Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние чистых и совмещенных посевов многолетних трав на урожай и качество озимой пшеницы в условиях центральных районов Нечерноземной зоны

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние чистых и совмещенных посевов многолетних трав на урожай и качество озимой пшеницы в условиях центральных районов Нечерноземной зоны"

"м ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ

РОССШСКШ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

На правах.рукописи

САДЕК МУХАМЕД ЮСЕФ СЛДЕК ШАХИН.

УДК 631.582:631.68.29.09 :

ВЛИЯНИЕ ЧИСТЫХ И СОВМЕЩЕННЫХ ПОСЕВОВ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА УРОШ! И. . КАЧЕСТВО ОЗШОИ ПШЕНИЦУ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНОВ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ.ЗОНЫ

(06.01.01 - общее земледелие)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук ;

Москва - 1995

Диссертация выполнена на кафедре общего земледелия сельскохозяйственного факультета Российского Университета дружбы

народов. Полевые исследования проведены в 1992-1995 гг. на полях-.....

отдела земледелия НШСХ ЦРНЗ Московской области.. '

Научные руководители -доктор сельскохозяйственных наук, профессор Х.П. ПЕКЕНЬО, кандидат сельскохозяйственных наук, В.Н.ФЕДОРИЩЕВ.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ; доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Г.ЛОШАКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О.А.РАСКУПИ.

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт удобрений и агропочвоввдения им.Д.Н.ПРЯНИПНИКОВА.

Защита состоится " Хл •• июня 1995 г в Щ™ час. на заседании специализированного совета К 053.22.18 в Российском университете друкбы народов по адресу: 117198, Москва, ул.Миклухо-Маклая, дом 8, коря 2 зал 2.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу.- 117198, Москва, ул.Мйклухо-Маклая, дом 6.

Автореферат разослан -¿с" мая 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук доцент

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Ключевой проблемой В' сельском хозяйстве Российской Федерации и стран СНГ, . по-прежнему, остается призводство зерна для обеспечения потребности населения в хлебе и животноводства комбикормами. Среднегодовой валовый сбор зерна должен быть доведен в РФ до 140-150 ши. тонн (в 1994г произведено 94 млн тонн).

Большими резерват роста производства сельскохозяйственных продуктов располагает Нечерноземная зона и,, в частности, -Центральная ее. часть (от Брянской, области на юго-западе до Костромской на северо-западе). Сбор зерна зерновых культур в 1994г составил 8457 тыс. тонн, а Московская область,- место проведения наших исследований, при посеве 242 тыс. га. ежегодный сбор зерна достигает 53? тыс. тонн-или 2,2 т/га (1994). Па урожайности озимых культур (озимая шенща, озимая рот). Московская область занимает первое место по РФ и странам СНГ и составляет 3,1-3,6 т/га (Республика Беларусь - 2,6-2,7 т/га, Украина - 2,6-2,8, страны Балтии - 2,9-3,0, США - 2,6-2,7 т/га). Однако, несмотря на то, что в РФ приводится 9 млн. тонн минеральных, удобрений (азота, фосфора, калия) только около 2 млн. тонн поступают в с/х производство для удобрения культур, что- составляет 15-20 кг/га пашни (7 илн тонн минеральных удобрений идет, на экспорт).

Но земледелие с его большим- отчуждением биологической продукции в виде зерна, корма и клубнеплодов, соломы и т.д, вносит в агроэкосистемы глубокие, нередко необратимые изменения, существенно ухудшая почвенное плодородие» лимитируя стабильность сельскохозяйственного производства. Ш оцвнкам. ФАО, за прошедшие 20-30 лет 30-40% прироста, сельскохозяйственной продукции в развитых странах обеспечивалось за счет использования минеральных удобрений. Среднее потребление минеральных удобрений на I га пашни и многолетних насавдений. в ряде развитых стран в кг/га по Д.В. составило: Нидерланды -.805 кг/га, Япония -670, Германия - 426, Великобритания - 366, Финляндия - 210, США - ПО и Канада -56 кг/га (МО, 1986), в том числе,, под озимую шеницу соответственна -230 кг/га, 296, 316, 296 , 250, 154 , 68 кг/га (<1о1ап,1985; <1о11апз,1985). Приведенные, сравнительные данные по применению минеральных удобрений на .1 га павши показывают, что в развитых странах вносят в 20-40 раз больше питательных элементов с

минеральными удобрениями чем, в Российской Федерации.

Указанные проблемы, обусловили стремление' к поиску альтернативных технологий возделывания сельскохозяйственных культур (севооборот, многолетние бобовые травы, сидераты, промежуточные, культуры и т.д.;. чтооы .земледелие было безвредным для окруаащей. среды и обеспечивало потребителя "чистыми" продуктами.- питания.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований- Российского университета дружбы народов по заданию 0.3.0. земледелие, НГП 0.51.05, номер государственной регистрации:Ш..86.0.08365 на 1990-1995 гг. "Разработка и внедрение прогрессивных технологий, обеспечивающих получение

гарантированных урожаев в Российской Федерации, Средней Азии и других регионах мира" и научно-технической программы отдела земледелия НИйОХ ЦРНЗ - 01.Р.01.01.Т.I - земледелие, номер государственной: регистрации 01.822044744,

Цель а задачи исследований. В условиях острого дефицита минеральных удобрений в сельскохозяйственном производстве Российской Федераций и перехода на альтернативные системы земледелия цель наших исследований состояла в изучении влияния- многолетних трав (клевер + тимофеевка, клевер + люцерна, чистого клевера) на урокайность озимой пшеницы сорта "Инна", возделываемой го интенсивной и альтернативной технологиям и плодородие дерново-подзолистой почвы Московской области. Для осуществления поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1: Определить влияние многолетних трав (клевер + тимофеевка, люцерна. + клевер, клевер) на рост, равитие и физиологические параметры продуктивности озимой пшеницы ;

2., Определить роль многолетних трав и пошнвно-корнешх остатков- в регулировании питательного режима и агрофизических свойств, дерново-подзолистой почвы;

3. Установить влияние многолетних трав на видовой состав и засоренность.-посевов озимой пшеница;

4. Определить урокайность и качество сена многолетних трав в зависимости от видового состава травосмеси и длительности их возделывания;

б. Выявить влияние видого состава многолетних трав на урокайность и хлебопекарные качества зерна озимой пшенидо и 2

рекомендовать лучше из них производству;

6. Определить экономическую эффективность интенсивной и альтернативной . технологий возделывания озимой пшеницы в звене зернотравянопрапашного севооборота: ячмень + травы - травы 1-го или 2-го т.п.- озимая пшеница.

Научная новизна. Впервые, в условиях Московской области на дерново-подзолистых среднесуглюшстых почвах проведено комплексное изучение факторов, влияющих на формирование урожая озимой пшеницы сорта "Инна-, возделываемой в зврнотравянопропшпшх севооборотах при интенсивной и альтернативной технологии. Показано, что подпокровные многолетние травы (клевер + тимофеевка, клевер +• люцерна и одновидовой посев клевера) оказывали многостороннее положительное влияние на агрофизические свойства почвы (водопрочность структуры, накопление влаги, повышение пористости, снижение плотности, твердости и глыбистости почвы) удумается фитосанитарное состояние посевов.Запашка пожнивных и корневых растительных остатков и промежуточного зеленого удобрения повышает устойчивость положительного баланса питательного- вещества и гумуса в почве.

Практическая ценность. Результаты, проведенных полевых опытов показали, что введение альтернативной технологии: многолетние склевер + люцерна) травы первого и второго года пользования пожнивные зеленые удобрения (рало, запашка соломы зерновых культур и пожнивно-корневых остатков позволяет снизить дозы минеральных азотных удобрений со 120 кг/га (интенсивные технологии) до 45-60 кг/га, не снижая урожайности культур севооборота - сено многолетних трав 7,34-7,59 т/га (6,66 т/га па интенсивной технологии клевер + тимофеевка) и урожайность зерна озимой пшеницы 4,21-4,38 т/га (4,34 т/га по интенсивной технологии) и одновременно улучшить хлебопекарные качества муки. Данные полевых опытов могут использоваться при чтении лекций по курсу общего земледелия и разработке систем земледелия в хозяйствах.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в хозяйствах ■республики Чувашия.

Апробация работы. основные результаты исследований докладывались на научных конференциях профессорско-

3

преподавательского состава сельскохояйственного факультета Российского Университета дружбы народов (1993-1994 г.). ежегодно на кафедре общего земледелия и отдела земледелия НИИСХ ЦРНХ. По результатам исследований опубликована одна статья и вторая - в печати.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на t}-e> страницах машинописного текста, включая 27 таблиц, ¿.i рисунков, и состоит из введения, пяти глав, выводов; рекомедаций производству. Описок использованной литературы включает ¿/у д. наименования, в том числе работ иностранных авторов и

приложений /о

2. Содержание работы Программа.исследований выполнялась в течение 1992-1995 гг. на полях отдела земледелия НШСХ ЦРНХ Одинцовского района Московской области. Почва опытного участка дерново-подзолистая, по гранулометрическому составу среднесуглинистая (33,2-37,7% физической глины), содержание в слое 0-20 см : гумуса 1,9-2,2% по Тюрину, Р205 (по Кирсанову) - 17-21 мг, fC,0 (по Масловой) - 16-20 мг на 100 г. почвы, степень насыщенности основаниями - 89 - 94%, рН (солевой вытяжки) - 5,8-6,4, объемная масса почвы пахотного слоя - 1,27-1,31 г/см3 , плотность твердой фазы почвы 2,63 г/см3. Погодные условия в годы проведения исследований существенно отличались от средних многолетних: 1992 г был сухим. За вегетационный период май - июль выпало 74,2 ш или 31,8% от средний многолетней (22,1 мм), температура I6-I8°C; 1993 г был холоднш и влажным за вегетационный период осадков выпало на 160 % больше нормы; 1994 г был средним между 1992 и 1993 г, т.е. вегетационный период май - ишь был прохладным с14,4°0) с обильными осадками 102,3 мм, а вторая половина июля характеризовалась высокими температурами воздуха 25-27°0 и сухостью.Выпало 59,8 мм осадков (50 % от нормы). Однако, в связи с тем, что сумма эффективных температур и запасы влаги в почве за года исследований были в пределах нормы это способствовало получению высокого урожая сена многолетних трав и зерна озимой пшеницы.

Объектом исследования служил сорт озимой; пшеницу "Инна", люцерна. - сорт "Лада" клевер красный - сорт "Московский I", тимофеевка 3620 и, сопуствуицие посевам, сорные растения. 4

Севообороты были полностью развернуты во времени и на делянках, с рендомизированным их размещением, в системе блоков. Общий размер делянок - 240 м2, учетная - 140 м2, повторность опыта - четырехкратная, размещение блоков - четырехярусное.

СХЕМА ОПЫТА

Варианты Чередование культур в севообороте и дозы

удобрений

севооборотов 1990- 1991- 1992- 1993-

1992ГГ 1Э93ГГ 1994ГГ 1995гг

контроль 1 Зернотравяноп-ропашной (базовая технология) Мн.травы 1-го и 2-го г.п.

Ячмень с подсевом клевера и тимофеевки

N Р К

"75 70 150

Мн. травы 1-го г.п.

Мн. травы

2-го г.п.

Р К гзо зо

Оз.пшеница,

N Р К 120 40 70

+ пожнивно рапс Нб0

контроль 2 Ячманъ г 2. Зернотравяноп-ропашной, без применения и

азотных люцерны

удобрений Мн.травы 1-го и 2-го г.п.

Р70К150

Мн. травы Мн. травы Оз.пшеница, 1-го г.п. 2-го г.п. г, и

РзоКзо 40 70

+ пожнивно

рапс N

60

Зернотравяноп-ропашной с уменьшенными дозами азотных удобрений Мн.травы 1-го и 2-го г.п.

Ячмень с подсевом клевера и люцерны

N Р К

45 70 450

Мн. травы 1-го г.п.

Мн. травы 2-го г.п.

30

|К30

Оз.пшеница,

N60P40K70

+ пожнивно рапс N60

3

4. Зернотравяноп-ропашной, с уменьшенными дозами азотных удобрений клевер 1-го г.п.

Овес

Ячмень с подсевом клевера

^45Р70^150

Клевер 1-го г.п.

Р К гзозо

Оз.пшеница,

N60P40K70 + ПОЖНИВНО рапс N60

Обработка почвы и посев многолетних трав. Биологические особенности многолетних бобовых трав требуют: во-первых, глубокой обработки, чтобы корневая система в первый

5

год жизни проникала в глубокие слои корнеобитаемого слоя почвы (80-90 см и более)¡во-вторых, посев проводят поперек посева покровной культуры для улучшения освещенности и предотвращения непроизводительного вытягивания стеблей бобовых растений; в-третьих, в год посева категорически запрещается проводить укос многолетних бобовых трав, так как лимитируется процесс накопления питательных веществ в стержнекорне, а это в свою очередь лимитирует рост зародышевого корня, формирование почек возобновления на шейке стержнекорня.

После уборки озимой пшеницы и соломы, проводилось лущение жнивья дисковым лущильником ДЦГ-5А на глубину 4-6 см и глубокое рыхление без оборота на 40 см 1И-4,5, а после появления всходов сорняков через 1,5-2 недели отвальная обработка плугом ПЛН-3-35 на глубину 20-22 см.Весной при поспевании почвы проводили боронование зубовой бороной БЗТС-1 для выравнивания поля и уменьшения потери влаги за счет испарения с поверхности почвы. После закрытия влаги проводили культивацию с боронованием и прикатыванием.

Посев покровной культуры ячменя, по предшественнику озимой пшеницы, проводили 20-27 апреля селекционной сеялкой СН-16 на глубину 3-4 см нормой 3,5 млн. всхожих семян на га и поперек (по направлению чизельной обработки) подсевали многолетние травы: клевер - 13-14 кг/га, люцерна + клевер- 8+6 кг/га, клевер + тимофеевка -8+6 кг/га. Посев многолетних трав поперек посева покровной культуры дает возможность регулировать глубину посева (1-2см) и одновременно улучшить питательный и световой режимы бобового и злакового компонента смеси в совмещенных посевах. Обработку почвы (многолетние травы) под озимую пшеницу проводили по технологии, рекомендованной для Московской области (Саранин и др., 1984).. Посев озимой пшеницы сорта "Инна" нормой посева 5 млн. всхожих зерновок на га проводили 25-27 августа селекционной сеялкой СН-16 на глубину 3-4 см, протравленными семенами (гранозан 2 кг препарата на I т зерна).

На контрольном варианте (базовая технология) для борьбы с сорняками вслед за посевом обрабатывали почву симазином нормой 0,3 кг/га по Д.В., весной в фазу кущения обрабатывали смесью препаратов аминной солью 2.4 Д 1,8 кг/га по препарату и лонтрела 0,3 кг/га . Против болезней (виды ржавчины, мучнистой росы) в фазе начало трубковашя посевы озимой пшеницы контрольного варианта 6

обрабатывали байлетоном (25%) нормой 0,6 кг/га по препарату, растворенный, в 500 л воды.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ.

3.1. Роль чистых и совмещенных посевов многолетних трав в улучшении агрофизических свойств дерново-подзолистой почвы.

Благоприятные агрофизические свойства почв - одно из вакных условий проявления почвенного плодородия, получения высоких

Таблица 1

Влияние многолетних трав и минеральных удобрений на платность сложения и пористость дерново - подзолистой почвы (1992-1995 гг.).

Варианты опыта

слой почвы, см ПЛОТНОСТЬ почвы, г/см Мн. травы пористость, ч. плотность „ почвы, г/см оз. пшеница пористость, %

весна осень кущение уборка

0-10 1,28 1,42 46,1 1 ,20 1,26 52,1

10-20 1,34 1,47 44,1 1 ,25 1,28 51,3

0-20 1,31 1,44 45,1 1 ,22 1,27 51,7

0-10 1,30 1,34 49,0 1 ,21 1,25 52,5

10-20 1 ,35 1,44 45,0 1 ,26 1,31 50,2

0-20 1 ,32 1,39 47,0 1 ,23 1,28 51,3

0-10 1,31 1,29 50,9 1 ,21 1 ,26 52,1

10-20 1 ,28 1,35 48,7 1 ,25 1,29 50,9

0-20 1 ,29 1,32 49,8 1,23 1,27 51,5

0-10 1,17 1,20 54,4 1 ,19 1,28 51,3

10-20 1 ,24 1 ,27 51,7 1,22 1,30 50,6

0-20 1,20 1,23 53,0 1,20 1,29 51,0

0,016 0,028 0,73 0,004 0,002 0,75

контроль 1

1. клевер + тимофеевка 1 и 2-го г.п. ч р

195 1 ДО'

К250 кг/га.

контроль 2

2. клевер + люцерна 1 и

2-го г.п.

N0 ,Р1Д0'

К250 кг/га.

3. клевер + люцерна 1 и

2-го г.п.

N95 'Р140' К250 КГ/Га-

4. клевер 1-го г.п. N Р

95 ' 1АО'

К250 ет/1,а

нор

05

урожаев, возделываемых культур. Если вопрос о положительной роли

7

многолетних: (бобовых и злаковых.) трзЕ на плотность сложенияне вызывает■сомнений, то взгляды о воздействии минеральных удобрений на плотность сложения пахотного слоя противоречивы (УШИапа, 1977 ;Акентьева,1978; Захаревский, 1978). Полученные нами результаты (табл.1) показывают, что существенная разница по плотности сложения и пористости среднесугливистой дерново-подзолистой почвы в зависимости от, возделываемых многолетних ..трав (клевер + тимофеевка, клевер + люцерна и чистый клевер.) и, вносимых удобрений, по вариантам опыта не наблюдалась. Плотность сложения была несколько выше перед распашкой многолетних

*Ч

трав в контрольном варианте (клевер + тимофеевка) - 1,44 г/см и варианте 2 без внесения азотных удобрений - 1,39 г/см3. Наименьшая плотность сложения наблюдалась по клеверу первого года пользования - 1,23 г/см3. После вспашки плотность почвы по всем вариантам опыта (кроме чистого посева клевера) снижалась на 4,6-13,4%, а по клеверу увеличивалась на 4,8* с уменьшением плотности сложения почвы увеличилась пористость на 2,7-6,6$ и стабильно сохранялась на уровне 50-62% от общего объема почвы, т.е. близко к оптимальной для среднесуглинистых дерново-подзолистых почв центральной Нечерноземной зоны России.

3.2. Влияние многолетних трав на водопрочносТ-Ь почвенной структуры.

Данные таблицы 2 показывают, что в среднесутлинистой дерново-подзолистой почве до начала опыта в фракционном составе преобладали агрегаты больше 3 мм, т.е. крупнокомковато-глнбистая фракция, составляадая 50,5-53,1* и меньше 0,25-5,2-6,5* от массы почвы.

Определение водопрочности структуры почвы после многолетних трав, предшественников озимой пшеницы показало, что в пахотном слое всех испытанных вариантов опыта увеличивалось содержание водопрочных агрегатов , размером больше 0,25-3 мм в среднем на 26,7-31,5* от массы почвн по сравнению с почвой до начала опыта. Видимо, это увеличение идет за счет распада фракции более 3 мм и под действием корневой системы бобовых и злаковых трав, а также за счет их последующего агрегатирования посредством органических веществ образующихся в процессе гумификации растительных остатков. Процесс распада глыбистой фракции и формирование агрономически 8

Таблица 2

Влияние многолетних трав на вэдопрочносгъ структуры дерново подзолистой почвы (.1390 - 1993 гг.).

Варианты опыта

слой почвы, см

сумма фракции, % от массы почвы

перед закладкой опыта (ср.1990 - 1992 гг.) в посевах оз.пшеницы (ср.1993 , 1994 гг.)

>0,25 > 3 <0,25 >0,25 > 3 <0,25

ДО 3 мм мм ДО 3 мм мм

ММ мм

контроль 1

1. клевер + тимофеевка 1 и 2-го г.п.

1,195'Р140» К250 КГ/Га

контроль 2

2. клевер + люцерна 1 и

2-го г.п.

«О ,Р14.0' К250 КГ/ГЗ

3. клевер + люцерна 1 и

2-го г.п.

**9Б ,Р140'

К250 кг/га

4. клевер 1-го г.п.

N Р "95 1¿0'

К250 кг/га

0-20 41,0 52,6 6,5 71,2 24,7 4,2

0-20 44,3 50,5 5,3 73,9 22,4 3,8

0-20 40,8 53,1 6,2 72,8 21,8 5,5

0-20 43,1 51,7 5,2 69,5 26,0 4,6

НОР,

Об

0,29 0,30 0,12 0,47 0,39 0,15

ценных частиц диаметром от 0,25 до 3 мм лодтвержается и тем, что распыленная часть почвы, т.е. частицы меньше 0,25 мм за период возделывания многолетних трав не только не увеличивается, а наблюдается тенденция к их уменьшению с 6,5 до 4,2$ от массы почвы. Определения глыбистости почвы (частиц больше 5 см) показали, что возделываемые многолетние травы оказывали различное воздействие на этот показатель а именно: наибольшая глыбистость наблюдалась в варианте клевер + тимофеевка (базовая технология) -

9

18,?«, степень крошения - 81,3% и чистому клеверу соответственно 16,9% и 83,156; в бобовых смесях (клевер + люцерне) глыбистость составила соответственно 11,3 и 12,4», а степень крошения 88,7 и 87,6;б. Сравнение показателей глыбистости по вариантам опыта показывает, что они имеют высокую корреляционную зависимость с содержанием в почве водопрочных агрегатов диаметрам от 25 до 3 мм,т.е. по мере увеличения пылевой фракции (частиц меньше 0,25 мм) и крупнокомковатой (больше 3 мм), глыбистость почвы увеличивается, а степень крошения при обработке уменьшается. Возделывание чистых и совмещенных посевов многолетних бобовых трав в большей степени улучшала, структуру (водопрочную) и механические свойства дерново - шдзолис т ой почвы по сравнению с бобово-злаковым компонентом (клевер + тимофеевка) контрольного варианта (базовая технология).

3.3. Роль поинивно-корневых растительных остатков в улучшении питательного решма и баланса гумуса в почве.

Запахиваемые растительные остатки, возделываемых культур, не компенсируют потерь гумуса, так как 70-80% поступающей в почву биологической массы минерализуется до конечных продуктов <С02,нн4, ыо3) и только 20-30% превращается в органическое вещество почвы. Масса и удобрительная ценность, поступающая в почву поанивно-корневых остатков неодинакова и зависит от видового состава, возделываемых культур, типов севооборотов, уровня обеспеченности минеральными и органическими удобрениями, и уровнем получаемых урожаев.

Данные таблицы 3 показывают, что масса, запахиваемых поянивно-корневых остатков, зависит от видового состава многолетних трав и года их использования. Если между вариантами с двухкомпонентными смесями не наблюдается разница по запахиваемым пожнивно-карневым остаткам: стеблей и листьев 3,3 т/га, а корневых остатков 1,43-1,48 т/га год с чередованием культур - ячмень 4 травы - травы первого года пользования - траЕЫ второго года пользования - озимая пшеница, то е варианте И при чередовании культур овес - ячмень + клевер - клевер первого года пользования -озимая пшеница,масса, запахиваемых растительных остатков, увеличивается: стеблей и листьев на 36,4%, а корней на 17,6% или 4,5 и 1,74 т/га в год. Запахваемые пожнивные и корневые остатки существенно отличались по содержанию азота: в корнях контрольного 10

таблица. 3

Влияние совместных и чистых посевов многолетних бобовых и злаковых трав на баланс.питательных элементов в дерново-подзолистой почве.(1990 - 1993 гг.)

варианты опыта Запахано растительных остат-ков(в ср. ва 1 год) Возвращено в .почву, растительными остатками и удобр--ниями,в среднем 8а 1 год, кг/ка отчуждено с урожаем . в среднем за 1 год, кг/га разница между поступлением и., отчуждением в среднем за 1 год, кг/га

Авота Фосфора Калия Авота Фосфора Калия Азота Фосфора Калия

контроль 1 1.клевер+тимофее-вка 1 и 2-го Г.П. (базовая технология N-195.P-140.K-250 кг/га) (еа 4 года) контроль 2 2. клевер+лщерна 1 и 2-го Г.П. (Р-140.К-250 кг/га) (за 4 года) 3. клевералюцерна 1 и 2-го Г.П. пшеница (N-105 Р-140.К-250 кг/га) (ва 4 года) 4. клевер 1-го Г.П. (N-105,Р-140, К-250 кг/га) (sa 4 года) стеОл-3,34 корн-1,43 всего-4,77 стебл-3,24 корн-1,48 Всего-4,72 сгебл-3,28 корн-1,48 всего-4,76 стебл-4,50 корн-1,74 всего-6,24 86,7 40,6 131,8 141,4 45,1 115;0 -54,7 -2,1 +16,8 48.4 42,8 130,4 139,5 42,9 93.8 . -91,1 -0,3 +36,6 75.6 43,2 130.9 137.9 44.9 98,0 -62,4 -1,7 +32,9 73.7 43,8 138,3 136,4 43,1 92,1 -62,3 +0,7 +46,0

НСР 0,08 4,54. 0,41 0,49 0,49 0,18 1,52 2,58 .- 3,26.

05

варианта клевер + тимофеевка - 0,97», в корневых остатках клевер + люцерна - 1,63«, а чистого клевера - 1,46$- С растительными остатками поступило азота в почву за четыре года (1990-1993 гг): контроль I склевер + тимофеевка) - 151,8 кг/га, контроль 2 (без внесения азота) клевер + люцерна - 193,6 кг/га, вариант 3 (клевер + люцерна } - 197,4 кг/га и вариант 4 (чистый клевер) - 189,7 кг/га, т.е. одно- и двухкомпонентные смеси ОоОовых культур возвращали в почву на 24,9-30,1» больше азота, чем элаково-бобовые смеси. Данные таблицы 3 показывают, что отчуждение азота с урожаем (сено многолетних трав, зерно озимой пшеницы) составляет 136,4-141,4 кг/га в год, независимо от доз, вносимых азотных удобрений. Разница между поступлением азота в почву с растительными остатками и удобрениями и отчуждением- с урожаем составляет: на контроле I (базовая технология,внесенного н-195 кг/га) - 54,7 кг/га год; контроль 2 ш-0) - 91,1 кг/га год, а по урожайности сена многолетних трав и зерна озимой пшеницы разница между этими крайними вариантами не существенна, т.е. дефицит в азоте восполняется за счет азотофиксации многолетних бобовых трав. Эти данные подтверждают возможность снижения доз азотных удобрений при введении элементов альтернативной технологии в зернотравянопропапшых севооборотах.

Данные таблицы 4 показывают, что длительная распашка нокнивно-корневых остатков зерновых культур и, возделываемых многолетних трав на фоне минеральных удобрений, обеспечила положительный баланс фосфора в почве по сравнению с его исходным содержанием. Содержание обменного калия несколько снижается, но видимо это связано с его закреплением сухой почвой, и сохранением в неразложившихся стерневых и корневых биологических остатках. Динамическое равновесие между, усвояемыми формами фосфора и калия в почве объясняется интенсивным разложением запаханных растительных остатков за счет увеличения доли бобового компонента.

Данные по содержанию гумуса в почве в динамике в начале опыта (1990 г) и на четвертый год после посева многолетних трав (1993 г> внявшш тенденцию к его накоплению по всем вариантам опыта, но особенно по чистому клеверу, где это увеличение составило 0,2356 по отношению к исходному уровню. Проведенные исследования показали, что при возделывании многолетних трав, 12

запашка пожнивных растительных остатков, снижение доз минеральных азотных удобрений с 195 кг/га до 105 кг/га за 4 года ротации зернотравянопропашного севооборота не снизило уровень минерального питания и содержание гумуса в дерново-подзолистой почве.

Таблица 4.

Роль многолетних трав и пожнивно-корневых растительных остатков в питательном режиме почвы (1990 -1993 гг.).

слой почва, см содержание в мг. на 100 г почвы Гумус, Ж

Варианты опыта Ра°5 к2о

1990 1993 1990 1993 1990 1993

контроль 1 1. клевер + тимофеевка 1 и 2-го г.п. № Р 195*1¿0* 0-10 21 ,0 21,0 22,6 16,6 2,20 2,21

10-20 0-20 21 ,2 21 ,1 21 ,2 21,1 24.4 23.5 17,4 17,0 2,08 2,14 2,11 2,16

К250 КГ/Га- (за 4 года)

контроль 2 2. клевер + 0-10 19,7 19,8 25,9 16,7 2,06 2,05

люцерна 1 и 2-го г.п. Н Р "о *Г1до* 10-20 0-20 20,6 20,2 18,3 19,1 25,0 25,5 18,3 17,1 1,97 2,02 2,01 2,03

К250 КГ/Га-(за 4 года)

3. клевер + люцерна 1 и 0-10 19,1 24,5 23,5 23,5 2,04 2,01

2-го г.п. N .Р 10-20 20,5 24,2 24,4 19,5 2,17 2,03

95 'Г140* кг50 кг/га. (за 4 года) 0-20 19,8 24,3 24,0 21,5 2,10 2,02

4. клевер 1-го г.п. 0-10 22,2 23,6 23,6 15,0 1,77 1,96

К95 'Р140* 10-20 23,4 23,3 23,3 18,1 1,72 1,99

К250 КГ/ГЗ (за 4 года) 0-20 22,8 23,4 23,5 16,6 1 ,75 1,98

НСР05 0,23 0,57 0,13 0,29 0,051 0,014

3.4. Урожайность культур в звеньях зернотравянопропашного севооборота.

Роль многолетних бобовых трав в зернотравянопропашяых

13

севооборотах при введении элементов альтернативной технологии заключается в повышении плодородия дерново-подзолистых почв и продуктивности пащни: чем выше урожайность многолетних трав, тем больше оставляют пожнивных и корневых остатков богатых азотом и тем самым улучшая питательность почвы да последующих зерновых культур. Данные таблицы 5 показывают, что качественная характеристика сена зависит от видового состава компонентов смеси многолетних трав и года пользования.

Таблица 5.

Кормовая ценность сена многолетних трав (ср. 1991 - 1933 гг.)

Варианты опыта

урожайность

т/га

выход *

протеина т/га

кормовых единиц, тыс./га

контроль 1

1. клевэр+тимофеевка 1 и 2-го г.п.

N7S ,Р100'К180 131/1,3

контроль 2

2. клевер+люцэрна 1 и 2-го г.п.

«О ,Р100'

К1В0 кг/га

3. клеверышцерна 1 и 2-го г.п.

Н45 ■Рюо'^ао Kr/ta

4. клевер 1-го г.п.

N45 -Р100'К180 ^в

6,66 100,0 0,82 6833 100,0

7,34 110,2 1,18 9834 143,9

7,59 113,9 1,29 10750 157,3

6,31 94,8 1,04 8667 126,8

НОР,

OS

0,22

0,053 437,6

* 1 кормовая единица содержит 120 г. протеина.

В среднем по урожайности сена и по выходу, как протеина, так и кормовых единиц наблюдалось преимущество в двухкомпонентных смесях (бобовых культур нлевер + люцерна) первого и второго года пользования. Эти варианты превышали контрольный вариант клевер + тимофеевка (базовая технология) по урожайности сена на 10,2-13,9«, а кормовых единиц на 43,9-57,3%. Посевы чистого клевера по урожайности сена были ниже контрольного варианта (базовая технология) на 6,2%, но по выходу кормовых единиц превышали 14

вариант клевер + тимофеевка (базовая технология) на 26,8% или на 1834 кормовых единицы. Проведенные полевые исследования показали, что при использовании многолетних трав дня получения травяной муки желательно вводить двухкомпонентные смеси бобовых культур (клевер + люцерна, чистый клевер), а для сена из-за лучшей сохранности, питательности и снижения трудоемкости процесса сушки, желательно возделывать двухкомпонентные смеси бобовых и злаковых культур (клевер + тимофеевка).

Стабильные результаты получены по двумкомпонентным смесям (клеве 4- тимофеевка, клевер + люцерна) первого и второго года пользования, т.е. трех лет жизни.

Решая- задачу увеличения производства зерна пшеницы, обеспечивающую получение стабильного качества сырья для хлебопекарного производства. Госкомиссия значительно повысила требования к зерну озимой пшеницы, сдаваемой на заготовительные пункты. От результатов качественной оценки зависят и ценовые надбавки на продовольственное зерно озимой пшеницы. По этой причине необходимо было провести исследования по влиянию пласта многолетних трав на качество зерна озимой пшеницы, возделываемой по интенсивной и альтернативной технологиям (табл.6).

Данные таблица 6 показывают, что в вариантах клевер + тимофеевка (базовая технология н-120 кг/га) и клевер + люцерна (N-60 кг/га) урожайность зерна озимой пшеницы увеличилась на 2,9-3,8» по сравнению с вариантами клевер + люцерна ш-Ож клевером (N-60 кг/га) первого года пользования, однако стекловидность зерна снижалась на 4-6», а содержание клейковины в зерне на 1,1-2,1» при несущественном отличии по вариантам в содержании белка.

Анализ индекса деформации клейковины (ВДК-1)е.п. и удельная работа деформации теста («п е.а или "сила муки" показывают, что мука, полученная из зерна озимой пшеницы, возделываемой по интенсивной технологии (базовая технология) имела более низкие показатели на 6,9 и 7,4» соответственно по сравнению с контрольным вариантом (без азотных удобрений). Согласно класссификационным нормам зерна пшеницы по хлебопекарным качествам зерно озимой пшеницы, возделываемой по интенсивной технологии, относится к пшеницам - филлерам: клейковина (ИДК-1) 78 - группа качества К (удовлетворительная, слабая), удельная работа деформации теста по

15

альЕзографу, е.а, не менее 242 и упругость теста по альвеографу, мм, не менее Ш, т.е. мука - хороший филлер.

Таблица 6.

Влияние пласта многолетних трав, и технологии возделывания озимой пшеницы на урожайность и качество зерна

показатели контроль 1 1. клевера тимофеевка 2-го г.п ^го^до, К70кг/га контроль 2 2- клевер + люцерна 2-го г.п. К0'Р40,К70 кг/га 3. клевер*-люцена 2-го г.п. кг/га 4.клевер 1-го г.п. МбО ,Р40, К70 кг/га НСР05

урожайность зерно, т/га (ср. 1993-1994 гг.) 4,34 4,22 4,38 зерно 4,21 0,02

стекловид-ность, % 56 62 58 62 0,72

белок, % 13,1 13,1 13,2 13,3 0,02

сырая клейковина, % 30,1 32,2 31,4 мука 32,5 0,29

индекс деформации кл- 78 ейковины (ВДК-1 )е.н. 70 72 70 0,50

удельная работа деформации теста(») е.а.(сила муки) 242 260 258 260 2,6

упругость теста(Р)мм 60 74 74 75 2,2

по альвеографу

Мука, полученная из зерна озимой шеница, возделываемой по альтернативной технологии сн-О, N-60,кг/га) относится к -пшеницам наиболее ценным по качеству, т.е. четвертая груша (сильные пшеницы; третья группа - улучшателей). 16

Видимо,возделывание озимой пшеницы по интенсивной технологии (используя в полной мере Олок химизации - удобрения, гербициды, фунгициды и т.д.) на фоне пласта многолетних трав богатых азотом ведет к ухудшению качественных характеристик клейковины белков, но этот вопрос требует дальнейших исследований.

3.5.Биоэнергетическая эффективность звеньев севооборотов. Анализ биоэкономической эффективности (табл.7) показал, что введение в зернотравянопропашные севообороты совместных посевов бобовых трав (клевер + люцерна) первого и второго года пользования повышают коэффициент энергетической эффективности на 38% по сравнению с возделыванием в севообороте двухкомпонентных смесей (клевер + тимофеевка и чистого клевера первого года пользования).

Проведенные исследования по влиянию чистых и совмещенных посевов многолетних трав на урожай и качество зерна озимой пшеницы сорта "Инна""позволяют сделать следующие выводы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

В условиях резкого, экономически необоснованного подорожания минеральных удобрений (являющихся фундаментом интенсивной технологии) за счет демпингового экспорта (более 7млн.т или 77,8% от общего производства России) совхозы и колхозы Российской Федерации были вынувдены интенсивно переходить к альтернативным технологиям ведения сельскохозяйственного производства. Резкий отход от интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственных культур явился отправной точкой в наших исследованиях по стабилизации продуктивности зернотравянопропашных севооборотов на основе введения альтернативной технологии.

I. В условиях Центрального района Нечерноземной зоны России установлено, что введение зернотравянопропашных севооборотов с элементами альтернативной технологии - многолетние бобовые травы первого и второго года пользования, промежуточные сидеральные культуры, запашки соло ш позволяют снизить дозы азотных минеральных удобрений и получать урожайность сена многолетних трав на уровне 6,3-7,5 т/га и зерна озимой пшеница 4,21-4,38 т/га.

2. Равномерное поступление в течение ротации севооборота пожнивных и корневых остатков улучшает строение пахотного слоя -снижается плотность сложения пахотного слоя с 1,39-1,44 г/см3 под многолетними травами второго года пользования до 1,29 - 1,27 г/см3 после уборки озимой пшеницы одновременно повышается общая

17

ФрЛтпзпта 'У

Биоэнергетическая эффективность звеньев севооборотов

содержа- затраты коэф.энер. коэф.энер

Варианты опыта год ние общей совоку- эффектив- эффектив-

энергии пной ности ности

в урожае энергии урожая изучаемых

гдж/га гда/га вариантов

ячмень + мн. 1990 38,0 22,3 1,70

хрсШЫ клевер+тимоф- 1991 149,2 13,0 11,5

еевка 1-го

г.п.

клевер+тимоф- 1992 134,1 13,0 10,3

еевка 2-го

г.п.

оз. пшеница 1993 75,3 26,2 2,86

всего 1990-1993 396,6 74,5 26,36 6,59

ячмень + мн. 1990 43,6 16,9 2,38

травы 1991 173,9 11,8 14,7

клевер+люце-

рна 1 -го

г.п.

клевер+люце- 1992 146,5 11,8 12,4

рна 2-го

г.п.

оз. пшеница 1993 65,8 20,9 3,15

всего 1990-1993 429,8 61,4 32,63 8,15

ячмень + мн. Фппои 1990 46,1 19,7 2,34

храдож клевер+люце- 1991 179,4 11,8 15,2

рна 1-го

г.п.

клевералюце- 1992 152,2 11 ,8 12,9

рна 2-го

г.п.

оз. пшеница 1993 65,8 23,6 2,79

всего 1990-1993 443,5 66,9 33,23 8,30

ячмень + мн. 1991 45,3 19,7 2,29

травы

клевер 1-го 1992 187,6 12,8 14,70

г.п

оз. пшеница 1993 63,8 23,6 2,70

всего 1991-1993 296,7 56,1 19,69 6,56

скважность (пористость) пахотного слоя с 45,1-49,8» до 51,0-51,756. Она приближается к оптимальной , для среднесуглинистой дерново-подзолистой почвы.

3. Установлено, что возделывание многолетних трав, запашка нокнивно-стерневых растительных остатков повышают содержание водопрочных агрегатов агрономически ценной фракции почвы (от 0,25 до 3 мм) на 26,4-32,0% при одновременном снижении содержания крупнокомковатой-глыбистой фракции (более 3 мм) на 25,7-27,9»; содержание в пахотном слое почвы фракции меньше 0,25 мм практически не изменилось.

4. Введение в зэрнотравянопропашные севообороты многолетних трав (первого и второго года пользования) и запайка побочной продукции, возделываемых культур,возвращает в почву ежегодно от4,76 до 6,24 т/га пожнивно-корневых остатков, содержащих по вариантам: клевер + тимофеевка - N-380, Р205-5,6 и К20-6Э,3 кг/га или 77,9», 16,2 и 110,9»; клевер + люцерна - N-49,4, Рг05~8,2, Кг0-68,4 кг/га или 190,0», 25,1 и 124,2» от ежегодно вносимых минеральных удобрений, поддерживая положительный баланс питательного режима и содержание гумуса в почве.

5. Феоритический состав сорных растений в посевах озимой пшеницы относится к 11-ти семействам и представлен однолетним типом засорения из них 37,5» относятся к зимущим и 62,5» к данным поздним яровым. После двухлетнего стояния многолетних трав многолетние сорные растения встречались отдельными видами (Зопо1шз

агиепБ1з).

6. Возделываемые смеси многолетних трав (клевер + тимофеевка, клевер + люцерна и чистый клевер), существенно не отличались по урожайности сена 7,27-7,69 т/га, однако варианты с бобовыми компонентами увеличивали выход протеина и кордовых единиц по отношению к контрольному варианту (клевер + тимофеевка, базовая технология) соответственно на 37,8-62,2» и на 2833-4167 к.е.

7. Внесение минеральных азотных удобрений 120-160 кг/га по озимой пшенице сорта -Инна", возделываемой го пласту клевера + тимофеевка и клевера + люцерна повышали урожайность зерна с 4,22 т/га (контроль без азотных удобрений) до 4,34-4,38 т/га или на 2,8-3,0». Зерно озимой пшеницы, возделываемой по интенсивной технологии, (клевер + тимофеевка н-120 кг/га) имели более низкие качественные показатели муки по сравнению с вариантами клевер +

19

люцерна Ш-О, к-60 кг/га>: повивался индекс деформаций клейковины (ИДК-1) е.п. с 70 до 78, уменьшалась удельная работа дефракции теста (V») е.а. с 260 до 242, уменьшалась упругость теста сР) мм по альвеографу и па хлебопекарным качествам относится к пшеницам-филлерам, тогда как зерно и мука вариантов (клевер + люцерна) - к пшеницам наиболее ценным по качеству.

8. Введение в зернотравянопропашных севооборотах совмещенных посевов бобовых трав (клевер + люцерна) первого и второго года пользования повышают коэффициент энергетической эффективности на 38,3% по сравнению с возделыванием в севообороте двухкомпонентных смесей (клевер + тимофеевка) и чистого клевера первого года пользования.

РЕКШЕЩЩЩ ПРОИЗВОДСТВУ,

1. В условиях Центрального района Нечерноземной зоны России при введении в зернотравянопропашных севооборотах многолетних бобовых трав первого и второго года пользования, дозу азотных минеральных удобрений под озимую пшеницу рекомендуется сократить с-120 до 60 кг/га без снижения урожайности и качества зерна.

2. Для улучшения строения пахотного слоя, баланса питательных веществ и гумуса в среднесуглишстой дерново-подзолистой почве, рекомендуется использовать в качестве удобрений солому, возделываемых культур.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Сэранин- К.И., Федорищев В.Н., Афанасьева В.К., Садек Шахиа. Урожайность культур и плодородие почв в звеньях севооборотов при биологической системе земледелия. Материалы докладов научной конференции профессорско-преподавательского состава сельскохозяйстенного факультета. М., изд-во РУДН, 1995г.

2. Шахин С., Федорищев В.Н., Афанасьева В.К. Влияние чистых и совмещенных посевов многолетних трав, и длительность их возделывания на агрофизические свойства дерново-подзолистой почвы Московской области. Сдано в печать.

SADEK MmMED YUOSEF SADEK SHAHEEN.

The influence of pure and mixed sowing- of perennial grases on yields and quality of winter wheat in the conditions of central non-chernozem zone.

Speciality: 08.01.01. Fitotecnia General (L).

In the Central regions of non-chernozem zone of Russia, upon introducing with in a ceneal-grass - inter-tilled crop rotation system perennial legume grasses, of the first and second year of use, the dose of nitrogen fertilizers under winter-weat.Can be reduced from 120 to 80 kg/ha with on a decline in yield grains and quflity.

For improvingt the quality of the top soil the balance of. soil nutrients and humus, of medium loamy soddy podsolic soils, it is recommended to use as fertilisers straw of cultivated crops.

HbflnacaHo k neuani 18.05'. 95 r. Tiipas 100 3K3.