Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Способы обработки почвы и удобрения под сою, возделываемую в зернопропашном севообороте Центрального Черноземья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Способы обработки почвы и удобрения под сою, возделываемую в зернопропашном севообороте Центрального Черноземья"

На правое рукописи

КРУГЛИКОВ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЯ ПОД СОЮ, ВОЗДЕЛЫВАЕМУЮ В ЗЕРНОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Курск-2012

005046170

005046170

Работа выполнена на кафедре почвоведения, агрохимии и земледелия в ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

Научный руководитель: Официальные оппонеты:

докшр сельскохозяйственных наук, профессор Беседин Николай Васильевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заместитель директора по науке Курского НИИ АПП

Лазарев Владимир Иванович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры земледелия и агрохимии Белгородской ГСХА

Ступаков Алексей Григорьевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии

Защита состоится « 25 » мая 2012 г. в «10» часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских работ Д 220.040.01 при ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И.Иванова» по адресу: 305021, г. Курск, ул. КМаркса,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И.Иванова.

Автореферат разослан 2012 г. и размещен

на сайтах www.kgsha.ru и referat_vak@mon.gov.ru

Ученый секретарь диссертационного совета доктор с.-х. наук, профессор

?

Э.В. Засорина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. Актуальность темы. В последние годы в Курской области и в других областях ЦЧР осуществляется обширная программа по увеличению отечественного производства продуктов животноводства. Одним из способов решения кормовой проблемы является расширение посевов зернобобовых культур, в том числе сои. Являясь продовольственной, технической и кормовой культурой, соя не имеет себе равных по универсальности использования и важности в решении белковой проблемы. В связи с этим в последнее время площади посева этой важной сельскохозяйственной культуры постоянно расширяются. В Курской области посевные площади сои в 2011 году составили 36 тыс. га. Это требует внедрения в производство современных, ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий возделывания сои. Важнейшими элементами таких технологий являются: использование районированных скороспелых, высокопродуктивных сортов, внедрение эффективных систем защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, удобрения и ресурсосберегающих способов обработки почвы.

В этой связи возникает острая потребность в разработке научно обоснованных систем обработки почвы и удобрений, адаптированных к зональным почвенно-климатическим условиям каждого хозяйства.

Работа по изучению эффективности различных способов обработки почвы и удобрений под сою является частью тематического плана КГСХА: Научные основы сохранения и повышения плодородия почв при сельскохозяйственном использовании (на примере хозяйств Курской области).

Цель и задачи исследования. Целью исследования являлось определение эффективности влияния различных способов основной обработки почвы и удобрений, вносимых под сою, на урожайность, качество зерна и плодородие темно-серой лесной почвы.

Исследования предусматривали решение следующих задач:

1. Установить влияние способов основной обработки и удобрений на физические свойства и питательный режим серой лесной почвы.

2. Определить количество, видовой состав и массу сорной растительности под влиянием способов основной обработки почвы и удобрений.

3. Оценить действие способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность, качество зерна сои, а также азотфиксирующую способность культуры.

4. Определить наиболее экономически и энергетически эффективные способы обработки почвы и дозы удобрений при возделывании сои.

Научная новизна. Впервые для условий Курской области на темно-серой лесной почве проведена комплексная оценка влияния способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность и качество зерна сои, агрофизические свойства темно-серой лесной почвы, водный, питательный режим, азотфиксирующую способность.

Практическая значимость работы. Возделывание сои позволит получать высококачественную белковую продукцию и решить проблему частичного обеспечения почвы азотом, что в условиях недостатка и дороговизны минеральных удобрений является важной задачей. Разработанные технологии могут стать основой для научно обоснованной системы земледелия Курской области на перспективу с последующим внедрением в хозяйствах с различной материально-технической базой.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на заседаниях кафедры земледелия, научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И.Иванова», международных научно-практических конференциях в 2011-2012 годах. По материалам исследований опубликовано 5 печатных работ, в том числе 3 в ведущих рецензируемых изданиях.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста и состоит из введения, семи глав, 22 таблиц, 20 рисунков, выводов, предложений производству и списка литературы, включающего 246 источников, в том числе 16 на иностранных языках.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на агрофизические свойства темно-серой лесной почвы, водный, питательный режим, азотфиксирующую способность сои.

2. Засоренность посевов сои в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений.

3. Урожайность, структура урожая и качество зерна сои в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений.

4. Экономическая и биоэнергетическая эффективность способов основной обработки темно-серой лесной почвы и удобрений при возделывании сои.

Производственная проверка, подтверждённая актом внедрения, проведена в 2011 году в ООО «Обоянское агрообъединение» Обоянского района Курской области на площади 200 га.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 2. Программа и методика проведения исследований

Изучение влияния способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность и качество зерна сои проводилось на кафедре земледелия Курской ГСХА, а полевые опыты закладывались в ООО «АгросХлебо-роб» Медвенского района Курской области в 2009-2011 гг. в севообороте со следующим чередованием культур: 1.Однолетние травы (вико-овес), 2. Озимая пшеница, 3. Соя, 4. Кукуруза на зерно.

Изучали четыре способа основной обработки почвы (фактор А):

Вспашка на глубину 25-27 см плугом ПЛН-5-35, которой предшествовало дисковое лущение на 6-8 см.

Чизельная обработка, проводилась на глубину 25-27 см плугом типа ЧКУ-4,0, которой предшествовало дисковое лущение на 6-8 см.

Плоскорезная обработка, проводилась на глубину 25-27 см плоскорезом АПК-3, которой предшествовало дисковое лущение на 6-8 см.

Поверхностная обработка «Дискатором» БДТМ-ЗП на глубину

10-12СМ.

Эффективность различных способов основной обработки почвы изучалась на трех фонах удобренности (фактор В):

- Контроль, без внесения удобрений;

- Расчетная доза минеральных удобрений на планируемую урожайность (20 ц/га) - NeoPeoIQo;

- Расчетная доза минеральных удобрений на планируемую урожайность (30 ц/га) - N90P90K90.

Минеральные удобрения (нитрофоска) вносили вручную по делянкам согласно схеме опыта с осени под основную обработку почвы.

Повторность в опыте - трехкратная. Расположение делянок систематическое, размер посевной площади делянки - 189 м2 (5,4 х 35), учетная площадь - 100м (4 х 25).

Технология возделывания сои соответствовала рекомендованной для хозяйств Центрально-Черноземного региона. В опыте использовался ультраскороспелый сорт сои Ланцетная.

Уборка проводилась самоходными комбайнами "Сампо-500" прямым комбайнированием. Пересчет урожая проводили на 100%-ную чистоту и 14%-ную влажность зерна.

В ходе исследований были проведены следующие наблюдения, учёты и анализы согласно общепринятым методикам:

- Фенологические наблюдения за прохождением основных фаз роста и развития сои - глазомерно по всем вариантам опыта в двух несмежных повторениях.

1. Влажность почвы - термостатно-весовым методом до глубины 100 см по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-50, 50-70, 70-100 см. Сроки отбора: перед посевом и уборкой.

2. Плотность почвы определяли методом режущего кольца на глубину до 40 см по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 см перед посевом и уборкой (Доспехов Б.А., 1987).

3. Определение структуры почвенных агрегатов проводили путём отбора почвенных образцов перед уборкой сои по слоям 0-10, 10-20, 20-40 см с последующим просеиванием через набор сиг по методу Н.И. Саввинова.

4. Питательный режим почвы - перед посевом и уборкой, для чего отбирали почвенные образцы на глубину до 100 см по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-50, 50-70, 70-100 см по вариантам опыта в двух несмежных по-

вторениях. Средний образец состоял из пяти индивидуальных проб, взятых посредине делянки на равном удалении друг от друга. Анализ почвы проводили по следующим показателям:

- нитратный азот - ионометрическим методом в модификации ЦИ-НАО, ГОСТ 26951-86, подвижные фосфор и калий (глубина 0-30 см) - по Чирикову в модификации ЦИНАО, ГОСТ-26204-91;

- засорённость посевов сои - на постоянных учётных площадках размером 0,25 м2 в три срока в четырёхкратной повторности в двух несмежных повторениях количественно-весовым методом;

- азотфиксирующую способность сои определяли методом сравнения с небобовой культурой (Трепачёв Е.П., 1981);

- массу корневых остатков определяли методом отбора проб почвенным буром диаметром 8см по слоям 0-10, 10-20, 20-30 см в трёхкратной повторности в двух несмежных повторениях с последующей отмывкой в воде на сите с диаметром ячеек 0,25 мм (Доспехов Б.А., 1987).

В растительных образцах (в зерне и соломе), отобранных во время уборки, определяли следующие показатели: азот (ГОСТ 13496.4-93), фосфор - фотометрическим методом (ГОСТ 26657-97), калий - пламенно-фотометрическим методом (ГОСТ 30504-97), нитраты - ионометрическим методом (ГОСТ 13496.19-93), сырой протеин - расчётным методом. Образцы отбирали в тех же точках и по тем же вариантам, по которым вели наблюдение за питательным режимом почвы.

Экономическую эффективность рассчитывали по технологическим картам и существующим расценкам на сельскохозяйственную продукцию.

Энергетическую оценку - в соответствии с методическими рекомендациями (Методика ресурсно-экологической эффективности..., 1999).

Полученные экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа на ПК. Оценка существенности разности выборочных средних величин определялась по критерию Фишера (Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. Изменение агрофизических свойств почвы в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений

3.1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на запасы продуктивной влаги и водопотребление сои

Наблюдения за режимом влажности почвы под соей в течение 20092011 годов показали, что влагообеспеченность сои в большей степени зависела от погодных условий и в меньшей от способов основной обработки почвы и уровня удобрений (табл. 1).

Таблица 1 - Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на запасы доступной влаги в почве перед посевом сои, 2009-2011 гг.

Уровень удоб-ренности Слой почвы, см Запасы доступной влаги в почве (мм)

вспашка чизельная плоскорезная поверхностная

Без удобрений 0-20 33,0 34,4 34,6 35,4

0-40 53,5 56,9 56,8 56,7

0-100 132,7 135,7 135,9 140,8

NMPüoIQO 0-20 33,3 34,9 35,3 35,8

0-40 55,9 57,4 57,3 57,2

0-100 133,3 137,0 137,4 141,1

N90P90K90 0-20 34,0 35,4 35,6 36,4

0-40 56,2 58,6 58,8 58,1

0-100 134,6 139,7 139,9 142,1

Более высокие запасы доступной влаги в метровом слое почвы перед посевом сои были отмечены в 2009 году, что связано с более высоким количеством осадков, выпавших в апреле-мае (65,4 мм при средней многолетней сумме за этот период, равной 85 мм. Самые низкие - в 2010 (сумма осадков, выпавших в апреле-мае, составила 43,0 мм, или 50,6% нормы).

Существенное влияние на влагообеспеченность посевов сои оказывали способы основной обработки почвы. Более высокие запасы доступной влаги перед посевом сои обеспечивали способы основной обработки почвы без оборота пласта. В среднем за три года исследований запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см по вспашке составили 33,0 мм. Безотвальные способы основной обработки почвы способствовали увеличению запасов доступной влаги: чизельная - на 1,4 мм (34,4); плоскорезная - на 1,6 мм (34,6); поверхностная - на 2,4 мм (35,4). Внесение минеральных удобрений создавало более благоприятный водный режим под посевами сои.

Ко времени уборки сои запасы влаги в метровом слое почвы выравнивались по всем вариантам и были минимальными, иногда (2010 г.) достигая влажности устойчивого завядания.

Обобщающим показателем суммарного водопотребления, определяющим эффективность использования влаги, является коэффициент водопотребления, который характеризует потребность культур в воде для образования единицы сухого вещества. В наших опытах этот показатель существенно варьировал в зависимости от способа основной обработки почвы и величины урожая сои (рис. 1).

Как показали результаты наших исследований, наиболее продуктивно влагу использовали растения сои, возделываемой по вспашке. Расход воды в вариантах без внесения удобрений составил по вспашке - 499 мм/т, по чизельной обработке - 617 мм/т, по плоскорезной обработке - 621 мм/т, по поверхностной обработке - 647 мм/т.

Вспашка Чизальная Плоскоразная Поверхностная

1®Бвэ удобрений ш Внесение ЫРКбО О Внесенив ЫРК90 )

Рис.1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на коэффициент водопотребления сои

Применение минеральных удобрений снижало величину изучаемого показателя по вспашке - до 420-448 мм/т, по чизельной обработке - до 457-486 мм/т, по плоскорезной обработке до 463-493 мм/т и по поверхностной - до 490-519 мм/т.

3.2. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на плотность сложения темно-серой лесной почвы

Плотность сложения обрабатываемого слоя почвы в вариантах опыта была в пределах оптимальных значений, характерных для темно-серых лесных почв, и зависела от способа основной обработки и уровня удоб-ренности. Способы основной обработки почвы без оборота пласта приводили к уплотнению верхнего горизонта почвы, так плотность сложения 0-10 см слоя почвы в вариантах с чизельной и плоскорезной обработками составила 1,18 г/см3, с поверхностной - 1,19 г/см3 при плотности сложения по вспашке, равной 1,17 г/см3.

Чизельная и плоскорезная обработки способствовали равномерному увеличению плотности сложения с глубиной: 0-10 см -1,18 г/см3; 10-20 см - 1,20-1,21 г/см3; 20-30 см - 1,21 г/см . При поверхностной обработке наблюдалась обратная картина - с глубиной плотность сложения имела тенденцию к снижению: - 1,19 ->1,19->1,18->1,18 г/см3.

Изменение плотности почвы с глубиной в варианте со вспашкой имело несколько иной характер. Плотность верхних горизонтов (0-10, 10-20 см) была несколько ниже, чем при других способах обработки и составила 1,17-1,19 г/см3, на глубине 20-30 см она повышалась до 1,24 г/см3, а затем, на глубине 30-40 см опять снижалась до 1,19 г/см3, то есть при вспашке имело место образование «плужной подошвы» на глубине 20-30 см (рис. 2).

Вспашка Чизмьнм Плоскорозная Поверхностная

| В 0-10 см ■ 1Р-20 см а 20-30 см а 30-40 см]

Рис. 2. Влияние способов основной обработки почвы на плотность сложения пахотного горизонта серой лесной почвы

4. Питательный режим почвы под соей в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений 4.1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на содержание нитратного азота в почве

Наблюдения за изменениями нитратного азота проводились в 0-30 см слое почвы перед посевом, в период бутонизации и перед уборкой сои. В результате исследований установлено, что содержание нитратного азота находилось в прямой зависимости от влагообеспеченности почвы. Корреляционный анализ зависимости между содержанием доступной влаги и запасами азота в среднем за годы исследований показал на наличие прямой тесной связи между этими показателями, выражающейся коэффициентами корреляции, равными 0,77- 0,80.

Таблица 2 - Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на содержание нитратного азота в почве, 2009-2011 гг.

Уровень удобрен-ности Сроки взятия образцов Содержание нитратного азота, мг/кг

вспашка чизель-ная плоскорезная поверхностная

Без удобрений посев 13,6 14,2 14,0 13,9

бутонизация 36,7 37,6 37,2 37,0

уборка 11,3 11,7 11,8 11,3

^оРбоКбо посев 17,7 1,80 17,8 17,6

бутонизация 45,4 46,6 46,1 45,7

уборка 12,6 12,8 12,7 12,4

посев 21,7 22,1 21,9 21,7

бутонизация 55,8 56,3 56,1 55,9

уборка 12,8 13,0 12,9 12,8

В среднем за три года исследований содержание нитратного азота перед посевом сои в слое почвы 0-40 см по вспашке составило 13,6 мг/кг. Безотвальные способы основной обработки почвы способствовали увеличению содержания нитратного азота: чизельная - на 0,6 мг/кг (14,2); плоскорезная - на 0,4 мг/кг (14,0); поверхностная - на 0,3 мг/кг (13,9).

Внесение минеральных удобрений в дозе ^оРбоКбо увеличивало содержание нитратного азота до 17,7, 18,0, 17,8 и 17,6 мг/кг соответственно указанным выше способам обработки почвы. Увеличение дозы внесения минеральных удобрений до ^РдоКад повышало содержание нитратного азота в почве до 21,7, 22,1, 21,9 и 21,7 мг/кг.

Более высокое содержание нитратного азота на всех вариантах опыта отмечалось в слое 0-10 см, особенно это касалось вариантов с поверхностной обработкой почвы. Это объясняется тем, что заделка растительных остатков предшествующей культуры и удобрений в этих вариантах происходила в поверхностном слое почвы. Более интенсивное разложение фитомассы в этих вариантах способствовало повышению содержания нитратного азота в слое почвы 0-10 см. Вспашка обеспечивала более глубокую заделку удобрений и пожнивных остатков, более равномерное их распределение по пахотному слою почвы и, как следствие, более равномерное накопление нитратного азота по пахотному горизонту.

4.2. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений

на содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве

Анализ фосфорного и калийного режимов почвы под соей показал, что более высокое их содержание в слое почвы 0-30 см перед посевом отмечалось в вариантах, где она возделывалась по вспашке 14,19 и 10,12 мг/100 г соответственно. Безотвальные способы обработки почвы (чизельная, плоскорезная, поверхностная) способствовали некоторому снижению содержания подвижного фосфора - 14,02, 14,03, 13,95 мг/100 г и обменного калия - 10,03, 10,06, 10,00 по сравнению со вспашкой.

Внесение минеральных удобрений в дозе КбоРбоКбо приводило к увеличению содержания подвижного фосфора и обменного калия при возделывании сои: по вспашке до 15,45 мг/кг, по чизельной обработке - до 15,03 и 12,21 мг/кг, по плоскорезной обработке - до 15,05 и 12,18 мг/кг и по поверхностной обработке до 14,83- 12,09 мг/кг соответственно.

Динамика подвижного фосфора и обменного калия за период вегетации сои была незначительной: происходило некоторое увеличение их содержания ко времени бутонизации сои и незначительное снижение к уборке.

5. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на засоренность посевов сои

Наименьшая засоренность посевов в фазе 3-5 настоящих листьев отмечалась в варианте со вспашкой — 50,3 шт./м2. По чизельной и плоскорезной обработкам общее количество сорных растений повышалось и со-

ставило 63,6 и 69,0 шт./м2 соответственно. Поверхностная обработка способствовала резкому повышению засоренности посевов сои, общее количество сорных растений в этом варианте составило 93,6 шт./м2 или на 43,3 шт./м2 выше, чем в варианте со вспашкой.

Таблица 3 - Засоренность посевов сои, возделываемой по различным _технологиям, 2009-2011 годы, шт./м2___

До обработки гербицидом

Способ основной обработки почвы количество сорняков, шт./м2 . масса сорняков, г/м2

1 2 3 1 2 3

1. Вспашка 50,3 53,0 52,6 63 71 77

2.Чизельная обработка 63,6 65,6 67,1 79 87 97

3.Плоскорезная обработка 69,0 70,3 72,0 86 94 109

4.Поверхностная обработка 93,6 95,0 95,3 117 127 141

* 1 уровень - без удобрений; 2 уровень - МбоР60Кбд; 3 уровень - ЫтР9аКт

С внесением минеральных удобрений наблюдалась тенденция увеличения засорённости посевов сои с 50,3 шт./м2 в варианте без удобрений до 52,6-53,0 шт./м2 в вариантах с внесением минеральных удобрений в дозе ЫРК$о-90 (НСР05 по удобрениям - 8 шт./м2).

Обработка посевов гербицидом базагран в дозе 2 л/га в фазе 3-5 настоящих листьев существенно уменьшала количество сорных растений в посевах сои и отрицательно повлияла на развитие оставшихся.

В вариантах с внесением минеральных удобрений засорённость посевов после обработки гербицидом также снижалась и практически не зависела от способов основной обработки почвы.

Ко времени уборки сои наблюдалось некоторое увеличение количества сорных растений (на 4-8 шт./м2) относительно второго учёта, при этом несколько более высокая засоренность посевов зафиксирована в вариантах с безотвальными способами обработки почвы и внесением минеральных удобрений.

6. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность и качество зерна сои

6.1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность, качество зерна и структуру урожая сои

В среднем в годы исследований максимальная урожайность сои на фоне без внесения минеральных удобрений была получена в вариантах,

где проводилась вспашка и чизельная обработка почвы - 18,1 и 17,4 ц/га соответственно. Возделывание сои по плоскорезной обработке почвы приводило к достоверному снижению урожайности сои на 1,2 ц/га в сравнении со вспашкой (НСР05 по обработкам 1,1 ц/га).

Таблица 4 - Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность зерна сои, 2009-2011 гг.

Способ основной обработки почвы Урожайность, ц/га

Без удобрений ^боРбоКбо

ц/га прибавка, ц/га ц/га прибавка, ц/га ц/га прибавка, ц/га

1. Вспашка 18,1 - 23,0 - 24,7 -

2.Чизельная обработка 17,4 -0,7 22,1 -0,9 23,7 -1,0

3.Плоскорезная обработка 16,9 -1,2 21,5 -1,5 23,1 -1,6

4.Поверхностная обработка 16,2 -1,9 20,4 -2,6 21,7 -3,0

НСР05 (обработка) 1,1

НСРоз (удобрения) 1,6

Поверхностный способ основной обработки почвы на глубину 10-12 см способствовал получению минимальной урожайности сои - 16,2 ц/га, то есть снижение урожайности сои по сравнению со вспашкой составило 1,9 ц/га.

Внесение минеральных удобрений в дозе ^оРбоКво увеличивало урожайность сои на 4,2-4,9 ц/га, а в дозе ^РдоКзд - на 5,5-6,6 ц/га в зависимости от способов основной обработки почвы. При этом эффективность минеральных удобрений по вспашке была выше, чем по безотвальным способам обработки. Минимальная отдача от внесения минеральных удобрений получена при возделывании сои по поверхностной обработке почвы - 4,2 и 5,5 ц/га соответственно.

Важнейшим морфологическим признаком сои, определяющим возможность и эффективность механизированной уборки, является высота прикрепления нижних бобов. В наших опытах высота прикрепления нижних бобов определялась высотой растений сои и в большей степени зависела от уровня удобренности. Так, при возделывании сои'по вспашке в варианте без внесения удобрений она составила 15,0 см, на фоне внесения ИбоРвоКбо - 21,0 см и на фоне внесения ЫддРддКуд — 23,7 см. В вариантах с безотвальными способами обработки почвы наблюдалась аналогичная картина.

Масса 1000 зерен сои, возделываемой по различным обработкам, в среднем за годы исследований колебалась от 102,4 г по вспашке до 98,1 г по поверхностной обработке почвы. С увеличением уровня удобренности масса 1000 зерен сои возрастала по всем способам обработки почвы: по вспашке - на 6,4 г от внесения М60РбоКбо и на 11,7 г от внесения КздРздКзд; по безотвальным способам отработки на 6,6-6,7 и 8,9-9,5 г и по поверхностной обработке на 4,7 и 8,9 г соответственно.

Более высокое содержание сырого протеина в зерне сои получено при возделывании ее по вспашке 28,4%, по чизельной и плоскорезной обработкам содержание протеина снижалось до 28,3%, а по поверхностной до - 27,3%.

Внесение минеральных удобрений в дозе К60Р60К6о приводило к увеличению содержания сырого протеина в зерне на 1,7% по вспашке, на 1,51,6% по плоскорезной и чизельной обработкам и на 1,3% по поверхностной обработке. Увеличение дозы внесения минеральных удобрений до Ы90Р90К90 приводило к дальнейшему повышению содержания сырого протеина в зерне до 31,1-31,9%, разница в содержании сырого протеина по вариантам с различными способами основной обработки почвы сохранялась.

Содержание нитратов в зерне сои напрямую зависело от вносимых минеральных удобрений, влияние способов основной обработки почвы было менее существенным. Так, в вариантах без внесения минеральных удобрений содержание нитратов в зерне сои в среднем за годы исследований составило: по вспашке - 86,8 мг/кг; по безотвальным способам обработки (чизельная, плоскорезная) - 85,7-85,8 мг/кг и по поверхностной обработке - 84,8 мг/кг.

Внесение минеральных удобрений в дозе ^0РбоКбо приводило к увеличению содержания нитратов в зерне на 2,4-2,5 мг/кг по вспашке и безотвальным способам обработки почвы и на 3,8 мг/кг по поверхностной обработке. Увеличение дозы внесения минеральных удобрений до КэдРадКро приводило к дальнейшему повышению содержания нитратов в зерне до 92,7-91,2 мг/кг.

6.2. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на накопление корневой массы сои

Мощность и характер распространения корневой системы во многом определяют характер и интенсивность обмена веществ в растении. Поэтому изучение особенностей распределения корневой системы сои в почвенном профиле в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений представляет определенный интерес.

В среднем за годы исследований в вариантах без внесения удобрений общая масса корней в слое почвы 0-30 см составляла: по вспашке - 16,8 ц/га; по чизельной и плоскорезной обработкам - 15,4-15 ц/га; по поверх-

ностной -15,Щ/га. Внесение минеральных удобрений увеличивало массу корней: по вспашке на 4,8-6,6 ц/га; по безотвальным способам обработки на 4,5-6,4 ц/га и по поверхностной обработке — на 4,1-5,5 ц/га.

Расположение корней в вертикальной плоскости пахотного горизонта зависело от способа основной обработки почвы. На вспаханных делянках масса корней распределялась относительно равномерно по всему пахотному горизонту: 48,0% в слое почвы 0-10 см; 38,2% в слое 10-20 см и 13,8% в слое 20-30 см. В вариантах с безотвальными способами обработки почвы (чизельная, плоскорезная) масса корней в верхних слоях почвы увеличивалась: 0-10 см - 58,1-58,7%, в 10-20 см - 35,1-35,5% и в слое почвы 2030 см - 6,2-6,4%. В варианте с поверхностной обработкой почвы основная масса корней располагалась в верхнем слое почвы 0-10 см - 76,9%, в слое 10-20 см - 21,4% и в слое 20-30 см - 1,7% корневой массы. Такое распределение корневой системы в сочетании с поверхностным расположением питательных элементов способствует дифференциации пахотного слоя почвы, что может отрицательно повлиять на формирование урожая в условиях засухи в результате пересыхания верхнего слоя. А в условиях достаточного увлажнения, наоборот, проявляется положительная роль данного явления, особенно в первоначальные периоды роста, когда корневая система растений сои развита слабо.

6.3. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на азотфиксирующую способность сои

Вследствие того, что на вспаханных делянках масса корней сои распределялась относительно равномерно по всему пахотному горизонту и лучше была обеспечена влагой, среднее количество клубеньков на одно растение сои по вспашке было максимальным и составляло 28,7 шт., а их масса - 750 мг.

В вариантах с безотвальными способами обработки почвы основная масса корней сои сформировалась в верхних слоях пахотного горизонта, которые в большей степени подвергались перепадам температуры и влажности почвы, это отрицательно повлияло на количество и массу клубеньков, особенно в условиях засухи в результате пересыхания верхнего слоя. Так, по чизельной, плоскорезной и особенно поверхностной обработкам количество клубеньков на одно растение и их масса снижались относительно вспашки и соответственно составило: по чизельной и плоскорезной обработкам 27,2-27,4 шт. и 720-730 мг, по поверхностной 25,9 шт. и 660 мг.

При всех способах обработки почвы оптимальные условия для образования клубеньков складывались в вариантах без внесения удобрений. Внесение минеральных удобрений приводило к снижению количества клубеньков на корнях сои: по вспашке на 2,2-3,3 шт.; по чизельной и плоскорезной обработкам-2,0-3,1 шт.; по поверхностной на 1,8-2,7 шт.

Количество фиксированного азота атмосферы клубеньковыми бактериями сои рассчитывалось при помощи метода сравнения с не бобовыми растениями (Трепачёв Е.П., 1981).

За годы исследований количество фиксированного азота и коэффициенты азотфиксации сои отличались по способам обработки и уровням удобренности (табл. 5).

Таблица 5 - Азотфиксирующая способность сои в зависимости _от изучаемых факторов в среднем за 2009-2011 гг._

Уровень удобренности Способы основной обработки почвы

вспашка чизельная плоскорезная поверхностная

N. кг/га К* к, кг/га К* N. кг/га К* N. кг/га К*

Без удобрений 47,8 0,49 46,3 0,47 46,1 0,46 45,2 0,46

^оРбоКбо 42,6 0,39 41,3 0,38 41,2 0,38 40,6 0,38

^оРэдКэд 37,7 0,29 37,3 0,28 37,1 0,28 35,5 0,26

НСР05 (обработка) 1,5 0,01 1,5 0,01 1,5 0,01 1,5 0,01

НСР05 (удобрения) 2,0 0,03 2,0 0,03 2,0 0,03 2,0 0,03

К* - коэффициент азотфиксации

Наиболее высокое количество азота фиксировалось соей в неудобренных вариантах при всех способах основной обработки почвы и находилось на уровне 45,2-47,8 кг/га (НСР05 по обработкам - 1,5 кг/га). Более высокая азотфиксирующая способность сои отмечалась по вспашке (47,8 кг/га). По чизельной, плоскорезной и особенно поверхностной обработкам количество фиксированного азота снижалось относительно вспашки до 46,3, 46,1, 45,2 кг/га соответственно. Более высокий коэффициент азотфиксации был отмечен при возделывании сои по вспашке - 0,49.

Применение минеральных удобрений снижало способность культуры к фиксации азота. При этом уменьшались и коэффициенты азотфиксации.

7. Энергетическая и экономическая эффективность возделывания сои

Накопление энергии фитомассой в наших опытах находилось в прямой зависимости от урожайности сои. Наиболее высокие значения совокупной энергии надземной массы сои были получены в вариантах со вспашкой на всех уровнях удобренности.

В вариантах без внесения удобрений запасы совокупной энергии в надземной массе сои по вспашке составили 96954 МДж/га, по чизельной

обработке - 93307,5 МДж/га, по плоскорезной обработке - 90626,2 МДж/га и по поверхностной - 86872,5 МДж/га.

Внесение минеральных удобрений приводило к существенному увеличению запасов совокупной энергии по всем способам основной обработки почвы, однако способствовало увеличению антропогенных затрат невозобновляемой энергии на получение урожая сои. То есть, с внесением минеральных удобрений энергетическая эффективность возделывания сои снижалась.

Наиболее высокий энергетический коэффициент был получен в варианте без внесения удобрений по вспашке и чизельной обработке почвы -2,0 и 2,1 ед., по плоскорезной и поверхностной обработкам почвы величина энергетического коэффициента возделывания сои снижалась и составила 1,99 и 1,93 ед. соответственно. С внесением минеральных удобрений в дозе КбоРбоКбо энергетический коэффициент снижался на фоне вспашки на 0,26 ед., с увеличением дозы внесения до ^оР^Кэд - на 0,38 ед., по чизельной обработке - на 0,33-0,47 ед., по плоскорезной - на 0,280,40 ед. и по поверхностной - на 0,30-0,43 ед. соответственно. То есть, наиболее энергетически эффективными способами основной обработки почвы при возделывании сои является чизельная обработка и вспашка при всех уровнях удобренности.

Расчёты экономической эффективности возделывания сои показали, что наиболее экономически выгодными способами основной обработки почвы, обеспечивающими получение более высокого чистого дохода (17049-17402 руб.) и уровня рентабельности (188-178%) при самой низкой себестоимости 1 ц зерна (520,1-530,88 руб/ц) являются чизельная обработка и вспашка.

При возделывании сои по вспашке были получены самые высокие производственные затраты 9748 руб/га, чизельная и плоскорезная обработки снижали производственные затраты на - 90-51 руб/га, а поверхностная на - 9087 руб/га. Однако, вследствие более высокой урожайности сои, полученной в вариантах со вспашкой, себестоимость одного центнера зерна на неудобренном фоне составила 530,88 руб/ц. Возделывание сои по чизельной обработке почвы способствовало снижению прямых производственных затрат на производство единицы продукции и обеспечивало самую низкую себестоимость 1 ц зерна сои - 520,17руб. При возделывании сои по плоскорезной и поверхностной обработкам почвы себестоимость 1 ц зерна была максимальной 541,89 и 560,92 руб/ц соответственно.

Внесение минеральных удобрений в дозах К60РбоК6о и ^оРэдКзд повышало себестоимость зерна сои соответственно на 81,81-136,53 руб. при вспашке, на 92,49-144,85 руб. при чизельной обработке, на 92,57-139,75 руб. при плоскорезной отработке и на 103,88-162,03 руб. при поверхностной обработке. Однако разница, связанная с способами основной обработки почвы, сохранялась.

Наиболее высокий уровень рентабельности в вариантах без внесения удобрений был получен в варианте с возделыванием сои по чизельной обработке почвы — 188%. По вспашке и плоскорезной обработке уровень рентабельности снижался соответственно до 178-176%, а по плоскорезной-до 167%.

Внесение минеральных удобрений приводило к снижению уровня рентабельности по всем способам обработки почвы. При этом более высокие значения величины уровня рентабельности отмечались по чизельной обработке (144,8-125,5%) и вспашке (141,0-124,0%), против 125,0107,0% по поверхностной обработке.

Таким образом, в результате наших исследований установлено, что возделывание сои по чизельной обработке почвы и вспашке обеспечивает лучшие экономические показатели (себестоимость 1 ц зерна, величина условно чистого дохода, уровень рентабельности) в сравнении с поверхностной обработкой почвы при всех уровнях удобренности.

ВЫВОДЫ

1. Более высокие запасы доступной влаги в пахотном слое перед посевом сои обеспечивали способы основной обработки почвы без оборота пласта: чизельная - на 1,4 мм (34,4); плоскорезная - на 1,6 мм (34,6); поверхностная - на 2,4 мм (35,4), в сравнении со вспашкой (33,0 мм). Внесение минеральных удобрений создавало более благоприятный водный режим под посевами сои при всех способах обработки почвы.

2. Плотность серой лесной почвы в большей степени зависела от способов основной обработки почвы и в меньшей степени от уровня удобренности. В вариантах с безотвальными способами обработки почвы (чизельная, плоскорезная и поверхностная) создавались оптимальные показатели плотности сложения (1,19-1,20 г/см3), при этих способах обработки отсутствовала «плужная подошва» на глубине 20-30 см, тогда как при вспашке она хорошо прослеживалась.

3. Содержание нитратного азота в пахотном слое почвы тесно связано с влагообеспеченностью посевов сои и напрямую зависело от способов основной обработки почвы и уровня удобренности. Безотвальные способы обработки способствовали увеличению содержания нитратного азота: чизельная - на 0,6 мг/кг (14,2); плоскорезная - на 0,4 мг/кг (14,0); поверхностная - на 0,3 мг/кг (13,9) по отношению к вспашке (13,6 мг/кг).

Содержание подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое почвы в большей степени зависело от внесения минеральных удобрений.

4. Способы основной обработки почвы оказывали существенное влияние на распределение питательных веществ по пахотному горизонту. При безотвальных способах обработки заделка растительных остатков предшествующей культуры и удобрений происходит в поверхностном

слое почвы, вследствие чего более высокое содержание питательных веществ накапливается в слое 0-10 см. Вспашка обеспечивает более глубокую заделку удобрений и пожнивных остатков, более равномерное их распределение по пахотному слою почвы и, как следствие, более равномерное накопление питательных веществ по пахотному горизонту.

5. Наиболее благоприятные условия для азотфиксации соей создавались в вариантах со вспашкой, возделывание сои по безотвальным способам основной обработки снижало азотфиксирующую способность почвы. Внесение минеральных удобрений снижало азотфиксирующую способность сои при всех способах основной обработки почвы.

6. На серых лесных почвах Курской области вспашка на глубину 2225 см обеспечивает минимальную засоренность посевов сои. Способы основной обработки почвы без оборота пласта (чизельная, плоскорезная) и особенно поверхностная обработка способствуют повышению засорённости посевов. Применение гербицида резко снижает количество сорной растительности в агроценозе сои, однако ко времени уборки тенденция более высокой засоренности посевов в вариантах с чизельной, плоскорезной и поверхностной обработками сохраняется.

7. Способы основной обработки почвы оказывали существенное влияние на продуктивность сои. Наиболее высокая урожайность сои на неудобренном фоне была получена при возделывании ее по вспашке и чизельной обработке почвы - 18,1 и 17,4 ц/га соответственно. Возделывание сои по плоскорезной обработке приводило к снижению урожайности сои на 1,2 ц/га, ano поверхностной - на 1,9 ц/га в сравнении со вспашкой.

Внесение минеральных удобрений в дозе N60P60K60 увеличивало урожайность сои на 4,2-4,9 ц/га, а в дозе N90P90K90 - на 5,5-6,6 ц/га в зависимости от способов основной обработки почвы. Эффективность минеральных удобрений по вспашке была выше, чем по безотвальным способам обработки.

8. Наиболее экономически эффективными способами основной обработки почвы при возделывании сои, обеспечивающими получение более высокого чистого дохода (17049-17402 руб.) и уровня рентабельности (188-178%) при самой низкой себестоимости 1 ц зерна (520,1-530,88 руб./ц), являются чизельная обработка и вспашка При возделывании сои без внесения минеральных удобрений чизельная обработка почвы и вспашка обеспечивали более высокий коэффициент энергетической эффективности 2,1; 2,0 ед. Внесение минеральных удобрений снижало энергетический коэффициент при всех способах основной обработки почвы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для получения высоких и стабильных урожаев сои с высоким качеством зерна в различные по увлажнению годы в условиях темно-серых лесных почв Курской области следует возделывать ее по технологиям, вклю-

чающим в себя вспашку или чизельную обработку почвы в сочетании с внесением минеральных удобрений в дозах, рассчитанных на планируемую урожайность. Чизельная обработка почвы способствует снижению энергоемкости продукции, обеспечивает лучшие экономические показатели (себестоимость 1 ц зерна, величина условно чистого дохода, уровень рентабельности) в сравнении со вспашкой и поверхностной обработкой.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Гербициды и бобово-ризобиальный аппарат сои на темно-серых лесных почвах Центрального Черноземья / Н.В.Беседин, И.А.Соколова, А.Ю.Кругликов, А.А.Белкин //Вестник С)релГАУ.-2009.-№3.-С.45-48.

2. Беседин, Н.В. Биологическая активность почвы в зависимости от способов обработки почвы в зернотравяном севообороте в условиях Курской области / Н.В. Беседин, A.A. Белкин, А.Ю. Крутиков // Вестник Алтайского ГАУ.- 2011.-№6 (80).-С.34-37.

3. Кругликов, А.Ю. Эффективность различных способов основной обработки почвы и удобрений при возделывании сои / А.Ю.Кругликов, Н.В.Беседин // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. -2012.-№2.

Публикации в других изданиях

4. Кругликов, А.Ю. Влияние гербицидов на засоренность и развитие корневой системы сои / А.Ю. Кругликов // Наука и инновации в сельском хозяйстве: материалы Международной научно-практической конференции, 26-28 января 2011 г., г.Курск.-Курск: Изд-во КГСХА, 2011.- С.41-43.

5. Кругликов, А.Ю. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на засоренность посевов сои/ А.Ю. Кругликов// Научное обеспечение агропромышленного производства: материалы Международной научно-практической конференции, 25-27 января 2012, г.Курск.-Курск: Изд-во КГСХА, 2012.-С.39-42.

Формат 60x84 1/16. Бумага для множительных аппаратов.

Печать на копировальном аппарате КГСХА. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 97.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Кругликов, Александр Юрьевич, Курск

61 12-6/409

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. И.И.ИВАНОВА»

СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЯ ПОД СОЮ, ВОЗДЕЛЫВАЕМУЮ В ЗЕРНОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

На правах рукописи

КРУГЛИКОВ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Н.В. Бесе дин

Курск - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

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

ГЛАВА 1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ основной ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СОИ (ОБЗОР

ЛИТЕРАТУРЫ).............................................................................................. 8

1.1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на плодородие почвы и её физические свойства................................. 8

1.2. Фитосанитарное состояние посевов сои при различных способах основной обработки почвы и дозах удобрений............................... 23

1.3. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на азотфиксирующую способность бобовых культур......................... 27

1.4. Формирование урожая и качества зерна сои под действием

разных способов основной обработки почвы и удобрений ................ 31

ГЛАВА 2. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................................................................................................................37

2.1. Программа и методика проведения исследований..........................................37

2.2. Особенности климата Курской области................................................................41

2.3. Метеорологические условия района исследований......................................43

2.4. Характеристика почвенного покрова........................................................................50

ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ В

ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ И

УДОБРЕНИЙ............................................................................................ 53

3.1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на запасы продуктивной влаги и водопотребление сои ............................ 54

3.2. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на плотность сложения темно-серой лесной почвы при

возделывании сои.................................................................. 60

3.3. Структурность почвы в зависимости от способов основной обработки и удобрений............................................................. 65

ГЛАВА 4. ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ ПОД СОЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ............................................................................................ 68

4.1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на содержание нитратного азота в почве.......................................... 69

4.2. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве............. 73

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ НА ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ СОИ 76

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА СОИ ................ 81

6.1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность, качество зерна и структуру урожая сои ....................... 82

6.2. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на накопление корневой массы сои.................................................................. 91

6.3. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на азотфиксирующую способность сои........................................... 96

ГЛАВА 7. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СОИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И РАЗНЫХ УРОВНЯХ УДОБРЕННОСТИ................... 101

ВЫВОДЫ.................................................................................................... НО

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ........................................................... 113

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.............................................. 114

ПРИЛОЖЕНИЯ......................................................................................................... 139

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В последние годы в Курской области и в других областях ЦЧР осуществляется обширная программа по увеличению отечественного производства продуктов животноводства - мяса птицы и свинины, а также молока. Поэтому создание устойчивой кормовой базы для животноводства имеет важнейшее значение в успешном функционировании продовольственного комплекса страны. Одним из способов решения кормовой проблемы является расширение посевов зернобобовых культур, в том числе сои. Являясь продовольственной, технической и кормовой культурой, соя не имеет себе равных по универсальности использования и важности в решении белковой проблемы. По сравнению с зерновыми злаковыми культурами в зерне сои содержится в 2-3 раза больше белковых веществ, она обеспечивает высокий выход переваримого протеина и незаменимых аминокислот. В связи с этим в последнее время площади посева этой важной сельскохозяйственной культуры постоянно расширяются. В Курской области посевные площади сои в 2011 году составили 36 тыс. га. Это требует внедрения в производство современных, ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий возделывания, адаптированных к зональным почвенно-климатическим условиям каждого хозяйства.

Важнейшими элементами таких технологий являются: использование районированных скороспелых и ультраскороспелых, высокопродуктивных сортов, внедрение эффективных систем защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, удобрения и ресурсосберегающих способов обработки почвы.

Сельскохозяйственное использование земель приводит к существенным изменениям почв, обуславливает деградацию и снижает плодородие. Основная обработка почвы, являясь наиболее энергоёмким и продолжительным по выполнению приёмом в технологии возделывания

культур, пока недостаточно удовлетворяет требованиям максимального накопления и сохранения влаги, энергосбережения и не отвечает требованиям щадящего воздействия на почву и окружающую среду. Поэтому изучение минимализации обработки почвы, направленной на сохранение почвенного плодородия, рост урожайности, улучшение качества зерна и снижение затрат, является весьма актуальной задачей и имеет важное теоретическое и практическое значение.

Использование потенциального резерва биологического азота за счёт посевов сои имеет особое значение для воспроизводства потенциального плодородия почв, наращивания урожаев сельскохозяйственных культур и улучшения качества продукции растениеводства.

В последние годы при нехватке производственных ресурсов и нерегулируемом росте цен на энергоносители в хозяйствах отдаётся предпочтение менее энергозатратным культурам и технологиям. В этой связи возделывание сои с высоким содержанием белка при правильном подборе способа основной обработки почвы и применении научно обоснованных доз удобрений позволит эффективно использовать сельскохозяйственные земли при одновременном сохранении и повышении почвенного плодородия.

Работа по изучению эффективности различных способов обработки почвы и удобрений под сою является частью тематического плана КГСХА: Научные основы сохранения и повышения плодородия почв при сельскохозяйственном использовании (на примере хозяйств Курской области).

Цель и задачи исследования. Целью исследования являлось определение эффективности влияния различных способов основной обработки почвы и удобрений, вносимых под сою, на урожайность, качество зерна и плодородие темно-серой лесной почвы.

Исследования предусматривали решение следующих задач:

1. Установить влияние способов основной обработки и удобрений на физические свойства и питательный режим темно-серой лесной почвы.

2. Определить количество, видовой состав и массу сорной растительности под влиянием способов основной обработки почвы и удобрений.

3. Оценить действие способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность, качество зерна сои, а также азотфиксирующую способность культуры.

4. Определить наиболее экономически и энергетически эффективные способы обработки почвы и дозы удобрений при возделывании сои.

Научная новизна. Впервые для условий Курской области на темно-серой лесной почве проведена комплексная оценка влияния способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность и качество зерна сои, агрофизические свойства темно-серой лесной почвы, водный, питательный режим, азотфиксирующую способность.

Практическая значимость работы. Возделывание сои позволит получать высококачественную белковую продукцию и решить проблему частичного обеспечения почвы азотом, что в условиях недостатка и дороговизны минеральных удобрений является важной задачей. Разработанные технологии могут стать основой для научно обоснованной системы земледелия Курской области на перспективу с последующим внедрением в хозяйствах с различной материально-технической базой.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на заседаниях кафедры земледелия, научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И.Иванова», Международных научно-практических конференциях в 20112012 годах. По материалам исследований опубликовано 5 печатных работы, в том числе 3 в ведущих рецензируемых изданиях.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста и состоит из введения, семи глав, 22 таблиц, 20

рисунков, выводов, предложений производству и списка литературы, включающего 246 источников, в том числе 16 на иностранных языках.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на агрофизические свойства темно-серой лесной почвы, водный, питательный режим, азотфиксирующую способность сои.

2. Засоренность посевов сои в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений.

3. Урожайность, структура урожая и качество зерна сои в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений.

4. Экономическая и биоэнергетическая эффективность способов основной обработки темно-серой лесной почвы и удобрений при возделывании сои.

Производственная проверка и реализация результатов исследований. Производственная проверка, подтверждённая актом внедрения, проведена в 2011 году в ООО «Обоянское агрообъединение» Обоянского района Курской области на площади 200 га.

Личный вклад автора. При подготовке и выполнении диссертации автором была разработана научная гипотеза и рабочая программа исследований, сделан научный анализ полученных данных, дана оценка эффективности различных способов основной обработки почвы под сою при различных дозах внесения минеральных удобрений на темно-серых лесных почвах. Автор принимал личное участие в проведении исследований на всех этапах от поиска до завершения и оформления работы.

ГЛАВА 1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СОИ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на плодородие почвы и её физические свойства

Важнейшими задачами в земледелии являются повышение эффективности использования земли, плодородия почв и урожайности всех сельскохозяйственных культур на основе применения зональных научно обоснованных систем ведения хозяйства. В связи с необходимостью наращивания продукции сельскохозяйственного производства возрастает воздействие на почву: усиливается вынос питательных веществ, ухудшаются её физические, биологические свойства.

Обработка почвы - основное средство регулирования её агрофизических свойств. Совершенствование систем обработки почвы должно осуществляться на основе дифференцированного подхода с учётом особенностей климата, почвенного покрова, подверженности его эрозии, рельефа поля, требований культур севооборотов, технологий возделывания культур (Уваров Г.И., 2007).

Обработка почвы возникла при зарождении земледельческого промысла и служила для уничтожения природной растительности и заделки семян. Сведения о влиянии обработки почвы на урожайность возделываемых культур накапливались тысячелетиями.

На первых этапах сельскохозяйственной деятельности обработка почвы осуществлялась очень примитивным орудием труда - деревянной мотыгой. Такое земледелие существовало только при избытке земель и использовании большого количества людей.

Позже примитивные орудия сменили более производительные -многозубовая соха. Затем появилась соха с железным лемехом, а на смену ей пришёл уже плуг. Однако постоянная вспашка повлекла за собой ряд

неблагоприятных факторов, которые в процессе сельскохозяйственной деятельности проявлялись яснее и становились всё более опасными.

Первым активным пропагандистом мелких бесплужных обработок почвы в России был И.Е. Овсинский (1902). Он отвергал глубокую обработку почвы плугом и признавал необходимость рыхления на 5-7,5 см для уничтожения сорных трав и заделки навоза. Для таких обработок были впервые сконструированы культиваторы с плоскорежущими рабочими органами. Экспериментальная проверка системы мелкой пахоты в начале века выявила её неэффективность, и поэтому она была отвергнута на долгие годы.

В истории развития обработки почвы следует отметить важность работ Н.М. Тулайкова (1963) в засушливых районах страны. С именем Н.М. Тулайкова связывают разработку теории мелкой обработки почвы, способствующей лучшему накоплению и сохранению влаги. Он первым заговорил о применении в засушливых районах севооборотов с короткой ротацией, заложил основы почвозащитного земледелия.

Мощным импульсом для дальнейшего развития теории и практики почвозащитного земледелия послужили разработки Т.С. Мальцева и А.И. Бараева.

Т.С. Мальцев (1955) выдвинул идею о замене вспашки безотвальной обработкой почвы в районах Зауралья и Западной Сибири. Сущность принципиально новой системы обработки почвы заключается в чередовании по годам и полям глубокой безотвальной пахоты с поверхностными обработками.

В дальнейшем на основе безотвальной системы Т.С. Мальцева академиком А.И. Бараевым (1975) была разработана и внедрена почвозащитная система земледелия. Её основой является отказ от отвальных орудий обработки и переход на плоскорезную обработку с сохранением на поле стерни, соломы и других органических остатков, предотвращающих эрозию почвы.

В последующие годы под руководством Н.К. Шикулы и Ф.Т. Моргуна была разработана почвозащитная система земледелия. Характерной чертой её

является бесплужная обработка почвы, включающая в себя элементы минимализации.

В последнее время проведено много исследований по влиянию способов основной обработки почвы на её плодородие. Однако они часто носят противоречивый характер, что создаёт необходимость их уточнения для условий юго-западной части ЦЧР.

На данный момент в науке и практике сельскохозяйственного производства сложились в основном два приёма основной обработки почвы: отвальная (вспашка) и безотвальная. Каждый приём имеет свои положительные и отрицательные стороны (Макаров И.П., Картамышев Н.И., 1998).

При вспашке создаются наиболее благоприятные условия для заделки семян и удобрений, формируется благоприятный физико-химический, водный, воздушный режимы и фитосанитарное состояние, способствующие получению высоких и стабильных урожаев культур. Но при этом происходит ускорение минерализации гумуса (Доспехов Б.А., 1987). Безотвальная обработка приостанавливает эти процессы, замедляет водную и ветровую эрозию, уменьшает процессы минерализации органического вещества (Картамышев Н.И., 1996). Однако, несмотря на это, наблюдается увеличение засорённости посевов и ухудшается заделка удобрений.

Основным критерием оценки плодородия почвы является содержание в ней гумуса. Его качественный состав зависит от агрохимических и физических свойств почвы.

Н.И. Картамышев и М.И. Герасимов (1989) утверждают, что в верхних слоях почвы гумусообразование протекает энергичнее, чем на глубине. Минерализация органического вещества в большей мере проявляется при вспашке, чем при безотвальной обработке, а коэффициент гумификации навоза при мелкой обработке увеличивается в 8 раз, соломы - в 11,3 раза по сравнению со вспашкой (Шикула Н.К., 1991). Однако безотвальные обработки без использования удобрений приводят к уменьшению

содержания гумуса вследствие быстрой минерализации органического вещества в верхнем слое почвы. Поэтому внесение минеральных и органических удобрений является обязательным требованием для повышения эффективности этих обработок.

Длительное применение безотвальных обработок почвы приводит к дифференциации пахотного горизонта по плодородию с максимумом в верхнем слое. При этом в нижних слоях наблюдается более резкое снижение плодородия в сра�