Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние орошения и способов обработки почвы на свойства чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур в условиях лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Влияние орошения и способов обработки почвы на свойства чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур в условиях лесостепи Среднего Поволжья"



На правах рукописи

ФОМИН Николай Александрович

ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ Н СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВ^

НА СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО й УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУ *УР В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО НОГ Л

06.01.02 —сельскохозяйственная мелиора!.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов 1996

Работа выполнена в Пензенской государственной сельскохозяйственной академии.

Научные руководители — кандидат сельскохозяйственных

наук, профессор ГАЛЬДИН Геннадий Борисович , кандидат

сельскохозяйственных наук, доцент КУЗИН Евгений Николаевич.

Научный консультант — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент КАЛУЖСКИЙ Василии Алексеевич.

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ, доктор географических наук, академик РЭА, профессор МОСИЕНКО Н. А.; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФЕДОРИН Г. Г.

Ведущая организация—НИИСХ Юго-Востока НПО «Элита Поволжья».

Защита состоится « » июня 1996 г. в 10 ч 15 мин на заседании диссертационного совета К-120-72-01 при Саратовской государственной сельскохозяйственной академии им. Н. И. Вавилова в конференц-зале.

Адрес: 410710, Саратов, Театральная площадь, 1, СГСХА. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГСХА.

Автореферат разослан » мая 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доцент Г. И. КАРАВАЕВА

ОЩЛЯ ХАРАКТЕРНО2ИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Мя достижения устойчивого роста соль-1к'охозяйстеэняого производства, надежного обеспечения населения фодукташ питания, промшленностк - сельскохозяйственным сырьем, I животноводства - полноценными кормами необходимо повысить эф-юктивность орошаемых зажль путай разработки агротехнических ме-юприятий, снижающих илн полностью предотвращавших негативное .ейотвп поливной вода на плодородие почвы, путем внедрения энер-'о- а ресурсосберегающих технологий, позволяюцкх получать высокие ро,- гя сельскохозяйственных расгошй о наименьшими затратами.

Большое зиачоние для орошаемого земледелия имеет изучение роцэссов динамики плодородия почвы с цзлыо последующей разрабос-и приемов ого повышения. Одним из приемов снижения негативного оздебствия поливной вода на плодородие иочвн является ее обра-отка. Этому и посвящена данная диссертационная работа.

Актуальность проблемы подчеркивается тем, что здесь решается кологичэски важная проблема защиты орошаемой почва и воспрока-' одсгва ее плодородия технологическим путем, без дополкителытх атериальных затрат.

Цель и задачи исследований. Работа пресладс ала цель изучить шажку плодородия лочиы под действием поливной вода, влиянии решения на урожайнооть сельскохозяйственных культур и эффективность эошения на выщелоченных черноземах Среднего Поволжья, а такжо «работать "пути стабилизации у повгаения плодородия почвы в уо->виях орошения.

1Три проведении исследований рдаалиоь иледашио задачи:

- проследить длнзмику изменения гукупа я его оослин» под :уш~ (иэм подивнем нодн;

- изучить илиячке полнит** »»«« на агрифазводкие свсуства

потан - плотность сложения, общую порозноогь, порозкость аэрации, водопрочность структурных агрегатов быщолсчэшюго чорноззка;

- показать динамику шкввого режима вод оразаешия культурами

- изучить влияние орошения на урожайность сельскохозяйственны культур на ваведочоннок черноземе в условиях Среднего Поволжья;

- разработать приемы обработки почвы, способствующие снижению иьгатишого действия поливно" вода на плодородие чернозема выщелоченного'с одновременным энерго- и ресурсосберегающим эффектом;

- подсчитать энергетическую эффективность орошения и разлнч-1шх способсп обработки почш на выщелоченном черноземе в условиях Среднего Поволжья.

Объект и методика доследований. Научные исследования выполнена на еьздлочонных черноземах совхоза "Дэртевскай" Пензенского района, совхоза "Аяаксэевсклй" Малооердсбинского района и учхоза TIÎCXA в таченаа 1935-1987 гг.

Для проведения огмтоз использовались методически разработки Б.А. Доспех.ва (1958, 1995), А.А. Рода (1J69), Н.Ф. Деревицкого (IS6iO* Б.В, Аринушкяной (1970), C.B. Астапова (1958) и др.

Влажность почвы определялась гормостатко-вее овьм методом, наименьшая алагоедасо^гь - путем заливки л л осадок, объемная масса -гю Кйчинсксыу, плотность тверд й 1аэь почвы - тйхнометричаским методе«, оодая порозность и пор юность аэрагдаи - расчетным методом, агрегатный анализ - по Саввину и Бакшееву, гу. ус - по Тюряну, фосфор и калий - по Чиракову, рН солевой вытяжки - на рН-метрв, сумма поглощенных основании - три л глюк трическом методом, гидролитическая кислотность - по Каппе ну.

Качественный состав гумуса определялся по мзтодике, разработанной ТСХА. Свободные гушновые кислоты извлекались 0,1 н. раствором едкого натра, их каяьдаэвве и .магниевые «мч"/ (гуьмнаты) -2

,1 н. раствором оксалата натрия, общее содержание всех гуданоли-ов определялось при "помощи смейи 0,05 н. раствора трилона-Б и ,1 н. раствора едкого натра, количество хелатов - по разности.

Урожайность кукурузы определялась методом пробных' плоавдох, люцерны, гороха, озимой и яровой пшеницы - методом пробного оно-а. •

Для гадроиэтрических измерений применялись доадемер:-эде с ссуди.

Экспериментальные даише обрабатывались г/а?смзгкче окили изто-ами дисперсионного, регрессионного и корреляционного анализа.

Габона наполнялись по тематическому плану Пензенского ельокохозяйотвенного института.

Научная Новизна выполненных исследований ссогоят в ч:м, что ояскатель впервые для выщелоченных черноземов Среднего Поволжья атановил влияние орошения:

- на изменение количества и качественного состава гумуаа;

- на плотность, общую порозносгь, порозность аэрации и груктуру почвы;

- на агрохимические свойства почва - содержание легкогидро-изувмого азота, подвижного фосфора, обманного калия;

- на фазико-химичес5аш свойства почвы - рН годной вытяккн, вдролитическую кислотность, сумму поглоадннш: оснований;

- на урожайность зеленой масон и зерна различных по скорсспэ» <чзти гибридов кукуруза, зеленой масса и сена люцерны.

Исследования проводились в течение трох лет (15£5-1987 гг.) орошаемых и богарных уояовиях. Для изучения влияния оршзккл на рожаЯность были шбранн нанбачэо продуктивные и отзывчивыо на решение культуры - кукуруза и лвдврна. При этом, учитывая теплей ^ я другие .зоияльшо осо^пнкосзч! клда-ятп, чтЬжли три ркилу.ч-зИС НО скорой'олост-. гардой. язл'тнк! "а, .чииюрнють

зехяратизн. Ох« .и »адата ы-'лкнллд с /.«• г.у^сс горчаки :•

Без орошения . I. Раянествлнй гибрид Дяегрозскиа 141.

2. СрэднеранниИ гибрад Днепровский 247 МБ.

3. Срэднепоздний габрид ВИР 42 МБ.

4. Люцерна па зеленую маосу и сено.

При орошении

I. Раннеспелый гибрид Днепровский 141.

2 о Сраднеранний гибрад Днепровский 247 ШЗ.

3. Срэднепоздний гибрид ЕИР 42 М9.

4. Люцерна на зеленую шссу и сено.

Опыты по обрабогко почвы включали следующие вариантыг

1, Вопашко п;зугом ШШ-Б-?35 на глубину 25-27 см.

2. Плоскоразная обработка ШГ-2-150 на глубину 25-27 см.

3, Плоакоразная обработка КПГ-2-150 на 14-16 см.

4. Нулевая оЧрабмхя - без основной обработки почвы.

Огшт проводился в звано севооборота: горох - озимая пшеница -КУКУРУ3*1 - яровая пшеница. Плогедь делянок 350 и , повгорносгь четырахкрягная, размещение делянок рендошзированноа»

Оксперииенталыые дакнае обрабатывались математическим ме?о-дом дисперсионно.«) анализа.

Счредэ«ень общее водопотро'ленло и коэффициенты водопотреблв-ния кукурузы для разных по скороспелости габрадоз.

Впервые для Среднего Ковслкья ьиятего влияние различных способов обрабсиж ночвв на сснонте пар ме*ры плодородия и урояаК-исзгь селкжохозчйотвошшх культур, ь также приводено эколого-ож-ргоги чоекад обоснованно приминания мэлкого ркхления почвы в кичаетпе ( оновной сбра.1стки для стабилизации плгдородия почвы а условиях прошения.

Практическая значимость. Выявлены негативниз прсцеосн, разщпа-зшвся в почвах в связи с орошением, - дегуманизация, псроуплпгпо--19, двкаяьвдфпеация, вторичное ззсолокив, несбалансированность иетческшс и ^пзятеских свойств, техногенная загрязненность, по-эря биогшшоста и другие вида дзградапза почв. Полученные экспе-шанталыгаэ даяние моТгуг быть положены в основу разработки и шад-зния в практику сельского хозяйства комплексов мер и стдэлъких гропргзмов по уотраненшэ этих негативных явлений и повышению уро-1йности сельскохозяйственных культур.

Установлено, что приненеше мелкого рыхления в качестве основой обработки в севообороте способствует стабилизации" плодородия эчэ при орошении» а тазсхе энерго- и ресурсосбережению при воэ-злыватши орсааешх культур и сохранена в чистоте окологачооксЯ Остановки.

Апробация работы. Основные пелгасония даюзвртапяя доложена на *учннх конференциях профеосорске-преподавагэльского состава Пея-зяокого СЯ1, ныне Пензенской государственной сольокохозяйст пвн-

академии (1937-1995 гг.), в Куйбагевоксм СЛ1 (1983, 1395 гг.), Дота НИ1 в Пензе (1993 г.).

С0ЖР2ШЕ РАЕОШ

Изыенвниа количества и качественного' состава гумуоа под влиянием орошения

Анализ оодархакля гумуса в черноземе виаздочеаном псглизд, ■о продолжительное ороионив снижало ксличеояш его в слое 0-3 О е по сравнош ) с богярным участком на 0,38-0,77 % л масон поч.4Ы,

Это происходило за счет «нижняя ссдерчагил ¿-умусл в сл»,в •ГО 01: - в сроднен за года коеяяд^ьняий на 1,35-^,20 Я>. Л «яге 1-20 см, яа:>*»рпг, гуауов 1кло & л> то •!) а гг;.-\><>,-:;к гк> с?»«каж!'д

о богарой: на 0,20-0,25 % от маосы почвы. Это можно объясни» перодвижениом гумусовых веиеотв по профилю почвы под действием поливной веда из верхних слоев в нижние, о одной стороны, и интеи-сивннм разложением его микроорганизмами в условиях повышенной влахяоегг - о другой.

Отмечено сеижэигэ общего содержания гуминовых кислот. Наибольшим с1шжо!Г'е их было в слоз 0-10 см (на 0,40-0,72 г на 100 г почвы) Особенно интенсивно снижалось содержание гумшатов. Количество их уменьшалось при" оротении до 0,97-1,15 г против 1,40 г на 100 г почвы на богарз. Содержание хелагов возрастало с 0,54 до 0,85-0,90 г на 100 г почва в условиях орошения.

Структура, плотность сложения и порозность почвы

В опыта ясодедсвелась водопрочность структурных агрегатов следую шх франций: больше 5 ш, 1-5 ш, 0,5-1,0 ш, 0,25-0,50 мм и меньше 0,21 ми.

В средней га годы исследований сЗщее количество водопрочных агрегатов било выше на богаре. Содержание водопрочных агрегатов величиной 1-5 ш в сдое 0-30 см на богаре составило 28,5 %, а в слое 30-Й в« - 42,4 %, при ор® енки - 17,0 и 34,8 %\ агрегатов разгром 0,2о-0,5С ш - соответственно 63,6-^,4 и 52,8-66,7 %. В первом случав различав составило 11,5 я 7,6 %, а и втором -10,3 и 3,7 %. Кс.гфТяшгант структурности равнялся при орошении 1,12 и 2,01, а с!оз орошения - 1,75 V 2,20. Агрегаты больше 5 мм (глибисгость) и агрегаты меньше 0,25 мм (распыленность) преобладали при оротеюга. Гяыбисгссгь вочзн составила при орошении 5,1-5,5 % протез <1,7-4,8 3 на бох'аре. Распыленность равнялась соответотвви-яо 28,1-41,3 2 26,4-31,6 Я. 6

Основную массу структуру.составляли структурные агрогзгь раз-еером 0,25-0,50 мм. Содержаний их как при орошении, так а на бога-je было в 2-3 раза больше по сравнению о остальными фракциями и »оставляло 55,6-71,4 Í.

При изучении водопрочносги структурных агрегатов выявлено, [то как при орошении, так и на богаре наиболее устойчивыми к раздающему действию веды были агрегаты з слое 33-50 см. Особенно тим отличались фракции размером 1-5 í,si и 0,25-0,50 ш.

В пахотном слсе 0-33 см зодещрочкоотв их была значительно ки-:в и составляла соответственно 55,6-62,0 и 49,9-65,2 % против 8,4-71,4 и 55,0-69,5 % в подпахотном горизонте 30-50 см.

Крупная (1-5 мм) и мелкая (0,25-0,50 мм) фракции агрояомячоо-н ценной структуры разрушались поливной водой иктенсивц^о, чем редняя (0,50-1,00 мм) фракция, особенно в верхнем слое При сро-еяии последняя превышала по водопрочносги сгруя?уру богарной очвн на 3-17 %. Поэтому для повышения водопрочйости структура ри орошении необходимо иметь в почва больше структурных агрзга-ов размером 0,5-»1,0 мм.

Сельскохозяйственные культуры предъявляет определенные трзбо-алия к плотности почпы.

Поливная вода заметно уплотнявт почву, особенно б с лез 0-ГО и. За года исследований 'отмечено уплотнение верхнего слоя почъы -10 см под действием орошения с 1,21 до 1,35 г/о л3, или на 11,6 хстный слой под влиянием псдашиоЛ воды увеличил плотность сло-эния о 1,22 до 1,34 г/ом3, иди ка 9,3 %. В подпахотном олеа нотность сложения лочвы повысилась когначптедыю - о 1,23 до ,29 r/cf/, или на 4,9 %. .

В спязг о повыивнизм плотиgüvh орсагаамой печвм ?, че» г%.ч:лсм-но нажглась обдая иор^зЕсзть к гюойчнро тр^знг.с» алреизгл.

В гахогном к подпахотном слоях общая порозность _при орошении снизилась на 3,0-3,6 и 2,0-2,9 J5 соответственно, с глубины 50 см различие в общей пррозносги при орошении и на богаре сглаживаете/

От мечено снижение порозности аэрации в условиях орошения в алое. 0-Ю к 20-20 см соответственно с 17,2-35,0 до И,6-19,4 JS и

0 16,9-С 3,5 до 7,9-15,2 В пахотном слоо под действием поливно! води порозность аардциз снизилась на 5,6-12,1 а в подпахотном - на 2,2С,4 %,

Агрохимические свойства

Орошение оказывает заметное влияние на пишавй! режим печвы. Содержание основных элементов питания в значительной мере зависало от водообэспочбнноотк.'

В условиях срсиенЕя в среднем га годы исследований как весно! до посева сельскохпзягств-з1Шкх культур, так и осенью количество гацролизуемото азота было заметно мэныне, чем на богаре. Если в пахотном слое в начале вегетации на богаре его было 124,1 мт на

1 кг почвы, а соетаю - 126,3 мг, го ча орошаемом участке содержание ого с'.ставило соотвотствен-о I0Q,4 и 118,4 мг, или на 23,7 в 7,9 иг (на 2-3,6 и 6,6 %) меньше. Аналогичное явление отмечено и для пидсахстного слоя 30-50 см.

Снижение содержания лэгксгвдролизуемого азота при орошении в яорхиих слоях почвы можно сб-лзснзть большям выносом его растения-ш, с с дни»': стороны, й миграцией по профих' ПС'ТВЫ с поливной водой - Г! другой.

Содержание подиямого фосфора при оровеняи в пахотном слоо равнялось 9,5 мг весной до начала вегетации и 10,0 мг на Ц10 г почта оиояко, против 6,1 и 6,8 мг на богаре, что на 3,4 и 3,2 мг, i-jiu з 1,6 и 1,5 раза, йольсэ. Лнлг.'ятгшая кзр: ,..«а £'*ча и в педпа-В

отном горизонте. При орошении здесь подвижного фосфора содерка-ось в начале и конце вогсгаши в 1,6 и 1,2 раза больше, чом пп огаро. Увеличение содерлания подвижного фосфора в псчвэ при оро-ении объясняется лучшим растворением его во влаяиах условиях, с дной стороны, и увеличением кликробиологичеокой активности и более лажной почпе - с другой.

В среднем за года исследований при орошении в пахотном слое одарялось обменного калия до качала вегетации и осенью в убору 10,4 и 12,7 мг, а без орошения 9,2 и 10,3 мг на 100 г почвы, ли на 13,0 и 23,3 % меньше.

В подпахотном горизонте каин на богара такке было меньше на (,3 % по сравнению с орошением. Таким образом, растворимого каля, как и подвижного фосфора,в почве было больше при орошении, :вм в уоловиях богарного ввращиванкя культур во всс годы иссле-;ований.

Фнзиксмшшчзокка свойства почвн

Изучение направленности'в закономерностей изменения фазико-тичесних свойств почвы необходимо для прогноза влияния длитель-ого орошения на пачву, чтобы предупредить нежгчательные ухудше-

яя.

'При орошении проявилеоь тенденция к подкисЛошяз печзы как в ахотном, так и подпахотном горизонте. В пахотном слое щж оро-ении гидролитическая кислотность составила 3,40-3,89 мг-скв на 00 г почва, в подпахотном - 3,13-3,30 мг-экв. Баз орошения она явнплась сot,¿'вятственио 3,10-3,41 и 3,03-3,10 мг-:-кв. Стмичог . веляченце гидролитической кполстнос-ш печэы при орошения.

При орошения pli водной кдашк» » пахотной горна«are ооотаъал i,3, з s П'чпэхотмом - 5,4. Sïs . р.'.тсния рчж&ггль

i,6 к 5,7, т.е. ¿ала эи.уг.-гно олвинууа в отцкму кксяотяовги.

Орошение значительно изменяло сумму поглощенных оснований: она снизилась до 18,2-19,9 ыг-экв против 26,7-27,6 мг-зкв на IDO i почвы без орошения.

С уменьшением суммы поглотанных оснований при орошении уменьшалась и общая емкосгь поглопдаяя. Подкиоление почвы при орошении связано, во-первых, г. повышенным шнссом калыдая о урожаем сельскохозяйственных культур и, во-вторых, с миграцией кальция в глубокие горизонты с поливной водой.

Содержание лэгкорастворишх солей в поверхностных горизонтах орошае»шх почв невелико - 0,02-0,06 %, В составе солей преобладали бикарбонаты Са и Mcj. Во всех проанализированных образна" не обнаружено присутствия ионов СС£. Орошение в условиях опыта ке . оказало существенного влияния- на иэмзненне оолевого оостава ' почз орошаемой система.

Водный ревш н всдопотравление кукурузы при орошении

В среднем за годы исслвдеваний общее вадопотребление при орошении равнялось 414-425 мм» Поливы составляли 23,5-24(,2 %, осадки 34,0-38,4 %, а весенние запасы влаги в почве 33,1-12,1 %, На богаре общее водопотреблэние кукурузы колебалось по годам от 306 до 320 ь-м. Причем 46,1-50,9 % суммарного водоаотреблепия кукуруза приходилось на осадки и 49,1-И,9 % - на весенние запаси влаги в почао.

Несмотря на увеличения общего ьедопотребления, коэффициенты в^цол оголения кукурузы при срсэтании в вредной за 3 года составили 64,4-87,0 м3 на I т эалвной жсса, а на богаре - 7I,F-92,4 м3 на I г, кли на 6,2-11,0 % больше. При орошения кукуруза использовала влагу оф$сктивиее, чем ва богаре, 10

Влияние орошения на урожайность сельскохозяйственных культур •

В условиях орошения урокайность ■ сельскохозяйственных: культур значительно провнаала урожайность на богаре.

В условиях Среднего Поволжья урожайность кукурузы зависит не только от водообеспачения растений, но и от количества тепла. Полому для выявления шшяния орошения на урокайность кукуруза взятн грн различных по скороспелости гибрида. В качестве раннеспелого гибрида внсовался Лдепровогай 141, ореднераннсго - Днепровский ¡47 ЧВ и в качестве среднеспелого - ВИР 42 МВ,

В среднем за 3 года получено зглсяой ласон различных гибрп-(ов кукуруза-48,0, 64,3 и 57,9 т/га, что в Г,3-Х,5 раза болшэ, юм на богаре (табл. I).

Таблица I

Влияние орошешш на урожайность зеленой массы кукурузы

йбрады кукурузы

Т Годы исследований_В среднем

1 1Э55„ _!_Д935 „ Г 19В7_ 3 года^

Без орошения, т/га

йепровскай 141 39,3 23,5 за, 5 ззд

депровский 247 Л® ' 44,4 29,5 56,о 43,5

ИР.42 МВ ■ 46,1 31,2 . 55,4 43,9

При орошении, г/га

чепровский 141 54,9 35,3 53,9 . 40,0

рапровокий'247 № 63,2 51,9 77,9 64,3

ИР 42 МВ 59,3 42,0 73,5 57,9

1.7 0,5 2,0 -

Прибавка урожаиясотл о* оршеиия,

а/га

нонроаокий 141 15,6 11,8 17,4 14,9

неировский ?Л7 10,3 22,4 21,3 20.fi

1? 42 МЗ 13,2 го.а 18,1 Т4,Я

Продолжение табл. I

Гибриды Кукурузы 1--ЛддяалащстД ___! В среднем

__1___1 11_____I „198§. „!_1982 ®

Прибавка урожайности от орошения,

%

ДнопроЕ^кий 141 39,7 50,2 47,7 45,0

Ддопровский 247 МВ 42,3 75,9 ■ 37,6 47,6

ВИР 42 Ш 29,3 34,6 32,7 30,5

Наиболее отзывчивым на орошение в условиях опыта оказался срэднеранний гибрид Днепровский 247 МВ. На вариантах о этим гибридом получена наивысшая урожайность 77,9 т/га' и наибольшая при бавка от орсшежл -22,4 т/га, или 75,9 %. Менее урожайными были Днепровский 141 и ВИР <2 К®. 'Они дали соответственно по 48,0 в 57,9 »/га, что на 14,9 и 14,0 т/га, или 45,0 и 30,5 выше, чем без орошения, .

Кмачэотво сухого вешсгза в урожае зеленой массы кукуруза колетесь по годам без орошения у Днепровского 141 о* 7,3 до 9,3, у гибрида Днепровский 247 МЗ - от 7,6 до 12,7, у ВИР 42 МВ

- от 6,Э до 9,4 т/га. В среднем за 3 гада прибавка урожайности сухого вашести кукурузы от орошения о оставила 3,2-4,4 т/га, или 39,5-44,4 КаздыИ орошаемый гектар при возделывании кукуруза давал сухого вещества в 1,4 раза больше, чем богарный.

Урокайноогь початков у гибрида Днепровский 141 в среднем за годы исследований на богаре составила К,* тАа, а при орошении

- 17,15, или на 44,5 $ болыш, у х-ибрида Днопровок.Л 247 МВ -14,3 и 21,2 т/га, иди на 43,2 % бешде, н у габрада ВИР 42 Ь5В -9,8 и 15,1 г/га, ила на 54,1 % больше.

Накяштая }фсжайкгс1Ь початков отмечена у среднерашвго гибрид". Дкшрэаский 2-17 Она отета?.1!ла 21,4-1:5,3 ■■.'/гл. 12

Выход кормовых единиц о гектара посева кукурузы при орошении был в среднем за 3 года на 41,4-50,7 % больше, чем на богаре,

В среднем за годы исследований урожайность зерна была при орошении в 1,4 раза выше, чем на богаре, у гибрида Днелровокий 247 МВ и в 1,3 раза у гибрида Днепровский 141. ГМрнд ВИР 42 МВ из-за недостатка тепла зерна практически не дал.

Урожайность зерна этих гибридов составила при орошении 4,ТС н

*

3,93, а без орошеичя - 3,41 и 3,С4 г/га,

В среднем за годы иооледований урожайность зеленой массы люцерны 3 укоса составила на богаре 31,6, а при орошении - 48,7 т/га (табл. 2), При орошении зеленой массы было получено на 17,1 т/га, или на 54,1 %, больше, чеы на богаре.

. Сена за 3 года в предаем собрано по 6,62 т/га на богаре и 10,25 г/га при орошении. Различие ооставило 3,63 т/га, или 54,0 %.

Таблипд 2

Влияние орошения на урожайность люцерны в ореднем ' за 1985-1987 гг.

Варианта опыта

Богара Орошеннэ

1СР05

Богара Орошение

1С?,

! I I

9,9 18,7

1,82 2,38

05

2 1 3

Зеленея мяоса, т/га 10,3 11,4 31,6 • М.Г 48,7 1,4

Сено, т/га 2,42 6,62 2,83 10,25 0,46

.|В сумме Щщбаэда ру ГОЗДЮТЕ.

18,9

2.38

4.39

17.1

3,63

54,1

54,8

' Характер зависимости мевду отдельными свойствами. ■ почвы и урожайностью зеленой массы кукурузы

Важнойшш свойством .почвы является содержание в ней органического вещества.

Манду урожайностью зеленой массы кукурузы (У) и содержанием гумуса в чернозема внщеяоченном (X) отмечена 1 ' дежительная корреляционная зависимость.

Уравнения зависимое иг имели вид:

У = 15,061, - 38,31 для слоя 0-25 см;

У = 18,221 - 53,39 для слоя 25-40 см б интервале изменения содержания гумуса 5,20-6,37 %.

Коэффициенты корреляции составила.соответственно 0,85 и 0,92 пр- ~ 2«05 н ^ф ~ и 12,87. Это дает ясноо представ-

ленио о возможности влияния изменения содержания в почве гумуса на величину урожайности сельскохозяйственных культур.

Математическая обработка данных по структуре почвы катодами корреляционного и регрессионного анализа показала, что содержание водопрочных агрегатов, наиболее ценных в агрономическом отношении (У), имело прямую связь о урожаем кукурузы. (X), которая выравдась следующим! уравнениями регрессии:

У = 0,91Х - 4,28 для слоя (¿25 см;

У = 1,56Х - 49,76 для слоя 25-40 см в интервале изменения содержания водопрочных агрегатов больше 0,25 мм ст 52 до "Л %.

Коэффициенты корреляции равнялись соответственно 0,80 и С,90.

Разрушение структуры почва значительно влияет на величину урожая кукурузы.

Кукуруза оче"ъ отзыв-лва на снижение плотности почвы, особенно при орсаении. Оптимальной для. кукурузы считается плотность1 14

почвы 1,07-1,11 г/ом3. Болаэ высокая плотность почвы (X) угнетает рост и развитее кукурузы. При этом урожайность (У) снижается» Это выразилось уравнениями регрессии:

У = 66,30 - 28,60Х для слоя 0-25 см,' У = 97,81 - 57,25Х для слоя 25-40 см в интервале изменения плотности почвы от 1,07 до 1,32 г/ом3.

Коэффициенты корреляции равнялись -0,81 и -0,91 при ^та(5Л = «= 2,05 и Сф = 7,2т-11,69.

Влияние способов сановной обработки на органичеокоэ вещество почвы

Органичеокое вешесгво подвержено значительным изменениям под влиянием различных способов основной обработки почты»

На варианта с ежегодной отвальной вспашк'ой пахотный олой однородный и содержание гуцуса по десятисантиютровым олоям практически не менялось. Уменьшение гумуоа на 1,34 % отмечено в слое 30-40 см, что можно объяснить уплотнением подпахотного слоя и

о .

уменьшением проникновения корнай в это* горизонт. .

При применении плоскорезной глубокой обрабоия иамотплаоь некоторая дифференциация пахотного слоя» Ira на глубиво 20-30 ом

содержание ryiiyca уменьшилось на 0,Ш % во сравнена с эеропшч

' é-

слоом 0-Ю ом,'* а на глубине 30-40 ом количество rywyoa составило 3,29 %, ила меньше, чем в слое 0-10 см, на 1,55 в даньяе, чем при вспапьл, на 0,25 %.

При мелкой и нулевой обработках в слое 0-10 ом в авяза с накоплении свежего органического вещэотва увеличена® тгуцрса шо более интенсивно, чем при воаашке к глубоком плоскорезном рждз-!ии, Здесь содержание гумуса в слое 0-ID ом Сило вше, чои nja вспашке, на 0,26 и 0,13 ¡S, и рншэ, чау при глубоком плозк«резпем рыхления, на 0,20 я 0,12 Далее зло существенное снижение количества гумуса ни слоям. J5

В слое 0-20 ом намечается генденвд^ повышения содержания органического вещества на вариантах с мелкой плоскорезной й нулевой обработками почвы. В слое 0-30 см отмечено, наоборот, снижение количества гувдоа по мелкой плоскорезной и нулевой обработке по сравнении оо вспашкой за счет уменьшения гумуса в слоях 10-20 и 20-30 см.

Очевидно, что динамика гумуса по слоям почвы в большей степени зависит ог глубины, чем от способа обработки почвы.

В связи о интенсивным перемещением гумуса из верхних слоев в шдола о поливной водой следует рекомендовать при возделывании поливных культур в сиотеме обработки почвы применение мелкого рыхления для стабилизации содержания гумуса в пахотном горизонте хтя бы один раз в 3-5 лег.

Изменение агрофизических свойотв почвы в зависимости от способов основной обработки

Плотность почвы на вспашке и глубоком- плоскорезном рыхлении была практически 'одинакова. На вариантах с мелкой плоскорезной и кулевой обработками плотность почвы в среднем за годы исследований снижалась о 1,27 до 1,22, или на 3,5 %.

В среднем за 3 года общая морозность на варианте оо вспашкой ' составила 49,9 %% по плоскорезной обработке на ту же глубину - ' • 51,1 %, т.е. практически бала одинакова. По мелкой плоскорезной ненулевой обработками порозность возросла до 52,6 %.

На общую порозность, как и но плотность сложения, больше влияла глубина рнхлония, чем способ обработки.

Содержание агрономически данных структурных агрегатов больше >0,25 ж со годам доследования умэньишлось на иоех вариантах ош-.а о ба, 5-64,2 до 52,6-63,9 ГЗ

Распыленность почвы возросла, особенно на вариантах со вспапь кой. Здесь количество частиц меньше 0,25 мм увеличилось на 5,9 %. На вариантах с мелким плоскорезним рыхлением и нулевой обработкой количество этих частиц возросло на 3,0 и 0,4 %.

При обычной вспашке на 25-27 см и глубоком плоскорезном рыхления наблюдается большее распыление почвы, чем при мелкой плоскорезной и нулевой обработках почва.

Распылением поччы можно объяснить увеличение плотности сложения пахотного слоя и снижение его псрознссти как при глубоком плоскоречном рыхлении, так и при лепешке.

Применение в системе обработки почвы при орошении неглубокого рыхления в качестве оппошого агроприена способствует стабилизации плотности сложения, порозносги и агрономически ценной структуры пахотного слоя.

Пищевой режим и его изменение под действием способов основной обработки почвы

В естественных условиях почва, как оаморегуларупщаяся система, сохраняет сбалансированный цикл азота, При распашке происходит разложение азотсодержащих ооедянояиЯе В опытах способы обработки вносят нэкоторне изменения в ооогишвние Фракций азота в черноземе внщелочвнком.

В самом верхнем слое почва по тем вариантам опита фракция минерального азота составила 1,5-1,0 % от обэдго азота в почве, лбгкогидролиэуемого - 2,2-2,6 %. На вариантах о мелким рыхлением д минимальной обработкой несколько больше была фракция нотдро* лиэуемого азота па сравнению с глубокой вопаткей и глубоким безотвальным рыхление^, В первом олучаэ его количество составляло 60-61 % от.общего, а при вспашка - 55 %. Это указывает на более янтонеявнув щнаразязатщю азотсодеркаших органических соединений -пд действием глупой отвальной и безотвальной о1рабоют(.

Доля нитратного азота во фракции минеральных соединений в сдое 0-20 ом по вопашке составила 15,0-16,5 % fc равнялась 6,0-6,8 мг на 100 г почвы. Количество нитратного азота в верхнем слое при мелком рыхления и нулевой обработке было в 1,2-1,7 раза меньше, чем при вспашке. Длительное применение мелких безотвальных обработок приводило и послойной дифференциации интенсивных биологических процессов в почве. При отвальной вопашке весь пахотный слой обладал шоской активностью. При мелком рыхлении биологически активен только слой (3-Ю см. Еиогонкссгь слоя Ю-20 см снижается а количество нитратов уменьшается о 4,8 до 3,7 мг на 100 г почвы. Наибольшее влияние на оодерканио в трансформацию азота оказывала глубина рыхления, меньше влияли способы обработки почвы.

На всех вариантах с плоскорезкым рыхлением поч.ы в верхнем слои 0-10 см отминалось увеличение осдераания фосфора по сравнения о отвальной пахотой на III-II7 %.

При длительном применении пдоскорезной обработки отмечена сильная дифференциация подвижного фосфора-по слоям. При глубокой плоскорезной обработке в слое 0-10 ом. подвижной фосфорной кислоты было 4,9 мг на 100 г. В сдое Iß~20 сн количество ее снизилось до 3,9 мг. При мелкой плоокорезной обработке в слое 10-20 см отмечено снижение фосфора по сравнению со слоем О-Ю см в 2,4, а в ■ слое 20-30 см - в 3,6 раза. Та же закономерность отмечена к прж нулевой обработке.

Существенных изменений в содеряааки калия в зависимости от • •. споообов обработка почвы на отмечено. Наибольшее.количество его на всех вариантах было в верхнем слое О-Ю см (6,9 мг на 100 г почгы). Ддоее няблйдаяось снижение его до 4,6-5,1 мг.

Изменений рвакад среды вышелоченаого чернозема в завиоямоо-я <:г цязлячких способов осноьисй обработки пствы не отмечено. 18

Урожайность сельскохозяйственных культур по различной обработке почвы

Озимая пшеница в среднем за года исследований дала урожайность зерна 3,97-4,02, яровая пшеница - 1,75-1,87, а горох -1,78-1,84 г/та. Различие по вариантам как по глубине, так и способам обработки почвы не превышало наименьшего существенного различия (НСРдд) (табл. 3).

Таблица 3

Влияние различных примов основной обработки почвы на ур-ясайность культур в среднем за годи исследований, т/га

Приемы ооновной £б]Ва(2о£И| почва 1 Горох 1 Озимая (Кукуруза (Яровая 1____Лщегаща.

I. Вспашка на 25-27 см (контроль) 1,84 3,98 > > 25,0 1,87

2. Рыхление плоскорезом на 25-2? ом 1,78 4,01 22,6 1,84

Различие о контролем 0,06 0,03 2,4 0,03

3. Рыхление плоокорезом на 14-16 ом 1,80 4,02 21,0 1,77

Различие о контролем 0,4 0,04 • 4,0 0,10.

4. Нулевая обработка 1,81 3,97 20,7 1,76

Различие е контролем 0,03 0,01 4,3 0,11

НСРой 0,09 0,10- 3,0 0,12

Достоверное снижение урожайности зеленой масон кукурузы получено по плоскорезной и нулевой обработкам почвы По сравнению оо вспашкой.

При плоокорезном рыхлении на ту же глубину, что и вспашка, урожайность кукурузы окнэилаоь не 2,4 тАа, яла ГО,б■%. При уменьшении глубины рыхления до 14-16 ом урожайность кукурузы окнзилаоь до 21,0 т/га, т.е. ка 4,0 т/ге, или 19,0 %. Прг нулевой обткботхо огп-чолг) умйнтлшнич урожайности зеленой мяссы

кукурузы на 4,3 т/га, или 20,8 %. Это (¡кЗъясняагся ухудшением пищевого режима кукурузы в нижележащих слоях почвы.

Следовательно, при. использовании мелкой обработки почвы в севообороте для стабилизации плодородия почва ее можно рекомендовать под горох, озимую я яровую пвеницу на зерно. Применение плоскорезной и нулевой обработок почва снижает урожайность кукурузы на Ю,6-20,8 %.

Оценка эффективности орошения и приемов основной обработки почвы по энергетическим критериям

Денежная оценка эффективности орошения и приемов основной обработки почвы в стличиэ от энергетической монет сказаться некорректной, так как зависит от конъюнктурных цеи на сырье, горючее, &~шины, продукцию и т.д.

Анализ энергетической эффективности возделывания кукурузы показал, что при орошении накопление•обманной энергии было на 45в0-47,8 % больше, чем на богаре. Поэтому, несмотря на увеличение энергозатрат при орошении на 32,7 %,■ энергетическая эффективность в этом случае бала выше на 9,2-11,4 % и составила 17,8-23,9 Количество энергии на I м8 воды при возделывании кукурузы составило 248-332 цДд. Зстратн на орошение кукуруза окупались прибав- . кой урожайности на ив не о 15-20. г зеленой массы с гектара. Наибо- ■ лее полно затрать на орсеюние кукурузы окупались при варащавакзи раннеспелых и срвднеранних гибридов.

Анализ эффективности выращивания медэрны при орошении по энергетическим критериям показал, что на поливе накопление обменной энергии увеличивалось при получении зеленой массы на 64,1 %, а сенажа 54,5 % по сравнению с богарой,

Узсаотря на увеличение ойаих затрат па кгливе на 45,2-46,7 % энергетическая а^ктизйисть вирапиминя с-рсшаемой люцерны ¡пз-20

росла на 5,1-9,0 % и составила 4,2-9,7. Энергозатраты на производство I т зеленой массы люцерны снизились на 5,2 %, а сена - на 6,6

Количество обменной энергии на I м3 поливной воды составило при получении зеленой массы лвцарнн 130 мДж, а оена - 58 мД*. Это несколько ниже, чем при возделывании кукурузы.

Определение энергетической эффективное« зяблевой обработки почвы под кукурузу показало, что обменной энергии было накоплено больше всего на варианте о отвальной вспашкой. Несмотря на повы-иение энергетических затрат на проведение вспашки, энергетическая эффективность при выращивании кукурузы была выше на этом варианте: 11,8 против 10,3-10,8 в вариантах о плоскорезной обработкой. Затраты энергии на I т зеленой массы по вспашд составляли 526 мЦж, №1 на 43-75 мД» ниже, чем при плоокорезной обработке. Этого нельзя с.сазать о возделывании гороха, озимой и яровой глюницы. В этом злучае эффективность затрат была ниже на 3,4-5,7 % на варианте со вспашкой чю сравнения о плоскорезным рыхление». Затраты на I с зерна при выращивании озимой газэниц» по аспадое превышали варианты с плоскирезным рыхлением на 94-160 ыЛш. Аналогичная картина шблвдалась в при возделывании яровой пшеницы. При возделывании пороха плоскорэзное рыхление не имело преимущества перед вопашкой.

Таким образом, наиболее аффективной основной обработкой почвы ндц кукурузу являлась вспе ч^, а под озимую и яровую пшеницу -'лсокорезлое рыхление. Вспапка под горох по энергетической гффек-

внести затрат не имала преимущества перед плоскоразнпм рыхяа-шем.

ВОДИ

I. Наиболее значительное ониявние гуыуоа при орошении отмече-ю в верхнем слое почвы 3-Ю си. На глубине 10-20 см бчло заметно

5ГС УЕЧЛИЧВЮ:9 34 ОЧч? ПВрЭДНйЖЁНга НО ПрсТИЛ® НО"ШЦ С ТаЭДрНС?!

21

водой. Поливы приводили к вымыванию гумировых кисло? и гушнатов в глубокие слои почвы. Эрого нельзя сказать о хелатах.

2, Из всех фракций агрономически ценных структурных агрегатов чернозема выщелоченного при орошении крупная (1-5 мм) и мелкая (0,25-0,50 мм) фракции имели наименьшую водопрочность и сильнее разрушались под действием поливной воды. За счл их отмечено ухудшение структуры при орошении. Самой устойчивой к разрушающему действию вода оказалась средняя фракция (0,5-1,0 мм). Количество, этих агрегатов при орошении бьио больше, чем на богарном участке.

3. В среднем за 3 года под действием поливов верхний слой почвы 0-Ю см уплотнился с 1,21 до 1,33 г/ом8, или на 11,6 %. Плотность пахотного слоя при орошении увеличилась по сравнению о бога; ой о 1,22 до 1,34 г/см2, или на 9,8 %. Подпахотный горизонт 30-50 см повысил плотеооть при орошении с 1,23 до 1,23 г/см3.

В связи с этим в пахотном сдое при орошении отмечено скияакие общей скважности. Особенно заметно уменьшалась порозность аэрации.

4, В условиях орошения количество азота было заметно меньше, чем на богаре. Если в пахотном слое это различие составляло 6,623,6 %, то в подпахотном горизонте 15,3-21,0 %. Содержание подвижного фосфора в пахотном слое в среднем за года исследований в

г

условиях орошения было в 1,5-1,6 раза выше, чем на богаре. Отыэ-чэно увеличение при орошении обменного калия на 13,0-23,3 % по сравнению о богарой,

5. Под влиянием орошения суша поглощенных оснований в почве снижалась с 29,7-31,0 до 21,5-23,7 мг-экв на 100 г почвы. При этом наблюдалась явная тенденция подкисления чернозема выщелоченного, о одной отороны, за счет повышения выноса кальция о урожаем, - о .друге fl - за «играцяи его £ глубокие горизонт о пмивче};

водой. 22

6. По урожайности зеленой массы орошаемая кукуруза превышала богарную на 30,5-47,8 %, по урожайности зерна - на 29,3-39,6 %. Наибольшая прибавка от поливав получена при возделывании средне-раннего и раннеспелого гибридов.

Прибавка урожайности зеленой тесон люцерны при орошении в среднем за годы исследований составила 17,1 т/га или 54,1 а сена -3,63 т/га, или 54,8 %%

7. В условиях орошения кукуруза экономнее расходовала влагу, чем на богаре. Несмотря на повышенное суммарное водопотребление при оршении (414-425 мм) по сре знанию о богарой (306-320 мм), коэффициент водопотребления орошаемой кукурузы бал ниже и составил 59,0-87,7 гР/т против 71,5-92,1 ыа/т на богаре.

8. При глубокой обработке почвы наблюдается более равномерное распределение гумуса по слоям почвы до глубины 40 см. Глубокие слои 10-20; 20-30 и особенно 30-40 см были богаче гумусом при глубокой обработка почвы. Верхний слой 0-10 ом имел гумуса больше при мелкой обработке почвы.

о

■9. Плотность сложения пахотного слоя была больше при глубокой обработка почвы на 1,5-3,9 %, а скважность, напротив, сплелась на 2,4-3,8 % по сравнении с мелкой обработкой. Это объясняется некоторым улучшением структуры выщелоченного чернозема ира

- *-

мелкой обработке но оравнению с глубокой.

10. При глубокой соновней обработке в пахотном слое почвы отмечено увеличение осдэржания как минерального, в том числе и нитратного, так а вогкогадролазуемого органического азота, недвижного фосфора и обменного калия.

11. Существенного различия в урожае черна "гороха, озимой и яровой штанины яа выщелоченном черноземе по глубокой и мелкой обработке поч.чн не отмочено. '

УрогшЯ эелепоЯ юьезн кукурузы она достоверно выше по глубокой

-23

обработке почвы. Прибавка от углубления основной обработки рочвы ' здеоь составила 4,0-4,3 т/га зеленой массы, или 19,0-20,8 %.

12. Расчет энергетической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур при орошении показал увеличение последней при выращивании кукурузы с 15,3-21,6 на богаре до 17,8-23,9 при орошении, а при выращивании люцерны - о 3,9-9,2 до 4,2-9,7. При этом получено количество обменной энергии на I м3 поливной вода у кукурузы 248-332 цфк, а у люцерны на зеленую массу - 130, на сено - 58 иДя.

&эргегическая эффективность мелкой обработки почвы при выращивании озимой и яровой пшеницы, а также гороха была несколько выше, чем глубокой. При выращивании кукурузы отмечена обратная тенденция.

решвддощ производству

Учитывая, что ва орошаемых выщелоченных черноземах Среднего Поволжья происходят негативные процессы, проявляющиеся в ухудшении агрофизических и агрохимических свойств под действием поливной вода, можно рекомендовать применение в севообороте мелкой основной обработки почвы на 14-16 см один раз в 3-5 лет под горох, озимую и яровую пшеницу для стабилизации и устранения вышеуказанных негативных явлений.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Фомин Н. А., Зейлнгер Д. О. Изменение агрофизических и агрохимических свойств чернозема выщелоченного. Информ. листок № 172—86 Пензенского МТЦНТИП, 1986.

2. Фомин Н. А. Один из способов повышения плодородия почв. Информ. листок № 40—87 Пензенского МТЦНТИП,

3. Лебедева Т. Б., Фомин Н. А. Влияние сельскохозяйственного использования на свойства черноземных почв // Интенсивное земледелие и охрана окружающей среды: Тез. докл. Волгоград, 1989.

4. Кузин Е. Н-, Разуваева Н. Ф., Фомин Н. А. Зависимость агрофизических свойств чернозема выщелоченного от содержания гумуса в почве. Информационный листок № 257—90 Пензенского МТЦНТИП, 1990.

5. Кузин Е. Н., Разуваева Н. Ф., Фомин Н. А. Характер зависимости урожайности зеленой массы кукурузы от свойств чернозема выщелоченного. Информ. листок № 259—90 Пензенского МТЦНТИП, 1990.

6. Кузин Е. Н., Разуваева Н. Ф., Фомин Н. А. Выгоды от зерновой технологии // Степные просторы. 1991, № 7.

7. Возделывание кукурузы по зерновой технологии / Г. В. Афанасьев, Н. Ф. Разуваева, Е. Н. Кузин, Н. А. Фомин. Информ. листок № 127—91 Пензенского МТЦНТИП, 1991.

8. Лебедева Т. Б., Фомин Н. А. Изменение плодородия черноземных почв при сельскохозяйственном использовании // Проблемы сохранения почвенного плодородия: Тез. докл. Пенза, 1992.

9. Кузин Е. Н., Разуваева Н. Ф., Фомин Н. А. Эффективность возделывания кукурузы на силос по зерновой технологии // Повышение экономической эффективности в условиях рыночной экономики: Тез. докл. Пенза, 1993.

1987.

Подп. к печати 6.05.96 г. Формат 60x84 1/16. Объем 1 п. л. Тираж 100. Зак. 142.

Ротапринт Саратовской ГСХА им. Н. И. Вавилова Саратов, Театральная пл., 1