Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние основной обработки почвы на расход воды и питательных веществ культурами севооборота в ЦЧР

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние основной обработки почвы на расход воды и питательных веществ культурами севооборота в ЦЧР"

На правах рукописи

Косякия Павел Александрович

ВЛИЯНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА РАСХОД ВОДЫ И ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ КУЛЬТУРАМИ СЕВООБОРОТА В ЦЧР

7 НОЯ 20)3

06.01.01. - общее земледелие, растениеводство

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

РАМОНЬ - 2013 г.

005537454

005537454

Работа выполнена в стационарном опыте лаборатории агротехники и севооборотов Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы имени A.JI. Мазлумова Россельхозакадемии в 2009-2012 гг.

Научный руководитель: Боронтов Олег Константинович

доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы имени А.Л. Мазлумова» Россельхозакадемии, лаборатория агротехники и севооборотов, заведующий лабораторией

Официальные оппоненты:

Турусов Виктор Иванович

доктор сельскохозяйственных наук ГНУ «Воронежский научно-исследовательский институт, сельского хозяйства имени В.В. Докучаева» Россельхозакадемии, член-корреспондент РАСХН, директор

Ступаков Алексей Григорьевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, кафедра земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Я. Горина»

Ведущая организация: ГНУ «Курский научно-исследовательский институт агропромышленного производства» Россельхозакадемии

7,0

Защита состоится «15» ноября 2013 г. в /Ъ — часов на заседании диссертационного совета Д 006.065.01. при ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы имени А.Л. Мазлумова» Россельхозакадемии по адресу: 396030, Воронежская область, Рамонский р-н, п. ВНИИСС, дом 86; тел./факс 8(47340)5-33-26; E-mail: dissovetvniiss@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ ВНИИСС.

Автореферат разослан и размещен на сайте www.gnuVmiss.narod.ru « (I »октября 2013 г., на сайте ВАК Минобрнауки РФ www.vak2.ed.gov.ru « 1( » октября 2013 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета

Стогниенко Ольга Ивановна

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Получение высоких и устойчивых урожаев возможно лишь на основе применения современной агротехники, сортовых особенностей, адаптированных для данной зоны возделывания, при учёте почвенно-климатических ресурсов. Одним из мощных средств воздействия на продуктивность культур является обработка почвы. Путем обработки изменяется биоген-ность почвы, водный, воздушный и питательный режимы. Однако, применение в настоящее время и отвальной, и безотвальной обработки почвы имеет свои недостатки, заключающиеся в нарушении режима влажности почвы, снижении потребления питательных веществ и увеличения засоренности полей. На это в свое вре-' мя указывали М.И. Сидоров, 1981; С.С. Сдобников, 1994; В.А. Гулидова, 2000, А.Л. Качанин, 1999.

Переход на ресурсосберегающие технологии позволит избежать ухудшения свойств почвы, сократить затраты. Величина урожая полевых культур определяется их биологическими особенностями и условиями выращивания. Важное место в решении этой проблемы занимает совершенствование приемов основной обработки почвы в севообороте. В связи с этим, особое значение имеет всестороннее изучение положительных качеств различных способов основной обработки почвы под культуры в зернопаропропашном севообороте, которые бы обеспечивали оптимальные физические условия почвы, способствовали накоплению в ней продуктивной влаги, нормальному прорастанию семян, хорошему росту и развитию растений, и в конечном итоге, получению высоких и стабильных урожаев. При этом приобретает особую значимость изучение закономерностей поступления питательных веществ в растения и особенностей расхода воды, что является базой для построения правильных систем питания и обработки почвы. Все это и обусловило актуальность проблемы.

Цель работы - выявление особенностей роста культур севооборота, динамики расхода воды и питательных веществ культурами севооборота при различных системах основной обработки чернозема выщелоченного ЦЧЗ.

В задачи исследований входило:

- определить зависимость режима влажности, водно-физических свойств почвы и водопотребления сельскохозяйственных культур от различных способов обработки почвы;

- изучить использование растениями влаги осадков и запасов воды из различных почвенных горизонтов при отвальной, безотвальной и комбинированной обработках почвы и их сочетании;

- оценить динамику поступления питательных веществ в растения звена зернопаропропашного севооборота и выявить изменения роста в зависимости от основной обработки почвы;

- изучить особенности развития сахарной свеклы и кукурузы при различных обработках почвы;

- определить продуктивность сельскохозяйственных культур и дать оценку экономической и энергетической эффективности различных систем основной обработки почвы в севообороте.

Научная новизна исследований заключается в определении закономерностей формирования урожая сельскохозяйственных культур при различных обработках почвы. Впервые для культур стационарного севооборота (сахарная свекла, клевер, однолетние травы, кукуруза, озимая пшеница) установлено, что комбинированная обработка почвы увеличивает водопотребление влаги из слоя 50-100 см, в среднем на 30 %, общую пористость до 62 % и наименьшую влагоемкость до 36 %. Получены новые данные свидетельствующие, что при комбинированной и отвальной обработках почвы происходит улучшение прироста, развития растений севооборота, улучшение ростовых процессов и повышение урожайности культур. Показано преимущество комбинированной и отвальной систем обработки почвы над безотвальной на основании показателей продуктивности, энергетической и экономической оценке культур звена зернопаропропашного севооборота. Полученные результаты расширяют научные представления о влиянии систем основной обработки на водно-физические свойства почвы, питательный режим и продуктивность культур зернопаропропашного севооборота.

Практическая значимость результатов исследований. Выявленные закономерности режима влажности чернозема выщелоченного и динамики накопления и расхода питательных веществ позволяют рекомендовать комбинированную обработку почвы в зернопаропропашном севообороте, как увеличивающую продуктивность основных культур севооборота при снижении экономических и энергетических затрат.

В результате производственной проверки в ООО НПФ «Агротех-Гарант Березовский» выявлено, что комбинированная обработка в звене севооборота увеличила урожайность сахарной свеклы на 15%.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Отвальная и комбинированная обработки почвы, улучшая режим влажности чернозёма выщелоченного, способствуют увеличению пористости, водопо-требления, снижению плотности сложения, обеспечивают улучшенное усвоение питательных веществ растениями;

2. Оптимальное развитие растений, фотосинтез и функционирование ассимиляционного аппарата сахарной свеклы и кукурузы обеспечивается комбинированной обработкой почвы;

3. Увеличение темпов роста и развития растений, прироста сухих веществ, увеличение продуктивности культур звена севооборота наблюдается при комбинированной обработке почвы по сравнению с безотвальной

4. Наибольшая экономическая и энергетическая эффективность возделывания культур соответствует отвальной и комбинированной обработкам почвы в звене зернопаропропашного севооборота.

Апробация результатов исследований. Основные результаты исследований по теме диссертации доложены и получили положительную оценку на Международной научно-практической конференции «Управление продукционным процессом в агротехнологиях 21 века: реальность и перспективы» (Белгород, 2010); Международных научно-практических конференциях (Курск, 2012; Москва 2012; Владикавказ, 2012), Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока» (Саранск, 2010); заседаниях

территориального координационного совета по земледелию ЦЧЗ (Каменная Степь, 2009, 2010, 2011), заседаниях Учёного совета ВНИИСС (Рамонь, 20092012).

Личный вклад автора. В работе использовались материалы, полученные лично автором, который участвовал в разработке программы исследований, в закладке и проведении полевых опытов и лабораторных анализов, обобщении результатов исследований, формулировании выводов и предложений производству, в подготовке научных рекомендаций и публикаций. Доля личного участия диссертанта составляет 80 %.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 10 статей, в том числе 3 в журнале «Сахарная свёкла», рекомендованном ВАК МОН РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 137 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, приложений. Список использованной литературы включает 204 источника, в том числе 7 иностранных авторов. Работа содержит 37 таблиц, 3 рисунка, 21 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнены в 2008-2010 гг. в стационарном опыте лаборатории агротехники и севооборотов в соответствии с тематическим планом ВНИИСС по заданию 04.08.03.01 «Изучить влияние систем основной обработки почвы на динамику роста, накопление сухого вещества, выноса азота, фосфора и калия культурами паропропашного севооборота и режим влажности чернозёма выщелоченного».

Климат - умеренно-континентальный, сумма активных температур - 23003000° С. Самый тёплый месяц - июль (19,6-21,8° С), самый холодный - январь (8,2 -10,9° С). Продолжительность вегетационного периода составляет 180-190 дней.

По влагообеспеченности район исследований - зона неустойчивого увлажнения. Годовое количество осадков составляет 400-500 мм, а за вегетационный период-250-300 мм, ГТК=1,0-1,1.

Метеорологические условия в годы исследований были различными. В течение вегетационного периода 2008 года выпало 254 мм осадков при ГТК=0,84; в 2009 году - 190 мм при ГТК=0,76; в 2010 - 236 мм при ГТК=0,68. Однако осадки выпадали крайне нерегулярно. В 2010 году сложились аномальные условия, когда несколько месяцев наблюдалась высокая температура воздуха и низкая влажность.

Почва опытного участка - чернозём выщелоченный малогумусный средне-мощный тяжелосуглинистый на карбонатном суглинке. В пахотном слое почвы содержится: гумуса - 5,4-5,7 %, нитратного азота 11-30 мг/кг, подвижного фосфора 73-140 мг/кг, обменного калия 95-160 мг/кг. Почва характеризуется слабокислой реакцией среды.

Схема опыта. Стационарный опыт заложен в 1985 году в 9-типольном зер-нопаропропашном севообороте со следующим чередованием культур: черный

5

пар, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень с подсевом клевера, клевер на 1 укос, озимая пшеница, сахарная свекла, овёс-горох, кукуруза на зеленый корм.

Изучено 3 системы основной обработки почвы в звене севооборота с клевером:

А - отвальная глубокая вспашка под все культуры севооборота: под кукурузу и черный пар на глубину 25-27 см; под ячмень, озимую пшеницу по клеверу, однолетние травы на глубину 20-22 см; под сахарную свеклу на глубину 30-32 см по схеме улучшенной зяби.

Г - безотвальная (плоскорезная) обработка под все культуры севооборота: под кукурузу и черный пар на глубину 25-27 см; под озимую пшеницу по клеверу, ячмень, однолетние травы на глубину 20-22 см; под сахарную свеклу на глубину 3032 см по схеме улучшенной зяби.

Д - комбинированная (отвально-безотвальная) обработка: вспашка на глубину 2527 см под кукурузу и черный пар; плоскорезная обработка на глубину 20-22 см под озимую пшеницу по клеверу, ячмень, однолетние травы; под сахарную свеклу

— отвальная улучшенная зябь на глубину 30-32 см.

Удобрялись все культуры севооборота по рекомендованным нормам: 50 т/га навоза в черном пару и 50 т/га навоза под сахарную свеклу по клеверу. Минеральные удобрения: под озимую пшеницу по клеверу - КбоРбоКбо; под ячмень -^оРюКш, подкормка клевера - ИгоРго^; под овёс-горох - Ы20Р2оК2о; под кукурузу

- ИбоРбоКбо; под сахарную свеклу в звене с чёрным паром - Ы^оР^оК^о', под сахарную свеклу в звене с клевером — МиоРиоК^о. Всего Ы59Р59К5, и 11 т навоза на 1 га севооборотной площади.

Площадь делянки - 350 м2, учетной - 60-100 м2, повторность трехкратная. Для основной обработки почвы использовались плуг ПН-4-35, плоскорез КПГ-250, лущильники: ЛДГ-5, БДТ-3. Агротехника возделывания культур общепринятая для ЦЧЗ.

В опыте возделывались районированные сорта и гибриды сельскохозяйственных растений: озимая пшеница - Безенчукская 360; сахарная свёкла - РМС-73; клевер - Трубетченский местный, Сходненский; кукуруза - гибрид Краснодарский 380 МВ; овёс - Скакун; горох - Рамбел; ячмень - Турингия.

Наблюдения и учеты. В течение вегетации отбирали образцы почвы и растений на посевах сахарной свеклы, озимой пшеницы, однолетних трав, кукурузы и клевера. Определяли: влажность почвы и растений - весовым методом (ГОСТ-26268-89). Пробы на влажность отбирали буром АМ-17 в первое и последнее определение до глубины 150 см, в промежуточные - до 100 см через каждые 10 см. Повторность скважин 3-х кратная. Запасы влаги в почве и ее расход растениями выражали в мм. Учет воздушно-сухой массы растений проводили через каждые 20 дней после появления полных всходов и до уборки. Пробы растений на культурах сплошного посева отбирали с площади 0,25 м2 в 3-х кратной повторности, а кукурузы и сахарной свеклы - с погонного метра рядка в 5-ти кратной повторности. Определяли: плотность сложения - методом цилиндров, плотность твердой фазы - пикнометрически, общую пористость и водопотребление - по Долгову (Долгов, 1966), влагоемкость - по Новаку, максимальную гигроскопичность - по Николаеву, влажность завядания - по максимальной гигроскопичности, диффе-

ренциальную пористость — по Долгову, содержание азота в растениях - по Къель-далю в модификации Сереньева (ГОСТ-10846-91), содержание фосфора и калия в растениях - по Дениже (ГОСТ-26657-97, ГОСТ-30504-97), вынос питательных веществ - по методике ЦИНАО (1986), урожайность культур - взвешиванием растений и зерна с учётных делянок, энергетическую оценку - по методике ВАСХ-НИЛ (Методические..., 1989), экономическую оценку - по методике РАСХН (Методические..., 1982, Методика..., 1998), статистическая обработка - по Дос-пехову (Доспехов, 1985).

РЕЖИМ ВЛАЖНОСТИ ЧЕРНОЗЁМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ОБРАБОТКЕ

Динамика содержания влаги в почве. Наблюдения за влажностью почвы показали, что на динамику влагонакопления и водопотребления в большей степени влияли погодные условия, и в меньшей степени способы основной обработки почвы и культуры севооборота (Боронтов и др., 2012) Так, определено, что в среднем, в начале вегетации клевера в 0-150 см слое почвы содержалось 400-429 мм/га влаги, при большем её количестве при комбинированной обработке почвы (табл. 1). К середине вегетации выпало 35 % осадков всего вегетационного периода, при этом водопотребление культуры составило 23-36 мм/га, или 11-15 % от суммарного. К уборке содержание влаги в почве уменьшилось и составило в слое 0-100 см - 190-196 мм/га, а в слое 0-150 см - 294-303 мм/га.

Весенние запасы влаги в посевах озимой пшеницы были меньше, чем в посевах клевера. Они составили в слое 0-150 см при отвальной и безотвальной обработках 394 мм/га, а при комбинированной - 409 мм/га. При учёте в июне (II срок) запасы влаги уменьшались на 18-46 мм/га, и составили 227-245 мм/га. За первую половину вегетации выпало 87 мм осадков, что составило 54 % от общего количества, а большее водопотребление за этот период установлено при комбинированной обработке почвы - 134 мм/га, при отвальной - 116 мм/га, при безотвальной -105 мм/га, что составило 40-54 % от суммарного водопотребления. Во второй половине вегетации расход влаги вырос, и к уборке наибольшие запасы составили при отвальной обработке 318 мм слое 0-150 см, а меньшие - при комбинированной— 221 мм/га. Больший расход влаги соответствовал комбинированной системе обработки почвы,

В посевах сахарной свёклы запасы весенней влаги составили 424-438 мм/га, что на 10 % выше, чем в посевах озимой пшеницы и на 5%, чем в посевах клевера. Расход запасов влаги почвенных горизонтов за 1-ю половину вегетации составил 3-20 мм/га, а водопотребление из метрового слоя почвы - 126-140 мм/га. За первую половину вегетации выпало 123,9 мм осадков, что составило 59 % от общего количества (Боронтов, Манаенкова, Косякин, 2009).

К уборке запасы почвенной влаги сократились до 350-366 мм/га в полутораметровом слое почвы, и не различались между собой, поскольку перед уборкой культуры выпали осадки, которые в некоторой степени нивелировали влажность почвы.

Содержание влаги при посеве однолетних трав составляло 420-434 мм/га, с тенденцией увеличения влаги при комбинированной обработке.

Таблица 1 - Запасы влаги в почве и водопотребление культур, 2008-2010 годы.

Культура Обработка почвы Общая влага, мм/га в слое 0-150 см Водопотребление, мм/га Коэффициенты, мм/т

за период вегетации из слоя 0-100 см из слоя 0-150 см

Посев Уборка I половина II половина суммарное водопотребле-ния транспирации

Клевер А 423 303 28 170 198 232 9,0 33,2

Г 401 303 23 132 155 210 10,1 35,7

Д 429 293 36 175 211 233 8,9 36,1

Озимая пшеница А 394 318 116 98 214 236 73,0 19,1

Г 395 294 105 116 221 260 84,8 21,7

д 409 291 134 105 239 246 78,2 19,2

Сахарная свёкла А 438 366 130 103 233 281 %1 19,6

Г 424 363 144 87 231 271 10,2 28,0

д 436 350 126 149 275 296 10,2 20,7

Однолетние травы А 420 380 59 58 117 140 5,8 23,9

Г 427 381 49 63 112 146 6,2 26,0

д 434 360 47 104 151 175 6,5 26,4

Кукуруза А 454 292 81 71 152 285 7,4 32,3

Г 443 303 42 106 148 264 9,5 40,3

д 453 282 70 94 164 280 7,9 33,5

НСР05 27 18

За первую половину вегетационного периода было израсходовано 47-59 мм/га влаги почвенных слоев и осадков, которые составили 53,5 мм. Большее потребление влаги в этот период было при отвальной обработке почвы.

За вторую часть вегетационного периода израсходовалось влаги 58-104 мм/га. Однако при комбинированной обработке водопотребление составило 104 мм/га, что на 65 % выше, чем при безотвальной обработке, и на 79 % выше, чем при отвальной.

Перед уборкой запасы влаги составили 360-381 мм/га. Наименьшее количество было при комбинированной обработке.

Кукуруза. При посеве культуры содержание влаги в почве было больше, чем при посеве других, изучаемых в опыте растений - 448-454 мм/га. Отмечено, что за начальный этап развития при безотвальной обработке водопотребление составило 42 мм/га, что в 1,6-1,9 раза ниже, чем при отвальной и комбинированной обработках. Однако за вторую половину вегетации водопотребление при безотвальной обработке существенно выросло - до 106 мм/га, тогда как при отвальной оно составило 71 мм/га, а при комбинированной - 94 мм/га. Содержание влаги перед уборкой было значительно ниже при комбинированной обработке, чем при отвальной и безотвальной.

Водопотребление клевера составило из слоя почвы 0-100 см - 155-211 мм/га, а из слоя 0-150 см - 210-233 мм/га. Меньшее водопотребление соответствовало безотвальной обработке почвы, а большее - комбинированной. В общем расходе воды удельный вес запасов влаги слоя 0-50 см составил 15-18 %, слоя 0-100 см - 36-42 %, слоя 0-150 см - 46-58 %. Доля слоя 100-150 см составила 8-16 %, а осадков за период вегетации 42-54 %. При безотвальной обработке лучше использовалась влага осадков, а при комбинированной и отвальной — влага почвенных слоев.

Коэффициент водопотребления при отвальной и комбинированной системах обработки составил 8,9-9,0 мм/т, а при безотвальной увеличился до 10,1 мм/т, или на 13 %. Наибольший коэффициент транспирации был при комбинированной обработке почвы - 36,1 мм/т, при отвальной он составил 33,2 мм/т, что на 9 % ниже.

Озимая пшеница с 1 га расходовала 236-260 мм влаги слоя 0-150 см, а из слоя 0-100 см - 214-241 мм. Меньшие значения водопотребления соответствовали отвальной обработке почвы, а большие - безотвальной. Доля запасов почвенной влаги слоя 0-50 см в суммарном водопотреблении составила 11-16 %, слоя 50-100 см - 7-15 %, слоя 100-150 см - 14-17 %.

В общем расходе воды удельный вес осадков увеличился по сравнению с посевами клевера до 68 % при отвальной обработке почвы. При отвальной и безотвальной обработках увеличивалось потребление воды осадков (доля участия 62-68 %), а при комбинированной - влаги почвенных слоев (доля участия 48 %).

Коэффициент водопотребления озимой пшеницы составил при отвальной систем обработки 73,0 мм/т, что ниже, чем при безотвальной на 16 %, и на 7 %

чем при комбинированной. Коэффициент транспирации составил 19,1-21,7 мм/т.

Сахарная свёкла потребляла 231-275 мм/га влаги из метрового слоя почвы и 271-296 мм/га из полутораметрового. Большее суммарное водопотребление отмечено при комбинированной обработке, а меньшее - при безотвальной.

В посевах культуры увеличилась доля участия осадков во время вегетации - 71-78 % от суммарного водопотребления и снизилась доля участия запасов влаги почвенных слоев. Доля участия слоя почвы 0-50 см составила 2 % при отвальной обработке, 1 % - при безотвальной и 6 % - при комбинированной. А доля участия слоя 50-100 см - 4; 7; и 16 % соответственно.

Коэффициент водопотребления мало различался по вариантам обработки почвы - 9,7-10,2 мм/т, а коэффициент транспирации увеличивался при безотвальной обработке до 28,0 мм/т, что в 1,4 раза больше, чем при отвальной и комбинированной обработках.

Суммарное водопотребление однолетних трав было самым меньшим из всех изучаемых культур, и составило 112-115 мм/т для слоя 0-100 см и 140-175 мм/т - для слоя 0-150 см.

При комбинированной обработке суммарное водопотребление увеличивалось в среднем на 30 % по сравнению с другими системами обработки почвы.

Так же, как и в посевах сахарной свёклы доля участия влаги почвенных слоев была невысокой - 28-42 %, из-за низкой доли участия слоя 0-50 см. Значительным было участие в водопотреблении осадков в периоды вегетации -58-71 %. Однако при комбинированной обработке почвы доля участия запасов почвенной влаги была выше, чем при отвальной в 1,5 раза. При отвальной обработке коэффициент водопотребления составил 5,8 мм/т, а коэффициент транспирации - 23,9 мм/т, что ниже, чем при комбинированной обработке на 10%.

Водопотребление кукурузы из метрового слоя почвы составило 148 мм/га при безотвальной обработке, 152 мм/га - при отвальной, и 164 мм/га - при комбинированной. Для слоя 0-150 см эти значения увеличились и составили 264 мм/га, 285 мм/га и 280 мм/га соответственно.

Доля участия осадков вегетационного периода составила 43-47 %, что ниже, чем у остальных культур севооборота. При этом возрос удельный вес запасов почвенной влаги до 57 % при отвальной и комбинированной обработках, и до 53 % - при безотвальной обработке. Роль почвенных слоев в водопотреблении распределялась равномерно.

Наименьшие коэффициенты водопотребления (7,4 мм/т) и транспирации (32,3 мм/т) оказались при отвальной обработке, а наибольшие (9,5 и 40,3 мм/т) соответственно - при безотвальной.

Дифференциальная пористость. В посевах сахарной свёклы плотность сложения изменялась от 0,92 г/см3 до 1,14 г/см3. В среднем, плотность сложения в пахотном слое составила: при отвальной обработке 1,02 гсм3, при безотвальной - 1,07 г/см3, при комбинированной —1,00 г/см3. Лучшая влагоёмкость -35,6 % соответствовала отвальной обработке почвы. Общая пористость пахотного слоя почвы - хорошая (59,0-60,8 %).

При комбинированной обработке почвы капиллярная (межагрегатная) пористость составила 29,9 %, что на 16 % больше, чем при отвальной обработке. Увеличивалась также аэрация почвы до 37,6 %, тогда как при безотвальной обработке она составила 34,0 %.

Плотность сложения почвы в посевах кукурузы составила в пахотном слое 0,98-1,07 г/см3. Меньшее значение определено при комбинированной системе обработки. Наименьшая влагоёмкость почвы составляла 32,6 % при отвальной обработке и 35,6 % при комбинированной, что связано с различной плотностью сложения.

Общая пористость варьировала от 58 % до 62 %. Увеличение пористости при комбинированной обработке до 62 % происходило за счёт увеличения межагрегатного пространства до 30,3 %, тогда как при отвальной и безотвальной обработках она составляла 26,0-26,6 %.

Исследование порового состояния чернозёма выщелоченного выявило улучшение его в посевах сахарной свёклы при отвальной обработке и в посевах кукурузы при комбинированной, что обосновывает при этом лучший режим влажности почвы и водопотребления культур.

РОСТ И РАЗВИТИЕ САХАРНОЙ СВЁКЛЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Густота всходов. Большая густота всходов при комбинированной обработке наблюдалась у озимой пшеницы, кукурузы, однолетних трав, а меньшая -при отвальной. Однако, учёты при уборке культур выявили большую сохранность растений при отвальной обработке.

При проведении учётов густоты всходов сахарной свёклы установлено, что интенсивность появления всходов была выше при отвальной обработке почвы, и ниже при безотвальной. В фазу полных всходов количество растений на метре рядка составило при отвальной обработке 5,5 шт., при безотвальной 5,0 шт., при комбинированной 4,9 шт (Косякин, Мануковский, Боронтов, 2010).

Сохранность растений к уборке составила при отвальной и безотвальной обработках 72 %, а при комбинированной - увеличилась до 88 %.

Масса 100 проростков сахарной свёклы при отвальной обработке составила 72,1 г, при безотвальной 66,5 г, при комбинированной 71,2 г.

Таким образом, учёт растений показал, что предпочтительнее является комбинированная обработка почвы в севообороте.

Развитие ассимиляционной поверхности растений выявило, что при учёте в середине вегетационного периода масса листьев кукурузы при безотвальной обработке составила 86 г/м2, что на 40 % ниже, чем при отвальной и комбинированной обработках. Такое же соотношение сохранялось весь вегетационный период культур (Боронтов и др., 2010).

Учёт листовой поверхности кукурузы свидетельствует, что суммарная листовая поверхность при уборке (01.08) достигла максимальных величин и составила 41,7 тыс.м^га при отвальной обработке, 24,9 тыс.м2/га при безотвальной и 42,9 тыс.м2/га при комбинированной. Однако количество листьев на од-

ном растении не различалось по вариантам обработки почвы - 10,2-11,0 шт./растение (табл. 2). Листовая поверхность одного растения максимальной была при комбинированной обработке во все даты учёта.

Таблица 2 - Формирование ассимиляционной поверхности кукурузы и сахарной свёклы, 2008-2010 годы

Показатели/ единицы измерения Обра- Кукуруза | Сахарная свекла

ботка Дата учета

почвы 20.06 10.07 01.08 01.07 20.07 10.08 30.08 25.09

Суммарная листовая поверхность, тыс м2/га А 1,71 5,72 41,7 8,6 24,6 29,9 27,8 17,7

Г 1,14 5,05 24,9 9,5 19,0 27,3 25,5 15,7

д 2,05 5,78 42,3 8,9 25,6 36,6 31,2 25,0

Листовая поверхность 1 растения, м" А 0,05 0,52 0,49 945 2860 3883 3915 2682

Г 0,08 0,51 0,34 1032 2184 3412 3446 2379

д 0,07 0,58 0,49 1099 2909 4653 4105 3521

Листовая поверхность 1 листа, см2 А 105 466 440 84 204 211 185 137

Г 180 472 446 109 117 170 167 114

Д 154 518 561 123 154 206 147 124

Кол-во листьев, игг./м'1 А 59 123 93 102 120 142 150 129

Г 51 109 75 87 162 161 149 137

д 61 100 92 72 166 178 178 202

Кол-во листьев, шт./растение А 5,0 11,3 11,0 11,2 14,0 18,4 21,2 19,5

Г 4,5 11,0 10,2 9,5 18,6 20,1 20,2 20,8

д 4,8 10,1 10,7 8,9 18,9 22,5 23,4 28,4

Фотосинтетический потенциал посевов кукурузы составил 0,69 млн. м2 день/га при отвальной обработке, 0,49 млн. м2 день/га при безотвальной и 0,71 млн. м2 день/га при комбинированной. Наибольшая чистая продуктивность^фо-тосинтеза кукурузы отмечена при безотвальной обработке почвы - 13,2 г/м сутки, при отвальной и комбинированной обработках она снижалась на 5 % (рис. 1).

Фотосинтетический потенциал посевов сахарной свёклы оказался выше, чем посевов кукурузы - 2,04-2,60 млн. м2 день/га, однако чистая продуктивность фотосинтеза в 2 раза ниже, и составила 4,74-6,32 г/м2 сутки. Больший фотосинтетический потенциал кукурузы и сахарной свёклы соответствовал комбинированной обработке почвы.

Темпы суточного прироста массы корнеплодов сахарной свёклы изменялись в зависимости от фазы развития сахарной свёклы и обработки почвы. Так, с 01.07 по 20.07 прирост при отвальной обработке составил 5,6 г/м за сутки, при безотвальной - 4,6 г/м за сутки, при комбинированной - 3,0 г/м2 за сутки. В период с 20.07 по 10.08 - 4,0; 3,7; 8,6 г/м2 за супси, в период с 30.08 по 25.09 -10,8; 4,8; 7,4 г/м2 за сутки соответственно. Поэтому масса одного корнеплода за вегетацию при отвальной обработке почвы достигала 583 г, при безотвальной -420 г, при комбинированной - 524 г.

и Фотоситнетичаский потенциал.

МЛН. М2 ДвНЬ/ГЭ ■ Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 сутки

О

Сак. Кукуруза Сах. Кукуруза Сах. Кукуруза Свёкла Свёкла Свёкла

отвальная безотвальная комбинированная

Рисунок 1 - Чистая продуктивность фотосинтеза и фотосинтетический потенциал посевов сахарной свёклы и кукурузы, 2008-2010 гг.

ДИНАМИКА ПРИРОСТА МАССЫ РАСТЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Клевер в начальные фазы развития накапливал 12-14 % сырой массы от уборочной, при содержании сухих веществ - 23,6-26,6 %. Преобладающая масса сырого и сухого веществ накапливалась в период от бутонизации до цветения (до 80 %). Больше всего к этому учёту накапливалось массы растений при отвальной и комбинированной обработках (4,8-4,9 т/га сухого вещества), что на 44-46 % выше, чем при безотвальной обработке почвы. Темпы суточного прироста сухих веществ были максимальными при отвальной и комбинированной системах обработки почвы. Большая масса сырых (26,2 т/га) и сухих (6,47 т/га) веществ, отмечена при комбинированной обработке, что на 23 % выше, чем при безотвальной.

Озимая пшеница. Суточный прирост сухих веществ в первый срок наблюдения составил 0,01-0,02 т/га и сырых веществ - 0,05-0,08 т/га. Прирост массы растений наблюдался в период трубкования - колошения, когда суточный прирост сырых веществ составил 0,68-0,80 т/га. При этом максимальная масса накапливалась при отвальной обработке. Максимальной масса сырых (24,7-25,3 т/га) и сухих (12,3-12,8 т/га) веществ перед уборкой, была при отвальной и комбинированной обработках почвы.

Развитие сахарной свёклы в начале вегетации идёт очень медленно: за 55 дней накапливалось 12-16 % сырых и 6-9 % сухих веществ от уборочной массы. Темпы прироста сухих веществ соответствовали приросту озимой пшеницы и клевера (Косякин, Мануковский, Боронтов, 2011). В фазу смыкания листьев в междурядьях отмечены наибольшие темпы суточного прироста массы растений - при отвальной обработке 1,95 т/га сырой и 0,21 т/га сухой; при безотвальной -1,18 и 0,18 т/га; при комбинированной - 1,00 и 0,16 т/га соответственно.

К уборке урожая суточный прирост был увеличен до 0,71 т/га для сырых веществ и до 0,23 т/га - для сухих. Обработка почвы изменяла этот показатель. Так, суточный прирост сухой массы сахарной свёклы при отвальной обработке составил 0,23 т/га; при безотвальной - 0,02 т/га; при комбинированной - 0,17 т/га. Максимальная масса сырого (61,2-62,4 т/га) и сухого (14,3 т/га) веществ образовывалась при отвальной и комбинированной обработках почвы, а безотвальная обработка снижала массу растений на 33-47 %.

Однолетние травы. За период от посева до кущения накапливалось 3,8-4,9 т/га сырой массы, что составляет 17 % от уборочного количества. За 40 дней вегетации - 16,0-19,3 т/га при 70 %. Темпы суточного прироста сырой массы были самыми высокими, и составили 0,77 т/га при отвальной обработке, 0,81 т/га — при безотвальной, и 0,96 т/га — при комбинированной. В период от бутонизации до уборки сырая масса увеличивалась на 28-34 %, а сухая - на 53-57 %. К уборке наибольшая масса трав образовалась при комбинированной обработке почвы - 26,8 т/га сырой и 6,6 т/га сухой, что на 14 % выше, чем при безотвальной обработке и на 12 %, чем при отвальной.

Кукуруза. За первые 20 дней вегетационного периода (до фазы 5-ти листьев) накопление сырой массы составило 20-26 % от уборочной, а сухой -1114 %. При комбинированной обработке масса растений составила 8,8 т/га, что на 22 % выше, чем при безотвальной и на 6 %, чем при отвальной. Суточный прирост составил 0,92-1,16 т/га. Ко второму учёту масса растений достигала 20,2 т/га при безотвальной обработке и 28,5-29,0 - при отвальной и комбинированной, а суточный прирост - 0,52-0,86 т/га. Масса растений при уборке составила 27,7 т/га при безотвальной обработке, 36,7 т/га - при комбинированной, и 38,5 т/га - при отвальной. Сбор сухих веществ составил 6,5 т/га; 8,7 т/га; и 8,8 т/га соответственно.

ПРИРОСТ СУХИХ ВЕЩЕСТВ ЗА ВЕГЕТАЦИЮ РАСТЕНИЙ

Среднесуточный прирост сырых веществ клевером оказался больше при комбинированной обработке - 36 г/м2, сухих - 10,75 г/м2 при отвальной обработке (табл. 3).

При отвальной обработке каждое растение клевера эффективнее, чем при других обработках накапливало сухое вещество. Так, накопление составило при отвальной обработке 0,034 г/растение за сутки, а при комбинированной - 0,031 г/растение за сутки.

Хотя прирост сырых и сухих веществ в посевах озимой пшеницы был наибольшим при отвальной и комбинированной обработках, больший рост отдельного растения был при безотвальной обработке. Накопление сухого вещества при этом составило 0,054 г/растение за сутки, а при отвальной обработке 0,053 г, при комбинированной - 0,052 г.

Эффективность обработок под сахарную свеклу за вегетацию была выше при отвальной обработке. Так, средний прирост сырых веществ при такой обработке составил 0,61 г/м2 за сутки, а при комбинированной - 0,70 г/м2 за сутки.

Таблица 3 - Суточный прирост сырых и сухих веществ культурами севооборота, 2008-2010 годы.

Культура севооборота Обработка почвы Прирост сырых веществ за вегетацию, г/м2' сутки Накопление сухого вещества

г/м7' сутки г/растение за вегетацию

Клевер А 35 10,75 2,18

Г 32 9,08 2,11

Д 36 9,95 2,05

Озимая пшеница А 32 12,99 5,04

Г 29 12,62 5,12

Д 32 13,51 4,92

Сахарная свекла А 61 10,25 217,4

Г 36 6,91 146,5

д 70 10,21 201,4

Однолетние травы А 47 10,65 2,19

Г 46 10,25 1,41

д 52 12,09 2,39

Кукуруза А 55 13,61 104,1

Г 39 9,97 87,6

д 58 13,32 100,7

В среднем по звену севооборота А 46 11,65 66,18

Г 36 9,77 48,55

д 49 11,82 62,29

Однако накопление одним растением сухих веществ за вегетацию при отвальной обработке составило 214,7 г против 201,4 г при комбинированной обработке и 146,5 — при безотвальной (Боронтов, Косякин, Манаенкова, 2010).

При возделывании однолетних трав предпочтение следует отдать комбинированной обработке почвы, так как при этом увеличивался средний прирост с единицы площади сырых веществ на 11 %, а сухих веществ на 14 % по сравнению с отвальной обработкой.

Продуктивность каждого в отдельности растения при комбинированной обработке также увеличивалась: за вегетационный период она составила 2,39 г, что на 7-9 % выше, чем при отвальной обработке.

Наибольший прирост сырого вещества кукурузы был отмечен при комбинированной обработке - 58 г/м2' сутки, что на 5 % выше, чем при отвальной обработке почвы, и на 49 % выше, чем при безотвальной. Максимальное накопление сухого вещества было при отвальной и комбинированной обработках, и составляло 13,61-13,32 г/м2' за сутки.

В среднем, по звену севооборота накопление сырых и сухих веществ растениями было выше при комбинированной обработке. Средний прирост сырых веществ составил 49 г/мг за сутки, сухих - 11,82 г/м2 за сутки. При отвальной обработке эти показатели уменьшились на 7 % и 2 %, при безотвальной — на 27 % и 18 %. При этом отмечается, что изменения сырой массы были более существенными, чем сухой.

Продуктивность каждого растения была выше при отвальной обработке. Так, в среднем 1 растение накопило при отвальной обработке 66,18 г за вегетацию и 0,657 г за сутки, при безотвальной - 48,55 г и 0,504 г соответственно.

Высокая продуктивность отмечена в посевах кукурузы - 9,97-13,61 г/м сухого вещества и озимой пшеницы - 12,62-13,51 г/м2, низкая в посевах клевера

- 9,08-10,75 г/м2 и сахарной свеклы - 6,91-10,25 г/м2.

Суточная продуктивность одного растения была максимальной в посевах сахарной свеклы - 1,058-1,552 г и кукурузы - 1,350-1,606 г, а минимальной -клевера - 0,031-0,034 г и однолетних трав - 0,025-0,043 г.

СОДЕРЖАНИЕ И ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ КУЛЬТУРАМИ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА

Клевер. Наибольшее процентное содержание азота и калия отмечено в первый срок определения. За вегетационный период содержание питательных веществ снижалось - на 1,6 % азота, 0,8 % фосфора, 1,54 % калия. За 60 дней вегетационного периода клевер потреблял азота 62-103 кг/га, фосфора - 54-59 кг/га, калия - 77-180 кг/га, что составляет 80-99 % от максимального количества. При этом, наименьшее потребление питательных веществ отмечено при безотвальной обработке почвы, а наибольшее - при комбинированной. С урожаем клевера выносится 98-113 кг/га азота, 59-61 кг/га - клевера, 91-126 кг/га - калия. Больший вынос питательных веществ был при отвальной обработке почвы, меньший - при безотвальной. Максимальное суточное потребление азота - 3,7 кг/га, фосфора 2,0 кг/га и калия - 4,6 кг/га отмечалось в фазу бутонизации-цветения с 15.05 по 05.06. В другие сроки наблюдения суточное потребление азота составляло 0,3-0,9 кг/га, фосфора - 0,1-0,7 кг/га, калия - 0,1-0,4 кг/га.

Озимая пшеница. Наибольшее процентное содержание азота и фосфора отмечалось во второй срок учёта, в фазу трубкования, а калия - при весеннем отрастании. Основная часть элементов минерального питания потреблялась до цветения - 56-82 %. Установлено, что интенсивнее этот процесс происходил при комбинированной обработке. Максимальное суточное потребление азота приходилось на конец мая (фаза трубкования) - 5,3-6,6 кг/га, а фосфора и калия

- на конец мая и перед уборкой - 1,3-2,0 кг/га и 3,0-4,6 кг/га соответственно.

Сахарная свёкла. Содержание азота в корнеплодах снижалось с 1,68 % до 0,71 %. Содержание калия в листьях и корнеплодах увеличивалось с 0,41 % до 4,08 %. За первые 55 дней вегетации растениями сахарной свеклы усваивалось 13-20 % азота, 24-27 % фосфора, и 2-3 % калия, что определялось приростом сырой массы. При учете 20.07 (фаза смыкания листьев в междурядьях) накапливалось 55-63 % азота в растениях от количества при уборке, 73-92 % фосфора, 13-35 % калия. В эту фазу развития был максимальный суточный прирост азота - 2,5-3,4 кг/га и фосфора - 2,1-3,8 кг/га. Наибольшее суточное потребление калия было в фазу до интенсивного сахаронакопления - с 30.08 по 25.09 и составило 2,2-3,4 кг/га. В другие фазы развития суточное потребление элементов питания сахарной свеклой было невысоким. Наибольшее потребление азота

(152 кг/га) и фосфора (111 кг/га) наблюдалось при отвальной обработке, а калия при комбинированной.

Однолетние травы. Содержание азота и фосфора в растениях снижалось с 3,77 % до 0,82 %. Содержание калия незначительно увеличивалось и к уборке составило 2,54-3,01 %. Рост потребления элементов питания показывает, что в первые этапы развития потребление азота составило 21-24 % от количества потребленного элемента, фосфора 27-38 %, калия 7-8 %. К учету в фазу бутонизации (кущения) потребление азота увеличилось до 69-77 %, фосфора 44-99 %, калия 39-43 %. Установлено, что максимальное суточное потребление азота наблюдалось с середины вегетации до уборки - 1,8-2,2 кг/га, а калия - перед уборкой - 5,7-7,8 кг/га. Самое большое потребление элементов питания, как общее, так и суточное было при комбинированной обработке почвы.

Кукуруза. Содержание элементов питания в кукурузе, так же, как и однолетних трав снижалось: азота с 2,52 % до 1,18 %, фосфора с 3,57 % до 0,76 %, калия с 4,99 % до 1,22 %, а потребление неуклонно возрастало. Накопление питательных веществ более интенсивно проходило во вторую половину вегетации культуры. Так, общее потребление азота на 10.07 составило 53,0-82,9 кг/га, что соответствует 55-69 % от общего потребления, фосфора - 63-78 %, калия - 4664 %. В период от фазы 5 листьев до выметывания султанов (с 20.06 по 10.07) растения кукурузы интенсивнее потребляли азот, а в начальные фазы развития - фосфор. Максимальная интенсивность потребления калия приходилась на период перед уборкой. Так, наиболее интенсивное суточное потребление азота -1,5-3,0 кг/га было на 10.07, фосфора - 1,3-1,9 кг/га - на 20.06, а калия - при уборке 1,5-3,0 кг/га. Во все сроки наблюдения суточное потребление питательных элементов было высоким при отвальной обработке, которая создавала более благоприятные условия для потребления питательных веществ растениями кукурузы.

Расход элементов питания. Потребление элементов питания растениями важный показатель продуктивности посевов, однако, более важным является расход элементов на образование 1 тонны продукции.

Было установлено, что все культуры в среднем за вегетацию в сутки потребляли 0,9-2,3 кг/га азота, 0,5-1,3 кг/га фосфора и 1,1-3,6 кг/га калия (табл. 4).

Потребление азота и калия кукурузой было более высоким, чем сахарной свеклой, а потребление фосфора культурами звена севооборота было менее вариабельным, чем калия. Так, суточное потребление фосфора кукурузой составило 0,9-1,3 кг/га, а сахарной свеклой 0,5-0,8 кг/га.

Суточное потребление калия самым высоким было у однолетних трав -2,7-3,6 кг/га, а самым низким у сахарной свеклы -1,1-2,0 кг/га.

Суточное потребление элементов питания изменялось в зависимости от обработки почвы и высеваемой культуры.

Расход элементов питания используемых на образование 1 т продукции свидетельствует о том, насколько экономно тратятся вещества, поступающие в растение. Так, расход азота составил 2,7-5,2 кг/т (кроме расхода озимой пшеницей), расход фосфора был 1,7-3,7 кг/т, калия - 2,8-9,7 кг/т.

Таблица 4 - Суточное потребление (в среднем за вегетацию) и расход

(вынос) элементов питания в звене севооборота, 2008-2010 гг.

Культура Обработка почвы Суточное потребление, кг/га Расход на образование урожая, кг/т

N р2о5 к2о N Р2О5 к2о

Клевер А 1,7 0,9 1,9 4,4 2,3 4,9

Г 1,5 0,9 1,4 4,7 2,9 4,3

Д 1,7 0,9 1,6 4,3 2,3 4,1

Озимая пшеница А 1,4 0,8 1,8 42,8 24,9 56,5

Г 1,2 1,0 1,9 40,3 21,2 60,9

Д 1,3 0,8 2,4 41,6 27,3 75,5

Сахарная свекла А 1,1 0,8 1,1 5,2 3,8 5,5

Г 0,9 0,5 1,2 4,8 2,6 6,4

д 1,0 0,8 2,0 4,6 3,7 9,7

Однолетние травы А 1,7 0,9 2,7 3,9 2,0 6,1

Г 1,6 1,0 3,1 3,7 2,5 7,2

д 1,9 1,0 3,6 4,0 2,1 7,4

Кукуруза А 2,3 1,0 2,4 3,8 1,7 4,0

Г 1,2 0,9 1,6 2,7 2,1 3,7

д 1,8 1,3 1,6 3,2 2,2 2,8

Клевер - расход азота составил 4,3-4,7 кг/т, при максимальном значении показателя при безотвальной обработке, расход фосфора, также был выше при такой обработке на 26 %. Расход калия составил при отвальной обработке - 4,9 кг/т, при плоскорезной - 4,3 кг/т, при комбинированной- 4,1 кг/т.

Нормативные значения выноса питательных элементов (1989) составили: азота - 2,3 кг/т; фосфора - 0,8 кг/т; калия - 3,2 кг/т.

Озимая пшеница - расход азота составил 40,3-42,8 кг/т, фосфора - 21,227,2 кг/т, калия - 56,5-75,5 кг/т. Минимальный расход азота и фосфора был при безотвальной обработке, а калия — при отвальной.

Полученный расход питательных веществ был значительно выше нормативного (азота - 25,2 кг/т; фосфора - 9,3 кг/т; калия - 23,5 кг/т).

Сахарная свекла - расход питательных веществ растениями культуры составил: по азоту - 4,6-5,2 кг/т; по фосфору - 2,6-3,8 кг/т; по калию - 5,5-9,7 кг/т, при установленном расходе 4,5 кг/т; 1,3 кг/т; 5,9 кг/т соответственно.

Меньший расход азота на образование 1 тонны корнеплодов был при комбинированной обработке, фосфора - при безотвальной, калия - при отвальной.

Однолетние травы - расход элементов питания был примерно одинаков при всех обработках почвы (азот - 3,7-3,9 кг/т; фосфор - 2,0-2,5 кг/т; калий -6,1-7,4 кг/т). Несколько экономнее растения потребляли питательные вещества при отвальной обработке.

Кукуруза — наименьший расход азота наблюдался при безотвальной обработке - 2,7 кг/т, фосфора - при отвальной - 1,7 кг/т, калия - при комбинированной - 2,8 кг/т.

Урожайность является интегральным показателем эффективности возделывания культур. В наших исследованиях урожайность зависела от обработки почвы и культуры звена севооборота.

Результаты исследований показывают, что наибольшая урожайность клевера составила при комбинированной обработке (26,2 т/га), что на 25 % выше, чем при безотвальной обработке (табл. 5). Урожайность озимой пшеницы (3,23 т/га) была максимальной при отвальной обработке почвы. Урожайность сахарной свёклы - при безотвальной обработке составила 26,4 т/га, что на 2,6 т/га ниже, чем при отвальной и комбинированной обработках (Косякин, 2010).

Таблица 5 - Урожайность культур звена зернопаропропашного севооборота, энергетическая и экономическая оценка обработки почвы, 2008-2010 гг.

Культуры Обработка почвы Урожайность Коэффициент энергетической эффективности Себестоимость, тыс. руб. Чистый доход, тыс. руб./га Рентабельность, %

т/га т/га к.е.

Клевер А 25,8 5,70 8,5 0,25 3,9 61

Г 20,9 4,62 7,1 0,31 2,0 31

Д 26,2 5,79 7,8 0,24 4,1 64

Озимая пшеница А 3,24 4,40 2,4 3,50 3,2 28

Г 3,07 4,03 2,2 3,42 3,3 31

д 3,15 4,03 2,4 3,35 3,6 34

Сахарная свёкла А 29,0 9,18 2,5 1,01 14,3 49

Г 26,4 7,95 1,7 1,04 12,2 44

д 29,0 9,42 2,4 0,98 15,0 53

Однолетние травы А 24,2 4,52 3,2 0,29 5,0 70

Г 23,5 4,39 3,2 0,28 5,2 79

д 26,8 5,01 3,8 0,29 6,8 103

Кукуруза А 38,5 8,06 4,4 0,33 6,6 52

Г 27,7 5,82 3,4 0,39 3,1 29

д 36,7 7,71 4,3 0,32 6,4 53

Урожайность однолетних трав составила при отвальной обработке 24,2 т/га, что на 10 % ниже, чем при комбинированной. Максимальная урожайность кукурузы составила 38,5 т/га при отвальной обработке, а при безотвальной -27,7 т/га.

В засушливых условиях 2009 года наибольшее снижение урожайности изучаемых культур было при безотвальной обработке почвы и составило 9-58 % от среднего значения. Однако различия урожайности культур, возделываемых при отвальной и комбинированной обработках, не выходили за значения НСР05, кроме урожайности однолетних трав.

Продуктивность культур в кормовых единицах наибольшей была у сахарной свёклы (9,42 т/га) при комбинированной обработке. Далее, по убыванию продуктивности, культуры располагались следующим образом: кукуруза - клевер - однолетние травы - озимая пшеница. Продуктивность в кормовых единицах соответствовала урожайности культур в физическом весе. В целом, по звену севооборота, максимальная продуктивность составила 6,37-6,43 т/га к.е. при отвальной и комбинированной обработках, что на 16 % выше, чем при безотвальной.

Энергетическая оценка. Меньшие энергозатраты соответствовали возделыванию клевера, а большие - сахарной свёклы, и зависели от технологии и основной обработки почвы. Для кукурузы, озимой пшеницы и однолетних трав они варьировали от 15,6 ГДж/га до 19,7 ГДж/га. Наибольшие значения энергозатрат соответствовали отвальной обработке, наименьшие - безотвальной. В среднем, по звену севооборота энергозатраты при отвальной и комбинированной обработках составили 23,7-24,2 ГДж/га.

Энергетическая эффективность возделывания клевера составила 7,1-8,5; озимой пшеницы 2,2-2,4; сахарной свёклы 1,7-2,5; однолетних трав 3,2-3,8; кукурузы 3,4-4,4. Наименьший коэффициент энергетической эффективности был при безотвальной обработке почвы, а наибольший - при двух других обработках.

В среднем, по звену севооборота энергетическая эффективность при отвальной и комбинированной обработках составила 3,3, при безотвальной - 3,1.

Экономическая эффективность. Затраты на возделывание культур составляли 6,4-29,2 тыс. руб/га. Наибольшие соответствовали возделыванию сахарной свёклы, а наименьшие - клеверу, при увеличении затрат при отвальной обработке. При комбинированной обработке затраты снижались на 2-8 %, а при безотвальной на 7-16 %.

Себестоимость продукции изменялась от 0,24 тыс. руб./т для клевера, до 3,50 тыс. руб/т для озимой пшеницы. Наибольшая себестоимость кукурузы и клевера при безотвальной обработке, а себестоимость однолетних трав, сахарной свёклы не зависела от обработки почвы.

Больший чистый доход установлен при возделывании клевера - 4,1 тыс. руб./га, озимой пшеницы - 3,6 тыс. руб./га, сахарной свёклы - 15,0 тыс. руб./га, однолетних трав - 6,8 тыс. руб./га, кукурузы - 6,4 тыс. руб./га при комбинированной обработке почвы.

Выводы:

1. Установлено, что наилучший режим влажности почвы и водопотребления клевера складывался при безотвальной обработке почвы, озимой пшеницы, сахарной свёклы и кукурузы - при отвальной и комбинированной обработках, однолетних трав - при отвальной. Это происходило за счёт увеличения: водопотребления влаги слоя почвы 50-100 см, общей пористости до 62 % и наименьшей влагоёмкости до 36%. При отвальной обработке коэффициент водопотребления культур снижался на 5-20%.

2. Доказано, что при отвальной и комбинированной обработках почвы осуществлялось лучшее формирование и функционирование ассимиляционного аппарата кукурузы, а при комбинированной обработке - сахарной свёклы. Установлено, что наибольшие темпы прироста массы растений и поступления питательных веществ сахарной свёклы, клевера и кукурузы наблюдались при отвальной обработке почвы, однолетних трав - при комбинированной, озимой пшеницы — при безотвальной^.

3. При оценке динамики поступления питательных веществ в растения установлено, что более экономный расход элементов питания клевера был при комбинированной обработке почвы (К - 4,3; Р205 - 2,3; К20 - 4,1 кг/т); озимой пшеницы при отвальной обработке (Ы - 42,8; Р2О5 — 24,9; КгО — 56,5 кг/т); сахарной свёклы: азота (1,6 кг/т) - при комбинированной, фосфора (2,6 кг/т) — при безотвальной, калия (5,5 кг/т) - при отвальной; однолетних трав - при отвальной обработке (Ы - 3,9; Р205 - 2,0; К20 - 6,1 кг/т, кукурузы: азота (2,7 кг/т) - при безотвальной обработке, фосфора (1,7 кг/т) - при отвальной и калия (2,8 кг/т) -при комбинированной.

4. Установлено, что прирост растений, расход воды, потребление элементов питания взаимосвязаны. Периоды усиленного роста совпадают с наиболее интенсивным накоплением питательных веществ и расходом воды.

5. Доказано, что вынос элементов питания находится в прямой зависимости от урожайности культур. Максимальный вынос составил для клевера (298 кг/га — суммарно ИР К), сахарной свёклы (523 кг/т), кукурузы (371 кг/т) при отвальной обработке, а для озимой пшеницы (455 кг/т), однолетних трав (361 кг/т) - при комбинированной обработке.

6. Установлено, что наибольшая урожайность клевера (28,2 т/га), однолетних трав (26,8 т/га), сахарной свёклы (29,0 т/га) были получены при комбинированной обработке почвы, а кукурузы (38,5 т/га) и озимой пшеницы (3,24 т/га) - при отвальной.

7. Установлено, что наибольшая экономическая эффективность возделывания культур звена севооборота соответствовала отвальной обработке, кроме однолетних трав — комбинированная обработка, наименьшая соответствовала безотвальной обработке.

8. Установлено, что высокий чистый доход и рентабельность производства сельскохозяйственных культур отмечены при комбинированной обработке почвы. При безотвальной обработке эти показатели снижались на 9-90%.

Предложения производству

В условиях недостаточного увлажнения на чернозёме выщелоченном в зернопаропропашном севообороте Центрального Черноземья для повышения продуктивности возделываемых культур и экономичного расходования влаги и питательных веществ предлагается комбинированная обработка почвы, состоящая из отвальной обработки чёрного пара под пропашные культуры - сахарную свёклу, кукурузу, и безотвальной обработки под культуры сплошного сева — озимые в звене с травами, однолетние травы и других.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Боронтов O.K. Продуктивность и водопотребление сахарной свёклы в зависимости от условий увлажнения и агротехники [текст] / O.K. Боронтов, E.H. Манаенкова, П.А. Косякин // Сахарная свёкла. - 2009. - № 3. - с. 28-29.

2. Боронтов O.K. Формирование ассимиляционного аппарата при различных системах обработки почвы и удобрений [текст] / O.K. Боронтов, Е.К. Ману-ковский, П.А. Косякин, E.H. Манаенкова II Сахарная свёкла. - 2010. - № 6. -с. 15-17.

3. Косякин П.А. Особенности прироста массы растений свекловичного севооборота в зависимости от обработки почвы [текст] / П.А. Косякин, Е.К. Ма-нуковский, O.K. Боронтов // Сахарная свёкла. - 2011. - № 5. - с. 39-40.

Публикации в других изданиях

4. Боронтов О.К Оценка динамики урожайности культур паропропашного севооборота при различной обработке чернозёма выщелоченного [текст] / O.K. Боронтов, П.А. Косякин, Т.В. Арбузова / Пути сохранения плодородия почвы и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия Центрального Черноземья. - Материалы заседания территориального координационного совета. — Каменная Степь, 22 мая 2009. - Воронеж. - Истоки. - 2009. - ч. 1. - с. 164-166.

5. Боронтов O.K. Динамика плотности сложения и твёрдости чернозёма выщелоченного в посевах сахарной свёклы и кукурузы при различной обработке [текст] / O.K. Боронтов, П.А. Косякин, Е.К. Мануковский, Т.В. Арбузова, E.H. Манаенкова, A.B. Курындин. // Управление продукционным процессом в агротехнологиях XXI века: реальность и перспективы. - Материалы международной научно-практической конференции, посвящённой 35-летию образования Белгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства. - 15-16 июля 2010. - Белгород. - Отчий край. -2010.-е. 38-39.

6. Боронтов O.K. Динамика нарастания сырой и сухой массы растений при различной обработке почвы [текст] / O.K. Боронтов, П.А. Косякин, E.H. Манаенкова. // Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России. - Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - 20-22 июня 2010. - Саранск .- 2010. - с. 222-224.

7. Боронтов O.K. Режим влажности чернозёма выщелоченного под культурами севооборота при его обработке [текст] / O.K. Боронтов, П.А. Косякин, E.H. Манаенкова, М.Н. Елфимов, Е.В. Енин, С.С. Попов, Д.А. Дьяков // Научное обеспечение агропромышленного производства. - Материалы международной научно-практической конференции. - 25-27 января 2012. - Курск. — 2012. -с. 136-138.

8. Косякин П.А. Урожайность культур севооборота в зависимости от основной обработки чернозёма выщелоченного [текст] / П.А. Косякин // Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России. - Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - 20-22 июня 2010. - Саранск -2010.-е. 356-357.

9. Косякин П.А. Развитие листового аппарата кукурузы и сахарной свёклы при различной обработке почвы [текст] / П.А. Косякин, Е.К. Мануковский, O.K. Боронтов // Научно-практические основы энерго и ресурсосбережения в адаптивно-ландшафтных системах земледелия Центрального Черноземья. - Материалы заседания территориального координационного совета по земледелию ЦЧЗ отделения земледелия Россельхозакадемии. - Каменная Степь. — 27-28 мая 2010. - Воронеж. - Истоки. -2010. - с. 129-130.

10. Косякин П.А., Манаенкова E.H., Боронтов O.K., Елфимов М.Н., Дъяков Д.А. Расход воды и питательных веществ сахарной свеклой при различной обработке почвы [текст] / П.А. Косякин, E.H. Манаенкова, O.K. Боронтов, М.Н. Елфимов, Д.А. Дъяков // Сборник докладов международной научно-практической конференции, посвященной 120-летию организации «Особая экспедиция лесного департамента по испытанию и учёту различных способов и приёмов лесного и водного хозяйства в степях Южной России» и 120-летию становления ГНУ «Воронежский НИИСХ имени В.В. Докучаева» Россельхозакадемии. - Докучаевское наследие: итоги и перспективы развития научного земледелия в России. - 26-27 июня 2012 года. - Каменная Степь. - 2012. -с. 165-167.

Подписано в печать 10.10.2013 г. Формат 60 х 84/16 . Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,4 Тираж 100 экз. Заказ № 2622

Отпечатано в типографии: Воронежский ЦНТИ - филиал ФГБУ «РЭА» Минэнерго России 394036, г. Воронеж, пр. Революции, 30

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Косякин, Павел Александрович, Рамонь

Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы имени А.Л. Мазлумова» Россельхозакадемии

На правах рукописи

04201 451 171

КОСЯКИН ПАВЕЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА РАСХОД ВОДЫ И ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ КУЛЬТУРАМИ СЕВООБОРОТА В ЦЧР

06.01.01. - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук

Боронтов О.К.

Рамонь - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.....................................................................................4

ГЛАВА 1. Состояние изученности проблемы........................................8

1.1. Способы основной обработки почвы в севообороте........................8

1.2. Содержание влаги в почве в зависимости от обработки..................10

1.3. Содержание питательных веществ в почве и растениях..................13

1.4. Структура почвы, ее образование и значение...............................16

1.5. Засоренность посевов при различной обработке почвы..................18

1.6. Продуктивность сельскохозяйственных культур в зависимости

от основной обработки почвы..................................................23

ГЛАВА 2. Условия и методы проведения исследований.........................27

2.1. Почвенно-климатические условия ЦЧЗ......................................27

2.2. Почва опытного участка.........................................................30

2.3. Программа и методика проведения исследований........................31

2.4. Наблюдения и учеты.............................................................33

ГЛАВА 3. Режим влажности чернозема выщелоченного при различной

обработке..............................................................................34

3.1. Динамика содержания влаги в почве.........................................34

3.2. Водопотребление сельскохозяйственных культур........................41

3.3. Дифференциальная пористость................................................45

ГЛАВА 4. Рост и развитие сахарной свеклы и кукурузы в зависимости

от обработки почвы...........................................................50

4.1. Густота посевов...................................................................50

4.2. Развитие ассимиляционной поверхности листьев кукурузы

и сахарной свеклы.................................................................53

4.3. Фотосинтетический потенциал посевов......................................59

4.4. Рост корнеплодов сахарной свеклы...........................................61

ГЛАВА 5. Динамика прироста массы растений севооборота

в зависимости от обработки почвы.......................................65

5.1. Клевер...............................................................................65

5.2. Озимая пшеница...................................................................66

5 .3. Сахарная свекла....................................................................68

5.4. Однолетние травы.................................................................69

5.5. Кукуруза.............................................................................71

5.6. Прирост сухих веществ за вегетацию растений.............................72

ГЛАВА 6. Содержание и динамика накопления питательных веществ

культурами звена севооборота.............................................75

6.1. Клевер................................................................................75

6.2. Озимая пшеница...................................................................77

6.3. Сахарная свекла....................................................................79

6.4. Однолетние травы.................................................................79

6.5. Кукуруза.............................................................................81

6.6. Расход элементов питания.......................................................84

ГЛАВА 7. Продуктивность сельскохозяйственных культур при

различной обработке почвы в севообороте..............................87

7.1. Урожайность культур.............................................................87

7.2. Энергетическая оценка...........................................................88

7.3. Экономическая эффективность................................................90

Выводы..............................................................................93

Предложения производству......................................................94

Список использованной литературы...........................................95

Приложения.........................................................................122

Введение

Актуальность темы. Агротехнические приемы должны быть направлены на создание благоприятных условий для роста и развития растений. Это предусматривает применение дифференцированной агротехники, основанной на знании свойств чернозема, что дает возможность повысить урожайность сельскохозяйственных культур, осознанно управлять почвенными процессами с целью воспроизводства почвенного плодородия.

Получение высоких и устойчивых урожаев возможно лишь на основе применения современной агротехники, сортовых особенностей, адаптированных для данной зоны возделывания, при учёте почвенно-климатических ресурсов. Одним из мощных средств воздействия на продуктивность культур является обработка почвы. Путем обработки изменяется биогенность почвы, водный, воздушный и питательный режимы. Однако, применение в настоящее время и отвальной, и безотвальной обработки почвы имеет свои недостатки, заключающиеся в нарушении режима влажности почвы, снижении потребления питательных веществ и увеличения засоренности полей. На это в свое время указывали М.И. Сидоров, 1981; С.С. Сдобников, 1994; В.А. Гулидова, 2000, А.Л. Качании, 1999.

Переход на ресурсосберегающие технологии позволит избежать ухудшения свойств почвы, сократить затраты. Величина урожая полевых культур определяется их биологическими особенностями и условиями выращивания. Важное место в решении этой проблемы занимает совершенствование приемов основной обработки почвы в севообороте. В связи с этим особое значение имеет всестороннее изучение положительных качеств различных способов основной обработки почвы под культуры в зернопаропропашном севообороте, которые бы обеспечивали оптимальные физические условия почвы, способствовали накоплению в ней продуктивной влаги, нормальному прорастанию семян, хорошему росту и развитию растений, и в конечном итоге, получению высоких и стабильных урожаев. При этом приобретает особую значимость изучение закономерностей поступления питательных веществ в растения и особенностей расхода воды, что является

базой для построения правильных систем питания и обработки почвы. Все это и обусловило актуальность проблемы.

Цель работы - выявление особенностей роста культур севооборота, динамики расхода воды и питательных веществ культурами севооборота при различных системах основной обработки чернозема выщелоченного ЦЧЗ.

В задачи исследований входило:

- определить зависимость режима влажности, водно-физических свойств почвы и водопотребления сельскохозяйственных культур от различных способов обработки почвы;

- изучить использование растениями влаги осадков и запасов воды из различных почвенных горизонтов при отвальной, безотвальной и комбинированной обработках почвы и их сочетании;

- оценить динамику поступления питательных веществ в растения звена зернопаропропашного севооборота и выявить изменения роста в зависимости от основной обработки почвы;

- изучить особенности развития сахарной свеклы и кукурузы при различных обработках почвы;

- определить продуктивность сельскохозяйственных культур и дать оценку экономической и энергетической эффективности различных систем основной обработки почвы в севообороте.

Научная новизна исследований заключается в определении закономерностей формирования урожая сельскохозяйственных культур при различных обработках почвы. Впервые для культур стационарного севооборота (сахарная свекла, клевер, однолетние травы, кукуруза, озимая пшеница) установлено, что комбинированная обработка почвы увеличивает водопотребление влаги из слоя 50-100 см, в среднем на 30 %, общую пористость до 62 % и наименьшую влаго-емкость до 36 %. Получены новые данные свидетельствующие, что при комбинированной и отвальной обработках почвы происходит улучшение прироста, развития растений севооборота, улучшение ростовых процессов и повышение урожайности культур.

Показано преимущество комбинированной и отвальной систем обработки почвы над безотвальной на основании показателей продуктивности, энергетической и экономической оценке культур звена зернопаропропашного севооборота. Полученные результаты расширяют научные представления о влиянии систем основной обработки на водно-физические свойства почвы, питательный режим и продуктивность культур зернопаропропашного севооборота.

Практическая значимость результатов исследований. Выявленные закономерности режима влажности чернозема выщелоченного и динамики накопления и расхода питательных веществ позволяют рекомендовать комбинированную обработку почвы в зернопаропропашном севообороте, как увеличивающую продуктивность основных культур севооборота при снижении экономических и энергетических затрат.

В результате производственной проверки в ООО НПФ «Агротех-Гарант Березовский» выявлено, что комбинированная обработка в звене севооборота увеличила урожайность сахарной свеклы на 15%.

Защищаемые положения

1. Отвальная и комбинированная обработки почвы, улучшая режим влажности чернозёма выщелоченного, способствуют увеличению пористости, водопо-требления, снижению плотности сложения, обеспечивают улучшенное усвоение питательных веществ растениями;

2. Оптимальное развитие растений, фотосинтез и функционирование ассимиляционного аппарата сахарной свеклы и кукурузы обеспечивается комбинированной обработкой почвы;

3. Увеличение темпов роста и развития растений, прироста сухих веществ, увеличение продуктивности культур звена севооборота наблюдается при комбинированной обработке почвы по сравнению с безотвальной

4. Наибольшая экономическая и энергетическая эффективность возделывания культур соответствует отвальной и комбинированной обработкам почвы в звене зернопаропропашного севооборота.

Диссертация изложена на 137 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, приложений. Содержит 37 таблиц, 2 рисунка, список литературы включает 204 источника, в том числе 7 иностранных авторов.

Основные положения диссертации опубликованы в 10 работах. Результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на: заседаниях территориального координационного совета по земледелию ЦЧЗ (Каменная Степь, 2009, 2010, 2012 гг); Международной научно-практической конференции, посвященной 35-летию образования БелНИИСХ (Белгород, 2010 г); Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение АПК Евро-Севера-Востока России» (Саранск, 2010 г); заседаниях Учёного совета ВНИИСС (2009-2012 гг).

ГЛАВА 1. Состояние изученности проблемы 1.1. Способы основной обработки почвы в севообороте

Основная обработка почвы должна отвечать следующим основным требованиям: 1) изменению строения пахотного слоя для создания оптимальных условий для жизни растений; 2) усилению круговорота питательных веществ; 3) уничтожению вредных организмов; 4) обеспечению заделки в почву растительных остатков, удобрений, семян; 5) предупреждению эрозионных процессов (Вильяме, 1936; Нарциссов, 1976; Казаков, 1990).

Наиболее полно этим задачам отвечает отвальная обработка почвы. Так, глубокую обработку обосновали В.Р. Вильяме (1936), Н.С. Соколов (1938), П.У. Бахтин (1969) тем, что именно она создает оптимальные условия для растений. Нижний слой почвы с восстановленной структурой, перемещается на поверхность, а бесструктурный верхний, сбрасывается на дно борозды.

Безотвальная обработка получили распространение благодаря работам А.И. Бараева (1979), Ф.Г. Моргуна, Н.К. Шикулы, А.Г. Тарарико (1983). Она базируется на ходе естественного почвообразовательного процесса. Проведенные исследования на черноземе показали, что именно способ обработки почвы определяет процессы трансформации свежего органического вещества. Так, при применении мульчирующей обработки возрастает количество водопрочных агрегатов на 10-19 %, а гумуса - на 0,3% (Картамышев, 1989, 2001).

Изучение влияния бесплужной обработки показало, что в верхнем слое почвы стабилизируется, или даже увеличивается содержание вновь образованных гумусовых веществ (Шикула и др., 1987; Якименко и др., 1989; Максимчук и др., 1990; Ивойлов, 1991; Шикула, 1997; Гулидова, 2000).

Однако другие исследователи полагают, что бесплужные обработки это не средство увеличения запасов гумуса, а средство борьбы с эрозией почвы (Ники-форенко, 1989; Дусаев, 1990), и только при вспашке может происходить улучшение гумусного стояния чернозема (Гарифуллин, 1979; Никифоренко, 1989; Котоврасов, 1992; Веретенников, Рядовой, Радченко, 1993). Некоторые ученые не

обнаружили различия по содержанию гумуса в почве под влиянием той или иной обработки почвы (Коломиец, 1993; Доманов и др., 2001).

При обработке почвы плоскорезом происходит резкая дифференциация пахотного слоя по плодородию, а при отвальной вспашке складывается более гомогенное его строение (Сидоров, 1981; Сдобников, 1988; Коптев, 1990; Шику-ла, 1995; Кошкин, 1997; Бомба, 2001). Поэтому, при такой обработке нижние слои обедняются гумусом и питательными веществами, возрастает количество денитрифицирующих бактерий, с которыми связана потеря азота почвы.

Исследования показывают, что урожайность растений, выращенных на почве верхнего слоя при плоскорезной обработке в 3 раза превышают урожайность растений, выращенных на слое 20-30 см. Следовательно, происходит резкая дифференциация пахотного слоя по плодородию (Тихонов, Свитко, 1988). При плоскорезной обработке в течение 2-3-х лет развивается верхний тип питания растений. При просыхании верхнего слоя почвы сельскохозяйственные культуры испытывают недостаток влаги и питательных элементов, что отрицательно сказывается на урожайности (Коптев, 1990; Гулидова, 2000). Поэтому необходимо стремиться к созданию гомогенного пахотного слоя почвы, так как корни растений располагаются не только в верхнем слое (0-10 см) почвы. Отсюда вытекает необходимость комбинированной системы обработки почвы в севообороте.

Комбинированная система в севообороте положительно сказывается на плодородии почвы и урожайности культур (Сдобников, 1988; Сидоров, 1989; Никульников, Боронтов, Полухин, 2001; Боронтов, Манаенкова, Косякин, 2009).

Результаты исследований с обработкой без оборота пласта свидетельствуют о том, что такая обработка способствует активизации аэробных микроорганизмов. При длительной плоскорезной обработке без применения удобрений микробиоценоз по распределению основных группировок почвенной микрофлоры приближается к залежи. Для свекловичного севооборота длительное применение безотвальных обработок неприемлемо, так как почва накапливает значительное количество микромицетов (Безлер, Никульников, Боронтов, 2005).

Данные научно-исследовательских учреждений и практика земледелия убедительно показывают, что отвальная вспашка имеет важное значение в получении высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Еще Н.С. Соколов (1938) пришел к выводу, что по мере повышения культуры земледелия и уменьшения засоренности полей уменьшается значение глубины вспашки.

При отвальной вспашке улучшается структура верхнего слоя (0-10 см) почвы перед посевом. Этот вид обработки на 30-32 см способствует увеличению усвояемой влаги в метровом слое почвы до 185 мм, что на 15-20 мм больше, по сравнению с бесплужной обработкой на 30-32 см (Кондратенко, Хмельницкий, Шаповалов, 2002).

В ЦЧЗ наиболее эффективна комбинированная система: под озимые - мелкая обработка на 8-12 см; под сахарную свеклу - вспашка на 28-32 см (Пыхтин, Дудкин, Гончаров, 1995; Ренгач, 1999; Никульников, Боронтов, 2003).

Таким образом, положительное влияние вспашки на урожай сельскохозяйственных культур не отрицается, но разрабатываются новые комбинированные системы обработки почвы, которые позволят стабилизировать продуктивность сельскохозяйственных культур в севообороте и сохранить плодородие почв.

1.2. Содержание влаги в почве в зависимости от обработки

О влиянии обработки почвы на влагообеспеченность растений высказываются различные, часто противоречивые, мнения. Так, при глубокой зяблевой обработке по сравнению с мелкой вспашкой и безотвальной обработкой разница в запасе влаги составляет 25-30 мм (Вериго, Разумовский, 1973; Котоврасов, Павловский, 1989; Гармашов, 2009). Глубокая отвальная вспашка способствует уплотнению структурных отдельностей, а за счет резкого увеличения общей пористости и ее некапиллярной части способствует аккумуляции влаги. Это является фактором увеличения запасов влаги при глубокой обработке по сравнению с поверхностной (Гамуев, 1982; Танчик, 1988; Новиков, 1994; Хлопянников, 1995; Полевщиков, 1997; Ренгач, 1999; Кильдюшкин, Бугаевский, 2001; Королев, 2008).

Другие исследователи утверждают, что различные способы обработки почвы незначительно влияют на ее водный режим и запасы влаги в весенний период (Иванов, Бойко, Витер, 1971; Коломиец, Драган, 1990; Голяник, 1991; Трофимова, 1992; Giles, Cattonach, 1993; Букреев, 1995; Сираев, 1997; Ладонин, 1999; Борон-тов, 2001; Рыбалкин, 2002; Вербицкий, 2003; Боронтов, 2005; Скидан, Попов, Латоненко, 2008; Бражник, 2009).

Сторонники бесплужной обработки почвы считают, что именно она служит большему накоплению влаги, экономному ее расходу