Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА АГРОФИТОЦЕНОЗ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА АГРОФИТОЦЕНОЗ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ"

^ 3 (э /3 На правах рукописи

<7^

КУВАЕВА Ольга Михайловна

ВЛИЯНИЕ ПОЧВОЗАЩИТНЫХ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА АГРОФИТОЦЕНОЗ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Специальность 06.01.01 — Общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре земледечия и МОД ФГОУ ВПО Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К А Тимирязева

Заслуженный деятеїь науки РФ, доктор Научный руководитель сельскохозяйственных наук, профессор

Геннадий Иванович Баздырев

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Юрий Петрович Жуков Официальные оппоненты: Кандидат сельскохозяйственных наук,

Михаил Степанович Раскин

Ведущая организация научно-исследовательский

институт сельского хозяйства Центрального района Нечерноземной зоны (ВНИИСХЦРНЗ)

Защита состоится в на заседании диссертационного

совета К220 043 01 при РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева

Адрес 127550, Москва, Тимирязевская ут , д '

тел /факс 976-24-92

Ученый совет РГАУ-МСХА имени К / зева

С диссертаций можно ознакомиться > •• т

К А. Тимирязева

Приглашаем вас принять участие в м

отзыв в двух экземплярах, заверенных гербо„ 1 ч

выше

Автореферат разослан «

Ученый секретарь С^) '—" IГ Та„

Общая характеристика работы.

Актуальность темы: На склоновых землях развиваются эрозионные процессы, которые вызывают ухудшение агрономических свойств почвы, снижают её плодородие. Применение обычных агротехнических приемов на склоновых землях не дают должного эффекта, так как приводит к увеличению поверхностного стока, ухудшению агрофизических, агрохимических и биологических показателей, а также к ухудшению фитосанитарного состояния посевов и как следствие этого, снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Применение почвозащитных технологий обработки почвы без применения гербицидов приводит к резкому увеличению засоренности, особенно многолетними сорняками (Баздырев Г.И., 1995; Каштанов А.Н., и др., 1998; Кочетов И.С., 1999). Поэтому в настоящее время возникает необходимость изучения сочетания почвозащитных систем обработки почвы и применяемых гербицидов, для поддержания оптимального фитосанитарного состояния посевов и почвы, и обеспечения условий охраны окружающей среды.

Цель исследований: Изучить действие почвозащитных технологий и средств химизации при многолетнем применении на биологические показатели плодородия почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.

Задачи исследований:

- изучить действие почвозащитных технологий обработки и средств химизации при многолетнем применении на засоренность посевов, накопление сухой массы сорных растений, на потенциальную засоренность почвы семенами сорных растений и их видовой состав;

- изучить влияние почвозащитных технологий и средств химизации на биологические показатели плодородия почвы, в том числе:

- на микробиологическую активность почвы, фитотоксичность почвы;

- выявить действие почвозащитных технологий и средств химизации при многолетнем применении на урожайность полевых культур и продуктивность севооборота;

- дать энергетическую и экономическую оценку почвозащитных систем обработки и систем гербицидов на склоновых землях.

Научная новизна На основе результатов исследований в многолетнем стационарном полевом опыте показано фитосанитарное состояние посевов и почвы и изменение биологических показателей под влиянием почвозащитных обработок на склоновых землях при применении средств химизации.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований доложены на научных конференциях в РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева 1998-2002 годах. По материалам конференций опубликовано 3 статьи.

ЦНБМСХА фонд научной литературы

Объем работы Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста, включает 39 таблиц, 15 рисунков и состоят из введения, шести пав выводов, предложений производству Список использованной литературы ■включает V источник, в т ч 13 иностранных авторов

Содержание работы.

Условия и методика проведения исследовании.

Исследования проводили в 1997-1499 годах в стационарном полевом опыте М-01-12 "Разработка научных основ защиты почвы от эрозии и сорняков на склоновых землях в условиях интенсивного земледелия' заложенном в 1977г по предложению профессора Б А Доспехова на опытном поле межфакутьтетской лаборатории разработки систем земледелия и животноводства VICXA имени К А Тимирязева Подольского района Московской области

Опыт заложен в 4-х польном специализированном почвозащитном севообороте во времени 1 - ячмень с подсевом многочетних трав, 2 -многолетние гравы 1-го года пользования, 3 - озимая пшеница, 4 овес, тремя методами - стандартным ямб - методом, латинским прямоугольником 4X2X2 и латинским квадратом 4X4

Опыт заложен на склоне южной .»кспозиции с крутизной 3- \5 '' Почва опытного участка дерново-среднеподзочистая, по rpaHv юметричесхому составу средний суглинок По уровню плодородия может быть отнесена к среднеокульлуреннои

Все обработки почвы проводятся поперек склона вспашка 20-22 см, плоскорезная 25-27см, минимальная (тущение) 6-8 см Органические (40 т ¡а ротацию) и минеральные удобрения в опыте вносятся общим фоном из расчета на планируемую урожайность ячменя -Зт/га озимой пшеницы - 4т'га, овса -2,5 т/га, сена многолетних трав — 5 т/га Система применения гербицидов была различной и включала как широко используемые в сельском хозяйстве препараты 2,4 — Д, лонтрет, базагран, так и новые перспективные - фенфиз, дифезан, глин Системы гербицидов изучались по степени насыщения ими севооборота (0% - контроль - без гербицидов, 25% - в одном поле севооборота, 50% - в 2-х полях, 75% - в 3-х полях, 100% - в 4-х полях) Все учеты и анализы выполнялись по соответствующим ГОСТам и методикам, принятым в научных учреждениях Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа дтя многофакторных полевых опытов (Доспехов Б А , 1987)

Погодные условия вегетационных периодов 1997-1999 гг. были крайне неоднородными и не типичными для условий Нечерноземной зоны, по сравнению со среднемноголетними показателями. В 1997 году температура воздуха была выше среднемноголетних показателей, а количество выпавших осадков было приблизительно в два раза ниже нормы. В 1998 году температура воздуха и количество выпавших осадков мае-июле (основной период роста и развития культур) были выше среднемноголетних показателей. В 1999 году количество осадков было ниже нормы в 1,5-2 раза, а температура воздуха выше среднемноголетних показателей.

Результаты исследований 1. Действие почвозащитных систем обработки и систем гербицидов на фитосанитарное состояние посевов и почвы. 1.1. Действие почвозащитных систем обработки почвы и систем гербицидов на обилие сорных растений Анализ засоренности сорными растениями показал, что в среднем за годы проведения исследований наибольшая засоренность отмечалась при минимальной системе обработки почвы, особенно на вариантах, где гербициды не применялись. Превышение численности малолетних сорняков по фону без гербицидов по сравнению со вспашкой составило 44,1%; при сочетании вспашки и плоскорезной обработки 24,8%, плоскорезной — 20,4%. Многолетних сорняков на варианте минимальной обработки было больше почти 2,7 раза по сравнению с традиционной отвальной обработкой. Это обусловлено неодинаковым действием почвозащитных обработок на засорённость посевов и заделку семян и вегетативных органов многолетних сорных растений в обрабатываемом слое, а так же технологическими особенностями изучаемых почвозащитных технологий. На численность сорных растений оказывают влияние не только обработки почвы, но и системы гербицидов. Учет засорённости малолетних сорняков в первый срок показал, что последействие гербицидов по изучаемым обработкам не проявлялось. Ежегодное применение гербицидов при минимальной обработке привело к снижению численности малолетних сорняков в первый срок учёта по сравнению с вариантом без гербицидов на 25,3%. На численность сорных растений оказывают влияние не только системы обработки почвы, гербициды, но и элементы склона. В первый срок учета сорных растений влияние обработок почвы и элементов склона на численность малолетних сорняков было неодинаковым. Засорённость была выше в верхних элементах склона на вариантах минимальной (до 118 nrr/м2) и при отвально-плоскорезной обработках (до 99 шт/м2), по сравнению со вспашкой. Засорённость малолетними сорняками по склону при отвальной

1 Влияние систем обработки почвы и систем гербицидов на

численность сорных растений, шт/\Г _(2 срок учета)___

Варианты обработки А Насыщение севооборота гербицидами % В Вико — овсяная смесь (1997 г) Озимая пшеница (1998 г) Овес (1999 г) В среднем іа 3 года

1 Л 3 4 5 6

0% 6*.0 45 68J. 1 0 37J 3 2 <6,3 29

25% 69.1 34 83,2 1 1 38.3 4,7 63.5 3 1

50% 67,0 62J_ 28,8 <2.8

Вспашка 60 00 3 5 32 '

(контроль) 75% <4,0 1 5 <2.7 1 6 20.7 1 9 42.5 1 7

100% 47,0 51,0 ILl 33.1

2 0 0" 2 8 18

среднее <¡8.0 3 Э 0 4 ' 3 2 49.6 > Ь

0% іи ZOJ 1 4 4V j < 61.1 2 8

25% 67.< 26 2 IT 36J 3 0 •>9.6 2 4

Сочетание вспашки и плоскорезнои обработки 50% ' ІІ2 34 61,< 02 24 J 3 1 2M 2 2

75% вч.2 bt>,2 1 5 21,0 45 SLl 50

100% 40,2 2 1 82.2 05 14.7 20 4<,р 1 5

срелнее 64J> 4 1 71.2 1 0 28,7 3 2 <4,8 2 8

0% 68.7 101.2 4LZ 72,<

3 5 00 40 _ 2 5

25% 67.0 3 7 79.0 1 5 TV 60^1 3 3

Плоскорезная 50% 65Л 5 2 2LZ 1.4 38.0 45 6<.0 3 7

75% 69,< 3 6 212 36 24. < 25 <6.9 3,2

100% 37.7 82,2 16.6 4<.<

3 3 00 1,9 1,7

среднее 61.6 86J) 32.5 60.0

39 1 3 3 5 3 6

1 2 3 4 5 6

0% 71.5 81.0 59.5 70.7

3,8 4,5 ■ 9,5 5,9

25% 67.5 73.7 43.2 61.5

4,3 2,4 4,4 3,7

50% 59.5 72.3 39.8 57.2

Минимальная 5,9 4,7 6,6 5,7

75% 68.0 64.1 35.2 55.8

8,4 3,3 4,3 5,3

100% 44.0 86.8 25.7 52.2

1,7 2,5 5,8 3.3 '

среднее 62.1 75.6 40.7 59,5

4,8 3,5 6,1 4.8

Малолетние сорные растения: Многолетние сорные растения:

НСР05А=7,9 НСР05А=1,7

НСР03В=7,1 НСР05В=1,5

В числителе малолетние, в знаменателе многолетние сорные растения

системе обработки, существенно не менялась и составила в разные годы от 29,1 до 66,2 шт/м2. Численность многолетних сорных растений в нижних элементах склона была в 1,5-2 раза выше, чем в верхних, особенно на варианте минимальной обработки - до 7 шт/м2, т.к. пищевой, водный режим здесь более благоприятен, особенно для многолетников способных к вегетативному возобновлению и быстрому росту.

Второй срок учёта (табл. 1) после применения гербицидов показал, что почвозащитные технологии обработки почвы и гербициды влияли на формирование засорённости полевых культур.

Наибольшая засоренность как малолетними, так и многолетними сорняками отмечалась при минимальной и плоскорезной системе обработки почвы, в среднем 72,5-70,7 шт/м2 . Гербициды снижали численность малолетних сорняков на вспашке — на 41%, при отвально-плоскорезной обработке - на 25,7%, при плоскорезной - 37,3%, при минимальной -26,2%, по сравнению с вариантом без гербицидов. В связи с неблагоприятными метеорологическим условиями эффективность гербицидов была низкой.

Численность многолетних сорняков снизилась в 1,5-2,0 раза, в зависимости от обработки почвы.

В 1998 году обильные осадки на фоне повышенных среднедекадных температур воздуха снизили эффективность применяемых гербицидов, спровоцировав появление всходов и рост малолетних сорных растений, в основном из биогруппы зимующих, уже после применения гербицидов. В 1999 году наибольшая засоренность отмечалась при минимальной обработке почвы

2 Влияние почвозащитных технологий обработки почвы и элементов стона

_на накотение сухой массы сорными растениями, г;м'_

Обработка почвы А !_Элементы склона. В_____

____і Верх ! Середина Г Низ

Вико-овсяная смесь -1997 г

Вспашка (контроль) && ТА

2 5 9 1 7,9

Вспашка + плоскорезная обработка и ¿£

24 8 8 102

Плоскорезная 2Л и. 2л1

12 3 7 0 17 0

Минимальная 16 6,4 12

95 66 16 3

Среднее по элементам склона 12 10

67 79 12 9

Озимая пшеница - 1998 г

Вспашка (контроль) 44 ,Ц 4к> 42 2

0 2 40 24

Вспашка + тоскорезная ооработка 39,7 4 V 42 N

46 47 34

Плоскорезная ^ 62,8

1 0 1 5 1 2

Минимальная 48,3 ^2,0 41,0

8 4 4 4 144

Среднее по элементам склона 4ь,9 -ПО

3 Ь 3 " ^ 4

Овйс - 1999 г

Вспашка (контрочь) 6,4 6,2

29 3 1 5 0

Вспашка -1- плоскорезная обработка 10,5 12

2,5 5 6 6 6

Птоскорезная ±9 62

4 1 49 10 1

Минимальная 7^8 7^0 йЛ

85 59 13 6

Среднее по элементам склона м 6^4 Ы

4 5 49 8 8

Малолетние сорные растения Многотетние сорные растения

НСР05А 2 2 НСР0<А 2,3

НСРо<В=2,Э НСРа5В 2,7

В числителе малолетние, в знаменателе многотетние сорные растения

как малолетними, так и многолетними сорняками Агроэкологические условия рельефа также оказали влияние на численность сорных растений В среднем, за

три года численность сорняков, особенно многолетних, увеличивалась сверху вниз по склону. Наибольшая засоренность отмечалась при минимальной и плоскорезной системе обработки почвы в его нижних элементах.

Одним из показателей биологической эффективности применения гербицидов является снижение накопления сухой массы сорных растений (табл. 2.) Гербициды снижали накопление сухой массы малолетних сорняков, в среднем, за три года: на вспашке - 30,2%, при сочетании отвальной и плоскорезной обработки — 16,2%, при плоскорезной - 43,7%, минимальной -29,5%, по сравнению с вариантами, где гербициды не применялись.

По многолетним сорным растениям наибольшее накопление сухой массы отмечалось на вариантах без гербицидов при безотвальных системах обработки почвы.

Агроэкологические условия склона так же определяли накопление сухой массы сорными растениями. Она увеличивалась сверху вниз по склону, особенно по многолетним сорным растениям при безотвальных системах обработки. Увеличение сухой массы связано с лучшим пищевым и водным режимом в нижних элементах склона. Важную роль играет и то, что многолетние сорные растения обладают так же способностью к быстрому вегетативному возобновлению.

1.2. Действие почвозащитных систем обработки и гербицидов на потенциальную засоренность семенами сорных растений

Для изучения фитосанитарного состояния посевов необходимо знать

данные не только по фактической засоренности и видовому составу

□ верх □ середина Ш низ

Рис. 1 Влияние почвозащитных обработок почвы, гербицидов и элементов склона на потенциальную засоренность в слое 0-10 см, млн/га

сорных растений, но и потенциальную засоренность почвы сменами сорных растений Результаты наших исследований, проведенные на 20-й год после закладки опыта показали, что применение безотвальных приемов обработки почвы приводили к увеличению потенциальной засоренности Систематическое (ежегодное) применение гербицидов снижало потенциальную засоренность почвы семенами сорных растений в стае 0-10 см на всех обработках по сравнению с контролем (вспашка на 20-22 см) без гербицидов по всем элементам сктона (рис I)

Наибольшая засоренность отмечалась при минимальной системе обработки без гербицидов на нижнем эпементе склона - 1154,2 млн шт /га, что на 45% больше, чем при вспашке (контроль) - (796,0 млн шт/га) При плоскорезной обработке численность семян сорных растений была на 100/о выше, по сравнению с традиционной отвальной обработкой склоновых земель

« 700-г'

¡□верх Рсереднна Шниз

Рис 2 Влияние почвозащитных обработок почвы гербицилов и этементов склона на потенциальную засоренность почвы в (.лое 10 20 сч, ччн га

Потенциальная засоренность в стое 10-20см определялась, в основном технологией обработки почвы (рис 2) Высокая численность семян сорняков в слое 10-20 см на плоскорезной обработке объясняется ее особенностями при проведении приема стой почвы не перемешиваются, а численность семян возрастает за счет просыпания верхней части пахотного слоя по стеду рабочих органов пчоскореза Наименьшая засоренность - при минимальной системе обработки минимальная обработка проводится в стое до 10 см, и основная часть семян сосредоточена именно в этом слое

Немаловажную роль играет определение видового состава семян сорных растений по изучаемым обработкам, элементам склона, а так же гербицидам. Основную часть видового состава семян сорняков в слое 0-10 см составляют: Centaurea cyanus L., Chenopodium album L., Amaranthus retraflexus L., Viola arvensis Mirr., Tripleurospermum modorum L., Thlaspi arvense L., Ga\eops\s tetrahit L., Barbarea vulgaris R. Rr., которые встречаются на всех элементах склона. Кроме того, встречаются семена сорняков в средней и нижней частях склона: многолетние: Cirsium arvense L., Plantago major L., a из малолетних -Erysimum cheiranthoides L., Polygonym convolvulus L., Galium aparine (L.), Raphanus raphanistrum (L.).

Наибольшее видовое разнообразие наблюдалось при применении безотвальных обработок (минимальной и плоскорезной), особенно на вариантах, где гербициды не применялись. Применение гербицидов ограничивало видовое разнообразие семян и их численность по биогруппам.

Анализируя видовой состав семян сорных растений по обработкам, в слое 10-20 см замечено, что наибольшее количество видов наблюдалось на плоскорезной обработке, по сравнению со вспашкой и минимальной обработками, особенно в средней части склона на варианте без гербицидов. Здесь дополнительно представлены: многолетние - Plantago major L., Tussilago farfara L.; малолетние - Polugonum aviculare L., Spergula vulgaris Boen.. Наименьшее количество видов - на минимальной обработке, особенно на безгербицидном фоне: Thlaspi arvense (L.), Amaranthus retraflexus (L.), Chenopodium album L., Galium aparine (L.), что объясняется агротехническими особенностями минимальной обработки и изменением конкурентных отношений между видами сорных растений.

2. Оценка действия почвозащитных систем обработки почвы и систем

гербицидов на биологическую активность и плодородие почвы.

2.1Действие почвозащитных систем обработки почвы и гербицидов на микробиологическую активность

Основой увеличения продуктивности сельскохозяйственных угодий является повышение плодородия почв. Важнейшая * роль в этом принадлежит биологическому фактору, в частности, микроорганизмам: грибам, бактериям, актиномицетам и т.д. Численность микроорганизмов зависит как от внешних факторов, так и деятельности человека (применения технологий обработки почвы, в т.ч. почвозащитных; химических средств защиты растений; удобрений).

Проведенными исследованиями установлено (рис.3), наибольшая численность бактерий, использующих органические формы азота, отмечена

п

при применении безотвальных систем обработки почвы, в частности птоскорезной обработки

Те же тенденции сохранились при учете микроскопических грибов Снижение численности микроскопических грибов в слое 10-20 см при минимальной системе обработки составило по сравнению со вспашкой до 36° о, а по сравнению с плоскорезной обработкой - 53%

Слой 0 10 см Стой 10 20 см

Bei ащка 11. о^коре) :аи Ми ьная Вс . и к 1 П оик резная Мин лмлг

¡Вбез гербицидов Ягур

Рис 3 Впшшие гочвозац^тных < 6j.<idotok точны и гербиш'лов на численность бактерий на VOT Л 0-20 см чль габс cvx почвы (в среднем за три п да) Применение герб щидов так же снижало чис »енность mv4aeMbix групп микроорганизмов (рис 4)

С той 0-1 Olm Стой 10 2U см

0 без гербицидов Ш гербициды

Рис 4 Влияние почвозащитных обработок почвы и гербицидов на численность микроскопических грибов в слое 0-20 см млн /г абс сух почвы (в среднем за гри года)

Снижение в сюе 0-10 см на вспашке составило 13,3%, при плоскорезной обработке 23,3%, минимальной - 25% по сравнению

с вариантами где гербициды не применяюсь В счое 10-20 ом наибольшее снижение численности микроорганизмов отмечено при безотвальном рыхлении и отвальной системе обработки

Элементы склона так же оказали влияние на численность микрофлоры (рис 5 6) Их чиспенность увеличивалась сверху вниз по склону по всем обработкам почвы в стое 0-10см

Вспашка

П^оскорезная Минимальная

□ в<_рх □ ссред,ша ЕЗ mu

Рис 5 Влияние гачвочаиштных обработок почвы и этсментов сктона на численность бактерии на МПА в сюе почвы 0 Юсмчлц г абс сух п чвы (в среднем 1а три года)

□ верх □ середина Я низ

Рис 6 Влияние по иозаыитных техно тогии обработки почвы и эчементов сктона на чистенность микроскопических грибов в с тое 10 20 сч млн г абс сух почвы (в среднем за три года)

при минимальной обработке была в 1,5-2,0 раза ниже, чем при отвальной или плоскорезной обработке.

2.2 Действие почвозащитных технологий обработки почвы н гербицидов на фитотоксичность

Одной из характеристик, определяющих продуктивность культурных растений, является фитотоксичность почвы. Она обусловлена наличием в почве веществ различной природы, в том числе токсинов, подавляющих или затормаживающих рост и развитие культурных растений или напротив, являющихся стимуляторами их роста.

В годы исследований масса зародышевого корешка в слое 0-10 см на безгербицидном фоне была близкой к контролю (дистиллированная вода), а в слое 10-20см наблюдалось превышение по массе до 8,8% в зависимости от обработки. почвы. Применение гербицидов снижало массу зародышевого корешка по всем обработкам в слое 0-10см от 25 до 35,9%, а на минимальной обработке до 37%. В слое 10-20см на этих вариантах так же наблюдалось снижение, но до 20% в зависимости от обработки почвы.

Наибольшее угнетение проростков тест-культур в слое 0-10 отмечалось на варианте с применением гербицидов, особенно при минимальной обработке, где снижение по длине корешка по сравнению с контролем (дистиллированная вода) в годы исследований составило от 44% до 46,5%. В слое 10-20 см на безгербицидном фоне в разные годы исследований длина корешка по сравнению с контролем была выше на 10,6 - 41,2%. Применение гербицидов во второй и третий год исследований снижало длину корешка тест - культуры в слое 10-20 см на 11,4 - 38,2%. Длина проростков в основном увеличивалась вниз по склону как в слое 0-10см, так и в слое 10-20 см.

Гербициды так же снижали и массу корешков проростков тест-культуры, особенно в слое 0-10см по всем системам обработки почвы. В слое 10-20 см условия оказались более благоприятными, и масса корешков была выше.

3. Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от системы обработки почвы и системы гербицидов

Одним из важных показателей, показывающих эффективность изучаемых технологий обработки почвы и систем гербицидов является урожайность полевых культур (табл. 3).

В 1997 году посевы многолетних трав (клевер луговой) вышли из перезимовки в плохом состоянии, сильно поврежденные грызунами, поэтому были пересеяны весной вико-овсяной смесью. В засушливых условиях наиболее эффективной оказалась отвальная обработка. Эффективность

сочетания вспашки и отвальной обработки так же была приблизительно на одном уровне с контролем Применение безотвальных обработок в засушливых 3 Влияние почвозащитных технологий обработки почвы и систем гербицидов на урожайность сельскохозяйственных

кутьтур т'га

Яровая і

Варианты обработки

ние сево-

Вико-овсяная

Насыть- 1 і

і

і оборота і і,меі_ь (сено) | > гербшш- | 1997 г ( „ д „ ! дами,» о . НСРл05-О,23 !

Озимая пшеница (зерно) 1998г

і

0 24

С 5

0,09

і Вснашка | (коїпроіь)

пшеница г\т травы (зерно) 2000г НСРА« 0,27 НСР%<=0 }-

Со іеіание

, вспашк.і и і 1 і і п и«-корез і

Н011

і обработки

условиях приводило к снижению урожайности: на плоскорезной обработке на 1,7% (0,04 т/га), а на минимальной - на 12,6% (0,29 т/га). Применение гербицидов на варианте со 100% насыщением в 1997 году привело к снижению урожайности на вспашке на 19,6% (0,45 т/га); при сочетании вспашки и плоскорезной обработки на 17,8% (0,41 т/га); при плоскорезной обработке на 15% (0,34 т/га); при минимальной на 15,9% (0,32 т/га) по сравнению с обработками, где гербициды не применялись. Ежегодное применение гербицидов в последующие годы привело к увеличению урожайности практически по всем системам обработки обработкам, по сравнению с вариантами без гербицидов.

В 1998г. тенденция по обработкам сохранилась: применение безотвальных обработок так же привело к снижению урожайности озимой пшеницы. На плоскорезной обработке на 2,9% (0,05 т/га), на минимальной -6,9% (0,12т/га). Сочетание отвальной и плоскорезной обработки привело к росту урожайности на 6,3% (0,11 т/га).

Метеорологические условия вегетационного периода 1999 года сложились крайне неблагоприятно для посевов овса. Осадки выпадали крайне неравномерно, и их было не достаточно. Овес был низкорослым, метелки маленькие, заметно выделялся подгон. Поэтому вследствие засушливого периода урожайность овса была очень низкой по всем вариантам опыта и колебалась в пределах от 0,75 до 1,06 т/га. Урожайность на делянках при вспашке была на 27,9% (0,29 т/га) выше, чем при минимальной обработке почвы и на 16,4% (0,17т/га), чем на плоскорезной. Таким образом, в 1999 году наиболее эффективной оказалась отвальная обработка.

В 2000 году урожайность озимой пшеницы при сочетании вспашки с плоскорезной обработке была на 4% (0,08 т/га) выше, по сравнению с контролем (отвальная обработка). Применение безотвальной обработки в качестве основной приводило к снижению урожайности на минимальной обработке на 17,4% (0,36 т/га) по сравнению с контролем.

Различные агроэкологические условия элементов склона, различный температурный режим, перераспределение влаги, элементов питания влияет на условия роста и развития культурных растений, а так же на урожайность. За годы проведения исследований урожайность полевых культур увеличивалась сверху вниз по склону (табл. 4).

Прибавка в 1997 году в нижнем элементе склона по сравнению с верхом составила 0,44 т/га; в 1998 году 0,61 т/га; в 1999 году 0,4 т/га, но в 2000 году наибольшая урожайность была в верхнем элементе 2,00 т/га, что на 9% (0,18 т/га) больше, чем на нижнем элементе склона.

Изучаемые факторы оказали существенное влияние на продуктивность сетьскохозяйственных кутьтур в севообороте Реакция кутьтур на применяемые обработки почвы, а также применение системы гербицидов была различной

4 Влияние почвозащитных технологий обработки почвы и элементов склона на урожайность сельскохозяйственных кутьтур т/га

Обработка почвы, А

Элементы склона, В

Верх

Середина

Низ

Вико-овсяная смесь - 1997 г НСРс; -0 20 т/га

Вспашка (контро 1ь) 2,14 2 2 47

Вспашка п юскорезная обработка 2.10 2,32 2 54

Птоскорезпая 1,93 2 18 2 45

Минимальная 1,81 2 05 231

Среднее по элементам склона 2 00 2.21 2,44

Озимая пшеница - 1998 і НСР 5 0 29 т га

Вспашка (контро ш) 1,68 2,11 2 42

Вспашка + плоскорезная обработка 1,66 1«3 2 4і!

Плоскорезная 1,58 1 88 1,96

Минимальная 1 43 1 82 1,98

Среднее по элементам склона 1 <9 1,94 220

Овес 1999 г НС Рс< 0,0й7 г/га

Вспашка (контроль) 0 82 1,04 119

Вспашка - плоекореэная обработка 0 79 1,02 1,14

Плоекорезная 0 75 0 92 1,20

Минимальная 0,59 0 85 0 99

Среднее по элементам склона 0,74 0,96 1,14

| Яровая пшеница -2000г НСР0< 0,17 т га

| Вспашка (контроль) 2,09 2 03 1,90

1 Вспашка + плоскорезная обработка 2 35 2 12 2 03

' Плоскорезная 1,95 2 02 195

Минимальная 1 61 1,56 1 41

Среднее но элементам склона 2 00 1,93 1 82

В среднем за ротацию, продуктивность севооборота на вариантах плоскорезной обработки почвы без применения гербицидов снизилась на 2,7% (0,6 ц. корм. ед./га), на минимальной - на 17,3% (3,7 ц. корм, ед./га) по сравнению с контролем (вспашка без применения гербицидов).

Сочетание вспашки и плоскорезной обработки привело к увеличению продуктивности на 4,3% (0,9 ц. корм, ед./га).

Применение разных по насыщению систем гербицидов привело к увеличению продуктивности севооборота на всех вариантах обработки почвы.

Ежегодное применение гербицидов в севообороте, обеспечило прибавку продуктивности в среднем за ротацию: на вспашке — 3,5 ц. корм, ед./га; при сочетании вспашки и плоскорезной обработки - 2,5 ц. корм, ед./га; на плоскорезной обработке - 2,6 ц. корм. ед./га; на минимальной обработке - 2,5 ц. ■ корм, ед./га.

Проведенными нами исследованиями установлено, что при 50%-м насыщении севооборота гербицидами прибавка в среднем за ротацию: на вспашке составила 10,8% (2,3 ц. корм. ед./га); при сочетании вспашки с плоскорезной обработкой 10,0% (2,3 ц. корм, ед./га); при плоскорезной обработке 7,2% (1,5 ц. корм, ед./га); при минимальной обработке 11,4 % (2,0 ц. корм, ед./га) по сравнению с обработками, где гербициды не применялись.

Можно отметить, что длительное применение минимальной обработки в качестве основной, при ежегодном применении гербицидов приводит к снижению продуктивности севооборота на 3,7 ц. корм. ед./га (17,3%) по сравнению с контролем (вспашка без гербицидов).

Элементы склона как же влияют на продуктивность севооборота по вариантам обработки почвы. Продуктивность севооборота увеличивается вниз по склону, в среднем за ротацию: по вспашке на 4,1 ц. корм. едУга. — 16,2%; при сочетании вспашки с плоскорезной обработкой на 5,0 ц. корм. ед./га. — 19,0%; на плоскорезной обработке на 3,9 ц. корм. ед./га. - 16,5%; на минимальной обработке на 4,1 ц. корм. ед./га. — 17,1%.

4. Экономическая и энергетическая оценка изучаемых агроприемов 4.1 Экономическая оценка почвозащитных систем обработки почвы и гербицидов

Экономическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур на склоновых землях обусловлена применением, эффективностью и рациональным использованием почвозащитных систем обработки почвы, удобрений, средств защиты растений.

По вспашке стоимость продукции в зависимости от систем гербицидов повышалась на 1250 руб. при 50% насыщении севооборота гербицидами, а при

100% стоимость продукции возрастала на 2688 рублей Аналогичные тенденции сложились на плоскорезной и минимальной обработках Чистый доход на вариантах отвальной обработки колебался от 1722 руб до 4035 руб , на плоскорезной 1664 до 2627 руб , а минимальной от 1429 руб до 2104 рубтей с га Рентабельность производства озимой пшеницы была самой высокой при 100% насыщении севооборота гербицидами и составила при вспашке - 67,2%, птоскорешой - 44° а, минимальной - 36% При сокращении применения гербицидов в 2 раза (50% насыщение севооборота) уровень рентабельности колебался от 42,4° о (при отвальной системе обработки), до 23% - при минимальной обработке

4.2 Энергетическая оценка применения почвозащитных технологий н гербицидов

В условиях рыночной экономики, при изменении цен на энергоресурсы, сельскохозяйственную технику, удобрения, средства химической защиты растений стало невозможным дать объективную оценку той ига иной --ечнологии возделывания на склоновых ¡ем лях. Полому определение энергетической эффективности является показателем их достоинств и'ш недостатков в конкретных 'жологнческнч условиях

Изучаемые почвозащитные технологии обработки почвы определяли дифференциацию общего расхода энергии Расход энергии на производство сельскохозяйственной I ролукции складывается из следу ощнх показателей шсргозатрат на возделывание культуры, применение удобрении, средств защиты растении, живой труд лектроэнергию, амортизации и капитальный ремонт Наибольшие энергетические затраты отмечались при применении отвальной вспашки от 5926 до 6938 МДж/га, наименьшие - при применении минимальной обработки от 4292 МДж/га до 4743 МДж/га Однако, следует отметить, что энергосодержание урожая при минимальной обработке ниже и составляет до 77МДЖ1Т, а при отвальной обработке этот показатель был до 87 МДж/т Наиболее высоким коэффициент энергетической эффективности был при вспашке 1,68 и минимальной обработке -1,69

ВЫВОДЫ

1 На основании экспериментальных данных, полученных в условиях многолетнего опыта (более 20 лет ведения), установлено, что на склоновых землях южной экспозиции сохранился специфический агрофитоценоз, который существенно отличается от ценоза равнинных земель

2 Почвозащитные ресурсосберегающие технологии обработки почвы, основанные на минимализации, приводили к существенному увеличению

!

численности сорняков на 35-50%, сухая масса повышалась 1,5-2 раза, особенно многолетних. В структуре агрофитоценоза возрастала доля устойчивых форм сорных растений. Численность многолетников на варианте минимальной обработки без применения гербицидов достигала 10 шт/м2 и более.

3. Обилие сорных растений было приурочено к элементам склона, наибольшая численность сорняков отмечалась на нижних элементах склона. Наибольшее накопление сухой массы сорных растений отмечается при безотвальных системах обработки почвы, в частности на плоскорезной и минимальной обработке и составляла 150-350 г/м2, а по обычной обработке масса сорных растений колебалась в пределах 90-200 г/м2.

4. Вредоносность сорных растений на вариантах с почвозащитными технологиями обработки почвы не уменьшается и поэтому требуется применение дополнительных средств борьбы с сорняками - гербицидов Снижение урожая составило 5-7 ц/га. Современные перспективные гербициды — фенфиз, дифезан, сочетание 2,4-Д с лонтрелом позволили значительно уменьшить как фактическую, так и потенциальную засоренность почвы семенами сорных растений. Гибель сорняков и снижение потенциальной засоренности составляло 60-80%

5. Почвозащитные технологии обработки почвы в слое 0-10 см без применения гербицидов приводили к увеличению численности семян сорных растений по вспашке до 537,3 млн. шт./га, по минимальной - до 696,5 и плоскорезной - 676,3 млн. шт./га соответственно. Особенно возрастала численность в нижних элементах склона - по вспашке до 796 млн., по плоскорезной — 875,9, минимальной - 1154млн. шт/га. На вариантах с гербицидами потенциальный запас семян сорняков уменьшился по вспашке -на 65,6%, плоскорезной — 41,2%, а минимальной - 37,9%, по сравнению с вариантами, где гербициды не применялись. .Аналогичные тенденции распределения запаса семян сохранились в слое 10-20 см по вспашке и плоскорезной обработке. Они составили 338,3 и 517,4 млн. шт., а по минимальной запас уменьшился до 179,1 млн. шт., что связано с технологией обработки почвы и влиянием применяемых гербицидов.

6. За годы ведения опыта видовой состав семян потенциального запаса изменился в сторону увеличения обилия типичными устойчивыми: метлица обыкновенная Apera spica-venti (L.), мятлик однолетний (Роа annua L.), пикульник обыкновенный (Galeopsis tetrahit L.), трёхреберник непахучий (Tripleurospermum inodorum L.), фиалка полевая (Viola arvensis Mirr.), щирица запрокинутая (Amaranthus retraflexus L.); из многолетних сорных растений: мать - и — мачеха (Tussilago farfara L.), подорожник большой (Plantago major

L ), сурепка обыкновенная (Barbarea vulgaris R Rr), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg), пырей ползучий (Agropyrum repens P В )

7 Гербициды оказывали ингибирующее действие на активность почвенной микрофлоры Снижение численности по отдельным группам микроорганизмов после применения гербицидов составило 30-40%, в последующем, микробиочогическая активность восстанавливалась, происходило улучшение биологической активности почвы, особенно в нижних элементах склона Увечичивалось количество микроорганизмов, использующих органические и минеральные формы азота

8 Длительное применение почвозащитных технологий обработки почвы и гербицидов вызывало усиление фитотоксичности почвы На минимальной обработке с гербицидами наблюдалось снижение массы и дчины корешка проростков тест-культур на 10-38%

9 Почвозащитные технологии обработки почвы на склоновых земтях должны сочетаться с комплексным применением удобрений и гербицидов, что обеспечивало прибавку продуктивности севооборота в среднем за ротацию на вспашке- 3,5 ц корм ед /га, на пчоскорезной - 2,6 ц корм ед/га, минимальнои 2 5ц корм ед га Продуктивность севооборота зависела от эчементов стона, она существенно увеличивалась вниз по склону по вспашке на 4 1 ц корм ед (16,2%), по пчоскорезной - 3,9 (16 5%), по минимальной на 4,1 ц корм ед/га (17,1° о) соответственно

10 Экономическая оценка почвозащитных технологий обработки почвы и применения гербицидов показала высокий уровень их рентабечьности на вспашке - 67,2%, птоскорезной - 44° о, минимальнои 36,0% Системы гербицидов уветичивали чистый доход по вспашке до 2313 руб, по плоскорезной - 963 руб и минимальной - 675 руб , уветичивая рентабельность в 1,5-2 и более раз

11 Энергетическая оценка изучаемых систем обработки почвы и гербицидов показала что наименьший общий расход энергии отмечается при применении минимальной системы обработки почвы без применения гербицидов (4242 МДж/га) Применение гербицидов увечичивало общий расход энергии, но и одновременно увеличивало энергосодержание урожая по всем обработкам до 5926-6938 МДж/га

Рекомендации производству

В условиях Центрального района Нечерноземной зоны Российской Федерации для восстановления и повышения плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы на склоновых землях южной экспозиции крутизной 3° - 3,5'J рекомендуется вводить почвозащитные севообороты 1 яровые

зерновые с подсевом мн. трав; 2. многолетние травы 1 т.п.; 3. озимые зерновые; 4. яровые зерновые, с использованием плоскорезной и минимальной обработок почвы с применением органических и минеральных удобрений на планируемую урожайность.

В целях повышения экологической и хозяйственной эффективности защиты полевых культур от сорных растений на склоновых землях при использовании безотвальных систем основной обработки почвы в зернотравяном севообороте рекомендуется использование гербицидов, как отдельных препаратов, так и их смесей: базагран М (2 кг/га), 2,4-Д (1,2 л/га) + лонтрел (0,3 л/га); лонтрел (0,3 л/га), фенфиз (1,3л/га), дифезан (0,15л/га).

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Куваева /Петряева/ О.М. Влияние почвозащитных технологий обработки почвы и гербицидов на фитотоксичность и урожайность смеси вики с овсом. ИТр. науч. конф. молодых ученых и специалистов МСХА, 4-6 июня 1998.-М.,. рукопись депонирована во ВНИИТЭИАгропром. 1998., Вып.3.1, Рег.Л» 95/20.

2. Баздьгрев Г.И., Иванова С.Ф., Куваева /Петряева/ О.М. Минимализации обработки почвы - эффективные системы гербицидов // Докл. ТСХА. - 2000. -Вып 271.-С. 7-15.

3. Куваева О.М. Влияние почвозащитных технологий обработки почвы и средств химизации на потенциальную засоренность почвы семенами сорных растений. //Тр. науч. конф. молодых ученых и специалистов МСХА, 4-6 июня 2002.-М.,. рукопись депонирована во ВНИИТЭИАгропром. 2002., Вып.4.2, Рег.№ 80/7.

Объем 1.25 печ. л.

Тираж 100 экз.

Зах. 800.

Центр оперативной полиграфии ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44