Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СПОСОБЫ И ГЛУБИНА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СОИ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "СПОСОБЫ И ГЛУБИНА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СОИ"

На правах рукописи

Козлов Виталий Борисович

СПОСОБЫ И ГЛУБИНА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СОН

специальность 06,01.01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

п. Рассвет - 2005

Работа выполнена в Государственном Научном Учреждении Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства (ГНУ ДЗНИИСХ) Россельхозакаде м ии

академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ермоленко Виталий Петрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Бабушкин Виктор Михайлович

кандидат сельскохозяйственных наук Кисс Николай Николаевич

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Донской государственный аграрный университет

Защита состоится 16 июня 2005 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д. 006.066,01 при ГНУ Донском зональном научно-исследовательском институте сельского хозяйства по адресу: 346735, п. Рассвет, Аысайский район, Ростовская область, ГНУ ДЗНИИСХ, (тел.8-86350-37-3-89, факс 8-86350-37-1-75)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Д311ИИСХ Автореферат разослан » мая 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных-наук.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

Обшая характеристика работы

Актуальность исследований. Соя как ценнейшая высокобелковая и масличная культура благодаря своей исключительной народнохозяйственной значимости получила большее распространен не во многих странах. За последние тридцать лет мировое производство ее утроилось, достигнув 160-170 млн т, занимая четвертое место после кукурузы, пшеницы и риса. Если в мировом земледелии соя стала ведущей сельскохозяйственной культурой, то в пашей стране, несмотря на имеющиеся реальные возможности, должного распространения она не получила, что в известной степени сдерживается недостаточной изученностью технологи возделывания на неорошаемых землях, в частности приемов обработки почвы.

В настоящее время основная обработка почвы под сою предусматривает зяблевую вспашку на глубину 25-27 см (Система ведения агропромышленного производства Ростовской области на период 2001-2005 гг., 2001). Этот прием весьма энергоемкий и влечет за собой значительный расход горюче-смазочных материалов.

На основании этого возникла необходимость проведения комплексных исследований по совершенствованию способов основной обработки почвы под сою, менее энергоемких, в то же время с меньшими нагрузками на почву, повышающих урожайность культуры.

Цель исследований. Целью исследований является изучение различных способов и глубины основной обработки чернозема обыкновенного, обеспечивающих его оптимальные водно-физические свойства, повышение урожайности сои и снижение энергозатрат.

Задачи исследований;

1. Изучить водно-физические свойства почвы под посевами сон при различных приемах и глубине обработки;

2. Установить биологическую активность чернозема обыкновенного под влиянием приемов основной обработки;

3. Определить засоренность посевов сои при различных способах и глубинах обработки почвы;

4. Определить урожайность семян со» в зависимости от приема и глубины обработки почвы;

5. Провести оценку различных приемов основной обработки почвы в энерго-и ресурсосберегающем аспекте.

Научная новизна. Изучены и обоснованы энерго- и ресурсосберегающие способы и глубина основной обработки чернозема обыкновенного приазовской зоны Ростовской области на неорошаемых землях при возделывалии семян сои.

Установлены количественные показатели динамики физических свойств почвы, ее биологической активности и урожайности семян сои под влиянием различных способов и глубины основной обработки почвы.

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований установлен и предложен производству способ и глубина основной обработки чернозема обыкновенного приазовской зоны Ростовской области, обеспечивающий повышение урожайности семян сои, снижения энергетических и экономических затрат.

Обоснованность и достоверность полученных-результатов. Результаты подтверждены большим объёмом экспериментального материала и статистической обработкой данных.

Апробация работы я публикации. Основные положения диссертации доложены на аспирантских сессиях Донского ЗНИИСХ (2002, 2003, 2004 гг.), опубликованы в пяти печатных работах.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение результатов исследований проведены в ЗАО "Елкинекий" Багаевского района, Ростовской области.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложение производству, списка используемой литературы, включающего 219 наименований, в том числе 10 иностранных авторов. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы, 8 рисунков и 11 приложений.

Предметом защиты являются:

- влияние различных способов и глубины основной обработки на водно-физические свойства, засоренность посевов сои и биологическую активность чернозема обыкновенного;

• урожайность сои в зависимости от способов и глубины основной обработки почвы;

- биоэнергетическая и экономическая оценка различных способов и глубины основной обработки чернозема обыкновенного.

1. На основании литературных данных изложены вопросы воздействия основных обработок на структурно-агрегатный состав, водно-физические свойства и микробиологическую активность почвы. Влияния различных способов обработки почвы на засоренность посевов и урожайность сельскохозяйственных культур.

2. Условия н методика проведения исследований

Полевые исследования по изучению различных способов и глубины основной обработки почвы под сою проводили на полях лаборатории агрохимии и минерального питания растений ГИУ Донского зонального научно-исследовательского института сельского хозяйства (ГНУ ДЗНИИСХ) в 2002 - 2004 гг. Рельеф опытного участка выровненный, без уклонов и замкнутых понижений. Почва представлена чернозёмом обыкновенным среди емощным тяжел осу глинистым на лёссовидном суглинке. Содержание гумуса в пахотном слое — 3,93 %.

Обеспеченность минеральным азотом и подвижным фосфором низкая, обменным калием - средняя и повышенная.

Климат зоны проведения исследований - засушливый, умеренно - континентальный (Агроклиматические ресурсы Ростовской области, 1972). Средняя многолетняя годовая температура воздуха составляет 9,5°С, сумма температур воздуха выше 10"С - 3200-3400°С. Продолжительность теплого периода (периода с температурой выше 0°С) - 230-260 дней, безморозного-180-190. Вегетационный период сои 125-130 дней. Относительная влажность воздуха имеет ярко выраженный годовой ход. Наименьшие её значения отмечаются в июле - 50-60 %, минимальные в отдельные дни могут быть 25-30 % и ниже.

Метеорологические условия в годы проведения исследований складывались по-разному.

Первый год исследований характеризовался как наиболее засушливый, распределение осадков по месяцам неравномерное, общее количество их за период вегетации культуры было в 1,5 раза меньше средиемноголегних значений (табл. 1). В 2003 г. обильные осадки в фазу цветения и плодообразования культуры, превышающие среднемноголетнне данные в 3,5 раза, некоторое понижение температуры воздуха в этот период, уменьшая потери влаги на испарение, положительно влияли на формирование и налив бобов культуры. В 2004 г. сложились более благоприятные метеорологические условия за все годы исследований.

Таблица 1

Осадки (ТУ), мм. и температура воздухаДрвС_

Месяц Многолетние 2001-2002г. 2002-2003г. 2003-2004Г.

V/ | г V/ 1 г 1 1 V/ | 1

Сентябрь 39 16,2 79 16,4 36 19,1 19 15,8

Октябрь 29 9,2 24 7,8 119 9,2 65 10,4

Ноябрь 42 3,0 106 3,8 41 4.2 44 3,5

Декабрь 58 -1,4 125 -5,9 48 -8,3 66 -0,7

Январь 41 -4,4 52 -4,3 103 -2,3 118 0,3

Февраль 33 -3,8 41 2,7 94 3,0 161 -0,9

Март 29 1,3 50 5,7 53 -0,6 35 5,0

Апрель 40 10,5 61 10,0 22 8,1 23 9,5

Май 48 16,7 5 15,9 7 19,4 50 15,7

Июнь 62 20,8 59 20,2 52 18,5 101 19,2

Июль 45 23,2 5 23,7 160 21,6 64 23,1

Август 34 21,9 41 22,2 35 21,7 89 23,7

За год 500 9,5 648 9,9 770 9,5 835 10,4

За вегетацию сои 228 19.8 146 19,8 273 19,4 326 19,8

Примечание: за сентябрь 2004 г, ^ - 37 ми. 1-17,5

Опыт заложен в трехкратной поиторности. Размещение делянок решюмизи-рованиое, учетная площадь - 200 мг. Схема опыта представлена в таблице 2.

Предшественник сои - яровой ячмень, за два года до которого в севообороте проводилась глубокая отвальная обработка почвы. Основную обработку почвы под сою проводили согласно схеме опыта сразу после уборки предшественника. Весной до посева культуры - три культивации с боронован нем КПС 4.0+4БЗСС 1.0. Посев соя (сорт Веселовская 3) осуществляли сразу после предпосевной обработки в прогретую почву (15 - 16 °С) сеялкой СПЧ-6 на глубину 5 - 7 см с нормой 350 тыс.штУга всхожих семян. Затем почву прикатывали катками ЗВКГ-1.4. В целях борьбы с сорнякам» проводили боронование по всходам (легкой бороной БЗСС 1.0) и междурядную обработку культиватором KP Н-4.2. па глубину 6-7 см, а так же обработку посевов гербицидом Базагран (1,5 л/га).

Полевые исследования сопровождались изучением структурно-агрегатного состава по Н.И. Саввинову; плотности сложения пахотного слоя почвы методом режущих колец; количества водопрочных агрегатов на приборе И.М. Бакшеева; водопроницаемости методом трубок с переменным напором воды в течение 3-х часов (Вазюнина А.Ф., Корчагина З.А., 1973); биологической активности почвы по скорости разложения льняного полотна (Доспехов Б.Л. и др., 1987); определением степени засоренности посевов и видового состава сорняков количественно -весовым методом; б и алогической урожайности сои методом разбора снопового материала (Майсуряи H.A., 1970); учёт урожая зерна сплошным комбинировали-ем; качества сети сои по содержанию сырого протеина (N*6.25) и жира (ГОСТ 29033-91); биоэнергетическую оценку по «Методике биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства» (1983); экономическую оценку по «Методике определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализатора«!* предложений» (1984); математическую обработку опытных данных дисперсионным методом по Б.А. Доспехову (1985).

3. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ И ГЛУБИНЫ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ

3-1. Плотность сложения и структу рно-вгрегатный состав почвы

При осуществлении отвальной и плоскорезной обработки плотность почвы в слоях 0- 10, 10 —20 и 20-30 см в период посева сои существенно не различалась, несколько большие значения в слое 10 - 20 см получены при проведении обработки комбинированным агрегатом (табл. 2). Увеличение глубины отвальной и плоскорезной обработок с 14- 16 до 27-30 см способствовало разуплотнению слоев

Плотность сложения почвы при различных способах

Таблица 2

Варнак Способ обработки Глубина, см Посев 1 Уборка

слой почвы, см

0-Ю 10-20 20-30 0-10 10-20 20-30

1 Вспашка 14-16 1,14 1,17 1,24 из 1,32 1,30

2 Вспашка 20-22 1,15 1,16 1,23 1,29 1,30 1,30

3 Вспашка (контроль) 27-30 1,14 1,14 ио 1,29 1,30 1,29

4 Плоскорезная 14-16 1,14 1,17 1,25 1,28 1,29 1,30

5 Плоскорезная 20-22 1,14 1,16 1,23 1,28 1,31 1,29

6 Плос корезная 27-30 1,14 М5 1,22 1,27 1,31 1,29

7 Комбинированная 6-8 1,15 1,22 1,26 1,29 1,31 1,23

8 Комби н ированн а» 10-12 1,15 1,21 1,25 1,29 1,32 1,28

1 ^ Комбинированная 14-16 1,15 1,20 1,25 1 1,29 1,32 1,27

почэы ] 0 - 20 (! 20-30 см, соответственна - в слое 0 - 30см создавая более благоприятную плотность сложения (рис, I), На варианте с комбинированной обработкой на 14 - 16, 10 - 12 и б ~ 8 см данный показатель не изменялся. В целом на варианта* опыта плотность, почвы в слое 0 — 30 см находилась в оптимальных пределах для роста и развития культуры, колеблясь в пределах 1,16-1,21 г/см'.

г/см1

Вариант 1 - 9 - см. табл. 2 Рис. 1 Плотность сложения слоя почвы 0-30 см, г/см' {2002 — 2004 гг.)

За время вегетации сои плотность почвы возрастала, разница между обработками под действием климатических и антропогенных факторов постепенно сглаживалась. В большей степени повышение плотности происходило за счет увеличения ее в тех слоях, которые подвергались воздействию орудиями обработки и в начале вегетации были менее плотными.

Ко времени посева сои содержание агрономически ценных агрегатов (0,25 -10 мм) в слоях почвы 0- 10,10 — 20 и 20 — 30 см, независимо от способа и глубины обработки, мало различалось; 84,8 - 88,3; 83,6 - 88,0 и 82,1 - 87,4 % соответственно, т.е. разница равнялась всего 4-5 относительных процента. Используя шкалу оценки структурного состояния почвы, предложенную Долговым С.И. и Бахтиным П.У. (цитир, по Науменко Е.Г. и др., 2001), определено, что содержание агрегатов размером 0,25 - 10 мм на вариантах опыта характеризуется как отличное.

По коэффициенту структурности почвы выделилась вспашка, где этот показатель составил 6,7 — 7,1. Проведение плоскорезной обработки снижало его по сравнению с контролем (вспашка 27 - 30 см) на 11 -18 %, комбинированной - 21

- 25. В зависимости от глубины обработки почвы коэффициент структурности слоя почвы О - 30 см изменялся слабо. На варианте вспашки на глубину 14 — I б и 20 — 22 см он равнялся 6,7, при увеличении глубины до 27 — 30 см - 7,1 %. При углублении обрабатываемого слоя почвы плоскорезом с 14 - 16 до 27 - 30 см эти значения были 5,8 и 6,3, комбинированным агрегатом с 6 - 8 до 14 - 16 см - 5,3 и 5,6.

К уборке культуры по сравнению с посевным периодом содержание агрономически ценной н крупной фракций в слоях почвы 0—10, 10 - 20 и 20 - 30 см снижалось вследствие проведения уходных работ (боронование, культивация), деятельности корневой системы, выпадения осадков. В среднем уменьшение количества агрегатов крупностью 0,25 - 10 мм составило в слое почвы 0 - 10 см -3,5-5,3%; 10-20 см - 2,9 - 3,8 и 20 - 30 см - 0,9 - 2,7 %. Вместе с этим увеличивалась пылеватая фракция в результате разрушения комков размером >10 и 10 -0,25 мм. Коэффициент структурности слоя почвы О — 30 см между вариантами опыта не различался, составив 4,5 - 5,0, что значительно меньше, чем в начале вегетации сои.

Количество водопрочных агрегатов (более 0,25 мм) почвы в период посева культуры на вариантах опыта практически равнялись величинам одного порядка. Независимо от способа и глубины обработки, в слое почвы 0 — 10 см их имелось 82,2 - 87,0; 10 - 20 см - 82,0 - 87,3 и в слое 20 - 30 см - 85,8 - 88,1 %.

К концу вегетации сои данный показатель уменьшался: в слое 0 - 10 см на 7,1 — 7,3 абсолютных %, 10 - 20 см — 3,7 — 5,1 и меньше - в слое 20 — 30 см - на 2,1

— 2,8 %. Такое неодинаковое снижение количества водопрочных агрегатов по слоям почвы можно объяснить большим воздействием почвообрабатывающих орудий при проведении уходных работ на слой почвы 0 - 10 см и частично на 10 — 20 см.

3.2. Динамика доступной влаги н водопроницаемость почвы в зависимости от способа и глубины основной обработки

За время исследований влажность почвы в зависимости от влагообесгтеченно-сти года и в результате неравномерного распределения осадков по месяцам «меда различные значения.

3 засушливом 2002 г. нами установлено, что ко времени посева сои запасы доступной влаги а почве быпи вполне удовлетворительными (табл. 3). Увеличение глубины вспашки с 14— 16 до 27 - 30 см повышало количество доступной влаги в слое 0 - 30 см на 25, в слое О — 100 см - 13 %. 11а варианте плоскорезной обработки увеличение глубины обрабатываемого слоя почвы с 14 - 16 до 20 - 22 см способствовало повышению запаса доступной влаги в пахотном и метровом слое соответственно на 5 и 15 мм, или на 13 и 14 %. Дальнейшее углубление обработки от 20 - 22 до 27 — 30 см незначительно влияло на влажность почвы как в слое 0 — 30 см, так и 0 — ¡00см.

Различная глубина осуществления комбинированной обработки несущественно изменяла запасы доступной влаги в рассматриваемых слоях.

Таблица 3

Динамика доступной влаги в почве под соей, мм (2002 г.)

Способ обработки Глубина, см * Слой почвы, см Посев Цветение Уборка

Вспашка 14 — 16 0-30 0-100 35 106 3 43 17 34

Вспашка 20-22 0-30 0-100 44 119 ! 22 16 38

Вспашка (контроль) 27-30 0-30 0-100 47 122 0 13 П 29

Плоскорезная 14-16 0-30 0-100 38 108 0 50 11 27

Плоскорезная 20-22 0-30 0-100 43 123 1 35 14 23

Плоскорезная 27-30 о-зо 0-100 44 117 1 40 13 30

Комбинированная 6-8 0-30 0-100 40 120 3 56 12 30

Комбинирогаз тая 10-12 0-30 0-100 39 120 6 60 13 2&

Комбинированная 14-16 0-30 0-100 41 118 4 43 14 29

НСР05 фактор А (способ) НСРю фактор В (глубина)

0-10 0-100 0-30 0-100

Цветение сои происходило в крайне засушливых условиях. Осадков от посева до этого периода выпало в 2 раза меньше среднемесячной нормы, которые при высокой температуре воздуха практически сразу испарялись с говерхности почвы. Запасы маги в почве значительно снизились. В результате содержание доступной влаги в слое 0-30 см было близко к нулю вне зависимости от способа обработки, в метровом слое колебалось в широких пределах - от 13 до 60 мм. .

Увеличение глубины вспашки с 14 - 16 до 27 - 30 см снижало влажность метрового слоя почвы с 43 до 13 мм. По-видимому, повышение ее глубины обеспечивало более полное расходование влаги растениями из нижележащих горизонтов.

Плоскорезная обработка на глубину 20 — 22 и 27 - 30 см по сравнению с более мелкой снижала запасы влаги в слое почвы 0 - 100 см на 30 и 20 %. При комбинированной обработке на глубину 6 - 8 и 10 - 12 см этот показатель равнялся величинам одного порядка - 56 - 60 мм, 8 этом случае влага оставалось неиспользованной. Однако увеличение глубины обработки до 14 - 16 см уменьшало содержание влаги в почве на 23 - 28 %.

К уборке > рожая при проведении плоскорезной и комбинированной обработок запасы влаги в метровом слое колебались от 27 до 30 мм, в том числе в слое 0 -30 см - II — 14 мм. На варианте вспашки на 27 — 30 см остаточных запасов влаги в метровом слое столько же как и на выше приведенных вариантах, но при обработке на глубину 20-22 см они выше на 31, глубину 14 — 16 — на 17 %.

Начала вегетации культуры в 2003 г., совпало с крайне малым выпадением осадков (7 мм) и превышением температуры воздуха на 2,7 °С по сравнению нормой. Запасы доступной влаги в слое почвы О - 30 см в период посева сои на вариантах опьпа составили 25 — 37 мм (табл. 4). По сравнению с первым годом исследований этот показатель меньше при проведении вспашки на 14 - 27 %, плоскорезной - 21 - 27, комбинированной - на 22 — 39 %. На вариантах опыта влага в метровом слое почвы варьировалась от 102 до 119 мм, что несущественно отличалось от 2002 г.

От посева до фазы цветения сои количество выпавших осадков составило 219 мм, или в 1,4 раза больше среднем ноголетних показателей. Это несколько увеличивало запасы доступной влаги как в слое 0 — 30 см, так и в О - 100 см. Между вариантами опыта в слое 0-30 см они значительно не различались; в метровом слое почвы также были одинаковыми при проведении отвальной и плоскорезной обработок; при комбинированной - снижались в среднем па 7—12 мм. Таким образом, обильные осадки позволили растениям сои более пат но расходовать влагу и нивелировали ее содержание между различными вариантами.

К уборке запасы доступной влаги резко снизились - до 3 - 8 мм и слое почвы 0-30 см. В метровом слое при проведении отвальной и комбинированной обработки они уменьшились в 2,4 — 2,7 раза, еще больше - при плоскорезной обработке — в 3,4 - 3,8. Значительное снижение влажности почвы связано с потреблением ее растениями и малым выпадением осадков в этот период времени. С увеличением

глубины комбинированной обработки с б - 8 до 14 - 1 б см содержание в л ми в почве снизилось 46 до 42 мм, или на 9 %, При различной глубине плоскорезной н отвальной обработок существенных изменений по данному показателю не отмечено.

Таблица 4

Динамика доступной влаги в почве под соей, мм (2003 г.)

Способ обработки Глубина, см Слой почвы, см Посев Цветение Уборка

Вспашка 14-16 0-30 0-100 30 105 38 126 5 48

Вспашка 20-22 0-30 0-100 32 119 40 123 8 46

Вспашка (контроль) 27-30 0-30 0-100 37 117 39 123 6 48

Плоскорезная 14-16 0-30 0-100 30 102 39 121 8 36

Плоскорезная 20-22 0-30 0-100 34 П6 40 128 7 34

Плоскорезиая 27-30 0-30 0-100 32 106 36 128 7 36

Комбинированная 6-8 0-30 0-100 31 114 34 111 3 46

Ком оцифрованная 10-12 0-30 0-100 27 112 ' 34 Мб 4 44

Комбинированная 14-16 0-30 0-100 25 113 37 114 а

НСРм фамор А (способ НСРи! фактор О (глубина)

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

В посезной период 2004 г. на вариантах опыта запасы доступной плати в слое 0 - 30 см и 0 - 100 см мало отличались от предыдущих двух лет исследований и имели несколько меньшие величины при проведении комбинированной обработки наб-8и 10- 12 см (табл. 5).

Частые осадки, выпадающие от посева до фазы цветения сои, составили 215 мм, что на 60 мм, или на 39 % больше средне многолетней нормы. Доступной влаги в слое 0 — 30 см имелось 19 — 21 мм, в 0 - 100 - 79 - 84 мм, что существенно больше, чем » засушливом 2002 г., и меньше, чем в 2003 г. Значительное выпадение осадков сглаживало разницу в те количестве между способами основной обработки почвы.

К концу вегетации культуры запасы доступной влаги на вариантах опыта были наибольшими за все годы исследований: в слоях 0 - 30 н 0 - 100 см - 22 - 30

и 70 - 87 мм соответственно. На вариантах отвальной и комбинированной обработок эти запасы в метровом слое почвы с увеличением ее глубины снижались на 15 — 16 %;. на варианте плоскорезной обработки изменялись меньше - на б - 3 0 %.

Таблица 5

Динамика доступной влаги в почве под соей,'мм (2004 г.)__

Способ обработки Глубина, см Слой почвы, см Посев Цвете кие Уборка

Вспашка 14-16 0-30 0-100 37 112 20 80 30 87

Вспашка 20-22 0-30 0-100 40 114 20 79 26 79

Вспашка (контроль) 27-30 0-30 0-100 43 125 21 84 22 73

Плоскорезная 14-16 0-30 0-100 39 115 22 84 31 87

Плоскорезная 20-22 0-30 0-100 39 111 21 80 28 80

Плоскорезная 27-30 0-30 0-100 41 120 19 79 28 85

Комби и ирован к ая 6-8 0-30 0-100 36 104 19 83 26 82

Ком би н и ро ванная 10-12 0-30 0-100 36 111 21 79 30 78

Комбинированная 14-16 0-30 0-100 40 117 19 81 28 70

НСРо) фактор А (способ) НСРи фактор В (глубина)

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

Расход влаги на вариантах опыт за годы исследований существенно не различался и составлял 307 — 320 мм. По коэффициенту водопотребления выделилась отвальная обработка почвы, где расход влаги на 1 т семян был минимальным -3740 ~ 3890 м3/т. При проведении плоскорезной и комбинированной обработок в сравнении с контролем (вспашка 27 — 30 см) этот показатель повышался на 27 — 30 и 21 - 33 %, равняясь соответственно 4932 - 5046 и 5135 - 4733 м'/т. Различная глубина изучаемых обработок почвы существенно не изменяла коэффициент водопотребления, он был обратно пропорционален количеству сформированного сухого вешества семян сои.

Наибольшая водопроницаемость почвы (средняя за 3 часа наблюдений) была в период посева сои при осуществлении вспашки на глубину 27 — 30 см (табл. б). Проведение плоскорезной и комбинированной обработок на различную глубину по сравнению с контролем (вспашка 27 — 30 см) снижало ее на 18 - 33 и 40 - 49 % соответственно. Более высокие значения водопроницаемости отмечены при максимальной глубине всех видов обработок.

Таблица б

Водопроницаемость чернозема обыкновенного в зависимости от способа и глубины основной обработки, мм/мин (2002 — 2004 гг.)

Способ обработки Глубина, см Посев Уборка

Вспашка 14-16 0,75 0,41

Вспашка 20-22 0,75 0,51

Вспашка (контроль) 27-30 0,89 0,54

Плоскорезная 14-16 0,60 0,40

Плоскорезная 20-22 0,66 0,49

Плоскорезная 27-30 0,73 0,51

Комбин ировэн ная .6-8 0,45 0,25

Комби нированная 10-12 0,46 0,25

Комби н ирован ная 14-16 0,53 0,33

За время вегетации сои в результате выпадения атмосферных осадков и осуществлении уходных работ за посевами повысилась плотность почвы, что обусловило снижение ее водопроницаемости: при проведении отвальной обработки tía 32 - 45 %; плоскорезной - 26 - 33 и комбинированной - на 38 - 44 %. Корреляционная зависимость между этими признаками тесная г= -0,779 и может быть описана уравнением у = -2,43] 5* + 3,5432, где у - водопроницаемость, мм/мин., х — плотность почвы, г/см1. На всех вариантах опыта водопроницаемость достигала максимального значения при большей глубине обработки почвы.

3.3. Биологическая активность почвы при различных способах и глубине основной обработки

За время проведения исследований нами установлено, что биологическая активность почвы, определяемая по степени разложения льняного полотна, не зависела от способа и глубины основной обработки,

В засушливых условиях 2002 г., степень разложения льняного полотна в слое 0 — 30 см колебалась в пределах 71 — 78 %. В наиболее благоприятном 2004 г. благодаря частым и обильным осадкам, выпадающим на всем протяжении вегета-

цни культуры, она изменялась в диапазоне от 89 до 91 % и была на 12- 18% больше, чем за аналогичный период 2002 г.

4. ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ СОИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ И ГЛУБИНЕ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Обжее количество сорняков на вариантах опыта колебалось от 23 до 55 шт/м2 при наименьшем значения при проведении вспашки (табл. 7). По сравнению с нею шюскорезная обработка повышала засоренность в 1,2 - 1,5, комбинированная - 1,9 - 2,3 раза. Закономерности изменения численности сорняков от глубины обработки почвы не установлено. Большее число многолетней сорной растительности также наблюдалось при осуществлении комбинированной обработки - 4 - 9 штУм1, снижаясь при плоскорезной до 2 - 4, отвальной до - 1 шт./м .

Наименьшая сухая масса сорной растительности была при проведении отвальной обработки почвы - 2,1 — 2,3 (Ум2, на варианте плоскорезной обработки -большее 1,3-1,6. комбинированной-2,2-2,4 раза.

Среди многолетних сорняков имели большее распространение: вьюнок полевой и осот розовый (рис. 2). Однолетние растения представлены щирицей жминдовидной, горчицей полевой, амброзией полынполистной, марью белой и гречишкой вьюнковой. На вариантах опыта доминирующим видом была щирица жминдовидная, содержание которой от обшего количества сорной растительности при проведении вспашки равнялось 80 - 94, гшоскорезной - 76 - 83, комбинированной - 72 - 75 %, доля других сорняков -2-15%.

Таблица 7

Засоренность посевов сои (2003-2004 гг.) _

Способ обработки Глубина, см Количество сорных растений, штУм1 Воздушно-сухая масса сорняков, г/ м1

однолетних многолетних всего

Вспашка 14-16 25 1 26 2,3

Вспашка 20-22 22 I 23 2,1

Вспашка (контроль) 27-30 24 1 25 2,1

Плоскорезная 14-16 27 4 31 2,9

Плоскорезная 20-22 33 2 35 3,4

Плоскорезная 27-30 29 3 32 3,2

Комбинирован нал 6-8 51 4 55 5,0

Комби нкрован ная 10-12 47 6 53 5,0

Комби н ированная 14-16 39 9 48 4,8

вспашка, 14-16 см

вспашка, 20-22 см

плоскорезная, 14-16 см шюскюрезная, 20-22 см

вспашка, 27-30 см

плоскорезная, 27-30см

комбинированная, 6-8 см комбинированная, 10-12 см комбинированная 14-16 см

- горчица полевая • гречишка вьюнковая

- марь белая -осот разовый

Рис. 2 Доля различных видов сорняков в общем составе на посевах сои (2043-2004 гг.)

;-1 -шиоишжмишювидиая ША - щирииа запрокинутая ЕЭ - вьюнок полевой Г^Ч - амброзия пемьшншшетная

5. УРОЖАЙНОСТЬ, ЕЕ СТРУКТУРА И КАЧЕСТВО СЕМЯН СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА И ГЛУБИНЫ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Урожайность семян сои значительно колебалась по годам вследствие неодинаковых погодных условий, сложившихся в период вегетации культуры. В засушливых условиях 2002 г. урожайность сои сформирована очень низкая с большей величиной при проведении отвальной обработки почвы и увеличением ее глубины с 14 — 16 до 27 - 30 см - 0,69 т/га (табл. 8). На варианте с плоскорезной и комбинированной обработками по сравнению с контролем (вспашка 27 — 30 см) она снижалась на 46 - 48 и 41 - 48 % соответственно. Можно предположить, что осуществление вспашки положительно повлияло на использование растениями влаги из нижележащих горизонтов в засушливый период середины лета и тем самым способствовало повышению урожайности сои.

Таблица 8

Урожайность сои в зависимости от способа основной

_обработки и ее глубины, т/га.__

Способ обработки Глубина, см Урожайность, т/га Прибавка к контролю средняя, %

2002 2003 2004 средняя

Вспашка 14-16 0,61 1,07 1,22 0,97 -1

Вспашка 20-22 0,66 1,00 1,26 0,97 -1

Вспашка (контроль) 27-30 0,69 0,96 1,30 0,98 -

Плоскорезная 14-16 0,36 0,98 1,25 0,86 -12

Плоскорезная 20-22 0,37 1,04 1,21 0,87 -И

Плоскорезная 27-30 0,36 0,98 1,22 0,85 -13

Комби нированкая 6-8 0,36 0,94 1,12 0,81 -17

Комби нирован ная 10-12 0,37 0,96 1,11 0,81 -17

Комби нированная 14-16 0,41 1,03 1,22 0,89 -9

НСРюфактор А (способ) 0,01 0,01 0,01

фактор В (глубина) 0,02 0.02 0,01

фактор АВ (взаимодействие) 0,03 0,04 0,03

Изменение глубины обрабатываемого слоя почвы при осуществлении плоскорезной обработки не сказалось на урожайности сои. На варианте комбинированной обработки на глубину б - 8 и 10 - 12 см данный показатель составлял 0,36 - 0,37 т/га, дальнейшее увеличение глубины до 14 - 16 см повышало урожайность на 14%.

В 2003 г, метеорологические условия в период посева сои были аналогичны первому году исследований, но в фазе цветения а плодообразования растений сои

обильные осадки, превышающие среднемноголетние показатели в 3,5 раза, положительно влияли на формирование урожайности культуры. В таких условиях она на вариантах с различными способами обработки почвы находилась в пределах 0,94 — 1,07 т/га. Математически достоверно большие ее значения получены на вариантах с отвальной и комбинированной обработками почвы на глубину 14 - 16 см (соответственно 1,07 и 1,03 т/га), плоскорезной - на 20 - 22 см (1,04 т/га). Между остальными вариантами различие в урожайности несущественно. Большое количество осадков, выпавшее в критическую фазу развития растений, как уже отмечали, бдаюпряятно отразилось на урожайности сон н снивелировало разницу между вариантами опыта.

В 2004 г. растения сои, используя хорошие метеорологические условия, которые складывались на протяжении всего периода вегетации, сформировали большую урожайность за все годы исследований — 1,11 — 1,30 т/га. Несколько выше оказался се уровень при осуществлении вспашки на глубину 27 - 30 см (контроль)- 1,30 т/га, самый низкий - агрегатом АКВ-4М на глубину б - 8 и Ю - 12 см —1,11 - 1,12т/га.

Увеличение глубины вспашки с 14—16 до 27 - 30 см обеспечило достоверную прибавку урожайности сои на 0,08 т/га. На вариантах с плоскорезной обработкой она была практически одинаковой - 1,21 - 1,25 т/га. Осуществление комбинированной обработки на глубину 14 - 16 см повысило по сравнению с более мелкими ее глубинами урожайность сок на 10 %. Меньшая урожайность, полученная на вариантах комбинированной обработки на небольшие глубины, связана, по-видимому а основном с большей засоренностью посевов сои, меньшей водопроницаемостью и большим показателем плотности почвы.

В среднем за годы исследований большая урожайность сои сформирована при проведении вспашки — 0,97 — 0,98 т/га. На варианте плоскорезной обработки она меньше, чем на контроле (вепшикз 27 - 30 см), па 0,11 - 0,13, при комбинированной -на 0,09 -0,17 т/га. Более низкая урожайность сои, полученная на варианте с плоскорез!юй и комбинированной обработкой, как уже отмечали, в основном связана с меньшей водопроницаемостью почвы и илагообеспеченностъю в сухой год, более высокой засоренностью посевов. Отсутствие различия в урожайности между глубинами обработок, по-видимому, явилось следствием проявления последействия ранее проводимой глубокой основной обработки почвы в севообороте (см. методику опыта).

Формирование различной по величине биологической урожайности сои в большей степени зависело от количества бобов на одном растении. В засушливых условиях большее количество бобов имелось на варианте вспашки с тенденцией увеличения ее глубины с 14 - 16 до 27 - 30 см - 19,1 -21,5 ш г./раст., это связано с более полным использованием доступной влаги в критический период роста и развития культуры. На варианте плоскорезной обработки их количество колебалось в пределах 13,0 - 14,6 штУраст., комбинированной - 13,1 — 15,3 штУраст, Число семян в бобе на вариантах опыта находилась в пределах 1,2 - 1,3 шт. Законо-

мерности изменения данного показателя от способа и глубины обработки почвы не установлено. Равнялась величинам одного порядка - 130,8 - 134,0 г также масса (ООО семян.

В благоприятные по метеорологическим условиям годы число бобов, сформированных одним растением, увеличивалось на вариантах опыта до 23,7 - 26,5 Шг7раст,(2003 г.); 22,9-26,3 штУраст. (2004 г). Число семян в бобе в эти годы исследований, независимо от способа обработки, достигало 1,9 и 1,6 шт. соответственно. Масса 1000 шт., существенно не изменяясь между вариантами опыта, варьировала в пределах: в 2003 г. - 146,0 - 148,5 г.; в 2004 г. -144,6-145,8 г.

За время проведения исследований сырого протеина в семенах сои больше содержалось при проведении вспашки - 33,3 — 33,6 %_ На варианте плоскорезной и комбинированной обработок по сравнению с контролем (вспашка 27 - 30 см), данный показатель снижался на 1 — 1,5 и 1,4 — 2,1 абсолютных %. Различные способы и глубина основной обработки почвы не влияли на содержание жира в семенах сои, оно составило 20,2 - 21,0 %.

По выходу протеина и жира выделилась отвальная обработка почвы, где эти значения были максимальными - 0,32 - 0,33 и 0,20 т/га соответственно. Проведение плоскорезкой обработки по сравнению с контролем снижало количество собираемого протеина на 15 - 18 %, комбинированной - 14 - 24 %. По сбору жира плоскорезная и комбинированная обработка находились на одном уровне - 0,17 -0,18 т/га, что на Ю - 15 % меньше, чем на варианте вспашки,

б. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

6.1. Биоэнергетическая эффективность возделывания сон

Большие затраты совокупной энергии получены на варианте отвальной обработки - 9,78 -11,72 ГДя/га, несколько меньшие - при проведении плоскорезной - 9,41 — 11,17 ГДж/га (табл. 9). Осуществление обработки почвы комбинированным агрегатом, хотя и выполнялось на более мелкую глубину, привело к некоторому увеличению затрат энергии, что можно объяснить большей его энергоемкостью и агрегатированием с более мощным трактором. Увеличение глубины обрабатываемого слоя почвы вие зависимости от способа обработки повышало затраты энергии вследствие большего расхода горюче-смазочных материалов.

Совокупный сбор общей энергии зависел от урожайности сои. Более высокое его значение получено на варианте отвальной обработки с тенденцией увеличения ее глубины с 14- 16 до 27 - 30 см - 38,16 - 38,69 ГДж/га. Проведение плоскорезной и комбинированной обработки снижало сбор общей энергии на 11 - 12 и 9 - 18 % соответственно.

Таблица 9

Биоэнергетическая эффективность различных способов основной обработки поч-_вы при возделывании сои (2002 — 2004 гг.)

Способ обработки Глубина, см Урожай ность, т/га Затраты совокупной энергии ГДж/га Совокупный сбор общей энергии, ГДж/га Коэффициент энергетической эффективности

Вспашка 14-16 0,97 9,78 38,16 3,9

Вспашка 20-22 0,97 10,31 38.16 3,8

Вспашка (контроль) 27-30 0,98 11,72 38,69 3,3

Плоскорезкая 14-16 0,86 9,41 33,86 3,6

Плоско резная 20-22 0,87 10,07 34,23 3,4

Плоскорезная 27-30 0,85 11,17 33,50 3,0

Комби н и рован н ая 6-8 0,81 9.66 31,89 3.3

Комбинированная 10-12 0,81 10,29 31,89 3,1

Ко мби ниро ван нал 14-16 0,89 10,97 35,10 3,2

Больший коэффициент энергетической эффективности имел место при осуществлении отвальной обработки на глубину 14 - 16 см - 3,9, наименьший -при плоскорезной на глубину 27 — 30 см — 3,0. Увеличение глубины отвальной и плоскорезной обработки с 14 - 16 до 27-30 см снижало коэффициент энергетической эффективности на 15 и 17 % соответственно. Различная глубина комбинированной обработки существенно не влияла на данный показатель.

6.2. Экономическая эффективность различных способов обработки почвы при возделывании сон

Производственные затраты на один гектар возделывания сои, рассчитанные нами по технологическим картам в ценах 2004 г., были максимальными на варианте отвальной обработки на глубину 27-30 см-3419 руб./га (табл. 10). Плоскорезная обработка на такую же глубину, что и отвальная, несколько снижала данный показатель. Это объясняется меньшим расходом горючего на единицу обрабатываемой площади и более высокой нормой выработки.

При осуществлении обработки почвы комбинированным агрегатом производственные затраты по сравнению с плоскорезной были выше и увеличивались с углублением обрабатываемого слоя почвы в результате использования более мошного трактора и соответственно увеличения расхода горюче-смазочных материалов и амортизационных отчислений.

Таблица 10

Экономическая эффективность возделывания сои (2002-2004 гг.)

Вари ан Урожайность, т/га Производственные затраты, руб./га Себестоимость продукции, р\б.Лг. Стоимость продукции, руб./га Условно-чистый доход руб./га Уровень рентабельности, %

1 0,97 2880 2969 7760 4880 169

2 0,97 3029 3123 7760 4731 156

3 0,98 3419 3489 7840 4421 129

4 0,86 2810 3267 6880 4070 145

5 0,87 3006 3455 6960 3954 132

6 0,85 3322 3908 6800 3478 105

7 0,81 2877 3552 6480 3603 125

8 0,81 3066 3785 6480 3414 Ш

9 0,89 3251 3653 7120 3869 119

Примечание: вариант 1-9 см. табл. 2; стоимость реалнзаиии сои 8 тыс. руб./т

Большая урожайность сои, сформированная при проведении вспашки определила, меньшую себестоимость продукции - 2969 - 3489 руб./т. Проведение плоскорезной обработки на ту же глубину, повышало ее по сравнению со вспашкой на 298 - 419 рубЛ. При проведении комбинированной обработки по сравнению с контролем (вспашка 27 - 30 см) этот показатель был выше на 63 - 296 рубЛ.

По уровню рентабельности выделилась вспашка на глубину 14- 16 см, где он был максимальным, при осуществлении плоскорезной и комбинированной обработки данный показатель был значительно ниже.

Увеличение глубины вспашки и плоскорезной обработки с 14 - 16 до 27 -30 см снижало рентабельность - на 40, На варианте комбинированной обработки большее значение данного показателя получено на глубину 6 - 8 см - 125 %, при глубине 10- 12 и 14- 16 см он несколько и иже.

ВЫВОДЫ

1. Плотность почвы при проведении вспашки и плоскорезной обработок существенно не различалась, несколько большая величина получена на варианте комбинированной обработки. Отвальная и плоскорезная обработка с увеличением глубины с 14- 16 до 27-30 см в период посева, не влияя на плотность сложения в слое почвы 0-10 см, способствовала разуплотнению слоев 10 - 20 и 20 — 30 см, создавая более благоприятные условия для роста и развития культуры. Комбинированная обработка данный показатель в этих слоях не изменяла. В слое 0 - 30 см

на вариантах опыта плотность петы находилась в оптимальных значениях 1,16 -1,20 г/см'.

2. За время вегетации сои плотность почвы возрастала, разница в ее величине между обработками пса действием климатических и антропогенных факторов сглаживалась. В большей степени это происходило за счет увеличения ее в тех слоях, которые в начале вегетации были менее плотными.

3. Различные способы и глубины основной обработки чернозема обыкновенного под сою не оказали существенного влияния на структурно-агрегатный состав почвы в слоях 0 — 10, 10 — 20 и 20 — 30 см, имеющих высокий показатель содержания агрономически ценных агрегатов (0,25 — 10 мм) - 83,1 - 88,3 % и водопрочных агрегатов (более 0,25 мм) - 82,0 - 88,1 %. Проведение работ по уходу за посевами, как и возделывание самой культуры, несколько снижали эти показатели к концу вегетации, оставляя их на оптимальном уровне, что свидетельствует об устойчивом сложении пахотного слоя этого типа и подтипа почвы.

4. В период посева сои отмечена тенденция к лучшей влапюбеспеченности при глубокой отвальной обработке почвы. При осуществлен и и плоскорезной и комбинированной обработок на различную глубину запасы доступной влаги в почве несхолько ниже. К уборке сои они по отношению с посевным периодом, как правило, снижались, а различие между вариантами опыта нивелировалось.

5. Коэффициент водопотребления зависел от величины сформированной сухим веществом ссмян сои, наиболее четко это проявилось в засушливых условиях, где более «экономной» была отвальная обработка почвы. Во влагообеспсченные годы коэффициент водопотребления на вариантах опыта различался мало.

6. Наибольшая водопроницаемость почвы отмечена на варианте вспашки -0,75 - 0,89 мм/мин., наименьшая — при комбинированной обработке — 0,45 — 0,53 мм/мин., плоскорсзная занимала промежуточное положение. Увеличение глубины обрабатываемого слоя повышало ее на - 18 - 22 %. К уборке сои водопропускная способность почвы снижалась, различие между вариантами несколько сглаживалось, однако приоритет оставался за более глубокими обработками.

7. Отвальная, плоскорезная и комбинированная обработки почвы не оказали существенного влияния на видовой состав сорной растительности, однако при проведении вспашки общее количество сорных растений по сравнению с безотвальными способами были меньше в 1,2 - 2,3 раза. Изменение глубины обработок практически не влияло на обшую засоренность посевов.

8. Большая урожайность сои в среднем за 2002 - 2004 гг. получена на варианте вспашки на глубину 27 - 30 см - 0,98 т/га, несущественно меньше при глубине 14 - 16 и 20 - 22 см - 0,97 т/га. Проведение плоскорезной и комбинированной обработок па различную глубину по сравнению со вспашкой на 27 - 30 см (контроль) снижала ее на 11 - 13 и 9 — 17 % соответственно.

9. Наиболее эффективным способом основной обработки почвы под сою являлась вспашка на глубину 14 - 16 и 20-2? см, при которой коэффициент энергетической эффективности равнялся 3,9 и 3,8, уровень рентабельности - 169 и 156 %.

На остальных вариантах опыта с плоскорезной и комбинированной обработками составили 3,0 — 3,6 и 105 - 145 % соответственно.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

При возделывании сои в Ростовской области в качестве основной обработки чернозема обыкновенного рекомендуется вспашка почвы на глубину 20 — 22 или даже 14 — 16 см, обеспечивающая большую урожайность, биоэнергетическую и экономическую эффективность.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ермоленко В.П. Разработать научные основы систем обработки почвы, удобрения и рационального использования деградированных земель в агроландшафтах для основных природно-сельскохозяйстзенных зон России/ В.П. Ермоленко, Б.В. Полуэктов, М.А. Балахонский, Д.Б. Латария, В.Б. Козлов и дрУ/ Науч,-техн. бюлл. по проблеме «Оптимизация агроландшафтов и адаптивно-ландшафтных систем земледелия»: ВНИИЗиЗПЭ №2(71). Курск, 2003. - С 8990.

2. Козлов В.Б. Влияние различных способов и глубины основной обработки на урожайность сои / В.Б. Козлов //Сборник научных трудов аспирантов. - Ростов-н/Д, 2004. - С. 9.

3. Козлов В.Б. Влияние способа и глубины обработки почвы на динамику водного режима под посевами сои / В.Б. Козлов //Сборник научных трудов аспирантов. - Ростов-н/Д 2004. - С. 43.

4. Козлов В.Б. Урожайность сои в зависимости от различных способов подготовки почв / В.Б. Козлов // Стратегия развития АПК: технологии, экономика, переработка, управление. Т. 2. - п. ПерсиановскиЙ, 2004. - С. 108.

5. Козлов В.Б. Биоэнергетическая н экономическая оценка различных способов основной обработки почвы при возделывании сои / В.Б. Козлов //Сборник научных трудов аспирантов. - Новочеркасск, 2005. - С. 52.

Козлов Виталий Борисович

СПОСОБЫ И ГЛУБИНА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СОИ

Автореферат

Подписано в печать 11.05,05, Формат 60*84Бумага офсетная. Плоская печать (риюграф). Печ.л. 1. Тираж 100 экз.ЗаказбОЗ.

Типография ЮРГТУ (НПИ) 346428, г, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132 Тел,, факс (863-52) 5-53-03. E-mail: typographv@rmvocli.ru

IM 0879