Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование системы обработки почвы и элементов технологии возделывания подсолнечника в условиях степи Центрального Черноземья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование системы обработки почвы и элементов технологии возделывания подсолнечника в условиях степи Центрального Черноземья"

Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д.Глинки

На правах рукописи УДК 631.51.021 .-633.854.78 (470.32)

Ильин Сергей Дмитриевич

Совершенствование системы обработки почвы и элементов технологии возделывания подсолнечника в условиях степи Центрального Черноземья

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие

Автореферат на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук В.И.Марин

Воронеж 1998

Работа выполнена на Белгородской опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур имени В.С Пустовойта в 1993-1995 г.г.

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук В.И.Марин

Официальное оппоненты : доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Зезюков Н.И. старший научный сотрудник, кандидат сельскохозяйственных наук Козлов E.H.

Ведущее предприятие: Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита состоится В ауд.

265 на заседании специализированного совета К. 120.54.01 Воронежского аграрного университета имени К.Д.Глинки

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ВГАУ.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 394087, г. Воронеж, ул.Мичурина, 1. ВГАУ, специализированному совету агрофака.

Автореферат разослан 1998г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат с.-х. наук, доцент С.Я.Мухортов £./б^/^у

Актуальность проблемы. Современное состояние сельскохозяйственного производства Российской Фе£ дерации обуславливает поиск новых подходов по егё-совершенствованию. Стратегия интенсификации агро^ промышленного комплекса в современных условиях ба1-зируется на основе биологизации процессов формиро--вания всех компонентов агроэкосистем при реализа--ции ресурсосберегающих и природноохранных техно--логий.

Поиск новых возможностей повышения продуктивности агроценозов вызывается также обострением-экологической ситуации, усилением антропогенного! воздействия на почву, наиболее интенсивного при воз-> делывании ценных технических культур.

Важнейшим условием решения современных проблем сельского хозяйства является реализация стратегии адаптивной интенсификации растениеводства-(Жученко, 1990). Принцип адаптивности всех элемент тов технологии возделывания культур при их высокой сопряженности является важнейшим ориентиром их совершенствования и условием реализации потенциала продуктивности сорта.

Данные вопросы особенно актуальны для ценных технических культур, в частности для подсолнечника. Производство маслосемян играет большое значение в экономике хозяйств Центрального Черноземья. В структуре доходов хозяйств важнейшее место занимают средства, полученные от реализации масло-семян. В связи с Э|Тим площади под подсолнечником растут из года в год.

С появлением новых перспективных сортов и гибридов подсолнечника, в наибольшей степени при-

способленных к местным условиям, урожайность мас-лосемян в передовых . хозяйствах достигла 3 т/га и выше. Применение скороспелых сортов и гибридов подсолнечника является наиболее перспективным направлением в данной культуре. В связи с этим возникает необходимость оценки их адаптивного потенциала, оптимальных параметров элементов технологии возделывания и оценки биоэнергетической эффективности.

Цель и задачи исследований. Цель исследования заключалась в выявлении оптимальных параметров элементов технологии возделывания подсолнечника, совершенствовании системы основной обработки почвы в формировании урожая маслосемян.

В результате исследований решались следующие задачи:

• изучалась динамика водно-физических свойств почвы при разных приемах основной обработки;

• выявление влияния приемов основной обработки почвы на формирование сорного компонента агроценоза;

• установление влияния элементов технологии возделывания на фитоценотические условия формирования урожайности подсолнечника;

• определение энергетической оценки приемов основной обработки и систем ухода за растениями.

В частности проводились определения и расчеты:

1. Содержание доступной влаги и водопроницаемости в почве в течение вегетации.

2. Определение плотности сложения, структурности почвы.

3. Определение засоренности посевов.

4. Определение динамики нарастания биомассы растений.

5. Определение показателей структуры урожая.

6. Учет урожая и определение показателей качества.

7. Расчет энергетической и экономической эффективности.

Научная новизна. Установлено, что приемы основной обработки почвы и системы ухода за посевами необходимо применять дифференцированно в зависимости от культуры земледелия и ресурсообеспечен-ности хозяйства. Установлены оптимальные параметры основных элементов технологии, обеспечивающие высокие темпы продукционного процесса.

Теоретическое и практическое значение. В условиях степной части Центрального Черноземья выявлены пути минимализации зяблевого комплекса под подсолнечник в сочетании с ликвидацией переуплотнения подпахотных слоев почвы. Определены возможности снижения затрат техногенной энергии за счет разных по интенсивности систем ухода за растениями.

Практическое значение работы состоит в том, что результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать приемы основной обработки почвы, системы ухода за растениями и элементы технологии возделывания дифференцированно в зависимости от культуры земледелия, наличия ресурсной базы и требований экологической безопасности. Реализация практических выводов и рекомендаций позволит получить максимальный эффект от перспективного сорта, снизить затраты от невосполнимой энергии на возделывание и улучшить экологическую характеристику посевов подсолнечника.

Защищаемые положения:

1. Изменение водно-физических показателей плодородия почвы под влиянием приемов основной обработки и систем ухода за посевами.

2. Изменение фитоценотических условий формирования урожайности подсолнечника под влиянием элементов адаптивной технологии возделывания.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях ВНИ-ИМК им. В.С.Пустовойта в 1995-1997 гг., на межобластных и областных производственных совещаниях в 1994-1997 гг. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ

Структура и обьем диссертации. Диссертация изложена на 186 страницах машинописного текста. Список использованной литературы включает 197 наименований, в том числе 14 иностранных.

Условия и методика проведения исследований.

Изучение приемов основной обработки на тяжел о суглинистых черноземах Белгородской области и их влияние на водно-физические свойства почвы и урожай подсолнечника проводили в полевых опытах, размещаемых в севообороте акционерного общества "Викторополь" Вейделевского района Белгородской области в 1993-1995 гг.

Определение оптимальных сроков посева и густоты растений скороспелого сорта подсолнечника Белгородский изучали в опытах экспериментального хозяйства Белгородской опытной станции ВНИИМК.

Схема полевого опыта N 1.

Фактор А (Приемы основной обработки)

1. Дискование на 8-10 см

2. | Дискование на 8-10 см + чизелевание на 38-40 см

3. 'Лемешное лущение на 12-14 см

4. Лемешное лущение на 12-14 см + чизелевание на 38-40 см

5. Отвальная вспашка на 25-27 см

6.^Отвальная вспашка на 25-27 см + чизелевание на 38-40 см

7. Отвальная вспашка на 35-37 см

8. Ярусная вспашка на 38-40 см

Фактор В (технология ухода за посевами)

1. Без гербицидов и с минимальной допосевной, ив период ухода обработками почвы.

2. Без гербицидов, но с интенсивными допосевными и в период ухода обработками почвы.

3. С гербицидами в рекомендуемых дозах и с минимальными до-посевными и в период ухода обработками почвы.

4. С гербицидами в рекомендуемых дозах и с интенсивными до-посевными и в период ухода обработками почвы.

Допосевная обработка почвы.

1. Минимальная - одна предпосевная обработка почвы КПС-4.

2. Интенсивная - раннее боронование БЗСС-1,0 при наступлении спелости почвы, ранняя культивация

7

КПС-4, предпосевная культивация и прикатывание предпосевное ЗККТ-6.

Обработка почвы в период ухода.

1. Минимальная - одно слепое боронование и одна междурядная культивация на 6-8 см КРН-4,2.

2. Интенсивная - довсходовое и послевсходовое боронование БЗСС-1,0; первая междурядная культивация на 6-8 см с приспособлением КРН -3,8 в рядках; вторая и третья обработка междурядий с присыпающим сорняки устройством типа КЛТ-52 и КЛТ-53.

Схема полевого опыта N 2.

Фактор А (Сроки посева подсолнечника).

1. Ранний срок посева при температуре почвы на глубине заделки семян 6-8 см - 4-6 ОС.

2. Средний срок посева при температуре почвы на глубине заделки семян 6-8 см - 10-12 ОС.

3. Поздний срок посева при температуре почвы на глубине заделки семян 6-8 см - 14-16 ОС.

Фактор В (Густота растений)

1. 30 тыс. растений на^ектар.

2. 40 тыс. растений на гектар.

3. 50 тыс. растений на гектар. .

4. 60 тыс. растений на гектар. ■

Дисковое лущение проводили дисковым лущильником ЛДГ-3 в 2 следа после уборки озимых. Лемеш-

8

ное лущение проводили лущильником ППЛ-5-25, отвальную вспашку плугом П-5-35. В отдельных вариантах с дискованием, лемешным лущением и вспашкой проводили щелевание чизелем АЧП-2,5, вспашку на глубину 35-37 см выполняли плугом ППН-40,ярусную вспашку - ярусным плугом ПЛС-1,4-П]ГН-3,40А.

Весной, перед предпосевной культивацией на фоне с применением гербицидов, вносили нитран (1,01,5 кг д.в. на га) с одновременной его заделкой. Допо-севную обработку почвы проводили по фонам минимальной и интенсивной технологии. Посев подсолнечника производили в оптимальные сроки при прогревании почвы на глубине заделки семян до 12-14 °С. Уход за посевами по фонам выполняли по минимальной и интенсивной технологиям.

Густоту посевов формировали в фазе 2-3 пары настоящих листьев с оставлением на гектаре 50 тысяч растений. В фазе 3-4 пары настоящих листьев проводили междурядные обработки на глубину 6-8 см культиватором КРН-4,2, а на фонах с интенсивной обработкой дополнительно применяли присыпающие отваль-чики КЛТ-53.

Учеты и наблюдения в опытах проводили по общепринятым методикам, рекомендованным для подобных исследований.

Экономическую эффективность изучаемых в опыте вариантов рассчитывали по ценам 1995 года. Агротехника в опытах соответствовала рекомендациям зональной системы земледелия Белгородской области.

Почва опытного участка - обыкновенный тяжелосуглинистый чернозем на светло-бурых демови-альных суглинках с скоплением карбонатов.

Содержание гумуса в слое 0-40 см - 5,98%. Степень насыщенности основаниями - 96,4%, рН в пахотном слое 6,15-7,08.

Климат зоны умеренно-континентальный, среднегодовая сумма осадков составляет 462 мм, из них в холодный период 186 мм, и в теплый период 276 мм.

Опыт заложен в четырехкратной повторности. Общая площадь делянки 126 м2, учетная площадь 84 м2.

За период исследований 1992, 1993 и 1995 годы были по увлажнению выше среднемноголетних данных. Среднегодовая температура воздуха в указанные годы также была выше среднемноголетних значений. В 1994 году ниже нормы на 1,2 °С.

Объектом исследований являлся чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый и растения подсолнечника сорта Белгородский. Предшественник подсолнечника в опыте - озимая пшеница после гороха. Уборку производили комбайном "Сампо". Данные учета урожайности приводили к 100% чистоте и 12% влажности. Статистическая обработка результатов проводилась по Доспехову Б.А. (1985 г.).

Влияние способов основной обработки на изменение агрофизических показателей плодородия обыкновенного чернозема.

г

Плотность сложения почвы. Определения показали, что весной перед началом полевых работ на вариантах дискового и лемешного лущений отмечается значительное уплотнение нижних слоев пахотного горизонта 20-30 см и 30-40 см, в пределах от 1,11 г/см3 до 1,26 г/см3.

Однако, варианты вспашек не допускали появление уплотненного слоя в нижних горизонтах и имели

ю

в весенний период близкие показатели по плотности 1,01-1,06 г/см. К уборке подсолнечника уплотнение нижних слоев на вариантах поверхностных обработок достигала уровня 1,13-1,24 г/см, а на вариантах вспашки плотность сложения оставалась более низкой во всех слоях, j

Последействие приемов обработки на последующей культуре горох ^а зеленый корм отмечается только в слое 30-40 см после вспашки на 35-37 см.

Структурность почвы. Определение содержания структурных йгрегатов в почве через 1,5-2 месяца после основной обработки показало снижение их количества после поверхностных обработок в сравнении со вспашками. К посеву подсолнечника поисходило выравнивание в содержании структурных агрегатов по вариантам опыты. В слое 0-40 см их количество изменялось в пределах 69-76%.

За период вегетации, к уборке подсолнечника уровень содержания структурных агрегатов остался неизменным по способам основной обработки почвы.

Влажность почвы. Формирование основного запаса доступной влаги в почве под подсолнечником обуславливалось уровнем механического воздействия изучаемых приемов, создающих неодинаковые условия для инфильтрации выпадающих осадков холодного периода (табл.1).

К посеву подсолнечника запасы доступной влаги в слое 0 -150 см на глубоких вспашках в среднем на 18,0 - 23,0 % превышали запасы влаги поверхностных обработок. В пределах изучаемых вариантов с увеличением глубины обработки повышались запасы влаги в слое 100 - 150 см. В период цветения растений запасы доступной влаги уменьшились вдвое.

К уборке подсолнечника в почве оставалось значительное количество влаги в слое 0 -150 см от 87 до 103 мм, вследствии обильного выпадения осадков во второй половине вегетации.

Минимализация зяблевого комплекса, в сравнении с глубокими вспашками снижало запасы доступной влаги в почве в динамике по срокам определения. Для условий степи ЦЧЗ углубление основной обработки повышало устойчивость водного режима.

Таблица 1.

Запасы доступной влаги в почве под подсолнечником при разных приемах основной обработки почвы, мм (среднее за 1993 - 1994 гг.)

Приемы основной обработки почвы посев цветение уборка

0-100 см 0-150 см 0-100 см 0-150 см 0-100 см 0-150 см

Дисковое лущение на 8-10 см 152 216 75 117 55 87

Дисковое лущение на 8-10 см +чизель на 40 см 160 230 81 131 54 91

Отвальная вспашка на 2527 см 170 246 79 128 58 99

Отвальная вспашка на 2527 см + чизель на 40 см 177 260 81 132 62 103

Отвальная вспашка на 3537 см 180 266 85 134 60 102

Ярусная вспашка на 38-40 см 180 261 80 132 62 102

Водопроницаемость почвы. Наиболее высокие показатели впитывания имели варианты глубокой обработки -вспашка на 25 27 см + чизелевание на 38-40 см и вспашка на 35-37 см - 529 мм/час и 548 мм/час (табл.2).

Поверхностное рыхление на 8-10 см имело наиболее низкие показатели по скорости впитывания -285 мм/час. Рыхление нижних уплотненных слоев зна-

чительно повышало водопроницаемость почвы вариантов.

Таблица 2.

Влияние приемов основной обработки на водопроницаемость почвы под подсолнечником (среднее за 1994 - 1995 гг.)

Приемы основной Скорость впитывания

обработки мм/мин мм/час

Дисковое лущение на 8-10 см 4,8 285

Дисковое лущение на 8-10 см +чизелевание на 38-40 см 5,0 304

Отвальная вспашка на 25-27 см 7,9 471

Отвальная вспашка на 25-27 см + чизелевание на 38-40 см 8,9 529

Отвальная вспашка на 35-37 см 9,2 548

Влияние приемов обработки и элементов технологии возделывания на урожай культурных растений и компоненты агроценоза

Засоренность посевов. В посевах подсолнечника преобладал малолетний тип засоренности.

В пределах изучаемых технологий ухода за посевами наименьшая засоренность была при интенсивной обработке в допосевной и послепосевной периоды. Минимальная обработка без внесения гербицидов имела минимальный сдерживающий эффект в развитии сорняков. Применение гербицидов (нитран 1,5 кг/га) сглаживало различия между вариантами и уменьшало засоренность в 2,5-3 раза.

При достаточно высокой засоренности посевов на фоне интенсивной технологии без гербицидов поверхностные обработки отличались повышенной засо-

13

ренностью малолетниками. Наиболее контрастные различия по засоренности мелких обработок перед отвальной вспашкой отмечались в первую половину вегетации подсолнечника.

Применение интенсивных обработок как с гербицидами, так и без них на фоне глубоких отвальных вспашек, консервирующих часть семян в нижних слоях, значительно снижало общую засоренность в течение вегетационного периода.

На вариантах с дисковым и лемешным лущением локализовались зимующие сорняки - ярутка обыкновенная и пастушья сумка, которые преобладали в стеблестое сорняков.

Развитие многолетних сорняков на изучаемых вариантах было идентичным с малолетниками. Многолетние сорняки были представлены осотом желтым, розовым, вьюнком полевым, молочаем прутьевидным и сурепкой обыкновенной.

Минимализация основной обработки приводила к повышению сорного компонента на фоне всех технологий ухода за растениями, и в разные сроки. К уборке подсолнечника масса сорняков на отвальных вспашках уменьшалась в среднем на 15,7-33% в сравнении с поверхностными обработками. В данном случае глубокие отвальные вспашки полнее реализуют фитоценотиче-ский механизм подавления сорных растений.

Динамика биомассы растений. В начальный период развития густота растений не оказала влияние на массу одного растения по всем срокам посева. Однако, средний и поздний срок обеспечили прирост биомассы почвы в 2 раза больше, в сравнении с ранним сроком по всем вариантам густоты. При всех сроках посева повышение густоты с 50 тыс./га до 60 тыс./га

14

снижало массу отдельных растений. К периоду цветения подсолнечника темпы накопления сухой массы оставались более высокими при позднем сроке посева на всех вариантах густоты. При этом максимальные отмечались при густоте 30-40 тыс./га - 153... 172 г соответственно.

Формирование биометрических показателей. В

пределах всех вариантов, сорт Белгородский отличается достаточной высокорослостью - 167-175 см. Минимальная обработка в период ухода за посевами без гербицидов обеспечила наименьшее развитие корзинки на фоне всех вариантов основной обработки 13,9-14,2 см. Непродуктивная часть корзинки не зависела от приемов обработки, варьировала в пределах 3,8-4,8 см.

Минимализация основной обработки почвы устойчиво снижала площадь озерненной части корзинки на всех технологиях ухода за посевами, в сравнении с отвальными вспашками.

Формирование элементов структуры урожая. Высота растений не зависела от сроков посева и густоты растений. Продуктивная площадь корзинки при всех сроках посева уменьшалась при повышении густоты растений. Увеличение густоты от 30 до 60 тыс./га растений сильнее всего снижало площадь корзинки при раннем сроке посева (109 см2), а менее всего при среднем сроке посева (94 см2). «

Уменьшение веса семянок* при загущении стеблестоя от 30 до 60 тыс./га в среднем составило 32,0 г на 1 растение. При среднем сроке посева и г .стоте 40...50 тыс./га растений создаются более благоприятные условия формирования урожая.

Урожай подсолнечника. Масличность семян не зависела от изучаемых приемов обработки. Наиболее высокие сборы масла на фоне вариантов основной обработки почвы обеспечивала интенсивная обработка в период ухода за посевами в сочетании с гербицидами 958 ... 1078 кг/га.

Урожайность подсолнечника отражала уровень эффективного плодородия и фитоценотические условия проста и развития растений (табл.3).

Таблица 3.

Урожайность подсолнечника, т/га (среднее за 1993-1995 гг.)

Приемы основной обработки Интенсивная обработка + гербициды Интенсивная' обработка без гербиц. Минимальная обработка + гербициды Минимальная обработка без гербиц.

Дисковое лущение на 8-10 см 2,09 1,79 1,67 1,43

Дисковое лущение на 8-10 см + чизель 2,16 1,87 1,69 1,48

Лемешное лущение на 12-14 см 2,18 2,05 1,87 1,64

Лемешное лущение на 12-14 см + чизель 2,24 1,92 1,81 1,60

Отвальная вспашка на 25-27 см 2,29 2,09 1,88 1,64

Отвальная вспашка на 25-27 см + чизель 2,46 2,23 1,96 1,83

Отвальная вспашка на 35-37 см 2,27 2,10 1,87 1,73

Ярусная вспашка на 38-40 см 2,24 2,09 1,89 1,72

НСР05 т/га 0,116

Минимализация зяблевой обработки снижало урожайность в сравнении с глубокими отвальными вспашками. Интенсивная система ухода за посевами обеспечила достоверное повышение урожая семян на фоне отвальной вспашки на 25-27 см + чизелевание на 38-40 см.

На фоне раннего посева достоверные отличия по урожайности имели только варианты 30 тыс./га -1,93 т/га, а при среднем сроке посева почвы 10-12°С) достоверно снижали на 0,24 т/га.

В пределах остальных густот растений различий при среднем сроке не отмечено.

Последействие приемов основной обработки под подсолнечник на урожай следующей культуры - однолетних трав достоверно проявлялось только после отвальной вспашки на 25-27 см + чизель.

Экономическая и энергетическая оценка. В пределах каждой системы ухода за посевами подсолнечника на фоне вспашки на 25-27 см + чизель получен самый высокий чистый доход 859,8-1091,7 тыс.руб./га.

Минимализация обработки в системе зяблевого комплекса снижала затраты труда и денежных средств в 2 раза по сравнению с глубокими отвальными вспашками, однако величина чистого дохода уменьшалась на 6,7... 17,3 руб./га

Различия в затратах техногенной энергии на возделывание подсолнечника по вариантам обуславливались энергоемкостью приемов, применением гербицидов и величиной затрат на уборку.

Наименьшая эффективность энергетических затрат на фоне всех приемов основной обработки почвы была при интенсивной обработке в сочетании с гербицидами - 1,8...5,4. Однако, исключение гербицидов из технологии по уходу за растениями, при интенсивной

17

обработке обусловило получение максимального значения коэффициента энергетической эффективности.

Применение поверхностных обработок в качестве основных приемов снижало затраты техногенной энергии, повышало коэффициент энергетической эффективности по всем системам ухода за растениями.

Выводы.

1. Минимализация обработки почвы в системе зяблевого комплекса повышала плотность сложения почвы к севу в среднем на 0.10 г/см3 в слое 0- 40 см. Применение отвальных вспашек под подсолнечник снижало процесс уплотнения во все сроки определения независимо от системы ухода за посевами. При этом последействие глубоких основных обработок сохранялось на последующей культуре гороха, только в нижних слоях пахотного горизонта.

2. Замена отвальных вспашек приемами поверхностной обработки не оказало существенного влияния на изменение структурной части пахотного слояи почвы.

3. Применение глубоких отвальных вспашек в условиях степной части Центрального Черноземья повышало запасы доступной влаги в полуметровом слое в среднем на 35 мм в сравнении с поверхностными обработками. При этом влияние глубоких обработок в создании устойчивого запаса доступной влаги было более эффективным в засушливые годы.

4. При минимализации системы основной обработки почвы за счет применеия поверхностных обработок лущильниками водопроницаемость снижалась в 2 раза в сравнении с глубокими вспашками. Проведение чизельного рыхления почвы на поверхностных

18

обработках повышало водопроницаемость почвы в среднем на 7.0 %.

5. Применение глубоких отвальных вспашек в сравнении с поверхностными обработками, является фактором сдерживающим увеличение численности как однолетних так и многолетних сорняков. При этом эффективность подавления сорных растений отмечался на гербицидном и безгербицидном фонах с интенсивной и4 минемальной обработками в период ухода за растениями.

6. При средних =10-12) и поздних (1°С =14-16) сроках сева подсолнечника и густоте стояния 40....50 тысяч на гектар наиболее сильно выражены фитоце-нотический механизм подавления сорных растений и темпы накопления биомассы культуры.

7. При посеве в более поздние сроки сокращался довсходовый период в среднем на 7 дней, а в интервале от раннего срока сева до позднего (20-25 дней) отклонения во времени созревания составили 5-12 дней.

8. На соотношение стеблей, листьев и корзинок в процентах к общей биомассе растений значительно большее влияние оказала густота растений. На фоне всех сроков посева с уменьшением густоты повышалась облиственность и масса листьев, а долевое участие стеблей в общей биомассе уменьшалось.

9. Формирование основных биометрических показателей подсолнечника имело достаточно выраженную зависимость от приемов основной обработки почвы. На фоне отвальных вспашек в сравнении с минимальными обработками создаются более благоприятные почвенныеи фитоценитические условия для растений, формируются более выраженные биомет-

19

ритческие показатели (высота растений, диаметр корзины, диметр пустой середины, продуктивная площадь корзинки).

10.Формирование основных элементов структуры урожая имело наивысшие показатели при среднем сроке сева и густоте 40...50 тысяч растений.

11.Масличность семянок не зависела от приемов основной обработки почвы. Сбор масла по изучаемым технологиям ухода за посевами уменьшался в ряду:

а). Интенсивная обработка + гербицид,

б). Минимальная обработка без гербицидов,

в). Минимальная обработка + гербициды,

г). Минимальная обработка без гербицидов

12. Наиболее интенсивная система ухода за посевами обеспечила максимальное и достоверное повышение урожая семян на фоне отвальной вспашки на 25-27 см + чизелевание на 38-40 см - 2,24 т/га в среднем за три года.

Минимализация основной обработки почвы и системы ухода приводило к устойчивому снижению урожайности.

13.Отвальная вспашка на 25-27 см + чизелевание на 3840 см обеспечило наивысшую прибавку урожая на фоне всех технологий ухода за посевами. Дальнейшее увеличение глубины вспашки не повышало урожай подсолнечника.

14.Прибавки урожая семян от чизелевания на фоне отвальной вспашки на 25-27 см втрое превышает таковые на фоне поверхностных обработок.

15.Увеличение густоты посева с 30 тыс./га до 60 тыс./га растений не оказало достоверных изменений в урожайности. При переходе от раннего срока сева к среднему и позднему отмечалась тенденция его увеличения.

16.Рыхление подпахотных слоев почвы посредством чизелевания повышало материально-денежные затраты.

Наивысший чистый доход пролучен при отвальной вспашке на 25-27 см + чизелевание на 38-40 см при всех системах ухода за растениями. Минимализация системы основной обработки почвы на фоне всех технологий ухода снижает величину чистого дохода в среднем наЧ 9,3 % .

17.Минимализация основной обработки почвы под подсолнечник счет поверхностных обработок на фоне всех систем ухода за растениями повышало эффективность энергетических затрат в среднем на 38,0 ... 41,0% , а с последующим чизелеванием на 25,0 ... 29,5 %.

Предложения производству.

1. С целью рыхления плотных подпахотных слоев почвы и получения высоких и устойчивых урожаев подсолнечника на сильно и среднезасоренных полях система обработки должна включать отвальную вспашку на 25-27 см с чизелеванием на 38-40 см и последующих интенсивных весенне-летних приемов ухода за растениями.

2. При незначительной засоренности многолетниками глубина основной обработки может быть снижена до 12-14 см с чизелеванием на 38-40 см с дальнейшим применением интенсивных весенне-летних обработок.

3. Посев подсолнечника сорта Белгородский необходимо проводить при прогревании почвы до 10-12°С .

4. Оптимальная густота стеблестоя скороспелого сорта Белгородский составляет 40 тысяч растений на гектаре, для достижения которой необходимо высевать 50-55 тыс./га (4 семянки на 1 погонный метр ряд-ка)первоклассных семян.

По материалам диссертации опубликованы следующие

работы:

1. Новый сорт подсолнечника Вейделевский // Технические культуры. - Вып. 2. - 1993. - С. 8-9 (в соавторстве).

2. Подсолнечник в Белгородской области.Вейделевка, 1994.-32 с. 3. Определение сроков и густоты посевов подсолнечника Белгородский. Информационный листок Белгородского ЦНТИ N 16-97, Белгород, 1997. - 8 с.

4. Способы обработки почвы под подсолнечник. Информационный листок Белгородского ЦНТИ N 1697, Белгород, 1997. - С.11 - 12 (в соавторстве)

5. Влияние сроков сева и глубины заделки семян на продуктивность гибрида подсолнечника Вейделевский 80. Информационный листок Белгородского ЦНТИ N 16-97, Белгород, 1997. - С.7 - 6 (в соавторстве).

6. Обработка почвы под подсолнечник в свекловичном севообообороте. Информационный листок Белгородского ЦНТИ N 16-97, Белгород, 1997. - С.8-9.

7. Защита посевов подсолнечника от сорняков. Информационный листок Белгородского ЦНТИ N 16-97, Белгород, 1997. - 8 с.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ильин, Сергей Дмитриевич, Воронеж

' •■"" ' у"' /,,/

О / ' 'У -у & /

Воронежский государственный аграрный университет им. К,Д.Глинки

На правах рукописи УДК 831, 51,021; 683, 854.78 (470,32)

Ильин Сергей Дмитриевич

Совершенствование системы обработки почвы и элементов технологии возделывания

подсолнечника в уожшшж степи Центрального Черноземья

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сель окюхозяйственных наук

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук В.И.Марин

Воронеж 1У9Ы

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ........................................... 4

1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОБРАБОТКИ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ (Обзор литературы)............... 8

1.1. Влияние приемов обработки почвы на водно-физические показатели и урожай культур ......... 8

1.2. Роль отдельных элементов технологии возделывания в формировании урожая подсолнечника .... 36

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ....... 4? •

2.1. Характеристика почвенно-климатических

условий ЦЧЗ и места проведения опытов .......... 47

2=2. Метеорологические условия...................... 51

2.3. Объекты и методика проведения

исследований 57

3. ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ И ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ................. 64

3.1. Плотность сложения почвы _______.....____...____ 64

3.2. Структурность почвы .................•........... 68

3.3. Режим влажности почвы .......................... 70

3.4. Водопроницаемость почвы........................ 73

4. СЕГЕТАЛЬНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ В ПОСЕВАХ ПОДСОЛНЕЧНИКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ

ОБРАБОТКИ И ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИЙ ................. 77

4.1. Малолетняя сорная растительность

в агроценозе подсолнечника ..................... 77

4.2. Многолетние злостные сорняки

в агроценозе подсолнечника ..................... 84

5. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА ШТЩЕНОТИЧЕСКМЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ПОДСОЛНЕЧНИКА......... ............... 88

5.1. Влияние сроков посева на фенофаву и длину вегетационного периода подсолнечника ........... 88

5.2. Долевое участие стеблей, листьев и корзинок в общей биомассе подсолнечника в зависимости

от густоты насаждений и сроков посева .......... 95

5.3. Динамика биомассы растений подсолнечника в зависимости от густоты насаждений и сроков посева .. 97

5.4. Формирование элементов структуры урожая подсолнечника в зависимости от сроков

посева и густоты растений..................................100

6. УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА ..... 107

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПОДСОЛНЕЧНИКА .......121

7.1. Оценка экономической эффективности возделывания подсолнечника ..................... 121

7.2. Оценка энергетической эффективности возделывания подсолнечника .....................128

ВЫВОДЫ .............................................. 130

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ ............................133

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ...........................____.... 134

ПРИЛОЖЕНИЯ ... .......................................153

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Современное состояние сельскохозяйственного производства Российской Федерации обуславливает поиск новых подходов по его совершенствованию. Стратегия интенсификации агропромышленного комплекса в современных условиях базируется на основе биологизации процессов формирования всех компонентов агрозкооиотем при реализации ресурсосберегающих и природоохранных технологий. Создание оптимально сбалансированных высокопродуктивных устойчивых агроландшафтов с высокими адаптивными параметрами является необходимым условием внедрения современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Данные системы земледелия при высокой степени сопряженности всех ее компонентов обеспечивают устойчивое и высокопродуктивное функционирование агроэ-кооиотемы.

Поиск новых возможностей повышения продуктивности агроцено-вов вызывается также обострением экологической ситуации, усилением антропогенного воздействия на почву, наиболее интенсивного при возделывании ценных технических культур.

Важнейшим условием решения современных проблем сельского хозяйства является реализация стратегии адаптивной интенсификации растениеводства (Жученко. 1990), Принцип адаптивности всех элементов технологии возделывания культур при их высокой сопряженности является важнейшим ориентиром их совершенствования и условием реализации потенциала продуктивности сорта.

Данные вопросы особенно актуальны для ценных технических культур, в частности для подсолнечника. Производство маолосемян играет большое значение в экономике хозяйств Центрального Черно-

земья. В структуре доходов хозяйств важнейшее место занимают средства, полученные от реализации маолосемян. В связи с этим площади под подсолнечником растут из года в год,

С появлением новых перспективных сортов и гибридов подсолнечника, в наибольшей степени приспособленных к местным условиям, урожайность маолосемян в передовых хозяйствах достигла 3 т/га и выше. Применение скороспелых сортов и гибридов подсолнечника является наиболее перспективным направлением в данной культуре, В связи с этим возникает необходимость оценки их адаптивного потенциала, оптимальных параметров элементов технологии возделывания и оценки биоэнергетической эффективности.

Цель и задачи исследований., Цель исследования заключалась в выявлении оптимальных параметров элементов технологии возделывания подсолнечника, совершенствовании системы основной обработки почвы в формировании урожая маолосемян,

В результате исследований решались следующие задачи:

- изучалась динамика водно-физических свойств почвы при разных приемах основной обработки;

- выявление влияния приемов основной обработки почвы на формирование сорного компонента агроценоза;

- установление влияния элементов технологии возделывания на фи-тоценотические условия формирования урожайности подсолнечника;

- определение энергетической оценки приемов основной обработки и систем ухода за растениями,

В частности проводились определения и расчеты: 1. Содержание доступной влаги и водопроницаемости в почве в течение вегетации.

2. Определение плотности сложения, структурности почвы.

3. Определение засоренности посевов.

4. Определение динамики нарастания биомассы растений, о. определение показателей структуры урожая.

5. Учет урожая и определение показателей качества.

7. Расчет энергетической и экономической эффективности.

Научная новизна„ Установлено, что приемы основной обработки почвы и системы ухода за посевами необходимо применять дифференцированно в зависимости от культуры земледелия и реоурсообеспе-ченнооти хозяйства. Установлены оптимальные параметры основных элементов технологии, обеспечивающие высокие темпы продукционного процесса.

Теоретическое и практическое значение. В условиях степной части Центрального Черноземья выявлены пути минимализации зяблевого комплекса под подсолнечник в сочетании с ликвидацией переуплотнения подпахотных слоев почвы. Определены возможности снижения затрат техногенной энергии за счет разных по интенсивности систем ухода за растениями.

Практическое значение работы состоит в том, что результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать приемы основной обработки почвы, системы ухода за растениями и элементы технологии возделывания дифференцированно в зависимости от культуры земледелия, наличия ресурсной базы и требований экологической безопасности. Реализация практических выводов и рекомендаций позволит получить максимальный эффект от перспективного сорта, снизить затраты от невосполнимой энергии на возделывание и улуч-

шить экологическую характеристику посевов подсолнечника,

Защищаемые положения: 1, Изменение водно-физических показателей плодородия почвы под влиянием приемов основной обработки и систем ухода за посевами.

Изменение фитоценотических условий формирования урожайности подсолнечника под влиянием элементов адаптивной технологии возделывания.

Апробация работы, Основные положения диссертации доложены на научных конференциях ВНИИМК им. В.С.Пустовойта в 1995-1997 гг., на межобластных и областных производственных совещаниях в 1994-1997 гг. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОБРАБОТКИ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ (обзор литературы).

1,1. Влияние приемов обработки почвы на водно-физические показатели и урожайность культур.

В современных адаптивно-ландшафтных системах земледелия достигается высокая степень сопряженности составляющих ее звеньев: севооборотов, обработки почвы, удобрений и т.д. В связи с этим, особую роль в повышении адаптивности интеноификационных процессов в современном земледелии имеет система обработки почвы, являющимся наиболее энергоемким звеном системы и в значительной степени определяющим направленность процессов ее деградации.

Механическая обработка почвы является мощным фактором регулирования агрофизических, агрохимических и биологических показателей плодородия почвы.

В истории развития земледелия поиск наиболее эффективных приемов механической обработки определялся с одной стороны ее глубиной и периодичностью, а с другой способом обработки почвы -отвальным и безотвальным,

В современных условиях интенсификации земледелия, несмотря на имеющиеся многочисленные рекомендации по способам и глубине основной обработки почвы под отдельные культуры, проблемами обработки являются методы регулирования агрофизических показателей почвы в направлении повышения адаптивности современных технологий возделывания культур создания оптимальных почвенных условий.

—

Данные вопросы являются наиболее актуальными для длительно используемых черноземов, в значительной степени деградированных, снизивших агрофизические показатели. В связи с этим, на черноземах особую роль играет глубина основной обработки, как в плане изменения агрофизических, так и агрохимических, водно-физических и биологических свойств.

Первые попытки научно обосновать приемы обработки почвы и ее глубину принадлежат Болотову АЛ. (1771) и Комову И.М. (1788). В своих трудах они писали, что надо обрабатывать глубже. По мере развития науки и накопления опытных данных подходы к глубине обработки стали дифференцироваться. Много позже профессор сельского хозяйства Петербургского университета Усов ü.M. писал, что глубина вспашки должна устанавливаться в соответствии со свойствами почвы. О пользе глубокой вспашки высказывались Советов A.B. (1862), Стебут И.А, (1871),

Большое значение обработке почвы придавал Менделеев Д.И, (1866). О глубине вспашки он придерживался мнения, что углубление пахотного слоя до возможных пределов улучшает механические свойства почвы, она вводит в оборот большую массу, уменьшает вредное влияние засухи. Но он предостерегал от чрезмерного увлечения глубокой вспашкой и не рассматривал ее как обязательный прием повышения почвенного плодородия.

Основоположник агрономического направления в почвоведении Костычев П.А.(1886 г,) дифференцированно подходил к вопросу о глубине обработки. В случае поздней вспашки паров весной, в сухих черноземных местностях, он отдавал предпочтение мелкой вспашке, так как считал, что дерновый слой в этом случае быстрее

перегнивает. Однако, он не отрицал полезности глубокой осенней пахоты под яровые культуры для полей старопахотных.

Делая исторический анализ развития отечественной агрономии в своей работе "Очерки по развитию отечественной агрономии" A.A. Бербин подчеркивал, что Афонин м.И. в своей работе;"Олово о пользе, знании, собирании чернозему, особливо в хлебопашестве" (1771) главной причиной неурожаев крестьянских полей считал плохую обработку почвы. Он указывал, что к обработке почвы следует приступать сразу после уборки зерновых хлебов,

М.И.Ливанов уделял много внимания правильной обработке почвы, удобрению, травосеянию. В работе "Наставления к умозрительному и делопроизводному земледелию" (1788) автор отмечал, что в задачи обработки почвы входит только крошение почвы для нарушения плотности между частицами с целью лучшего проникновения корней растений, воздуха и воды.

Исследуя достижения российских ученых, Вербин A.A. сообщил, что великая роль в развитии отечественного земледелия принадлежит выдающимся русским агрономам В.А.Левшину, Д.М.Полторацкому, Д.И.Шелехову и др. Выдающаяся роль в развитии агрономической науки принадлежит М.Г.Павлову (1793-1840).

Как указывает Вербин A.A., работа Павлова "Курс сельского хозяйства" (1873) охватывает широкий круг вопросов теории и практики сельского хозяйства. "Отличительной чертой того сводного руководства по сельскому хозяйству, в отличие от прежних работ, была научная основа, выдержанная при освещении роли почвенных процессов в питании растений, теории применения удобрений, внедрения в производстве плодопеременной системы земледелия вва-

мен зернового трехполья, четко обоснована необходимость применения глубокой обработки почвы".

Дальнейшее развитие русская агрономическая наука получила в работах П.А.Костычева (1845-1895), А.В.Советова (1826-1901), В.В.Докучаева (1846-1903), К.А.Тимирязева (1843-1920), А.А,Измаильского (1851-1914).

A.B.Советов считал, что нельзя рекомендовать общие агрономические приемы обработки почвы для всей страны, ибо разные культуры, возделываемые на разнообразных почвах, требуют и различных приемов ухода.

B.В.Докучаев, обращая внимание на комплексность при изучении вопросов земледелия, указывает, что: "Для успешного любого технического производства, необходимо частью изучить готовое, а частью выработать вновь, непременно в связи о местными условиями, подходящие технические условия, без которых, конечно, немыслимо никакое производство, а еще больше такое сложное, как сельское хозяйство",

Указывая на большое значение обработки почвы для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур П.А.Костычев считал, что:"Цель обработки заключается в том, чтобы изменить строение почвы, придать ей такое строение, для производства растений наиболее благоприятное".

Измаильский A.A.(1981) подчеркивал большую роль правильного подхода к обработке почвы для накопления влаги в почве. Он отмечал, что для накопления влаги, как фактора борьбы с засухой нужно не климат изменять, изменять характер поверхности почвы. На основании своих опытов, проведенных в Херсонской губернии, он

а. «С

пришел к выводу о том, что на глубоко обработанной почве было всегда больше влаги, чем на мелкообработанной. Повднее, в 1894 году в предисловии к работе "Как высохла наша степь" А.А.Измаильский отмечал, что его выводы о положительном влиянии глубокой вспашки на накопление влаги почвой подтверждаются также опытными данными ряда других авторов.

Идея создания мощного культурного пахотного слоя в нашей стране получила свое развитие в 70-80 годы прошлого столетия. Выдающийся русский агроном И.А.Отебут в статье:"Сельскохозяйственные заметки из поездки в некоторые преимущественно степные губернии (1883), писал:"Углубление обработки почвы должно начинаться с увеличения глубины вспашки земли под осень для того, чтобы земля могла в течение зимы лучше и глубоко пропитаться влагой и дольше сохранить ее весной на пользу растений в первое время их развития",

К.А.Тимирязев в работе:"Борьба растений с засухой" (1892) писал: "Польза глубокой вспашки, как одной из мер борьбы с засухой не подлежит сомнению вследствие достигаемого ею двойного результата - накоплению и лучшего сбережения влаги. Глубокая вспашка, очевидно важна не только как средство для увеличения запасов воды, но и как средство для развития более глубоко идущих за нею корней",

В защиту глубокой вспашки в России в ту пору также выступал Б.Н.Черепахин (1890), П.Н.Баранов (1909), С.М.Богданов (1909), Б.Винер (1914) и др., а за рубежом: в Германии - Габерляндт (1880), Вольни (1895); в Австралии - Розенберг-Лапинский (1888) и др. Таким образом, к концу XIX столетия в основу обработки

почвы была положена глубокая вспашка.

Наряду с защитниками глубокой вспашки были и сторонники мелкой вспашки, Например, И,Е,Овсинскнй в прошлом веке разработал свою систему земледелия. Он предложил отказаться от вспашки и вместо нее проводить мелкое рыхление многолемешником на 1,5-2, максимум 2,5 дюйма (6,35 см). Такая система обработки, по мнению Овсинокого, наполовину уменьшает затраты труда, почти вдвое увеличивает урожай. По его мнению, при мелкой обработке сохраняется благоприятное естественное физико-химическое состояние почвы, способствующее накоплению влаги, питательных веществ и повышению урожаев сельскохозяйственных культур.

Система Овсинокого проверялась многими опытными учреждениями, и почти везде были получены отрицательные результаты. Тем не менее Д.Н.Прянишников, обобщая эти опыты, писал в 1902 году:"Если новая система земледелия грешит тем, что всюду рекомендует одну мелкую вспашку, то столь неправильно было бы считать всюду пригодной глубокую вспашку; стар�