Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Способы основной обработки почвы под озимую пшеницу после ярой бобово-злаковой смеси в условиях правобережной Лесостепи Украины

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Способы основной обработки почвы под озимую пшеницу после ярой бобово-злаковой смеси в условиях правобережной Лесостепи Украины"

УМАНСЬКА СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКА АКАДЕМІЯ

На правах рукоппсу

КОСТОГРИЗ Петро Васильович

СПОСОБИ ОБРОБІТКУ ГРУНТУ ПІД ОЗИМУ ПШЕНИЦЮ ПІСЛЯ ЯРОЇ БОБОВО-ЗЛАКОВОЇ СУМІШІ В УМОВАХ

■ ПРАВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ .

Спеціальність 06.00.01 - загальне землеробство

А в т о р е ф е р а т дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Умань - 1996

Дисертацією с рукопис.

Робота виконана в Уманській сільськогосподарській академії.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор

ГОРДІЄНКО Володимир Петрович

І • •

Офіційні опоненти : доктор сільськогосподарських наук, професор КАРАСЮК Іван Маркіяновнч;

1 . N

кандидат сільськогосподарських наук,

'старший науковий співробітник ЗАДОРОЖНИЙ Віктор Сергійович.

Провідна організація : Черкаська обласна дослідна станція

Захист відбудеться “Лр" ' 1996 р. на засіданні

спеціалізованої вченої ради К 38.01.01 в Уманській сільськогосподарській академії. Відзив на автореферат у двох примірниках, завірених печаткою, направляти на адресу: 258900, м.Умань, Черкаської області, п/в Софіївка, Уманська сільськогосподарська академія, вченому секретарю спеціалізованої ради.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці академії.

Автореферат розісланий 1996 р.

Вчений секретар спеціалізованої ради, кандидат с.-г. наук,-доцент 6-І/

В.Д. Оиріїшко

• Актуальність темп. Досягнення агрономічної науки, створення 'Тужних енергонаснчених тракторів і нових грунтообробних машин, іроке застосування мінеральних добрив і хімічних засобів захисту слин створили нові передумови для удосконалення технології Об-бітку грунту. На цій основі в останні десятиріччя велика увага на-ється питанням мінімалізації обробітку грунту з ціллю збереження то родючості і зниження енергетичних і трудових затрат.

На початок наших досліджень (1987р.) питання мінімального і зполицевого обробітку грунту вивчались широко. Однак вчені і прак-гси відносно ефективності таких обробітків грунту часто притримува-

*

ісь самих різноманітних і навіть протилежних думок. Йшла гостра іскусія. Це свідчило про недостатність вивчення нових питань об-ібітку грунту як в науковому, так і в практичному плані, що часто не ізволяло визначити можливість і раціональну ступінь мінімалізації або реходу від полицевого''обробітку до безполицевого відносно конкрет-IX умов. ,

Невпрішеним- також залишалося питання ефективності способів іробітку грунту на різних фонах здобрення. -

Для розробки раціональних способів і систем обробітку грунту жлнве значення мають теоретичні дослідження, які розкривають за-іномірності зміни фізичних умов в грунті різної щільності (будова унту, рух вологи і т. д.).

Отже, дослідження в цьому напрямку досить актуальні, не-іхідні, так як відіграють значну роль в створенні раціональної системи іробітку грунту відносно конктретних культур, грунтових і кліматнч-[X умов. ■ . ' '

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень - виявити

найбільш раціональні способи основного обробітку ірунту під озиму пшеницю після ярої бобово-злакової суміші на фоні органічних і мінеральних добріш та впвчитп зміну будови грунту і деякі Закономірності поведінки в ньому вологи залежно від щільності.

Мета обумовила слідуючі завдання досліджень: встановити залежність і створити математичні модеяі показників будови грунту від

його щільності; визначити рівноважну і критичну щільності грунту,

\ ** *

можливість використання їх для прогнозування мінімалізації обробітку грунту; встановити математичну залежність вологоємкості, рухомості, доступності для' рослин і випаровування вологи в грунті від його щільності; виявити вплив способів і глибини обробітку на будову, водний і поживний режими грунту та забур’яненість посівів озимої пшениці; вивчити вплив способів і глибини обробітку грунту на продуктивність посівів озимої пшениці, дані енергетичну оцінку різним варіантам обробітку.

Наукова новизна досліджень. На*’ основі лабораторних дослідженнь вперше встановлено ряд математичних моделей будови і поведінки вологи в чорноземі опідзоленому різної щільності. Доведена можливість мінімалізації основного обробітку.грунту під озиму пшеницю шляхом заміни полицевої оранки зайнятого пару мілкіш безноліще-віш обробітком в умовах правобережного Лісостепу України.

Практична цінність роботи полягає в обірунтуванні мілкого безполицевого обробітку грунту під озиму пшеницю на основі аїротех-нпчної та енергетичної його ефективності; у використанні для боротьби з багаторічними бур’янами плоскорізного обробітку грунту на 8 -10 см зразу після збирання попередника і на 20 - 22 см в середині серпня.

Виробнича перевірка результатів.досліджень, проведена в 1994 році в господарства^ Черкаської області, підтвердила одержані дані.

Положешш, що виносяться на захист. Математичні залежності між щільністю грунту, показниками його будови, водогоємкості, рухомості і доступністі води для рослин'в грунті; математична модель випаровування грунтової вологи залежно від умов випаровування, щільності і вологості ірунту; рівноважна і критична щільності грушу, використання їх для прогнозування можливості мінімалізації обробітку грунту; вплив способів і глибини обробітку грунту на його будову, водний І ПОЖИВШІЙ режими, ефективність органічних і мінеральних добрив, забур’яненість посівів та продуктивність озимої пшениці; енергетична ефективність способів обробітку грунту. ■

Апробація роботи. Основні результати дисертаційної роботи доповідались і обговорювались щороку на науково-практичних конфе-

V ■

ренціях Уманської СГА; на науково-технічній конференції “Плодородие почвы в интенсивном земледелии” (м. Волгорад, 1988р.);<на III з’їзді грунтознавців і агрохіміків України (м. Львів, 1990р.); на міжнародній науковій конференції “Сучасні мегодп досліджень в агрономії” (м. Умань, 1993р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 10 друкованих праць, дві з яких переведені на англійську мову.

Особистий внесок автора полягає в практичному виконанні екс-перементів, удосконаленні методики лабораторних досліджень з грунтом різної щільності, узагальненні даних літератури, аналіз власних результатів та їх підготовці до публікацій.

1 .

Структура і об’єм дисертації. Дисертація складається із вступу, восьми розділів, висновків і рекомендацій виробництву, списку літератури (<?<?^назв, з них 8 на іноземних мовах) і додатків. Основна частина роботи включає ^ сторінок машинописного тексту, Э/ ри-суків.і таблиць. . *

УМОВИ I МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводились на дослідному - Полі ’ Уманської сільськогосподарської академії, розташованому в Маньківському природно-сільськогосподарському районі Середньо-Дніпровсько-Бугському окрузі Лісостепової Правобережної провінції України. Грунт дослідного поля - чорнозем опідзолений важкосуглннковшї на лесі. Вміст гумусу в орному шарі 3,01%, мінерального азоту - 46, рухомих фосфатів і калію (за Чпріковнм) відповідно 121 і 98 мг/кг грунту, ступінь'насичення основами - 91%, pH сол. - 6,0.

Ііогодні умови в роки проведення досліджень характеризувались значною контрастністю, що с типовим для даної зони. Середня кількість опадів становила 640 мм з коливаннями від 485 мм в 1989 до 804 мм в 1990 році. Під час сівби озимої пшениці в роки досліджень випадали помірні опади, що сприяло одержанню задовільних сходів. В 1988-89 роках вегетаційний період за кількістю опадів був близький до середньобагаторічних даних, але значно відрізнявся температурними умовами, коші з вересня до квітня температура повітря була набагато вищою в'ід середньобагаторічних даних, а зима малосніжною, за таких умов грунт в січні відтанув на всю глибину промерзання. В липні 1991 року випало майже три місячні норми опадів (170,4 мм), що призвело до вилягання рослин. '

Польові досліди для вивчення різних варіантів основного 'обробітку грунту під озиму пшеницю після ярої бобово-злакової суміші закладали за слідуючою схемою: 1) оранка на 20-22 см (контроль); 2) плоскорізншї обробіток на 20-22 см; 3) дискування на 8-10 см; 4) лемішний обробіток на 8-10 см; 5) плоскорізний обробіток на 8-10 см; 6) плос-корізний обробіток на 8-10 см після збирання попередника і на 20-22 см в середині серпня (який надалі будемо умовно називати різноглибинним плоскорізним обробітком). Обробіток грунту вивчався на таких фонах:

а) без удобрення; б) мінеральне удобрення -Ы90Р90К90; в) органічне удобрення - гній 20 і/та. Органічні, фосфорні і калійні добрива вносили піл основний обробіток ірунту, азотні: N30- весною по мерзло-талому ірунті і N60- в фазу трубкування. .

Розміщення варіантів в досліді рендомізоване. Повторність 4-кратна. Посівна площа ділянки - 245 м2, облікова - 80м1'.

Озиму -пшеницю, за винятком варіантів обробітку грунту, вирощували за рекомендованою для зони технологією..

Ряд теоретичних питань (будова ґрунту, капілярна і найменша вологоємкості, рухомість води, вологість розриву капілярів, вологість стійкого в’янення, випаровування води з грунту залежно від щільності), які представляють науковий інтерес і дозволяють в певній мірі пояснити результати польових експеремешів, вивчали в серії модельних дослідів.

В дослідах визначали:- капілярну та. найменшу вологоємкість грунту - за методом Долгова; вологість розриву капілярних зв’язків - за методом Долгова, Виноградової; об’ємну масу грунту - за методом ріжучого кільця; пористість загальну і аерації - розрахунковим шляхом; вологість грунту - термостатно-ваговим методом; вміст нітратного азоту - іономегрнчним методом (ГОСТ 26951-86); рухомого фосфору та калію - за методом Чнрікова у модифікації ЦІНАО (ГОСТ 26204-84); забур’яненість посівів - шляхом підрахунку бур’янів в 8 точках на площі . 0,25 м2; вологість зерна за ГОСТом 13586, 5 - 85; масу 1000 зерен - за ГОСТом 12042 - 80; чистоту - за ГОСТом 13586, 2 - 81; натуру зерна -за ГОСТом 10840-64; вміст клейковини - за ГОСТом 13586, І - 68. Облік урожаю зерна озимої пшениці проводили прямим комбайнуванням. Енергетичну ефективність способів основного обробітку грунту розраховували згідно технологічної карти на вирощування озимої пшениці за методикою О.К. Медведовського та П.1. Іваненка (1988).

Результати досліджень піддавалися дисперсійному, кореляційному та регресійному аналізам.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ Будова грунту

Механічний обробіток діє на умови життя рослин в першу чергу через зміну будови грунту. Тому необхідні глибокі знання показників оптимальної будови, агрофізичної суті кожног о прийому і знаряддя обробітку, чітке уявлення, за рахунок яких основних зміїг в будові орного шару створюються сприятливі умови життя рослин.

Будова грунту залежно від щільності складення. Для вивчення залежності воднофізичних властивостей грунту від його щільності в циліндрах висотою 10 см і об’ємом 500 сім5 створювали “моноліти” з. об’ємною масою від 0,90 до 1,65 г/см3 з інтервалом 0,05 г/см3. Результати цих модельних досліди дали можливість встановити математичну залежність між щільністю грунту і рядом інших показників його будови.

Так, капілярна пористість при ущільненні грунту від 0,90 до 1,15 г/см3 підвищувалась, а при подальшому ущільненні - знижувалась за рахунок зменшення об’єму не тільки некапілярних, але і капілярних йор (табл. 1). Дана залежність описується рівнянням регресії: у = - 219 .11 + 596 . 291 х - 425 . 252 х г + 95 . 907 х 3 .

* >

( ті ± 8 = 0 . 91 + 0 . 04 , п = 91 )

де: у - капілярна пористість, % від об’єму грунту; х- об’ємна маса грунту, г/см3; - кореляційне відношення; Б - статистична помилка кореляційного відношення; п - об’єм вибірки.

З ущільненням грунту пористість йайменшої волог оємкості збільшується, а пористість некапілярна і стійкої аерації зменшується.

І.Зміна будови чорнозему опідзоленого залежно від його щільності

Об’ємна маса, Об’єм твердої Пористість, 'о Відношення капілярної

г/ем3 фази грунту, % загальна капілярна некапіляр на нв стійкої аерації до некапілярної пористості

0,9 . 34,2 65,8 43,0 22,8 22,3 43,5 1,9

1,0 38,0 62,0 47,8 14,2 25,3 36,7 . 3’4

1,1 41,8 • 58,2 . 49,9 8,3 '28,0 ' 30,2 6,0

[’2 45,6 54,4 49,8 4,6 30,3 24,1 10,8

' . 1>3 49,4 50,6 48,1 2,5 32,3 18,3 19,2 ’

■ 1,4 53,2 ■ 46,8 45,4 1,4 34,0 12,8 32,4

і;5- 57,0 ■ 43,0 42,2 0,8- 35,5 7,7 52,8

■ 1,6 . ' к 60,8 39,2 39,1 0,1 36,4 . ^ 391,0

Ці залежності описуються відповідними рівняннями регресії:

у - 19 .56 + 61 .391 х - 16 .521 х !

* )

(ті і 8Г1 =-■ 0.95 + 0.0* ,и 91 )

у - 319 .11 - 634 .314 х -і 425 .252 х 2 - 95 .907 х '

у = 119 .56 - 91 .414 \ 4 16.521 х1

Виходячи з встановлених залежностей була знайдена формула дія розрахунків пористості аерації для чорнозему опідзоленого прп любій вологості, яка має слідуючий вигляд: у = 100 - (38 .02 -(■ \У )х ,

де: \У - водоіість грушу, %> від маси абсолютно сухого гр\нту; х -об’ємна маса грунту, г/см3.

Рівноважна і критична щільності грунту. Для визначення рівноважної щільності використали дані ііо об’ємній масі грунту перед зби-

ранням озимої пшениці, висіяної після'різних попередників в продовж трьох років. Дослідження показали, що рівноважна щільність чорнозем}' опідзоленого змінюється в незначних межах (коефіцієнт варіювання становить 4.9%). В шарах грунту 0-10, 10-20 і 20-30 см вона становить відповідно 1,21, 1,28 і 1,28 г/см3, що не виходить за межі оптимальної щільності, яка для зернових колосових знаходиться в межах 1,1-1,3 і / см3 (Медведев В.В.,1985). .

. Виходячи з відомого положення, що сприятливі умови для розвитку рослин створюються при такій будові ірунту, коли пори, зайняті повітрям, займають не менше 15і’ о об’єму грушу і використовуючи встановлені нами залежності иорисіосіі заіальної і найменшої вологоємкості максимально допустиме ущільнення грунту, коли ще залишається 15% пор зайнятих повітрям при найменшій вологоємкості (Р к ^ ми пропонуємо розраховувати за формулою: .

P

(

61.391 4

10°

d

2

- 6909.875

м ;ik X'

33.042

де: d- питома маса ірунту, r/см3

Для чорнозему опідзоленого РМ1К становить 1.36.Так як іі

госмкості, то сприятливіш повітряний режим и ньому буде зберігатися І при шіщій щільності, яку можна розрахувати за формулою, запропонованою В.П. Гордієнком (1981): •

де: W - пологість грушу, °о під маси грушу

Будова груш у під ошмою ішісшщс'іо. При заміні оранки плоскорізнпм обробіїком па 20-22 см будова орного шару ірунту при сівбі озимої пшениці не поііршупься (габл. 2), том_\ що щільність ірмігу при ЦЬОМУ залишаггься майже без змін. Так, якщо на фоні оранки в шарі 0-10 см щільність грхнту складала 1,16 г/см3, в шарі 10-20 см - 1,25, в шарі 20-30 см - 1,25 17см3, то на фоні плоскорізного обробітку на таку ж глибину цей показник бук нищим лише підпопідпо на 0.02, 0.02 і 0І01 r/см3. При зменшенні глибини плоскорізного обробітку ДО 8-10 см щільність іруйту дещо підвищувалась, але навіть в порівнянні з оранкою це підвищення було не істотним. Пористість аерації ірунту в цеп період у всіх варіантах і шарах не опускалась .нижче 19.5%, шо.г.ка t на добрий іазообмін між грунтом та аімосфсрою.За осінньо• німовиіі період зміни в будові Групі) на всіх варіантах досліду були пешачнн.ми. У фазу кущіння озп мої пшениці весною щільність грушу після плоскорпнпх обробіїків хоч і залишалась дещо вищою, ніж після оранки, проте' пористість аерації у • всіх випадках б\л;і досіатпьою для га sootniim між ір)нюм і аімосфс . рою. Від весняної о відростання рос нт до їон|чімм>< . •

польових умовах і-рунт рідко буває зволоженим до найменшої воло-

8 5(1

W d + 1 0 0

• -1°- - *

врожаю грунт дещо ущільнився, але показники ног о будові! знову ж не

виходили за межі оптимальних значень.

2. Будова грунту залежно від способів і глибини основного обробітку при сівбі озимої пшениці (над рискою) і у фазу кущіння весною (під ри-

скою), 1988-1990 рр.

Шар Оранка на Плоскорізниц обробіток ч на глибину, см

грунту,см' 20-22 см 20-22 8-10 8-10 і 20-22 НІРК

\ Щільність іруиту, г / см3

0-10 1.16 1.18 1.19 1.16 . 0.08

1.15 1.17 1.19 1.18 0.02

10-20 ' 1.25 1.27 1.29 1.22 0.06

1.21 1.24 1.26 1.26 0.04

20-30 1.25 1.26 1.29 1.26 . 0.06

1.24 1.25 1.27 1.25 0.03

0-30 1.22 1.24 1.25 1.21 0.05

' 1.20 1.22 1.24 1.23 0.02

Пористість аерації, %

0-10 31.4 30.7 29.1 31.0 _

30.8 • 30.5 26.9 26.9

10-20 24.0 19.5 21.0 21.1

26.1 21.4 20.4 21.5

20-30 22.6 22.2 22.0 19.7 _

20.6 20.8 19.5 20.6

0-30 26.0 24.1 24.0 23.9 _

25.8 24.2 22.3 23.0

• Водінні режим грунту

Капілярна і найменша вологоємкості грунту. При механічному обробітку змінюється ступінь подрібнення і щільність грунту, з якими тісно зв’язана величина загальної пористості і питома, вага йор різного розміру, що впливає на величину капілярної вологоємкості. Для чорнозему

. . . -11 - . . .

опідзоленого капілярну і. найменшу вологоємкості, виражені в відсотках до об’єму грунту, можна визначити за рівняннями регресії, встановленими нами для капілярної пористості і пористості найменшої вологоємкості. По відношенню до маси грунту капілярна і найменша вологоємкості зменшуються за слідуючими рівняннями регресії: у = 62 . 64 + 15 . 136 X 2 ( (Л ± й ,, = 0. 99 ± 0. 02 , п = 91 ) •

у = 49 .58 - 56 .305 х + 36 .576 х 2 - 4.699 х4

(т) ± в ч = 0.74 ±0.07,п = 91) '

Рухомість вологи в грунті. Капілярна рухомість 'грунтової вологи в землеробстві регулюється відповідною зміною будови грунту.

Для зменшення руху вологи верхній шар грунту розпушують, а для збільшення - ущільнюють. Разом з цим чітких експерементальннх даних про те як і наскільки змішоється рухомість вологи в грунті залежно від його щільності немає, що ускладнює прогнозування ефективності тієї чп іншої технологічної операції. При визначенні швидкості руху вологи, при капілярній насичуваності грунту в “монолітах” різної

' ' ' * Г‘*г

щільності за методом Долгова, нами встановлено, нщ швидкість капілярного підняття вологи з ущільненням грунту спочатку збільшується, а потім зменшується згідно рівняння регресії: .

у = - 22 .86 + 139 . 729 х 3 - 153 . 838 х 4 + 43 . 745 х 5

(т| ± Б ч = 0.94 ± 0. 04 , її = 75 )

де: у - швидкість капілярного підняття води, см/год.

Особливістю даного явища є те, що двом різним щільностям може відповідати однакове значення швидкості капілярного підняття волога. Наприклад, швидкість 3.9 см/год може бути при щільності 0.90 і 1.43 г/см3. Отже, зменшення руху грунтової волога може бути досягнуто

розпушенням або ущільненням грунту в залежності від її вихідної

щільності і щільності, яка встановлюється в результаті обробітку. При

' , '12'

іцілі.носгі грунту 1.1-1.3 г/см', яка найчастіше зустрічається в польових умовах, швидкість капілярного піднятій води змінюється в межах 7.2-8.3 см/год, тобто на 14%.

Вологість розриву капілярних зв’язків (ВРК) швидше насіаг в щільному групіі. 'Гак, якщо гірн щільності грунту 1.65 г/см3 ВРК настає через 1.6 доби, то при щільності 0.9 г/см1 - через 12 діб. Теоретично цеіі період можна розрахувати за таким рівнянням регресії:

> =* 14 .67 - 2 .916 х 5 ! ( Т| ± К „ = О. 96 ± 0 . 03 , п = 94 ) ‘

де: у ■ час від початку випаровування до настання ВРК, діб.

Вологість грунту, прп якііі настає ВРК, виражена в відсотках до маси грунту, І5 зростанням ііого щільності практично не змінюється і знаходиться в межах 20,7-21,1 %, а в об’ємних відсотках - з ущільненням грунту збільшується і описується рівнянням регресії:

V = - 1 . 50 -І 22 .14 х ( г ± 8 = 0 . 96 + (1. 03 , п = 94 ) .

* ? 5

де: у - вологість грушу, % до об’єму грушу, Г- коефіцієнт кореляції, ьу - помилка коефіцієнта кореляції.

Співставленій показників вологості ірупту прп ВРК, виражених в ваюішх і об’ємних відсотках свідчить, що прн ВРК залишається переважно плівкова волога, яка в основному залежить від іранулометрич-ного складу, а не порового просі ор\. .

Вважається, що ВРК настає прн якііісь частині НВ. Але так як остання, як показали наші дослідження, залежить від щільності грунту.

то співвідношення між цими величинами не може бути ПОСТІЙНІШ.

Співставлення отриманих нами ведичнії ВРК і НВ показує, що відношення між іншії прп ущільненні грунту від 0.9 до 1.65 г/см3 у вагових відсот ках збільшується від 81.0 до 94.6 % згідно рівняння регресії:

V ^ 79 . 65 і 2. 015 х 4

* 5

а в об’ємних відсотках - від 81.5 до 95.3 % згідно рівняння регресії: у 116 .88 - 69 .287 ,\ + 34 .07 х !

•. - IJ ■

Випаровування колош із і рун і у. Практика показує, що дооитися значного зменшення випаровування шляхом зміни будови грунту нелегко. Це можливо лише прп глибокому знанні механізмів руху вологи в грунті прп випаровуванні та стану іруніу, прп якому найменше втрачається вологи. Цеп процес ми внвчалп в модельних дослідах, створюючи моноліти грунту в посудинах висотою ЗО см і діаметром 14.5 см (4950см J). Щільність нижнього шару ірунту (висотою 24 см) в усіх посудинах була однаковою - 1.2 г / см 3. Верхній шар гр\нту (0-5 см) змінювався у варіаіпах від 0.9 до 1.6 з інтервалом 0.1 г / см 3. Монодії в посудинах зволожували до капілярної вологоємкості (вода надходила знизу) і висушували в природних (частково і в лабораторних) умовах.

Протягом двох років в період з травня до листопада проведено п’ять турів досліджень за різних погодппх умов висушування, здійснено 2160 спостережень, якими охоплена вихідна щільність верхнього шару грунту від 0,85 до 1,67 і / см 3, вихідна кількість води в посудині від 122,7 до 31,1 мм (36,8-9,2° <> від маси) і випаровування з вільної водяної поверхні від 0,12 до 14 мм за добу.

Математичну моделі, випаровування вологи з грипу знаходили за методом групового обліку аргументів (Ивахненко А.Г., Зайченко Ю.П., Днмитров В.ГІ., 1976), коли одержаний масив даних ділився на дві трупи: навчаючу(на якій знаходили математичні моделі) і перевірято-чу(на якій за індексом, кореляційного відношення між фактичними і розрахованими за формулами даними, знаходили кращу із них). Після аналізу отриманих декількох формул ми зупинилися па наступній математичній моделі випаровування грунтової вологи: v= 1.86389 - 0.52412х’ 4 0.13023х,х3 -т (І.0()639\!х, - (I.0tl07834\| + +0.02291 \-■ 0.1492Х,5 t 0.n0000629xj - 0.0(Ш8х3 RIiaB = 0.937, Rn(peB -- 0.951,

де: у - кількість водії, яка випарувалась з грунту, мм/д'обу; х , - об’ємна маса верхнього (5 см) шару грунту, г / см 3; х 2 -вихідна вологість ірунту, мм; х з -кількість води, яка випарувалась з вільної водяної поверхні, мм/добу; II - індекс кореляційного відношення, отриманий на навчаючій послідовності; р - індекс-кореляційного відношення, от-

переа . '

рішаний на перевіряючій послідовності.

Аналіз цієї моделі показує, що випаровування грунтовоі вологи обумовлюється сукупним впливом режиму висушування, вологості і щільності грунту. Крива випаровування при зміні любого фактору на фоні постійних, але різних рівнів інших факторів може приймати саму різноманітну .форму.

При постійному режимі висушування величина випаровування із грунту є результатом складної динамічної взаємодії його щільності і вологості: різниця за вологістю, яка виникає в результаті неоднакового ’ випаровування при різній щільності грунту, постійно обмежується і прагне до зменшення, том}' що із більш вологого грунту вода випаровується інтенсивніше. Наприклад, при вмісті ЗО мм води в 29-сантимегровому шарі грунту іцільностю 1,3 г / см 3 і режимі сушки 10 мм за добу випарується 2.37 мм води, а при щільності 0.9 і / см 3 - 2.07 мм або на 0.3 мм менше. На стільки ж зменшиться випаровування із грунту з щільністю верхнього шару 1.3 г / см 3 при зменшенні вмісту в ньому води на 3.8 мм (з 90 до 86.2).

Отже,.змінюючи будову верхнього шару грунту, можна дещо посилити або' уповільнити випаровування грунтової вологи, однак різниця буде не дуже великою. Так, при вмісті 90 мм води в 29-сантішетровому шарі грунту при режимі висушування 10 мм різниця в величині випаровування при іцільностях, які найчастіше зустрічаються в польових умовах (0.9

- 1.2 г / см 5), може досягати 11.6%.

Доступність волопі для рослин в грунті різної щільності. При

визначенні коефіцієнта в’янення в моноліті різної щільності, де тестовою культурою служила озима пшениця нами встановлено, що -коефіцієнт в’янення з ущільненням грунту збільшується як при*вираженні його у відсотках до маси, так і до об’єму грунту. Ця залежність описується наступними рівняннями:

‘ у = 2 5 .7 5 - 2 7 .0 3 х + 1 2 .1 3 2 х 2,

(т] І'Б,, = 0.82 ± 0.09, п = 36) > .

у = 2 6.0 8 - 3 6.1 9 х + 2 0.9-0 5 х 2 >

(т] ±- вп = 0.9 7 ± 0.04,п = 36)’

Знаючи залежність найменшої вологоємкості і коефіцієнта в’янення від щільності можна визначити кількість доступної водії в чорноземі опідзоленому при зволоженні його до найменшої вологоємкості. Розрахунки показують, що кількість доступної вологи в груші за , підношенням до його маси нрп ущільненні від 0.9 до 1.3 г/см3 змінюєть-

- ся мало, а при подальшому ущільненні змеушуеться з 13.7% при щільності 1.3 до 8.7% - при 1.6 г/см3. За відношенням до об’єму грунту кількість доступної вологи при НВ прп ущільненні з 0.9 до 1.3 г/см3 зростає з 11.5 до 18%, а при подальшому ущільненні знижується до 14.7%. .

Вологість грунту під озимою пшеницею. На чорноземах дружні сходи озимої пшениці з’являються при вологості грунту 16-17 % (Задонцев А.И., Бондаренко В.И., 1969) або коші в 0-10 см шарі грунту є 15-20 мм доступної вологи (Морару С.А., 1988). В наших дослідженнях вологість грунту в* шарі 0-10 см в усі роки була достатньою для отримання дружніх сходів, а істотної різннці між варіантами основного обробітку при цьому не відмічено (табл. 3). • ;

Вологість метрового шару грунту прп сівбі озимої пшениці в усі роки досліджень також не залежала від способів обробітку грунту.

3. Вологість грушу ІІІД озимою пшеницею залежно ІІІД способі» і глибшій основного обробітку, % ,(1988-1990 рр.)

Шар грунту, см Оранка на 20-22 см Плоекорі'шпп обробіток на глибину, см НІР0}

2.0-22 8-10 8-10 і 20-22

Прп сівбі-

0-10 20.4 21.0 21.3 21.0 1.0

10-20 21.4 21.5 ' 21.6 21.8 1.2

0-100 22.4 22.5 22.6 22.6 0.4

Фаза кущіння весною

0-100 24.6 24.4 24.7 24.9 0.7

0-160 24.1 24.0 24.4 24.6 0.7

Фаза дозрівання

0-100 18.8 19.1 . 18.9 18.7 0.7

Однаковіш цей ішклишк залишався і г. період'іієсняііого відростання рослин, так і при збиранні урожаю.

Отже, наїро.маджеїшя і збереження пологи в грунті при різних способах обробітку проходило однаково за рахунок близької будови ірунту на всіх варіантах досліду.

І Іожшшіш режим грунту.

Закономірних відмінностей за вмістом нітратного азоту, рухомих форм фосфору та калію в шарі ірунту 0-40 см на фоні без добріш при різних способах та глибині обробітку,не спостерігалося. Це пояснюється відсутністю значної різниці між варіантами-обробітку*» будові та водному режимі ірунту. Спостерігалася лише деяка диференціація грушового профілю за вмістом рухомою фосфору та калію на фонах

. -17-

мінеральпого та органічного удоорсння за рахунок збільшення їх в шарі 0-10 см при плоскорі зппх обробітках, а в шарі 10-20 см при оранці, то пояснюється глибиною загортання добріш прн різних способах обробітку. Але через те, ідо «міст рухомого фосфору та калію на дослідній ділянці н цілому був достапіііі, то така днфереи- ' ніанія в розподілі їх за профілем ще не повинна погіршиш умови живлення рослин.

Забур’яненість посівів

Застосування безполпцевої о обробітку грунту обумовлює зниження, поріпшшо з полиневим, забур’яненості посіві» озимої пшениці. малорічннмп бур'янами. Це поясниться тим, що значна їх кількість проросггіс в посівах однорічних трав і знищується разом і і їх збиранням, не всіпгшп дати нове насіння, внаслідок чого верхнііі шар ірушу очищається під насіння бур’яні». Прн оранці багато насіння бур'яні» виноситься з ілпбокпх шарів грушу і проростає в посівах озимих. .

Мілкпіі плоскорізнпіі обробіток грушу збільшує кількість багаторічних бур’яній на II °с, а додатковий обробіток плоскорпом на глибину 20-22 см в середині серпня зменшує їх кількісп. па N "о в порівнянні з оранкою. .

Продукт ІІШІІСП. озимої шікшщі

У зв’язку з відсутністю значної рмпиці в показниках родючості грунту та забур’яненості посівів урожаіінісіь озимої пшепині при оранні і плоскорізному обробітку на іакуж ілпбпну в усі роки дослідження і па всіх фонах добрив була практично однакова (Табл'.4).

У варіантах з мілким обробітком грушу урожайність отцмої » . ... ^

пшениці також: була однаковою. Серед окремих років .піше в І9К1)р. на неудобреному фоні суттєва перевага спосп-рії алася за дпскукашіям.

• -18-

4.Урожанність зерна озимої пшешіці залежно від способів і глибини

обробітку грунту та удобрення, ц/га,(1988-199! рр.)

Варіант Рік дослідження Серед- Приріст від

досліду ' 1988 1989 1990 1991 нє обробіт- ку

1. Оранка Органічні добрива

на 20-22 см 55.3 62.4 53.5 32.2 50.8 -

2.Плоскорілшп ;

обробіток . 55.2 63.1 52.9 32.6 51.0 0.2

на 20-22 см

3.Днскування на 8-10 см, 4.Лемішшш обро- 58.5 67.5 56.7 31.3 53.5 2.7 .

біток на 8-10 см З.Плоскорізніш об- 56.6 63.8 58.1 33.0 52.9 ‘ 2.1

робіток на 8-10 см ' 57.5 64.2 56.8 33.1 52.9 2.1

б.Плоскорізшш

обробіток на 8-10 54.6 64.7 ■ 56.6 32.3 52.0 . 1.2

см і на 20-22см

: тї 1.Оранка 5.0 4.9 Мінеральні 4,1 3.5 добрива 2.0

на 20-22 см 2.Плоскорізнин 56.9 66.3 59.1 35.3 ‘ 54.4

о бр 6 біток на 20-22 см 56.0 68.9 58.8 34.4 54.5 0.1

З.Днскування на 8-10 см, ; 62-] 73.2 64.1 36.7 58.8 4.4

4.Лемішннн обро-

біток па 8-10 см 57.7 69.4 62.9 35.0 56.2 1.8

З.Плоскорізніш об-

робіток на 8-10 см б.Плоскорізшш 59.7 71.7 62.5 36.1 57.5 3.1

обробіток на 8-10 57.6 • 70.6 61.7 35.9 56.4 2.0

см і на 20-22см ■ .

. НІР„ 4.7. 5.0 3.1 3.6 1.6

Урожайність озимої ишеннці при мілких обробітках була такою як і

оранці, або вищою. 'Гак, перевага дпскуванни спостерігалася в 1989 р

на органічному і в 1988-1990 рр. на мінеральному фонах, лемішного обробітку в 1990 р. на фоні органічних і мінеральних добрив, шіоскорізно-го обробітку на 8-10 см в 1990 р. на неудобреному і в 1989 і в 1990 рр. на мінеральному фонах.

Додатковий обробіток грунту плоскорізом на глибину 20-22 см в середині серпня на фоні мілкого обробітку забезпечував таку ж урожайність як і мілкі обробітки. •

В середньому за роки досліджень найвищу урожайність отримано при дискуванні грунту на 8-10 см в порівняні з оранкою та плос-корізннм обробітком грунту на глибину 20-22 см: Різннця між варіантами мілкого обробітку грунту була не істотною. Додаткове розпушування грунту плоскорізом на 20-22'см на фоні мілкого обробітку не призвело до зниження урожайності порівняно з мілкими обробітками.

Мінеральні добрива підвищували урожайність на всіх варіантах обробітку грунту. Приріст урожаю в середньому за чотири роки складав 12.6-15.5 %. їх ефективність на всіх фонах обробітку грунту була практично однаковою, найбільша різниця в Прирості урожаю складала всього 2.9 %. Органічні добрива в умовах нашого досліду були малоефективними. Істотне збільшення врожаю спостерігалося лише по оранці, днскуваншо і лемішному обробіткові.

' Способи та глибина основного обробітку ірунту не впливали на

якість зерна озимої пшеніщі. Маса 1000 зерен, натура зерна і вміст клейковини дещо підвищувались при внесені добрив, особливо мінеральних. . , .

Енергетична ефективність

Найбільш енергоємкими є обробітки грунту: оранка на 20-22 см, плоскорізшш різноглибинний та на 20-22 см, на які затрачено 1155, 1174 та 835 Мдж/га відповідно; Найменше енергії затрачається на мілкий шіоскорізнпй обробіток - 340 Мдж/га; що в 3.1 рази менше, ніж

на оранку і а іі 2. і 1.0 ра м; мийне, ніж на днскуваиня і лемішним обробіток. .

V Ннері етичніш апаліч технології вирощування очпмої пшениці чалежно від способів і глибини оеншшого обробітку та удобрення покачує. шо днскуваиня та лемішнни обробіток дочволяє чекопомитн під 320 до 90Н Мдж/га. Наіііиицпмм коефіцншн енергетичної ефекішшоетї були па <[)оні лемішної о і плоекорііііого обробітку па 8-10 см беї добрим (4.6), при нлоскорі шому обробітку на 8-10 см на фоні органічного удобрення (3.5) і прп диску панні ірунту па 8-10 см на фоні мінеральної о удобрення (3.2). ' ■ . '

, Віісноіікіі [

1. Чорно іем опідчоленпіі нажкосуглпнкошііі мас сприяілнві фі нічні властивості. ІІоі о рівіюважна щільність не виходить ча межі оптимальної ДІЯ ПОЛЬОВИХ культур. ІДО свідчить про можливість мінімалі; а і (Гі ііоі о обробпк\.

. 2. Всі вили йор псно чиЧпані ч щільністю грунту. Знаіідені математичні моделі цих чалсжпосгсіі дають можливість проточувані чміпп основних параметрів будови грунту від ного щільності, а об’ємну масу

вважапі універсальним пока шиком будови грушу.

/ .

■ 3. Від їлибкпи і способів обробіїку будова ірушу ччіпюєіься мало. ІІрн мілких обробітках, порівняно ч оранкою, щільність і рушу дещо чбільшугіься. але її величина не виходить ча межі оппімальної. Ііорпсіісіь аерації в усіх випадках чалншаєіься достатньою для іа>>о-обміну між ірунтом і атмосферою.

4. Водні властивості і поведінка вологи в груші тісно чи’яіапі І! щільністю і рушу: '

- капілярна вологоємкість відносно об’єму грунту ч ущільненням до 1.15 і І їм' ібільшу єп.си, прп подальшому ущільнені чмепшуєіься , відносно маси і рут 11 у ччепїіїу ється;. . ,. * . ■ 1

• наіімеїішаволоїчх мкісГь і уші іьнеиням і рушу відносно ;.

об’єму зростає, а підносно маса - зменшується; .

- швидкість підняття води по капілярах з ущільненням грунту до 1.15 г/см3 збільшується, а при подальшому ущільненні - зменшується;

- вологість розриву капілярних зв’язків швидше настає в щільному грунті. її величина по відношенню до маси грунту практично постійна, а по підношенню до об’єму зростає;

- коефіцієнт в’янення з ущільненням ірунту зростає. Кількість доступної' води при НВ з ущільненням до 1.3 г/см3 відносно маси ірун-ту змінюється мало, а в об’ємних відсотках збільшується. Прп подальшому ущільненні - зменшується як відносно маси так і відносно об’єму грунту;

- випаровування із, грунту є результатом динамічної взаємодії ного щільності і вологості: різниця за вологостго, яка виникає із-за неоднакового випаровування прп різній щільності грунту, постійно обмежується і прагне до зменшення, так як із більш волоюго грушу вода випаровується інтенсивніше.

Знайдені математичні моделі них залежностей дають можливість прогнозувати хід процесів прп зміні бу дови грушу.

5.У зв’язку з незначною зміною будови грушу різні способи і

глибина ного обробітку практично не впливають па накопичення і збереження грунтової волоїн, ,

6. Способи і глибина обробітку грушу- не виливають па вміст нітратного азоту, рухомих форм фосфору і калію в іруші. На удобрених фонах прп безполпиевих обробітках підсилюєгься диференціація в розподілі фосфору та калію за профілем і рушу.

7. Забур'яненість посівів прп впрошуванні озимої пшениці після ярої бобово-злакової сумішки на зелений корм на фоні бешолпцевнх обробітків грушу 'не '.більшуічьея„ а . цнмічепиіь ча їорічшіми бур’яиямн навіїь зменшу і іься. II нп корі ніші оорооі і чк ірчіпчігі

20-22 см в середині серпня на фоні такого ж мілкого обробітку зменшує кількість багаторічних бур'янів. ■

8. Урожайність озимої пшениці після оранки і пдоскорізного обробітку ірунту на 20-22 см однакова, а після мілких обробітків така ж або більш висока. Додаткове безполнцеве розпушування грунту на 2022 см в середині серпня на фоні мілкого плоскорізного обробітку забезпечує таку ж урожайність, як і мілкі обробітки. Ефективність міне- , ральннх добрив Ари безіюлнцевих обробітках грунту не знижується.

9. Найбільш ефективними з врахуванням енергетичної оцінки є

мілкі обробітки на 8-10 см: лемішний і нлоскорізшш обробіток на фоні без добрив, плоскорізнпй обробіток на фоні органічних добрив, диску-вання і плоскорізнпй обробіток на фоні мінеральних добрив. '

Пропозиції виробництву В умовах правобережного Лісостепу після ярої бобово-злакової суміші на зелешпї корм основний обробіток чорнозему опідзоленого під озиму пшеницю необхідно проводиш дисковими знаряддями або плос-корізамн на глибину 8-10 см. Іірн значній кількості багаторічних бур’янів мілкий плоскорізнпй обробіток слід доповнювати розпушуванням грунту плоскорізом в середині серпня на глибину 20-22 см.

Список основних робіт, опублікованих по темі дисерт ації:

1. Гордпенко В.ІТ., Костогрыз П.В. Изменение строения почвы в зависимости от ее плотности: Тез. докладов научно-технпч. конф. “Плодородие почвы в интенсивном земледелии”. - Волгоград. - 1988. -С.54.

2. Гордненко В.П., Костогрыз II.В. О взаимосвязи влагоемкостн и плотности чорнозема онодзоленного// Почвоведение. .- 1989. - №8. - С.123-129.- ’ ' ' , ' .

3. Гордпенко В.ГІ., Коскирьп П.В. О закономерностях пспарс-ния влаги при различной плотЛостп верхнего слоя почвы// Почвоведение. - 1990. - №5. - С. 118-127.

V

4. Гордпенко В.П., Костогрыз П.В. Математические модели пе-

редвижения и испарения влаги из почвы различной плотности: Тез. докл. III съезда почвоведов и агрохимиков УССР. Харьков, 1990. - С.41-43. .

5. Гордпенко В.П., Костоірьіз П.В. Передвижение влаги по ка-иилярам в чорноземе оподзолёном при его различной плотности// Почвоведение. - 1991. - №4. - С.175-178.

6. Гордпенко В.ГІ., Костоірьіз II.В. Влажность разрыва каип-лярных связен в зависимости от плотности почв// Почвоведение. - 1991.

- №6. -С.118-122.

7. Костогриз П.В., Гордієнко В.ГЬ Вплив різних способів обробітку грунту на водно-фізичні властивості чорнозему опідзоленоі о// Шляхи підвищення родючості грунту і врожайності зернових кулі,тур. Збірн. наук, прань. - К.: Вндавн. УСГ'А. - 1992. - С.23-31.

8. Костогриз Г1.В. Методика модельного досліду при вивченні л фізичних властивостей грунту в лабораторних умовах// Тез. доиов. міжнар. конф. “Сучасні методи досліджень в агрономії”. - Умань. - 1993.

- С.24-25.

9. Гордієнко В.П., Костогриз П.В. Методика вегетаційного досліду при вивченні випаровування вології з грунту різної щільності: Тез. допов. міжнар. конф. “Сучасні методи досліджень в агрономії”. - Умань.

- 1993.-С.51-52. /

10. Костогриз 11.В., Гордієнко В.Г1. Реакція озимої пшениці на’ добріша та способи основного обробітку грушу після однорічних трав на зелений корм// Біолого-екологічні основи вирощування сільськогосподарських культур в умовах Лісостепу України. Збір. наук, праць. -К.: Сільгосиосвіта. - 1994. -С. 101-105.

11. Gordienko V.P., Kostogryz P.V. On the relationship between moisture capacity and density in a podzolized chernozem// Soviet Soil • Science. - 1990. Vol. 22, №2. (англ.)

12. Gordienko V.P., Kostogryz P.V. On moinsture evaporation regularities at different densities of the upper soil laer// Soviet Soil Science.

- 1990. Vol. 22, №8. (англ.)

■ Kostogryz P.V.

Methoda of basic soil cultivation for winter wheat after spring bean-cereal mixture in Right-Bank Forest-Steppe region of Ukraine.

The Thesis for conferring a scientific degree of Candidate of Science (Agriculture), speciality 06.00.01 - Agriculture. Uman Academy of Agriculture, Uman, 1996. '

Scientific propositions of the thesis contain theoretical investigations on establishing the dependences and mathematical models of indicps of structure and moisture behaviour in the soil of various compactness. The influence of methods and depth of soil cultivation on structure, water and nutrient soil regimes, choking of winter wheat sowing areas, winter wheat productivity have been considered in the thesis. The efficiency of fertilizers has been studied and the power estimation under various methods of soil cultivation is presented in the thesis.

Koctoipuj П.В.

Способы основной обработки почвы под озимую пшеницу после ярой бобово-злаковой смеси в условиях правобережной Лесостепи Украины. •

Днссерпщпя на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук но специальности 06.00.01. - общее земледелие,

Уманская сельскохозяйственная академия, Умань, 1996.

Научные положения' диссертации содержат теоретические исследования по установлению зависимостей и математических моделей показателей строения почвы и поведения влаги в почве различной плотностн. Рассмотрено влияние способов и глубины обработки почвы на ее строение, водный и питательный режимы, засоренность посевов и продуктивность озимой пшеницы. Дана энергетическая.оценка изученных способов обработки почвы.

Ключові слова: озима пшениця, щільність ірунту, оранка, илос-корізний обробіток, дискування, добрива.