг 1,7 мм/мин, что на 13% выше отвальной обработки и на 31% -выше варианта с безотвальной обработкой.
4 Показатели качества основной обработки почвы и равномерность глубины посева зерновых культур
4.1 Показатели качества основной обработки почвы. Равномерность вспашки по глубине после уборки однолетних трав (занятый пар) за годы исследований (2005-2007) при основной обработке на 28-30 см под яровую пшеницу составляла 97,4-97,9%, при уменьшении глубины обработки до 14-16 см равномерность вспашки снижалась на 1,9-2,4% и составляла 95,0-95,9% при средних значениях 97,6% при обработке на 28-30 см и 95,5% при обработке на 1416 см.
После уборки первой яровой пшеницы за годы исследований (2005-2007) равномерность вспашки на 20-22 см составила 96,9%, при обработке на 12-14 см была ниже 2,2% и составила 94,7%. По годам колебания равномерности вспашки на 20-22 см варьировали в пределах 96,4-97,5%, при обработке на 12-14 см - 93,895,2%.
Равномерность вспашки после уборки яровой пшеницы второй культуры после пара была 97,0% (обработка на 20-22 см) и 95,5% (обработка на 12-14 см).
По мере удаленности культур от занятого пара равномерность вспашки снижается, что объясняется большим уплотнением почвы в результате меньших запасов влаги и большей засорённости к уборке культур. При этом глыбистость пашни после уборки яровой пшеницы соответствовала хорошей оценке — 10,114,7% при обработке на 20-22 см и 12-14 см, после уборки однолетних трав -хорошей оценке (10,6%) при обработке на 20-22 см и отличной (6,5%) при обработке на 12-14 см.
Равномерность безотвального рыхления по глубине после уборки однолетних трав оценена на отлично - 96,4% - по глубокой обработке (28-30 см) и хорошей - 94,2% по мелкой (14-16 см). После уборки первой яровой пшеницы равномерность рыхления по глубине составила 95,7% при обработке на 20-22 см и 94,0% - по обработке на 12-14 см. Равномерность рыхления после уборки второй яровой пшеницы была 95,7% (20-22 см) и 92,9% (12-14 см).
Хорошей оценкой степени сохранности стерни после уборки однолетних трав характеризовались варианты обработки на 28-30 см (78,0%) и на 14-16 см (87,3%). После уборки первой яровой пшеницы по безотвальному рыхлению на 20-22 см сохранность стерни составила 74,4%, при обработке на 12-14 см - 83,5%. Степень сохранности стерни после уборки второй пшеницы составила соответственно 73,5 и 83,0%.
4.2 Равномерность глубины посева зерновых культур. За 2006-2008 гг. исследований глубина посева по отвальной обработке составила 4,0-4,2 см, по безотвальной глубина посева была не существенно меньше на 0,5 см по глубокой обработке (28-30 см) и на 0,4 см по мелкой обработке (14-16 см) на опытном поле ГАУ Северного Зауралья.
В среднем за три года исследований (ООО «Импульс», 2007-2009) средняя глубина посева по системам обработки почвы и способу посева варьировала в пределах 5,6-5,7 по нулевой обработке и 5,7-5,8 см по отвальной (вспашка), при колебаниях 2,9-7,7 см по нулевой и 3,4-7,9 см по отвальной обработкам (табл. 56). Более выровненные посевы яровой пшеницы были по отвальной обработке, за счет меньшей плотности почвы и исключения высева семян на глубину 1-3 см. Коэффициент выравненное™ по вариантам был в пределах 99,8 % по нулевой обработке и 99,9 % по вспашке, что соответствовало отличной оценке качества глубины посева.
5 Питательный режим и биологическая активность почвы
5.1 Питательный режим. На опытном поле ГАУ Северного Зауралья перед уборкой яровой пшеницы обеспеченность почвы нитратным азотом соответствовала очень низкому уровню в слое 0-40 см (0,30-0,80 мг/кг). Различия по способам основной обработки обусловлены получением различной урожайности. Обеспеченность подвижным фосфором была средняя - 60-81 мг/кг, по отвальной мелкой и нулевой обработкам — низкая - 56 мг/кг.
5.2 Содержание гумуса чернозема выщелоченного. К 2008 году содержание гумуса стабильно повышалось только на варианте с дифференцированной обработкой - изменения относительно первоначальных значений составили 5,5%, однако, сравнение 1989 и 2008 гг. указывает на стабилизацию процесса гумусообразования, что обусловлено недостаточным
12
количеством органических остатков в условиях высокой биологической активности почвы. Уменьшение гумусированности при нулевой и безотвальной обработках объясняется отсутствием заделки соломы в почву и ее минерализацией на поверхности и в верхних слоях почвы.
За период 1977-2008 гг. отвальная обработка способствовала дальнейшей гомогенизации слоя 0-20 см, где содержание гумуса варьировало в пределах 8,328,71% от массы почвы. Следует выделить слой 0-10 см, где отмечено увеличение гумуса с 8,05 до 8,32%, однако, в слое 20-30 см произошло снижение с 7,73 до 7,23%, вследствие меньшего количества растительных остатков, перемещаемых в этот слой только при глубокой обработке. При дифференцированной обработке содержание гумуса увеличивается по всему пахотному слою (0-30 см), что указывает на благоприятные условия для гумификации и перераспределения растительных остатков.
5.3 Биологическая активность почвы. За период посев-уборка степень разложения полотна при возделывании яровой пшеницы по основным обработкам была существенно ниже на 5,5-8,7% в 2005-2008 гг., по сравнению с 2000-2002 гг. По отвальной обработке биологическая активность за период посев-уборка составила 26,3%, по безотвальной обработке - была ниже на 4,1% в результате отсутствия оборота пласта почвы и меньшей заделки растительных остатков. По дифференцированной обработке - на уровне традиционной обработки (отвальная)
- 26,3%. Нулевая обработка обладала меньшей биологической активностью и была меньше отвальной на 8,4%.
6 Фитосаиитарное состояние посевов н почвы при возделывании полевых культур
6.1 Засоренность посевов полевых культур. В среднем за годы исследований (2005-2012) перед посевом однолетних трав количество сорных растений по вариантам обработки на 20-22 см составило 2,5-3,3 шт./м , по вариантам обработки на 12-14 см - 3,0-3,8 шт./м2 (таблица 8).
Существенная разница по засорённости между способами обработки просматривается лучше всего в фазу кущения культуры (перед применением гербицида), поскольку к этому времени создаются благоприятные условия для прорастания сорных растений. Этим и объясняется большая засорённость в этот период, даже если сравнить с засорённостью перед посевом.
Перед применением гербицида количество сорных растений на контроле (отвальная обработка, 20-22 см) составило 46,6 шт./м2. По безотвальной обработке (20-22 см) сорняков было больше отвальной обработки (20-22 см) на 8,7 шт./м2, по дифференцированной (20-22 см) меньше на 3,3 шт./м2.
По вариантам обработки на 12-14 см сорных растений было существенно больше контроля на 5,3 шт./м2- по отвальной обработке (12-14 см), на 14,4 шт./м2
- по безотвальной, на 23,8 шт./м2 - по нулевой и несущественно меньше контроля на 0,8 шт./м2 - по дифференцированной обработке.
Уменьшение глубины обработки по изучаемым способам способствовало существенному увеличению сорных растений на 5,3 шт./м2 - по отвальной обработке, на 5,7 шт./м2 - по безотвальной, на 2,6 шт./м2 - по дифференцированной.
Таблица 8 - Засоренность посевов однолетних трав, 2005-2012 гг.
Основная обработка почвы Перед посевом Перед применением гербицида Перед уборкой
1. Отвальная, 20-22 см (контроль) 3,0* 46,6* и£ 5,2*' •
2. Отвальная, 12-14 см 3,4 51,9 13.8 5,8
3. Безотвальная, 20-22 см 3,3 55,3 13,7 6,9
4. Безотвальная, 12-14 см 3,8 61,0 16.0 6,6
5. Дифференцированная, 20-22 см 2,5 43,3 10,9 4,8
6. Дифференцированная, 12-14 см 3,0 44,1 13,4 5,4
7. Нулевая (без основной обработки) 5,0 70,4 16.9 7,0
НСР05 0,71 3,72 1,21 0,23
Примечание: *— количество сорных растений, шт./м ** - сухая масса сорных растений, г/м2
В результате химической прополки гибель сорных растений составила 32,441,6 штУм2, или 74,5-75,2% - по вариантам обработки на 20-22 см и 30,7-45,0 шт./м2 (69,6-73,8%) по вариантам обработки на 12-14 см.
По вариантам обработки на 20-22 см количество сорных растений перед уборкой было 10,9-13,7 шт./м2. По отношению к контролю (отвальная обработка, 20-22 см) больше сорных растений по мелким обработкам, а именно на 1,9 шт./м2 - по отвальной обработке, на 4,1 шт./м2 - по безотвальной и на 1,5 шт./м2 - по дифференцированной обработке.
Уменьшение глубины обработки способствовало увеличению сорных растений на 1,9 шт./м2 - по отвальной обработке, на 2,3 шт./м2 - по безотвальной, на 2,5 шт./м2 по дифференцированной. По нулевой обработке сорных растений больше отвальной обработки (20-22 см) на 5,0 шт./м2 и составило 16,9 шт./м2 при сухой массе 7,0 г/м2.
Засоренность посевов однолетних трав за 2005-2012 гг. исследований в сравнении с 2000-2002 гг. была существенно ниже: на 51,0 шт./м2 - по отвальной обработке, на 54,1 шт./м2 — по безотвальной, на 48,2 шт./м2 - по дифференцированной и составила 10,9-13,7 шт./м2 при сухой массе 4,8-6,9 г/м2 (таблица 9).
Таблица 9 - Засоренность посевов однолетних трав перед уборкой
Основная обработка почвы Годы исследований
2000-2002 2005-2012
Отвальная 62.9* 58,3** 11.9* 5,2"
Безотвальная 67,8 62,5 13.7 6,9
Дифференцированная 59,1 52,6 10,9 4,8
НСР05 1,21 1,30 0,62 0,07
Примечание: * - количество сорных растений, шт./м2
** - сухая масса сорных растений, г/м2
Уменьшению засоренности способствовала ежегодная обработка почвы и систематическое применение гербицидов в посевах культур севооборота с 2000 г. Применение гербицида 2,4-Д против двудольных сорных растений на протяжении многих лет, привело к резистентности сорных растений к данному гербициду.
6.2 Компоненты агрофнтоценоза. При возделывании яровой пшеницы немаловажную роль играет предшественник. Возделывание пшеницы в зернопаровом севообороте и при размещении её первой и второй культурами по занятому пару подтвердило, что удалённость от занятого пара и уменьшение глубины обработки способствовало снижению количества культурных и увеличению сорных растений.
Количество культурного компонента первой культуры по занятому пару при отвальной обработке (контроль) составило 470,5 шт./м2, при размещении второй культурой растений пшеницы было существенно меньше - на 7,5 шт./м2, урожайность снижалась на 0,28 т/га. По безотвальной глубокой обработке уменьшение культурных растений составило 16,9 шт./м2, а урожайность снижалась на 0,24 т/га, по дифференцированной - культурный компонент уменьшился на 13,3 шт./м2, урожайность снизилась на 0,22 т/га (таблица 10).
На вариантах с мелкой обработкой сохранилось меньше культурных растений на 14,5 шт./м2 по отвальной обработке при этом урожайность была ниже на 0,26 т/га в сравнении с первой культурой, по безотвальной обработке растений пшеницы меньше на 14,2 шт./м2, урожайность снизилась на 0,24 т/га, по дифференцированной обработке растений пшеницы меньше на 16,8 шт./м2 при этом урожайность ниже на 0,19 т/га. По нулевой обработке растений пшеницы -второй культуры по занятому пару - было меньше на 15,0 шт./м2 в сравнении с первой культурой, и урожайность ниже на 0,17 т/га.
В агрофитоценозе второй культуры по занятому пару сорняков больше на 2,2 шт./м2 - по отвальной обработке (20-22 см), на 2,5 шт./м2 - по безотвальной (20-22 см), на 2,3 шт./м2 - по дифференцированной (20-22 см). По вариантам мелкой обработки сорный компонент преобладал в посевах второй культуры на
2,4 шт./м2 - по отвальной, на 2,3 сорняка - по безотвальной и дифференцированной обработкам, по нулевой - больше на 3,2 шт./м2.
Таблица 10 - Компоненты агрофитоценоза перед уборкой пшеницы,
2005-2012 гг.
Основная обработка почвы Яровая пшеница -1 Яровая пшеница - II
культурн. раст. сорн. раст., шт./м2 степень засорения, % КУЛЬТУР!!, паст. сорн. раст., шт./м2 степень засорения, %
1. Отвальная (контроль) 1-28-30 см; II-20-22 см 470,5 7,0 1,47 463,0 9,2 1,95
2. Отвальная, 1-14-16 см; II-12-14 см 452,8 7,7 1,67 438,3 10,1 2,25
3. Безотвальная, I - 28-30 см; И - 20-22 см 469,5 8,8 1,84 452,6 п,з 2,44
4. Безотвальная, I- 14-16 см; II- 12-14 см 440,6 9,8 2,18 426.4 12,1 2,76
5. Дифференцированная, I - 28-30 см; II - 20-22 см 488,1 5,9 1,19 474,8 8,2 1,70
6. Дифференцированная, 1-14-16 см; II-12-14 см 462,4 6,7 1,43 445,6 9,0 1,98
7. Нулевая (без основной обработки) 401,0 11,0 2,67 386,0 14,2 3,55
НСР05 11,2 1,7 - 12,3 1,1 -
Примечание: I - глубина обработки под первую пшеницу;
II — глубина обработки под вторую пшеницу.
По вариантам глубокой обработки степень засорения второй культуры по занятому пару выше на 0,48% - по отвальной обработке, на 0,60% - по безотвальной, на 0,51% - по дифференцированной. Степень засорения по мелким обработкам выше при возделывании яровой пшеницы - второй культурой, в сравнении с первой, на 0,58% по отвальной и безотвальной обработкам, на 0,55% по дифференцированной, на 0,88% по нулевой обработке.
При удалённости яровой пшеницы от занятого пара количество культурного компонента существенно снижалось - на 7,5-16,8 шт./м2, доля сорного компонента возрастала на 2,2-3,2 шт./м2, при этом степень засорения увеличивалась на 0,48-0,88%, а урожайность уменьшалась на 0,17-0,28 т/га.
6.3 Засоренность почвы семенами сорных растений. Способы обработки оказывали прямое влияние на запасы семян и распределение в пахотном слое.
В результате применения ежегодной обработки почвы с применением гербицидов по вегетации растений и замены безотвального рыхления на вспашку (дифференцированная обработка) под первую яровую пшеницу запасы семян сорных растений в 2005-2008 гг. снизились в 4,6 раза - по отвальной, в 3,2 - по безотвальной и в 3,7 раза - по дифференцированной обработке в сравнении с
2000-2002 гг. Всхожих семян сорняков стало меньше в 2,8 раза - по отвальной и безотвальной обработкам, в 2,3 раза — но дифференцированной (таблица 11).
Таблица 11 - Засорённость пахотного слоя почвы семенами сорных растений
Основная обработка почвы Семена сорных растений, млн. шт./га Распределение семян по слоям, %
всего всхожих
всего всхожих шт. 1 % 0-10 см 10-20 см 20-30 см 0-10 см 10-20 см 20-30 см
2000-2002 гг.
Отвальная, контроль 143 35,3 24,7 21,7 49,6 28,7 35,7 24,6 39,7
Безотвальная 139 43,3 31,2 51,1 33,8 15,1 69,3 23,1 7,6
Дифференцированная 129 33,3 25,8 30,8 33,1 36,1 54,1 14,1 31,8
2005-2008 гг.
Отвальная, контроль 31 12,4 40,0 30,7 23,4 45,9 34,0 30,0 36,0
Безотвальная 43 15,2 35,3 62,8 22,3 14,9 70,5 25,0 4,5
Дифференцированная 35 14,5 41,4 41,8 22,9 35,3 39,4 16,0 44,6
Наибольший процент семян сорных растений по отвальной обработке был сосредоточен в слое 20-30 см - 45,9%, что объясняется глубиной основной обработки (вспашка, 28-30 см) под возделываемую культуру (яровая пшеница после занятого пара). По безотвальной обработке наибольшее сосредоточение семян было в 0-10 см слое при их всхожести 70,5%. По дифференцированной обработке распределение семян по слоям почвы было следующим - 41,8% в 0-10 см, 22,9 - в 10-20 см и 35,3% в 20-30 см слое, такое распределение объясняется чередованием в севообороте безотвального рыхления (под первую и вторую культуру севооборота) и вспашки (под вторую культуру севооборота - яровая пшеница). Наибольший процент всхожих семян — 44,6% был в 20-30 см слое в результате вспашки под возделываемую культуру (яровая пшеница).
6.4 Прогнозирование засоренности показало, что совпадение прогноза засоренности в 2005-2008 гг. составило 67,5-71,0%, в 2010-2012 гг. - 85,7-89,4%. При уменьшении запасов семян сорных растений в почве прогноз точности засоренности увеличиваелся.
6.5 Аллелопатнческое взаимодействие яровой пшеницы с сорными растениями. Наибольшее ингибирующее действие на семена яровой пшеницы оказывала вытяжка из двудольных многолетних сорных растений Спзшт агуепэе и ЗопсЬив агуепэе - прорастание составило 30,1-33,4% (2003-2004 гг.) и 19,821,2% (2005-2006 гг.), эти значения ниже контроля на 64,5-68,0% и 78,3-79,8% соответственно (таблица 12).
Таблица 12 - Влияние вытяжки сорных растений на прорастание семян пшеницы
Сорное растение Проросшие семена, %
2003-2004 гг. 2005-2006 гг.
Контроль (вода) 94,2 100 97,8 100
Avena fatua 74,2 78,8 62,3 63,7
Echinochloa crusgalli 70,4 74,7 59,8 61,1
Setaria viridis 68,2 72,4 54,5 55,7
Amarantus retrollexus 60,4 65,4 49,7 50,8
Chenopodium álbum 57,8 61,4 44,8 45,8
Dracocephalum thymiflorum 42,6 46,1 - -
Cannabis ruderalis 43,8 46,5 -
Cirsium arvense 30,1 32,0 19,8 20,2
Sonchus arvense 33,4 35,5 21,2 21,7
Меньшим ингибирующим действием обладала вытяжка из малолетних двудольных сорных растений - прорастание составляло 42,6-60,4% (2003-2004 гг.) и 44,8-49,7% (2005-2006 гг.). Наименьшее аллелопатическое влияние вытяжки из сорных растений на прорастание семян яровой пшеницы было у малолетних однодольных сорняков (Avena fatua, Echinochloa crusgalli, Setaria viridis) - 68,274,2% (2003-2004 гг.) и 54,5-62,3% (2005-2006 гг.), что определяется близкими биологическими особенностями этих сорняков с яровой пшеницей.
6.6 Видовой состав сорных растений. В посевах яровой пшеницы в течение 14 лет при смешанном типе засорения - малолетне-корнеотпрысковом, изменялся по способам основной обработки почвы. На протяжении изучаемого периода наблюдалось от 11 (2000-2002 гг.) до 20 видов (2009-2011 гг.) и 7 видов сорных растений в 2012 г. По соотношению биологических групп сорных растений малолетние двудольные сорняки преобладали на протяжении всего периода исследований.
Постоянными видами из однодольных были овсюг обыкновенный (Avena fatua) и щетинник зелёный (setaria viridis); из малолетних двудольных - гречишка вьюнковая (Polygonum convolvulus), марь белая (Chenopodium album) и щирица запрокинутая (Amarantus retroflexus); из многолетних - бодяк полевой (Cirsium arvense) и осот полевой (Sonchus arvense).
6.7 Ярусность сорных растений была выше по безотвальному и нулевому способам обработки почвы - сорные растения занимали от среднего до верхнего яруса, по отвальному и дифференцированному - от нижнего до верхнего яруса при возделывании яровой пшеницы на опытном поле ГАУ Северного Зауралья.
6.8 Поражаемость болезнями и повреждаемость вредителями растений яровой пшеницы. Протравливание семян Раксилом подавляло развитие обыкновенной корневой гнили на 12,7 и 30%. Опрыскивание посевов пшеницы Рексом обеспечивает эффективную защиту посевов от бурой листовой ржавчины и септориоза, снижая развитие болезни на 12,7-27,7% на опытном поле ГАУ Северного Зауралья.
Поражаемость растений обыкновенной корневой гнилью в фазе молочной спелости яровой пшеницы усиливалось на вариантах без применения фунгицидов. Основная обработка почвы в значительной степени влияла на процесс накопления конидий гриба в ризосфере растений яровой пшеницы - в фазу кущения культуры их было 198 шт./1 г почвы по нулевой обработке почвы, перед уборкой - 281 шт./1 г почвы. Отказ от протравливания семян способствовал росту численности патогенна в почве к фазе кущения.
Биологическая эффективность от применения инсектицида составила 86,492,8%. Инсектицидная обработка снижала повреждаемость растений яровой пшеницы хлебной полосатой блошкой, полосатой цикадкой и сибирской кобылкой, а также заселенность пшеничным трипсом.
7 Урожайность полевых культур по основной обработке почвы
В среднем за годы исследований (2005-2012) при анализе урожайности культур зернопарового севооборота, возделываемых по основной обработке, хорошо прослеживалась эффективность дифференцированной обработки. Наибольшая урожайность яровой пшеницы первой культуры по занятому пару -3,61 т/га, с прибавкой 0,09 т/га при массе тысячи зёрен 41,4 г была получена по варианту дифференцированной обработки почвы на 28-30 см при возделывании яровой пшеницы в зернопаровом севообороте (таблица 13).
Таблица 13 - Урожайность культур зернопарового севооборота, т/га, 2005-2012 гг
Основная обработка почвы Однолетние травы Яровая пшеница
первая вторая
1. Отвальная глубокая (контроль) 14,02 3,52 3,24
2. Отвальная мелкая 12,13 3,26 3,00
3. Безотвальная глубокая 14,83 3,43 3,19
4. Безотвальная мелкая 12,86 3,20 2,96
5. Дифференцированная глубокая 15,60 3,61 3,39
6. Дифференцированная мелкая 13,37 3,32 3,13
7. Нулевая (без основной обработки с 1975 г.) 8,58 2,42 2,25
НСР05 1,02 0,41 0,31
Урожайность яровой пшеницы - второй культуры по занятому пару при отвальной обработке на 20-22 см составила 3,24 т/га при массе 1000 зёрен 36,7 г. По безотвальной обработке на 20-22 см урожайность ниже отвальной обработки на 0,05 т/га, по дифференцированной превышала контроль на 0,15 т/га. Зависимость урожайности от массы 1000 зёрен высоко достоверна (г=0,77).
Необходимо отметить, что урожайность пшеницы выше при размещении первой культурой после занятого пара. Урожайность второй пшеницы понижалась на 0,28 т/га - по отвальной обработке (контроль), на 0,24 т/га - по безотвальной и на 0,22 т/га - по дифференцированной глубоким обработкам при НСР05=0,31.
11о мелким обработкам урожайность второй пшеницы, в сравнении с первой ниже на 0,26 т/на - по отвальной, на 0,24 т/га - по безотвальной, на 0,19 т/га - по дифференцированной обработкам, на 0.17 т/га - по нулевой.
За 14 лет исследований (1999-2012) наибольшая урожайность зелёной массы однолетних трав - 14,01 т/га получена по дифференцированной обработке, что выше отвальной обработки (контроль) на 1,07 т/га и выше, чем по безотвальной на 0.48 т/га (рисунок 1). Наибольшая урожайность яровой пшеницы первой культуры по занятому пару составила 3,56 т/га. что на 0.21 т/га выше отвальной обработки и на 0,20 т/га по безотвальной. По нулевой обработке урожайность пшеницы была меньше отвальной на 0.99 т/га (рисунок 2).
□ Отвальная
В Баютвалькая
□ Дйффаранимр оаамная
Г) Нулевая
Рисунок I - Урожайность однолетних 1рав по основной обработке почвы, т/га, 1999-2012 гг.
Рисунок 2 - Урожайность яровой пшеницы первой после занятого пара по основной обработке почвы, т/га, 1999-2012 гг.
В СПК «Нива» в среднем за 2007-2009 гг. исследований урожайность пшеницы составила 1,79-2,18 т/га, выше на 0,39 т/га - при рыхлении на 12-14 см в 2006 г. и вспашке на 16-18 см в 2007-2008 гг. (вариант 1)- таблица 14.
Таблица 14 - Урожайность яровой пшеницы по основной обработке почвы, т/га,
СПК «Нива»
Основная обработка почвы 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2007-2009 гг.
1. Безотвальная - 2006 г. Отвальная - 2007-2008 гг. 1,87 2,75 1.92 2,18
2. Нулевая - 2006-2007 гг. Безотвальная - 2008 г. 1,71 2,20 1,47 1.79
НСР05 0.10 0,11 [ 0.09 0.10
В ООО «Импульс» урожайность пшеницы варьировала в пределах 2,28-2,66 т/га, прибавка составила 0,10-0,28 т/га при НСР05=0,Ю (таблица 15).
Выше урожайность была по отвальной обработке (вспашка 20-22 см — контроль) на 0,09-0,19 т/га в сравнении с нулевой обработкой и на 0,19-0,28 т/га между способами посева. Масса тысячи зёрен по вариантам - 25,9-30,0 г. Наибольшая масса тысячи зёрен — 30,0 г получена по отвальной обработке при посеве пшеницы посевным агрегатом Джон Дир 730.
Таблица 15 - Урожайность яровой пшеницы по основной обработке почвы и способу посева, т/га, ООО «Импульс», 2007-2009 гг.
Основная обработка почвы Посев 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2007-2009 гг.
Отвальная, (вспашка, 20-22 см) СКП-2,1 (контроль) 3,07 2,50 2,10 2,56
Джон Дир 730 3,10 2,60 2,28 2,66
Нулевая СКП-2,1 3,01 2,38 1,45 2,28
Джон Дир 730 3,05 2,45 1,92 2,47
НСР05 0,08 0,10 0,11 0,10
При посеве СКП-2,1 урожайность снижалась на 0,19 т/га по нулевой обработке и на 0,10 т/га - по отвальной в сравнении с применением посевного агрегата Джон Дир 730, и соответственно уменьшение на 0,7 г и 0,5 г по массе тысячи зёрен.
Продуктивность однолетних трав была в пределах 1,94-2,50 т к.ед./га по вариантам с основной обработкой и 1,37 т/га - по нулевой. По отвальной глубокой обработке выход кормовых единиц равнялся 2,25 т/га. Глубокие обработки обеспечили прибавку 0,05-0,11 т к.ед./га, по мелким обработкам продуктивность ниже отвальной на 0,14-0,23 т к.ед./га, по нулевой - меньше на 0,81 т к.ед./га (таблица 16).
По первой яровой пшенице выход кормовых единиц составил 2,86-4,26 т/га. При отвальной глубокой обработке (контроль) получено 4,15 т к.ед./га. По мелким обработкам продуктивность ниже контроля на 0,23-0,37 т/га, по нулевой — на 1,29 т/га. Различия между глубокими и мелкими обработками составили 0,270,34 т/га, что математически доказано.
Снижение продуктивности культур зернопарового севооборота по мелким и нулевой основным обработкам происходит в результате большей засоренности, меньших запасов доступной влаги и снижения структурности почвы, что напрямую влияет на водно-воздушный режим почвы.
Увеличение глубины обработки чернозёма выщелоченного до 28-30 см под первую яровую пшеницу после занятого пара (2005-2012 гг.) способствовало увеличению продуктивности в сравнении с 1999-2004 гг., когда обработка проводилась на 20-22 см.
Выход кормовых единиц зерна второй пшеницы после занятого пара был в пределах 2,66-4,00 т/га. Наибольшая продуктивность - 4,00 т к.ед./га получена при дифференцированной обработке на 20-22 см, наименьшая - 2,66 т/га - по нулевой. Продуктивность по обработкам на 20-22 см в сравнении с мелкими обработками выше на 0,28-0,31 т к.ед./га.
Таблица 16 — Продуктивность культур зернопарового севооборота, __т к.ед./га. 2005-2012 гг._
Основная обработка почвы Однолетние травы Яровая пшеница По севообороту
первая вторая
1. Отвальная глубокая (контроль) 2,25 4,15 3,82 3,41
2. Отвальная мелкая 1,94 3,85 3,54 3,11
3. Безотвальная глубокая 2,38 4,05 3,77 3,40
4. Безотвальная мелкая 2,06 3,78 3,49 3,11
5. Дифференцированная глубокая 2,50 4,26 4,00 3,59
6. Дифференцированная мелкая 2,14 3,92 3,69 3,25
7. Нулевая (без основной обработки с 1975 г.) 1,37 2,86 2,66 2,30
Продуктивность культур севооборота по дифференцированной глубокой обработке почвы превышала отвальную обработку на 0,18 т к.ед./га.
В результате уменьшения глубины обработки происходило снижение продуктивности культур на 0,30 т к.ед./га по отвальной обработке, на 0,29 т к. ед./га - по безотвальной и на 0,34 - по дифференцированной обработке. Отказ от основной обработки привел к снижению продуктивности на 1,11 т к.ед./га по отношению к отвальной глубокой обработке.
Наибольшая продуктивность - 3,59 т/га по севообороту - получена при дифференцированной обработке (рыхление на 20-22 см под однолетние травы и вторую яровую пшеницу; вспашка на 28-30 см под первую яровую пшеницу).
В ООО «Возрождение» в среднем за годы исследований (2006-2008) наибольшая продуктивность - 3,81 т к.ед./га - получена по дифференцированной разноглубинной обработке (оборотный плуг, 23-25 см, 2005 г.; Рубин, 8-10 см, 2006-2007 гг.), которая формировала продуктивность выше на 0,25-0,42 т к.ед./га в сравнении с безотвальной разноглубинной и мелкой обработками.
Коэффициенты регрессии показали, что при увеличении плотности почвы на 0,1 г/см3 урожайность снижалась на 0,72 ц/га зерновых единиц, а при увеличении запасов доступной влаги на 1,0 мм урожайность увеличивалась на 0,9 ц/га.
Увеличение глубины основной обработки почвы на 1 см приводило к увеличению расхода ГСМ на 0,69 литра, или на 0,56 кг/га. Производительность
труда по безотвальной глубокой и мелкой обработкам выше на 39,7-42,6%, по дифференцированным - выше на 22,1-29,4% в сравнении с отвальной обработкой.
8 Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания полевых культур
Прибыль на контроле (отвальная глубокая обработка) составила 6668 руб./га, по глубокой безотвальной больше на 430 руб./га, по дифференцированной - на 1116 руб./га и меньше на 2858 руб./га - по нулевой обработке (таблица 17).
Таблица 17 - Экономическая эффективность возделывания культур зернопарового севооборота по основной обработке почвы, 2005-2012 гг.
Основная обработка почвы Продуктивность, т к. ед./га Стоимость, руб./га Затраты, руб./га Прибыль, руб./га Уровень рентабельности, %
Отвальная, глубокая контроль 3,41 15345 8677 6668 76,8
Отвальная, мелкая 3,11 13995 8517 5478 64,3
Безотвальная, глубокая 3,40 15300 8202 7098 86,5
Безотвальная, мелкая 3,11 13995 8103 5892 72,7
Дифференцированная, глубокая 3,59 16155 8371 7784 93,0
Дифференцированная, мелкая 3,25 14625 8266 6359 76,9
Нулевая 2,30 10350 6540 3810 58,3
Уменьшение глубины обработки привело к снижению продуктивности и в результате к снижению прибыли на 1190 руб./га - по отвальной обработке, на 1206 руб./га - по безотвальной, на 1425 руб./га - по дифференцированной, отказ от основной обработки привел к уменьшению прибыли на 2858 руб./га.
За 2005-2012 гг. исследований уровень рентабельности составил 64,3-93,0% по вариантам с основной обработкой и 58,3% при отказе от основной обработки почвы - «нулевая». Уровень рентабельности по глубокой безотвальной обработке выше отвальной обработки на 9,7%, по глубокой дифференцированной - на 16,2%. По нулевой обработке уровень рентабельности меньше отвальной обработки на 18,5%. Наибольшая прибыль - 7784 руб./га и уровень рентабельности - 93,0% достигнуты по дифференцированной глубокой обработке почвы в севообороте.
Коэффициент энергетической эффективности по отвальной обработке составил 3,18, по безотвальной глубокой обработке был выше на 0,12, по дифференцированной больше на 0,27 и составил 3,45.
По нулевой обработке коэффициент энергетической эффективности меньше отвальной обработки на 1,0. Уменьшение глубины обработки привело к снижению коэффициента энергетической эффективности на 0,21 - по отвальной и безотвальной, на 0,27 - по дифференцированной обработкам.
ВЫВОДЫ
1. Плотность почвы 0-30 см слоя независимо от способа обработки и типа почвы соответствовала оптимальным параметрам для роста и развития полевых культур во всех изучаемых опытах и не превышала 1,07-1,17 г/см3 перед посевом и 1,19-1,25 г/см3 перед уборкой.
2. Запасы доступной влаги метрового слоя почвы перед посевом яровой пшеницы по отвальной обработке составили 153,6 мм, по безотвальной глубокой обработке больше на 7,1 мм, по дифференцированной на 2,6 мм, по нулевой -меньше на 18,4 мм. При уменьшении глубины обработки запасы доступной влаги снижались на 5,5 мм по отвальной обработке, на 4,9 мм - по безотвальной, на 4,3 мм - по дифференцированной. Дифференцированная обработка обеспечила наименьший расход влаги - 7,52-8,14 мм на формирование 1 ц зерна яровой пшеницы, в сравнении с безотвальной обработкой ниже на 0,42-0,75 мм, по сравнению с отвальной — на 0,53-0,98 мм.
По обеспеченности запасами доступной влаги для растений, в сравнении с нулевой, лучшей была минимальная и отвальная обработка почвы с применением гербицидов. Запасы доступной влаги существенно выше по отвальной обработке на 4,0 мм при посеве посевным агрегатом Джон Дир 730 и на 4,5 мм - при посеве СКП-2,1.
3. На втором поле севооборота (первая яровая пшеница после занятого пара) отмечалось лучшее структурное состояние почвы (59,09-79,79%) в результате большей глубины отвальной и безотвальной обработок почвы под эту культуру. При уменьшении глубины обработки почвы и отдалённости полей от занятого пара происходит снижение структурного состояния на 5,4% в третьем поле севооборота - вторая культура в сравнении с первой культурой по занятому пару. Безотвальная и дифференцированная обработки не повлияли на структурно-агрегатный состав чернозёма выщелоченного - отклонения были в пределах ошибки опыта. Отказ от основной обработки увеличил содержание агрономически ценных агрегатов до 75,2%.
4. Дифференцированная система основной обработки поддерживала водопроницаемость на высоком уровне - 2,2 мм/мин, что на 15% выше отвальной обработки. Нулевая обработка почвы благоприятно воздействовала на водопроницаемость пахотного слоя (2,37 мм/мин). Ухудшение водопрочности агрегатов негативно сказалось на водопроницаемости подпахотного горизонта, которая на 9,0% ниже варианта с дифференцированной обработкой.
5. Обеспеченность чернозема выщелоченного нитратным азотом за годы исследований (2005-2007) в слое 0-40 см была очень низкой, подвижным фосфором — средней. Безотвальное рыхление и нулевая обработка привели к
24
снижению содержания гумуса в этом слое на 6,3 и 6,1% относительно 1977 года. Несмотря на увеличение гумусированности слоя 0-10 см с 8,25 до 8,85 и с 8,30 до 8,90% снижение запасов гумуса произошло за счет обеднения слоя 10-40 см. Обработка почвы без оборота пласта (безотвальная обработка) привела к потерям гумуса за 32 года в слое 0-50 см — 35 т/га, а на варианте без основной обработки -22 т/га.
6. Биологическая активность почвы при возделывании яровой пшеницы по основным обработкам за период посев-уборка 2005-2008 гг. ниже на 5,5-8,7% в сравнении с 2000-2002 гг. По безотвальной обработке степень разложения полотна за 2005-2008 гг. меньше отвальной обработки на 4,1%, по нулевой меньше - на 8,4%, по дифференцированной соответствовала традиционному способу обработки - 26,3%.
7. Равномерность вспашки и безотвального рыхления по глубине пахотного слоя выше при обработке на 20-22 см и 28-30 см в сравнении с обработками на 12-14 и 14-16 см. Глыбистость ниже, а степень сохранности стерни выше по мелким обработкам в сравнении с глубокими.
8. Глубина посева по отвальной обработке составила 4,0-4,2 см, по безотвальной - ниже на 0,5 см по глубокой обработке (28-30 см) и на 0,4 см - по мелкой обработке (14-16 см). Равномерность глубины посева семян яровой пшеницы по нулевой и отвальной обработкам при коэффициенте выравненное™ глубины посева - 99,8-99,9% соответствовала отличной оценке при средней глубине посева по нулевой основной обработке (5,6-5,7 см) и по отвальной (5,75,8 см).
9. Засоренность посевов однолетних трав к 2005-2012 гг. снизилась на 51,0 шт./м2 - по отвальной обработке, на 54,1 шт./м2 — по безотвальной, на 48,2 шт./м2 - по дифференцированной обработке и составила 10,9-13,7 шт./м2 при сухой массе 4,8-6,9 г/м2. В результате ежегодной обработки почвы и применения гербицидов засоренность посевов яровой пшеницы - первой культуры по занятому пару к 2012 г. снизилась в 2,1 раза по отвальной обработке, в 1,95 раза -по безотвальной, в 2,25 раза - по дифференцированной обработке.
Уменьшение глубины обработки (2005-2012 гг.) способствовало увеличению засорённости на 3,6 шт./м2 - по отвальной обработке, на 3,8 шт./м2 -по безотвальной, на 4,2 шт./м2 — по дифференцированной. Отказ от основной обработки привёл к увеличению засорённости по сравнению с отвальной на 22,3 шт./м2. Количество сорных растений по безотвальному способу обработки на 2830 см существенно больше отвального — на 7,7 шт./м2, по дифференцированному существенно меньше на 4,0 шт./м2.
10. Применение баковой смеси гербицидов способствовало снижению засоренности однодольными и двудольными сорняками на 77,8% - по минимальной и на 78,7% - по нулевой обработке. Меньшее количество сорняков было при посеве посевным агрегатом Джон Дир 730 на 3,8 шт./м2 - по нулевой обработке и на 5,4 шт./м2 - по отвальной в сравнении с посевом СКП-2,1. По отвальной обработке культурных растений больше на 20,0 шт./м2 при посеве агрегатом Джон Дир 730 и на 25,3 шт./м2 при посеве СКП-2,1 в сравнении с нулевой обработкой. Степень засорения по отвальной обработке ниже нулевой на 2,67-2,80% и соответствовала слабой степени засорения - 4,33-4,73%.
11. При удалённости яровой пшеницы от занятого пара культурный компонент существенно снижался на 7,5-16,8 шт./м2, доля сорного компонента возрастала на 2,2-3,2 шт./м2 при этом степень засорения увеличивалась на 0,480,88 %, а урожайность уменьшалась на 0,17-0,28 т/га.
12. Запасы семян сорных растений при возделывании яровой пшеницы в период с 2000 по 2008 гг. снизились в 4,6 раза по отвальной, в 3,2 - по безотвальной и в 3,7 раза по дифференцированной обработке.
13. Прогнозирование засорённости выше при прогнозе от 2000 г. к 20102012 гг. - 85,7-89,4% и меньше на 17,7-18,4% к 2005-2008 гг. - 67,5-71,0%. При меньшей засорённости процент совпадения прогноза повышался.
14. Наибольшее ингибирующее действие на семена яровой пшеницы оказала вытяжка двудольных многолетних сорных растений Cirsium arvense и Sonchus arvense - прорастание составило 30,1-33,4% (2003-2004 гг.) и 19,8-21,2% (2005-2006 гг.), что ниже контроля на 64,5-68,0% и 78,3-79,8% соответственно. Меньшим ингибирующим действием обладала вытяжка из малолетних двудольных сорных растений - прорастание 42,6-60,4% (2003-2004 гг.) и 44,849,7% (2005-2006 гг.). Наименьшее аллелопатическое влияние вытяжки сорных растений на прорастание семян яровой пшеницы оказывали малолетние однодольные сорные растения (Avena fatua, Echinochloa crusgalli, Setaria viridis) -68,2-74,2% (2003-2004 гг.) и 54,5-62,3% (2005-2006 гг.), что определяется близкими биологическими особенностями этих сорняков с яровой пшеницей.
15. Видовой состав сорных растений в течение 14 лет, при смешанном типе засорения - малолетне-корнеотпрысковым, изменялся по способам основной обработки. На протяжении изучаемого периода наблюдалось от 11 (2000-2002 гг.) до 20 видов (2009-2011 гг.) и 7 видов сорных растений в 2012 г. По соотношению биологических групп сорных растений - малолетние двудольные сорняки преобладали на протяжении всего периода исследований. Постоянными видами сорных растений из однодольных были овсюг обыкновенный (Avena fatua) и щетинник зелёный (Setaria viridis); из малолетних двудольных - гречишка вьюнковая (Polygonum convolvulus), марь белая (Chenopodium album) и щирица запрокинутая (Amarantus retroflexus); из многолетних - бодяк полевой (Cirsium arvense) и осот полевой (Sonchus arvense).
16. Ярусность сорных растений выше по безотвальному и нулевому способам обработки почвы - сорные растения занимали от среднего до верхнего яруса, по отвальному и дифференцированному - сорные растения находились от нижнего до верхнего яруса при возделывании яровой пшеницы.
17. Протравливание семян Раксилом подавляло развитие обыкновенной корневой гнили на 12,7 и 30%. Опрыскивание посевов пшеницы Рексом снизило развитие бурой листовой ржавчины и септориоза на 12,7-27,7%. Основная обработка почвы в значительной степени влияла на процесс накопления конидий гриба в ризосфере растений яровой пшеницы: в фазу кущения культуры их было 198 шт./1 г почвы по нулевой обработке почвы, перед уборкой — 281 шт./1 г почвы. Отказ от протравливания семян способствовал росту численности патогенна в почве к фазе кущения.
18. Инсектицидная обработка снижала повреждаемость растений яровой пшеницы хлебной полосатой блошкой, полосатой цикадкой и сибирской
кобылкой, а также заселенность пшеничным трипсом. Биологическая эффективность от применения инсектицида составила 86,4-92,8%.
19. Дифференцированная обработка почвы за годы исследований (19992012) обеспечила наибольшую урожайность возделываемых культур - зеленой массы однолетних трав - 14,01 т/га, что существенно выше отвальной и безотвальной обработок на 1,07 и 0,48 т/га соответственно. Урожайность яровой пшеницы (первая культура по занятому пару) по дифференцированной обработке превышала отвальную на 0,21 т/га (5,9%).
Урожайность второй яровой пшеницы по отвальной обработке на 20-22 см (2005-2012 гг.) составила 3,24 т/га, по безотвальной обработке (20-22 см) ниже отвальной на 0,05 т/га, по дифференцированной выше на 0,15 т/га. В сравнении с первой пшеницей урожайность существенно снижалась на 0,28 т/га по отвальной обработке (контроль), на 0,24 т/га - по безотвальной и на 0,22 т/га - по дифференцированной глубоким обработкам. Уменьшение глубины обработки почвы способствовало существенному снижению урожайности на 0,24 т/га по отвальной обработке, на 0,23 т/га - по безотвальной, на 0,26 т/га - по дифференцированной обработке.
20. Применение баковой смеси гербицидов на фоне Раксила при возделывании яровой пшеницы по минимальной и нулевой обработкам обеспечило прибавку урожайности - 1,23 т/га и 1,41 т/га соответственно. При этом масса 1000 зёрен была выше на 12,5-12,6 г. Корреляционный анализ показал высокую связь зависимости (г=0,83) между урожайностью и массой 100 зёрен.
21. Урожайность яровой пшеницы по отвальной обработке (вспашка 20-22 см - контроль) выше на 0,09-0,19 т/га в сравнении с нулевой обработкой и на 0,19-0,28 т/га - между способами посева (Джон Дир 730 и СКП-2,1) по основной обработке.
22. Продуктивность культур по дифференцированной глубокой обработке выше на 0,18 т к.ед./га в сравнении с отвальной обработкой. В результате уменьшения глубины обработки происходило снижение продуктивности культур на 0,30 т к.ед./га - по отвальной обработке, на 0,29 т к.ед./га - по безотвальной и на 0,34 - по дифференцированной обработке. Отказ от основной обработки приводил к снижению продуктивности на 1,11 т к.ед./га по отношению к отвальной глубокой обработке.
По дифференцированной разноглубинной обработке продуктивность выше безотвальной разноглубинной и мелкой обработок на 0,25-0,42 т к. ед./га.
23. Наибольшая прибыль (7784 руб./га) и уровень рентабельности (93,0%) достигнуты по дифференцированной глубокой обработке в севообороте. Уменьшение глубины обработки привело к снижению прибыли на 1190 руб./га по отвальной обработке, на 1206 руб./га - по безотвальной, на 1425 руб./га - по дифференцированной. По нулевой обработке прибыль меньше отвальной обработки на 2858 руб./га.
Увеличение глубины основной обработки почвы на 1 см приводит к увеличению расхода ГСМ на 0,69 литра или на 0,56 кг/га. Производительность труда по безотвальной глубокой и мелкой обработкам была выше на 39,7-42,6%, по дифференцированным выше на 22,1-29,4% в сравнении с отвальной обработкой.
24. Дифференцированная система основной обработки почвы обеспечила получение наибольшего энергетического коэффициента (3,45) с приращением валовой энергии 43,3 ГДж/га. Уменьшение глубины обработки привело к уменьшению коэффициента энергетической эффективности на 0,21 по отвальной и безотвальной обработкам, на 0,27 - по дифференцированной. По нулевой обработке коэффициент энергетической эффективности на 1,0 был меньше отвальной обработки.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В северной лесостепи Тюменской области на чернозёме выщелоченном рекомендуется:
- разноглубинная дифференцированная система основной обработки почвы (под однолетние травы и вторую культуру после пара - безотвальное рыхление на 20-22 см; под первую культуру после пара - вспашка на 28-30 см) в зернопаровом севообороте, где продуктивность 3,59 т к.ед/га, получена прибыль 7784 руб./га и достигнут уровень рентабельности 93,0%;
- мелкая дифференцированная система основной обработки почвы (под однолетние травы и вторую культуру после пара - безотвальное рыхление на 1214 см; под первую культуру после пара — вспашка на 14-16 см), при которой продуктивность - 3,25 т к.ед/га, получена прибыль - 6359 руб./га и достигнут уровень рентабельности 76,9%.
2. В подтаежной и лесостепной зонах на серой лесной и черноземной почвах в производственных условиях возможна нулевая и минимальная обработки почвы с применением удобрений и гербицидов при возделывании зерновых культур в севообороте.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях по списку ВАК РФ
1. Федоткин В.А. Ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур в лесостепи Тюменской области / В.А. Федоткин, В.В. Рзаева // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. Москва, 2004. № 10. С. 23-27.
2. Рзаева В.В. Компоненты агрофитоценоза в зависимости от обработок почвы в лесостепи Тюменской области / В.В. Рзаева, Т.В. Симахина, В.А. Поминов // Аграрный вестник Урала. 2007. №5. С. 44-45.
3. Харалгина О.С. Нулевой обработке почвы - эффективные системы гербицидов / О.С. Харалгина, В.В. Рзаева // Аграрный вестник Урала. 2007. №5. С. 22-23.
4. Коноплин М.А. Водный режим почвы и влагообеспеченность сельскохозяйственных культур в зернопаровом и зерновом с занятым паром севооборотах при различных системах обработки почвы / М.А. Коноплин, В.В. Рзаева // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2008. №4. С. 11-19.
5. Федоткин В.А. Продуктивность культур и её зависимость от плотности почвы и запасов доступной влаги / В.А. Федоткин, В.В. Рзаева, И.В. Гильгенберг
// Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2009. №2. С. 11-19. 4
6. Федоткин В.А. Продуктивность ячменя по инновационным технологиям основной обработки почвы // В.А. Федоткин, В.В. Рзаева, А.Н. Малышкин // Аграрный вестник Урала. 2009. №4. С. 47-49.
7. Федоткин В.А. Инновационные технологии основной обработки почвы при возделывании ячменя в Северном Зауралье / В.А. Федоткин, В.В. Рзаева // Аграрный вестник Урала. 2009. №10. С. 16-17.
8. Рзаева В.В. Ресурсосберегающие технологии при возделывании яровой пшеницы / В.В. Рзаева, В.А. Федоткин, С.А. Глебов // Аграрный вестник Урала. 2009. №11. С. 75-76.
9. Рзаева В.В. Динамика плотности сложения и общей порозности чернозема выщелоченного при длительном сельскохозяйственном использовании в Северном Зауралье / В.В. Рзаева, Д.И. Еремин // Аграрный вестник Урала. 2010. №4. С. 62-65.
10. Рзаева В.В. Изменение агрофизических свойств чернозема выщелоченного при длительном использовании различных систем основной обработки и минеральных удобрений в Северном Зауралье / В.В. Рзаева, Д.И. Еремин // Вестник Красноярского ГАУ. 2010. №6. С. 36-42
11. Рзаева В.В. Основная обработка почвы — проблемы и перспективы в Северном Зауралье / В.В. Рзаева, A.B. Мельников, JI.A. Ознобихина, Н.В. Фисунов, В.А. Федоткин // Аграрный вестник Урала. 2010. №6. С. 44-47.
12. Рзаева В.В. Гумусное состояние черноземов выщелоченных при различных системах основной обработки в условиях северного Зауралья / В.В. Рзаева, Д.И. Еремин // Вестник Саратовского ГАУ. Саратов, 2010. №9. С. 31-34
13. Рзаева В.В. Возделывание яровой пшеницы по основной обработке почвы в СПК «Нива» Бердюжского района Тюменской области / В.В. Рзаева // Аграрный вестник Урала. 2011. №1. С. 15-16.
14. Рзаева В.В. Влияние вытяжки сорных растений на всхожесть семян яровой пшеницы / В.В. Рзаева // Аграрный вестник Урала. 2012. №1 (93). С. 20.
15. Рзаева В.В. Засорённость почвы семенами сорных растений / В.В. Рзаева // Агропродовольственная политика России. 2012. №10 (93). С. 30-32.
16. Проскурина A.A. Основная обработка почвы и средства химизации при возделывании яровой пшеницы / A.A. Проскурина, В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // Агропродовольственная политика России. 2012. №10 (93). С. 28-30.
17. Рзаева В.В. Качество основной обработки почвы и оценка глубины посева яровой пшеницы У В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // Земледелие. 2013. №5. С. 23-24.
18. Рзаева В.В. Засорённость яровой пшеницы при различных способах обработки почвы в Северном Зауралье / В.В. Рзаева // Земледелие. 2013. №8. С. 25-27.
Учебник
19. Абрамов Н.В. Земледелие Западной Сибири / Н.В. Абрамов, А.М. Ситников, B.JI. Ершов, П.Ф. Ионин, В.А. Федоткин, Н.М. Сулимова, В.В. Рзаева // ТГСХА. Тюмень, 2009. 347 с.
Монографии
20. Гильгенберг И.В. Оценка эффективности ресурсосберегающих ► технологий обработки почвы в лесостепи Тюменской области / И.В. Гильгенберг,
В.В. Рзаева // ТГСХА. Тюмень, 2009.158 с.
21. Рзаева В.В. Действие основных обработок почвы и гербицидов на засоренность и урожайность культур зернопарового севооборота в северной лесостепи Тюменской области / В.В. Рзаева, В.А. Федоткин, О.С. Харалгина // ТГСХА. Тюмень, 2010. 170 с.
Рекомендации
22. Абрамов Н.В. Разработка зональных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур для зоны южной лесостепи Тюменской области / Н.В. Абрамов, Л.Г. Бакшеев, Р.И. Белкина, И.В. Гайдайчук, В.Н. Дробышев, Д.И. Еремин, Е.П. Ренев, В.В. Рзаева, Г.П. Селюкова, В.А. Федоткин, Н.В. Фисунов // Рекомендации. Департамент АПК Тюменской области. Тюмень, 2005. 48 с.
23. Абрамов Н.В. Разработка зональных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур для зоны северной лесостепи Тюменской области / Н.В. Абрамов, Л.Г. Бакшеев, Р.И. Белкина, И.В. Гайдайчук,
B.Н. Дробышев, Д.И. Еремин, Е.П. Ренев, В.В. Рзаева, Г.П. Селюкова, В.А. Федоткин, Н.В. Фисунов // Рекомендации. Департамент АПК Тюменской области. Тюмень, 2005. 48 с.
24. Абрамов Н.В. Разработка зональных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур для таежной и подтаежной зон Тюменской области / Н.В. Абрамов, Р.И. Белкина, И.В. Гайдайчук, Д.И. Еремин, Е.П. Ренев, В.В. Рзаева, Г.П. Селюкова, В.А. Федоткин, Н.В. Фисунов // Рекомендации. Департамент АПК Тюменской обл. Тюмень, 2005. 35 с.
Научные статьи
25. Рзаева В.В. Изменение видового состава сорняков в посевах яровой пшеницы / В.В. Рзаева // Новый взгляд на проблемы АПК: Сб. тр. Тюмень, 2002.
C. 185-186.
26. Рзаева В.В. Ресурсосбережение с элементами технологии возделывания яровой пшеницы в лесостепи Тюменской области / В.В. Рзаева, O.A. Шахова // Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур: Мат. междунар. науч. конф. Москва, 2005. С. 370-372.
27. Коноплин М.А. Продуктивность и экономическая эффективность яровой пшеницы при различных системах основных обработок почвы и применении гербицидов / М.А. Коноплин, В.В. Рзаева // Состояние и эффективность использования ресурсов в АПК РФ: Сб. тр. Оренбург, 2005. С. 122-123.
28. Рзаева В.В. Засоренность посевов культур в зерновом с занятым паром севообороте по основным обработкам почвы / В.В. Рзаева // Наука и образование Аграрному производству: Сб. науч. тр. Тюмень, 2006. С. 54-56.
29. Рзаева В.В. Влияние систем основных обработок почвы на плотность выщелоченного чернозема в зерновом севообороте с занятым паром / В.В.
Рзаева, T.B. Симахина, В.А. Поминов // Труды ВНИИВЭА. Тюмень, 2007. №49. С. 192-197.
30. Рзаева В.В. Биологическая активность чернозема выщелоченного по системам основных обработок почвы / В.В. Рзаева, Т.В. Симахина, В.А. Поминов // Труды ВНИИВЭА. Тюмень, 2007. № 49. С. 198-205.
31. Симахина Т.В. Влияние приемов основных обработок чернозема выщелоченного на засоренность культур в зерновом севообороте с занятым паром / Т.В. Симахина, В.В. Рзаева // Труды ВНИИВЭА. Тюмень, 2007. №49. С. 231236.
32. Малышкин А.Н. Засоренность и продуктивность посевов ячменя по осенней обработке выщелоченного чернозема в лесостепи Тюменской области / А.Н. Малышкин, В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // Нивы Зауралья. Курган, 2008. №7 (53). С. 90-91.
33. Федоткин В.А. Продуктивность яровой пшеницы по системам основных обработок почвы в Северной лесостепи / В.А. Федоткин, В.В. Рзаева // Нивы Зауралья. Курган, 2008. №8 (54). С. 91-92, 95.
34. Рзаева В.В. Засоренность и урожайность яровой пшеницы по основным обработкам почвы в лесостепи Тюменской области / В.В. Рзаева, В.А. Поминов, A.A. Усольцева // Перспективы развития агропромышленного комплекса России: Мат. Всеросс. науч.-практ. конф. Москва, 2008. Часть №2. С. 254-257.
35. Рзаева В.В. Ресурсосбережение при возделывании овса / В.В. Рзаева, А.Н. Малышкин // Современные тенденции развития АПК в Северном Зауралье: Сб. тр. Тюмень, 2008. С. 148-152.
36. Федоткин В.А Инновационные технологии обработки почвы / В.А. Федоткин, A.C. Иваненко, А.Н. Малышкин, В.В. Рзаева, Н.М. Сулимова // Вестник ТГСХА. Тюмень, 2009. № 4 (7). С. 6-13.
37. Федоткин В.А. Влияние основной обработки и пестицидов на урожайность яровой пшеницы / В.А. Федоткин, В.В. Рзаева, С.А. Глебов // Нивы Зауралья. Курган, 2009. № 10 (66). С. 68.
38. Федоткин В.А Ресурсосберегающие технологии при возделывании яровой пшеницы / В.А. Федоткин, В.В. Рзаева, С.А. Глебов // Современные тенденции развития земледелия и защиты почв: междунар. науч.-практ. конф. Улан-Удэ, 2009. С. 42-45.
39. Рзаева В.В. Влияние основной обработки почвы на засоренность и урожайность яровой пшеницы в лесостепи Тюменской области / В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // Современные тенденции развития земледелия и защиты почв: междунар. науч.-практ. конф. Улан-Удэ, 2009. С. 126-130.
40. Рзаева В.В. Продуктивность культур зернопарового севооборота по основным обработкам почвы в Северном Зауралье / В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // Актуальные вопросы устойчивого социально-экономического развития и охраны окружающей среды в республике Казахстан: Сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. Кокшетау, 2009. С. 63-67.
41. Рзаева В.В. Влияние основной обработки почвы на засорённость и урожайность однолетних трав в северной лесостепи Тюменской области / В.В. Рзаева // Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве и экономике: Сб. тр. Томск, 2010. С. 43-47.
31
42. Рзаева B.B. Системы основных обработок почвы при возделывании яровой пшеницы в северной лесостепи Тюменской области / В.В. Рзаева // Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых учёных: Сб. науч. тр. Том 1. Новосибирск, 2010. С 143-147. http: //www. sorashn. ru.
43. Рзаева B.B. Возделывание яровой пшеницы в ООО «Импульс» Тюменской области по основной обработке почвы и способу посева / В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // «Козыбаевские чтения-2010»: Сб. тр. респуб. науч.-практ. конф. Петропавловск, 2010. С. 204-206.
44. Рзаева В.В. Засоренность и продуктивность культур зернопарового севооборота по основным обработкам почвы / В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // Проблемы модернизации АПК: Сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. Т. 2. Курган, 2010. С. 276-280.
45. Федоткин В.А. Оценка ресурсосберегающих технологий основной обработки почвы в Тюменской области / В.А. Федоткин, A.C. Иваненко, В.В. Рзаева // Сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. посвящённой 420-летию земледелия Зауралья. Тюмень, 2010. С. 404-409.
46. Рзаева В.В. Основная обработка почвы и способ посева яровой пшеницы в ООО «Импульс» Тюменской области / Сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. Курган: изд-во Курганской ГСХА. 2011. С. 196-199.
47. Поминов ВА. Продуктивность культур зернопарового севооборота по основной обработке почвы / В.А. Поминов, В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // Земледелие различной степени интенсивности с использованием спутниковой навигационной системы: Сб. тр. Всеросс. науч.-практ. конф. Тюмень, 2011. С. 97101.
48. Рзаева В.В. Основная обработка почвы и урожайность яровой пшеницы /
B.В. Рзаева // Научные исследования - основа модернизации сельскохозяйственного производства: Сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. Тюмень, 2011.С. 106-108.
49. Рзаева В.В. Качество основной обработки почвы и урожайность культур зернопарового севооборота в Северном Зауралье / В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // Достижения науки - АПП: Сб. тр. междунар. науч.-техн. конф.. Челябинск: ЧГАА. 2012. Ч. 7. С. 186-190.
50. Муравьёва В.М. Яровая пшеница и обработка почвы в северной лесостепи Тюменской области / В.М. Муравьёва, В.В. Рзаева // Агропромышленный комплекс: контуры будущего: Сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. Курск, 2012. 4.1. С. 188-192.
51. Рзаева В.В. Урожайность культур зернопарового севооборота при возделывании по основной обработке почвы / В.В. Рзаева, В.А. Федоткин // Инновации в науке: Сб. тр. XXIV междунар. науч.-практ. конф. Новосибирск: Изд. «СибАК». 2013. № 8 (21). С. 98-103.
52. Рзаева В.В. Сорные растения в пшеничном агрофитоценозе при основной обработке почвы в Северном Зауралье / В.В. Рзаева // Инновации в науке: Сб. тр. XXV междунар. науч.-практ. конф. Новосибирск: Изд. «СибАК», 2013. № 9 (22).
C. 86-91.
Подписано в печать 30.12.2013 г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 081. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7
Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Рзаева, Валентина Васильевна, Тюмень
ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет
Северного Зауралья»
На правах рукописи
05201450574
Рзаева Валентина Васильевна
Системы основной обработки почвы в земледелии Северного Зауралья
06.01.01 - общее земледелие, растениеводство
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук
Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Федоткин В.А.
Тюмень - 2014
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1 Основная обработка почвы (обзор литературы) 8
2 Природные условия и методика проведения исследований 58
2.1 Климатические условия 58
2.2 Характеристика почв 72
2.3 Схемы опытов и методика проведения исследований 77
3 Агрофизические показатели по основной обработке почвы 93
3.1 Плотность почвы 93
3.2 Запасы доступной влаги 114
3.3 Структурное состояние почвы по основной обработке 142
3.4 Водопроницаемость чернозема выщелоченного 147
4 Показатели качества основной обработки почвы и равномерность глубины посева зерновых культур 151
4.1 Показатели качества основной обработки почвы 151
4.2 Равномерность глубины посева зерновых культур 155
5 Питательный режим и биологическая активность почвы 176
5.1 Питательный режим 176
5.2 Содержание гумуса чернозема выщелоченного 177
5.3 Биологическая активность почвы 181
6 Фитосанитарное состояние посевов и почвы при возделывании полевых культур 186
6.1 Засоренность посевов полевых культур 186
6.2 Компоненты агрофитоценоза 241
6.3 Засоренность почвы семенами сорных растений 277
6.4 Прогнозирование засоренности 280
6.5 Аллелопатическое взаимодействие яровой пшеницы с сорными растениями 282
6.6 Видовой состав сорных растений 286
6.7 Ярусность сорных растений 303
6.8 Поражаемость болезнями и повреждаемость вредителями растений яровой пшеницы 305
7 Урожайность полевых культур по основной обработке почвы 318
8 Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания полевых культур 366
Выводы 388
Предложения производству 394
Список литературы 396
Приложения 429
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Эффективность сельскохозяйственного производства тесно связана с совершенствованием систем земледелия (Каштанов А.Н., 1975; Жученко А.А., 1990; Власенко А.Н., 1995; Кирюшин В.И., 1996; Абрамов Н.В., Федоткин В.А., Ренёв Е.П., 2004).
Важный, постоянно действующий элемент системы земледелия -механическая обработка почвы - и в современных условиях играет ведущую роль в увеличении производства зерна.
Даже в условиях высокой интенсификации земледелия обработка почвы, по мнению В.Г. Нарциссова (1982), остаётся фундаментальной его основой, несмотря на то, что при этом изменяются не только орудия, но и приёмы, а так же последовательность их выполнения.
Механическая обработка почвы - важнейшее средство регулирования почвенных режимов, влагообеспеченности растений, фитосанитарного состояния, а в целом - плодородия почвы, роста и развития растений (Дояренко А.Г., 1965; Данилов Г.Г., 1969; Нарциссов В.П., 1982; Макаров И.П. и др., 1990; Абрамов Н.В., 1992, 2002; Федоткин В.А. и др., 2003; Мингалев С.К., 2005; Ершов В.Л., 2005).
Вопросы обработки почвы в истории земледелия всегда были актуальными и поэтому часто дискуссионными, в особенности это касается ее глубины. Основоположник научного земледелия А.Т. Болотов (1952) полагал, что вследствие большого разнообразия типов, подтипов почв универсальных правил для обработки не существует.
Актуальными остаются исследования по частичному или полному отказу от основной обработки почвы при возделывании зерновых культур в сравнении с дифференцированной обработкой почвы в севооборотах.
Возможности ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур, основанных на минимальном и нулевом способах основной обработки черноземных и серых лесных почв с применением посевных агрегатов, в Тюменской области изучены недостаточно.
Цель исследований - совершенствование систем основной обработки почвы в зернопаровом севообороте с применением средств защиты растений и посевных агрегатов при возделывании сельскохозяйственных культур в Северном Зауралье.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие основные задачи:
- провести сравнительную оценку способов основной обработки почвы и выявить их влияние на агрофизические, биологические и агрохимические свойства почв;
- дать оценку качества основной обработки почвы и равномерности глубины посева;
- проанализировать фитосанитарное состояние посевов сельскохозяйственных культур по способам основной обработки почвы и способу посева;
- изучить влияние глубины, способа основной обработки почвы и посева на продуктивность сельскохозяйственных культур;
- рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность возделывания полевых культур по способам основной обработки почвы.
Научная новизна результатов исследований. В условиях Северного Зауралья изучены и обоснованы способы основной разноглубинной отвальной, безотвальной, дифференцированной и нулевой обработок и посева сельскохозяйственных культур в севообороте.
Выявлены закономерности изменения фитосанитарного состояния посевов и почвы в зависимости от систем основной обработки почвы и способа посева; установлена роль способа, глубины обработки почвы и пестицидов в формировании урожайности.
Положения, выносимые на защиту:
1) Дифференцированная обработка почвы способствует улучшению свойств почв, фитосанитарного состояния и повышению продуктивности возделываемых культур.
2) Уменьшение глубины отвальной, безотвальной и дифференцированной системы обработки приводит к увеличению засоренности и снижению урожайности полевых культур.
3) Применение мелкой, нулевой обработок почвы и посевных агрегатов целесообразно при использовании средств защиты растений.
Теоретическая значимость. Определена степень влияния способа и глубины основной обработки на свойства почв, засоренность и формирование урожайности полевых культур. Установлена зависимость урожайности культур от плотности почвы, запасов доступной влаги, массы 1000 зерен.
Практическая значимость. По результатам исследований разработаны и предложены для внедрения в производство ресурсосберегающие технологии возделывания культур в севообороте по способам основной обработки с применением посевных агрегатов. Применение разноглубинной дифференцированной обработки повышает продуктивность культур на 5,3% в сравнении с отвальным и на 32,6% - с нулевым способом обработки почвы.
Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в хозяйствах Тюменской области: ООО «Возрождение», ООО «Импульс», ООО «Тавдинское земледелие», ООО «Быструшинское», ООО «Земля», СПК «Нива». Материалы работы использованы при разработке практических рекомендаций по возделыванию сельскохозяйственных культур в агроклиматических зонах Тюменской области. Полученные данные используются в учебном процессе и на курсах повышения квалификации агрономов различных уровней.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрения на научно-практических конференциях: «Актуальные вопросы в АПК Тюменской области» (Тюмень, 2000), «Новый взгляд на проблемы АПК» (Тюмень, 2000), «Проблемы растениеводства в Тюменской области» (Тюмень, 2002), «Наука и образование Аграрному производству» (Тюмень, 2006), «Современные тенденции развития АПК в Северном Зауралье» (Тюмень, 2008), «Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу Сибири и Урала» (Тюмень, 2010), «Достижения науки -
Агропромышленному производству» (Челябинск, 2012); на международных научно-практических конференциях: «Пути повышения эффективности сельскохозяйственного производства в Сибирском регионе» посвященная 50 летию образования Тюменской ГСХА (Тюмень, 2009), «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых учёных» (Новосибирск, 2010), «Проблемы модернизации АПК» (Курган, 2010), «420 лет земледелию Зауралья» (Тюмень, 2010), «Научные исследования - основа модернизации сельскохозяйственного производства» (Тюмень, 2011), «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (Курск, 2012), «Научные инновации - аграрному производству» (Омск, 2013); на проведении в Тюменской области - «День поля»: «Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в северной лесостепи Тюменской области (с. Заводоуковский район, 2006), «Ресурсосберегающие технологии» (опытное поле Тюменской ГСХА, 2007), «Ресурсосберегающие технологии» (Заводоуковск, 2007), на курсах повышения квалификации: специалистов АПК Тюменской области (2005-2011), профессорско-преподавательского состава и аспирантов Курганской ГСХА, Уральской ГСХА, Челябинской ГАА, Новосибирского ГАУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 55 печатных работ. Основные положения диссертации опубликованы в учебнике, двух монографиях, трех рекомендациях и 50 научных статьях в журналах «Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий», «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки», «Аграрный вестник Урала», «Вестник Красноярского ГАУ», «Вестник Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова», «Агропродовольственная политика России», «Земледелие», «НП СибАК»; в межвузовских сборниках, научных трудах Тюменской государственной сельскохозяйственной академии, в том числе 18 в изданиях рекомендованных ВАК РФ.
Личный вклад автора. Диссертантом сформулировано направление исследований, разработана программа и составлена методика опытов, обобщен и обоснован полученный экспериментальный материал, написан
текст диссертации. В проведении исследований по разработанным программам в разное время принимали участие аспиранты, студенты дипломники и сотрудники кафедры земледелия ГАУ Северного Зауралья, которым автор выражает искреннюю благодарность.
Рзаева Валентина Васильевна была ответственным исполнителем при выполнении научно-исследовательских работ С.А. Глебова (2003-2005 гг.) -СХК «Луч» Абатского района; Т.В. Симахиной (2005-2007 гг.), И.В. Гильгенберг (2005-2007 гг.), В.А. Поминова (2005-2008 гг.), A.A. Проскуриной (2009-2011 гг.) - опытное поле ГАУ Северного Зауралья; А.Н. Малышкина (2006-2008 гг.) - ООО «Возрождение» Заводоуковского района, а также исследования проводились совместно с Ерёминым Д.И. на опытном поле ГАУ Северного Зауралья - в диссертацию включены полученные совместные результаты исследований и опубликованы совместные труды.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 528 страницах компьютерного текста, содержит 167 таблиц, 54 рисунка, 105 приложений. Список литературы включает 320 источников, из них 10 -иностранных авторов.
1 ОСНОВНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ (обзор литературы)
Важный постоянно действующий элемент любой системы земледелия -механическая обработка почвы и в современных условиях она приобретает ведущую роль в увеличении урожайности сельскохозяйственных культур.
Под земледелием понимают обработку земли с целью возделывания растений (Ожогов С.И., 1986).
Эффективность сельскохозяйственного производства тесно связана с совершенствованием звеньев систем земледелия (Жученко A.A., 1990; Каштанов А.Н., 1975; Кирюшин В.И., 1996).
Даже в условиях высокой интенсификации земледелия обработка почвы, по мнению В.П. Нарциссова (1982), была и остаётся фундаментальной основой, несмотря на то, что при этом изменяются не только орудия, но и приёмы, а так же последовательность их выполнения.
Значимость механической обработки почвы заключается в регулировании почвенных режимов, влагообеспеченности растений, борьбе с сорными растениями, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур, а в целом - плодородие почвы, рост и развитие растений (Дояренко А.Г., 1965; Данилов Г.Г., 1969; Буров Д.И., 1973; Доспехов Б.А., Пупонин А.И., Бузмаков В.В., 1975; Нарциссов В.П., 1982; Макаров И.П. и др., 1990; Абрамов Н.В., 1992; Власенко А.Н., 1995; Мингалев С.К., 2004; Рзаева В.В., Федоткин В.А., 2009; Власенко А.Н., Власенко Н.Г., Коротких H.A., 2011; Кислов A.B., Васильев И., Демченко П.В., 20 13; Плескачев Ю.Н., Кощеев И.А., Кандыбин С.С., 2013).
Установлено, что из всех технологических приёмов, воздействующих на почву и создающих благоприятные условия для роста и развития культурных растений, на обработку почвы приходится 40 % энергетических и 25 % трудовых затрат от всего объёма работ на возделывание и уборку культур (Бахтин П.У., 1969; Макаров И.П. и др., 1984; Кочетов И.С., 1990; Ломакин М.М., Семёнов С.А., Семёнова Л.А., 1995; Старовойтов H.A., Бугачук М.А. и др., 2001).
Классиками русской агрономической науки установлена возможность создания и сохранения глубокого пахотного слоя, как благоприятной среды корнеобитания.
Вопрос обработки почвы в истории земледелия всегда был актуальным и поэтому часто дискуссионным, в особенности это касается ее глубины. Так, основоположник научного земледелия А.Т. Болотов (1952) полагал, что вследствие большого разнообразия типов, подтипов почвы универсальных правил для обработки не существует.
О глубине и сроках основной обработки почвы нет единого мнения. Это объясняется большим разнообразием типов почв, их механического состава, климатических условий зоны, биологических особенностей возделываемых сельскохозяйственных культур, видового состава сорных растений и применяемых агротехнических приёмов.
Многие авторы, изучая способы основной обработки почвы и их эффективность в борьбе с сорными растениями, пришли к выводу, что отвальная обработка почвы значительно лучше справляется с сорняками, чем безотвальная, минимальная и нулевая обработка (Борона В.П., Буткалюк Т.Е., Чекалюк Т.М., 1991; Захаренко A.B., 1997; Суюндуков Я.Т., Суюндукова М.Б., Сираев М.Г., 2001; Безуглов В.Г., Шептухов В.Н., Гафуров P.M., Долгих
A.B., 2004; Драганская М.Г., Куриленко А.Т., 2005; Рзаева В.В., Федоткин
B.А., 2010).
Глубина основной обработки почвы не утратила своего значения и в настоящее время. Многие исследователи (Бахтин П.У., 1969; Нарциссов В.П., 1982; Каргин И.Ф., 1985; Жидков В.М., 1987) отмечали положительное влияние глубокой обработки почвы на заделку семян, повышение их полевой всхожести и появление дружных всходов, а также обогащение пахотного слоя элементами питания и улучшение агрофизических свойств почвы. Увеличение глубины обработки почвы - мощное средство борьбы с сорными растениями, вредителями и болезнями культурных растений, оно обеспечивает благоприятное развитие корней, заделку стерни, удобрений, гербицидов, семян, повышает водо- и воздухопроницаемость (Барсуков Л.Н.,
9
Забавская К.М., 1953; Доспехов Б.А., 1975; А.Ф. Витер, 1984; Д.С. Васильев, 1985; М.Н. Гуренев, Т.П. Мерзлякова, 1986).
Необходимость отвального способа обработки почвы, ежегодного оборота пласта почвы, обоснованная В.Р. Вильямсом (1949), объяснялась целесообразностью заделки стерни, пожнивных остатков на дно борозды в анаэробные условия, при которых они неизбежно превращаются в гумус.
По мнению П.У. Бахтина (1969), В.П. Нарциссова (1972), слой почвы, вывернутый наверх, в течение вегетационного периода наращивает элементы плодородия, в результате воздействия света, тепла, осадков, кислорода воздуха, микрофауны и корней растений.
Наряду с положительными результатами, достигнутыми при вспашке, имеются отрицательные моменты, которые возникают при ежегодном применении этого приёма.
Как пишет Г. Кант (1980) отвальная обработка почвы - одно из тяжелейших вмешательств в природную структуру почвы, отрицательные последствия, которого трудно предвидеть на длительное время.
Ежегодное оборачивание пласта почвы при вспашке способствует интенсивному разложению органического вещества и потере гумуса (Дьяконова К.В. и др., 1981; Витер А.Ф., 1984; Жидков А.И., 1987; Лыков A.M., 1982; Минеев В.Г. и др., 1993).
В.Н. Слесарев (1984) отмечает, что на черноземных почвах Западной Сибири объёмы и глубину основной обработки следует определять с учётом не только механического состав почвы, засорённости поля, предшественника, высеваемой культуры, но и более важного для засушливых регионов условия - плотности сложения и влажности почвы.
«Безотвальное рыхление почвы должно быть в рациональном сочетании со вспашкой» (Фольмер Н.И., 1972).
Различные варианты безотвальных систем основной обработки почвы без применения химических средств защиты растений в подтаёжной зоне Западной Сибири не были лучше отвальной основной обработки (Вилесов Т.Т., 1966; Старостин М.Н., 1975; Бочаров Ю.И., Клячкина С.Л., 1995).
10
На выщелоченных чернозёмах лесостепи выявлены положительные свойства безотвального способа основной обработки почвы на фоне оптимального применения удобрений и химических средств защиты (Власенко А.Н., 1994).
Многие ученые сходятся во мнении, что в современных условиях основная обработка почвы в севооборотах должна быть дифференцированной, предусматривающей чередование (сочетание) отвального и безотвального способов, а также глубокой, мелкой и поверхностной обработок (Борисоник З.Б., Мисюра З.Д., 1980; Гулидов
-
Рзаева, Валентина Васильевна
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Тюмень, 2014
-
ВАК 06.01.01
- Системы основной обработки темно-серой лесной и черноземной почв в севооборотах лесостепи Тюменской области
- Ресурсосберегающая основная и послепосевная обработка почвы под ячмень в условиях Среднего Урала
- Оптимизация обработки почвы в зернопаропропашных севооборотах степных агроландшафтов Башкортостана
- Эффективность систем и подсистем основной обработки выщелоченного чернозема Северного Зауралья
- Системы основных обработок выщелоченного чернозёма и динамика засорённости культур в лесостепи Тюменской области
