Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние предшественника и обработки посевов биопрепаратом Байкал ЭМ1 на урожайность озимой ржи и продуктивность парового звена в Кировской области

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние предшественника и обработки посевов биопрепаратом Байкал ЭМ1 на урожайность озимой ржи и продуктивность парового звена в Кировской области"

На правах рукописи

Макарова Татьяна Сергеевна

ВЛИЯНИЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКА И ОБРАБОТКИ ПОСЕВОВ БИОПРЕПАРАТОМ БАЙКАЛ ЭМ1 НА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПАРОВОГО ЗВЕНА В КИРОВСКОЙ ОБЛАСТИ

06.01.01 - общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

005015824

Пермь-2012

005015824

Работа выполнена в ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхоза-кадемии.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, Козлова Людмила Михайловна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Заикин Вильяме Павлович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Субботина Яна Владимировна

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится 24 мая 2012 года в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.054.02 при ФГБОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н.Прянишникова» по адресу: Россия, 614990, г. Пермь, ГСП-165, ул. Петропавловская, д. 23, тел./факс (3422)12-53-94, E-mail' DM220.054.02@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Культурно-информационного центра (КИЦ) ФГБОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.Н.Прянишникова», с авторефератом - на сайтах http://vak.ed.gov.ru и http://pgsha.ru

Автореферат разослан «Л9» апреля 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Ю.А. Акманаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. Существенным агротехническим приемом для получения высоких урожаев озимой ржи является размещение ее в севообороте по благоприятным предшественникам, которые определяются, прежде всего, сроками уборки и количеством оставляемого органического вещества. Благодаря высокой адаптивности озимая рожь была и остается страховой культурой, особенно в неблагоприятные годы. В связи с этим важным является повышение урожайности озимой ржи, подбор парозанимающих культур и высокопродуктивных звеньев севооборота в Кировской области.

Цель - изучить влияние вида пара и парозанимающей культуры на урожайность озимой ржи, продуктивность парового звена севооборота и показатели плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы.

Задачи исследований:

1. Определить продуктивность парового звена севооборота.

2. Выявить влияние вида пара, парозанимающей культуры и препарата Байкал ЭМ1 на урожайность озимой ржи.

3. Определить технологические и хлебопекарные качества зерна озимой ржи в зависимости от предшественника.

4. Выявить влияние пара на агрофизические показатели плодородия дерново-подзолистых почв.

5. Проанализировать влияние пара и микробиологического препарата Байкал ЭМ1 на фитосанитарное состояние посевов.

6. Исследовать влияние культур в звене на накопление органического вещества в почве и изменение агрохимических показателей почвы.

7. Дать экономическую и агроэнергетическую оценки эффективности использования разных паров.

Новизна. Впервые на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Кировской области установлено влияние парозанимающих культур: донника желтого, горчицы белой, клевера лугового на урожайность и хлебопекарные качества озимой ржи сорта Фаленская 4, продуктивность парового звена, обеспечивающую удвоенный выход кормовых единиц с гектара пашни, в отличие от возделывания по чистому пару. Выявлено улучшающее действие микробиологического препарата Байкал ЭМ1 на фитосанитарное состояние посевов озимой ржи и почвы.

Практическая значимость. Экономически и энергетически оптимальные звенья полевых севооборотов с различными парами, повышающие продуктивность пашни до 11,8 тыс. корм, ед., с урожайно-

стью озимой ржи свыше 4 т/га рекомендованы для внедрения в хозяйства Кировской области и других районах Северо-Восточного региона с аналогичными почвенно-климатическими условиями. Результаты исследований использованы при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия Кировской области в 6 хозяйствах на 34 тыс. га пашни. За разработку адаптивно-ландшафтных систем авторский коллектив отмечен званием «Лауреаты премии Кировской области по сельскому хозяйству» за 2010 год.

Основные положения защвты:

- использование в звеньях севооборотов сидеральных и занятых паров повышает их продуктивность на 2,5-112%, при урожайности озимой ржи до 4,37 т/га и обеспечивает получение зерна хлебопекарного качества;

- агрофизические показатели плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в звеньях полевых севооборотов с парозанимающими культурами формируются на уровне оптимальных параметров (запас продуктивной влаги в пахотном слое в период всходов озимой ржи от 30,3-39,8 мм, плотность почвы от 1,12-1,20 г/см3, количество водопрочных агрегатов размером 0,25-10 мм от 55,9 % до 69,3

- введение в паровое звено фитосанитарных культур (донник желтый, горчица белая) на фоне применения биопрепарата Байкал ЭМ1 улучшает фитосанитарное состояние посевов и почвы, снижает пораженность растений озимой ржи корневыми гнилями и бурой ржавчиной;

- замена чистых паров сидеральными и занятыми парами повышает накопление органического вещества и создает положительный баланс гумуса в почве;

- возделывание сидеральных паров в севообороте энергетически и экономически выгодно.

Апробация. Результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях методической комиссии НИИСХ Северо-Востока, доложены и обсуждены на Всероссийских научно-практических конференциях (Ижевск, 2009; Киров, 2009, 2010; Пермь, 2010). По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе две - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем н структура работы. Диссертационная работа написана на 177 страницах компьютерного текста, включает 8 таблиц, 14 рисунков. Состоит из введения, 7 глав, выводов, рекомендаций произ-

водству, списка использованной литературы (170 наименований, из них 9 на иностранном языке) и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика. Изучение влияния пара и микробиологического препарата Байкал ЭМ1 на урожайность озимой ржи и плодородие дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы проведено в 2008-2010 гг. в стационарном опыте по изучению восьмипольных полевых севооборотов на опытном поле ГНУ НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого.

Полевой двухфакторный опыт проведен по следующей схеме: фактор А - предшественник озимой ржи (А] - чистый пар (контроль); А2 - сидеральный пар (донник); Аз - занятый пар (однолетние травы); А4 - сидеральный пар (однолетние травы); А5 - занятый пар (клевер 1 т.п.); Аб - сидеральный пар (клевер 1 г.п.);

фактор В - обработка микробиопрепаратом Байкал ЭМ1 посевов озимой ржи (В1 - без обработки; В2 - опрыскивание посевов ржи в фазе начала выхода в трубку).

Повторность опыта четырехкратная. Общая площадь делянок 3,5 м х 22 м =77 м2, учетная площадь 2,2 м х 11 м = 24,2 м2, общее количество делянок - 48.

Почва опытного участка дерново-подзолистая легкосуглинистая, характеризуется рН сол. 4,59; гидролитической кислотностью 6,05 мг/экв. на 100г почвы, суммой поглощенных оснований 12,3 мг/экв., содержанием Р205 - 202,5 мг/кг., К20 - 138,3 мг/кг почвы, содержанием гумуса - 1,74 %.

В паровом звене (пар-озимая рожь) возделывали культуры районированных сортов: озимую рожь Фаленская 4, овес Сельма, пелюш-ку Надежда, клевер луговой Кировский 159, донник желтый Судогод-ский, однолетние травы (смесь горчица+пелюшка+овес) с соотношением 40:30:30.

Подготовка почвы под озимую рожь после занятого пара включала дискование на глубину 8-10 см и вспашку на 20-22 см. В чистом пару проведены две культивации на глубину 8-10 см для борьбы с сорняками. В сидеральном пару надземную массу скашивали косилкой-измельчителем КИР-1,5, а затем запахивали в почву на глубину 20-22 см. Перед посевом предпосевная культивация на глубину 8-10 см. Посев зерновых культур осуществлён сеялкой СЗУ-3,6, подсев клевера под покров ячменя и донника под овес сеялкой СН-16. Нормы высева, рекомендуемые для Кировской области (озимая рожь - 5,5

млн. всхожих зерен на га, овес 6,5 млн. всхожих зерен на га, пелюшка

- 2,6 кг/га, горчица белая - 10 кг/га, донник - 20-25 кг/га, клевер - 15 кг/га). Уход за клевером и озимой рожью заключался в весеннем бороновании и подкормке озимой ржи азотными удобрениями N20 (аммиачная селитра). Минеральные удобрения (нитроаммофоску) Н45Р45К45 вносили под предпосевную культивацию. В чистый пар вносили навоз - 40 т/га за месяц до посева озимой ржи. Уборка озимой ржи проведена прямым комбайнированием при восковой спелости зерна комбайном «Сампо-500». В фазе начала выхода в трубку проводили обработку посевов озимой ржи микробиологическим препаратом Байкал ЭМ1.

Агрометеорологические условия в годы проведения исследований сильно различались. В среднем вегетационные периоды 2008-2010 г.г. были более теплыми по сравнению со среднемноголетними данными, а по влагообеспеченности 2008 г. - умеренно влажный, 2009 г.

- избыточно влажный, а 2010 г. характеризовался как острозасушливый.

В опыте проводили следующие наблюдения: определение влажности, плотности почвы, расчет запасов продуктивной влаги по методикам, изложенным С.А. Воробьевым (1971).

Засоренность посевов учитывали в период массового появления сорняков, степень пораженности зерновых культур корневыми гниля-ми определяли на основе бальной оценки, токсичность почвы - методом «проростков», биологическую активность почвы - методом «аппликаций» по степени разложения льняных полотен (Опытное дело в полеводстве, 1982). Изучение растительных остатков проводили методом вырезания монолитов перед уборкой урожая (Станков, 1957). В растительных остатках и в надземной массе определяли содержание питательных элементов. Лабораторные анапизы почвенных образцов проводили по следующим методикам: содержание гумуса по Тюрину, общего азота, подвижного фосфора, обменного калия в почве по Кирсанову, рН солевой вытяжки - потенциометрическим методом. Мак-роагрегатный анализ почвы проводился по Н.И. Саввинову сухим просеиванием, водопрочность структуры на приборе И.М. Бакшееза. Учет урожайности зерновых культур проведен методом прямого ком-байнирования с пересчетом урожая на 14% влажность и 100% чистоту (Б.А. Доспехов и др., 1987), густоту всходов, структуру урожая - по методике Госсортсети (1971). Оценка звеньев севооборотов осуществлена по общей продуктивности в кормовых единицах, по энергетическим затратам в МДж/га (Методическое пособие по определению

энергозатрат..., 1997). Экономическая оценка рассчитана по Методическим указаниям по расчету экономической эффективности...под ред. Т.П.Кокурина (2008). Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного и корреляционного анализа (Б.А. Доспехов, 1985). АСШ8207.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Урожайность парозанимающих культур и продуктивность звена. В среднем за три года занятые и сидеральные пары обеспечили урожайность озимой ржи на уровне контроля (чистый пар) (табл. 1). Средняя урожайность озимой ржи по предшественникам составила 3,64 т/га. При размещении озимой ржи по чистому пару получена урожайность 3,60 т/га. Иссушение почвы под многолетними травами ликвидируется к началу посева озимой ржи и не отражается на ее урожайности. При размещении по пару, занятому однолетними травами (смесь горчица+пелюшка+овес), наблюдается тенденция увеличения урожайности на 0,38 т/га (НСР05гаэф А=0,63). Некоторое снижение урожайности в сидеральном донниковом пару до 3,43 т/га, скорее всего, можно объяснить невысокой урожайностью сидеральной культуры, запаханной в 2008 и 2009 гг. и, следовательно, меньшим поступлением питательных веществ в почву. Продуктивность звена пар -озимая рожь возрастает в звене с занятым паром (клевер и однолетние травы) на 93-112%. В звене с клевером на сидераг продуктивность на уровне звена с чистым паром.

После обработки микробиологическим препаратом Байкал ЭМ1 наблюдается тенденция увеличения на 0,33 т/га (НСР05глЭфВ=0,35) Урожайность по чистому пару составила 3,77 т/га, что на 0,35 т/га выше, чем до обработки, некоторое увеличение урожайности ржи по однолетним травам на корм и клевером на корм на 0,26 - 0,46 т/га после применения препарата в пределах ошибки (НСР05Част разл.В=0,82).

В среднем за три года исследований в урожайности озимой ржи при размещении по чистым, занятым и сидеральным парам достоверных различий не отмечено.

Качество урожая сельскохозяйственных культур в звеньях севооборотов. Показатель натуры зерна озимой ржи сорта Фаленская 4 в среднем за три года составил 668-678 г/л., что соответствует ГОСТ 10468-63, в отдельные годы этот показатель увеличивался до 700 г/л.

Таблица 1 - Урожайность озимой ржи и продуктивность звена севооборота по годам (2008-2010 гг.).

Предшественник Урожайность озимой ржи, т/га Продуктивность звена, тыс. к.ед./га

2008 г Среднее (гл.эф.) 2009 г Среднее (гл.эф.) 2010 г Среднее (гл.эф.) Среднее 2008-20 Югг Среднее (гл.эф.)

"б/пр. **пр. *б/пр. **пр *б/пр. **пр. »б/пр. **пр. *б/пр. **пр.

Чистый пар 2,94 3,18 3,06 3,0 3,73 3,37 4,33 4,50 4,42 3,42 3,77 3,6 5,55 6,12

Пар сидеральный (донник) 2,94 3,05 3,0 3,20 4,3 3,75 3,57 3,53 3,55 3,24 3,62 3,43 5,24 5,88

Пар занятый (горчица+пелюшка +свес) 3,26 3,8 3,53 4,37 4,63 4,5 3,91 3,92 3,92 3,85 4,11 3,98 11,81 12,25

Пар сидеральный (горчица+ пелюшка+овес) 2,86 3,26 3,06 3,41 3,98 3,7 3,78 3,91 3,85 3,35 3,71 3,53 5,44 6,02

Пар занятый (клеаьр) 2,5 3.8 3,15 3,79 3,9 3,85 3,95 3,93 3,94 3,41 3,87 3,64 10,75 11,64

Пар сидеральный (клевер) 2,95 3,58 3,27 3,41 3,71 3,56 4,24 3,81 4,03 3,53 3,70 3,62 5,69 5,99

Средняя урожайность ржи по предшественникам 2,91 3,43 3,17 3,53 4,04 3,79 3,96 3,93 3,95 3,47 3,80 3,64 -

НСРо, гл.эффектов А- 0.38; В=0,44 А-Рф^В-Рф^,, А«0,38; В-0,25 А=0,63; В =0,35 - -

част.различий А-0,54; В-Рф^о, А-Рф<Р0!; В=Рф<Р„, А=рф<р0), В=РФ<Р05 А=0,89; В-82

Примечания: * без обрабогки биопрепаратом Байкал ЭМ1 (А);

** с обработкой биопрепаратом Байкал ЭМ1 (В).

В среднем за годы исследований по показателю «число падения» зерно относилось в основном ко 2 группе качества (141 - 200 с) - зерно, используемое на хлебопекарные цели, хлеб хорошего качества. Показатель высоты амилограммы в среднем за три года составил 597 -728 ед. в зависимости от предшественника. При размещении по сиде-ральным парам (донник и однолетние травы) зерно относилось к 4 группе - мука лучшего качества, пригодна для выпечки на дрожжах и закваске. Общая хлебопекарная оценка составила 3,27 - 3,46 баллов и повышалась по сидеральным парам (донник и однолетние травы).

Влияние предшественника на агрофизические свойства почвы. Методом сухого просеивания существенных различий между звеньями севооборота по количеству агрономически ценных агрегатов, размером крупнее 0,25 мм не выявлено. Под озимой рожью после чистого пара содержалось - 96,3%, после донника и однолетних трав на сидерат содержание агрегатов было в пределах - 92,1-93,5%. После занятых паров количество этой фракции варьировало от 93,8% (клевер на корм) до 95,6% (однолетние травы на корм). Наиболее агрономически ценные водопрочные агрегаты (мокрое просеивание) размером 0,25-10 мм в чистом пару составили 64,2%, под донником - 62,9%, под однолетними травами на корм и сидерат - 67,5-57,4%, под клеверами на корм и сидерат ниболее существенное увеличение - 67,0-69,5%. Количество водопрочных агрегатов в посевах озимой ржи составило от 50,2% до 62,4% (клеверный пар на сидерат). Коэффициент структурности почвы под озимой рожью - 2,37-4,11%, под парами - 2,463,81%. В среднем по звеньям не отмечено достоверных различий в содержании водопрочных агрегатов, но наблюдается тенденция увеличения их в звене с однолетними травами на корм. В целом, структурное состояние почвы в звене севооборота оценивается как хорошее по шкале С.И. Долгова и П.У. Бахтина (1990).

Влажность почвы и объемная масса. В наших исследованиях в период посева озимой ржи достоверных различий по влажности почвы в слое 0-20 см в зависимости от предшественника не было. Запас продуктивной влаги по предшественникам был в интервале 30-40 мм. По шкале А.Ф. Вадюниной, З.А. Корчагиной (1990) данный запас оценивается как хороший. Иссушение почвы в клеверном пару носило временный характер и нивелировалось к посеву озимой ржи, почва после запашки зеленой массы становилась более рыхлой, в сравнении с другими парами. Перед уборкой парозанимающих культур наблюдались наибольшие различия во влажности пахотного слоя. Влажность почвы

в чистом пару, составляла в среднем за три года 17,9 %, что выше на 5,6 - 6 %, чем в сидеральных и занятых парах. К моменту посева озимой ржи в среднем по годам наиболее рыхлой почва была по сиде-ральным и занятым клеверным парам и составила 1,11 г/ см3, что соответствует уровню плотности в чистых парах 1,14 г/ см3, в парах с однолетними травами на зеленый корм и свдерат плотность почвы увеличивалась до 1,19 и 1,20 г/ см3. Наименьшие показатели плотности почвы отмечались в чистом пару и под озимой рожью в этом звене. Запасы влаги в метровом слое почвы в начале вегетации и в период наибольшего потребления ее растениями были достаточно высокими и по культурам различались незначительно. Чистый пар, как лучший предшественник озимой ржи, накапливал наибольшее количество влаги — 342,1 мм/га.

Влияние предшественников на засоренность посевов. За годы исследований наименьшая засоренность озимой ржи наблюдалась при посеве после сидеральных паров с донником и клевером. Засоренность озимой ржи колебалась по годам, в наиболее засушливый 2010 год происходило снижение засоренности, во влажный 2009 год засоренность озимой ржи малолетними и многолетними сорняками была высокой в звеньях с однолетними травами на сидерат и корм, превышая порог вредоносности, что объясняется изреженностью посевов озимой ржи ввиду неблагоприятных условий перезимовки. Степень засоренности в среднем за годы исследований варьировала от слабой до средней. Такие культуры как донник, смесь горчица+пелюшка+овес, клевер в парах способствовали уничтожению сорняков, препятствуя созреванию и прорастанию семян сорных растений, благодаря своевременному скашиванию и заделке зеленой массы в почву. В чистом пару снижение засоренности малолетними и многолетними сорняками объясняется периодическими обработками почвы в течение вегетации. Необходимо отметить, что ежегодно сорные растения выносят из почвы элементы питания. В наших исследованиях многолетние сорные растения, такие как хвощ и осот полевой обедняют почву азотом на 282-416 кг/га, фосфором - 36-52 кг/га, калием - 268-396 кг/га (из расчета на одно растение). Малолетние сорные растения выносят из почвы 435-666 кг/га азота, 54-96 кг/га фосфора, 405-486 кг/га калия (из расчета на 1 га), в то время как, озимая рожь выносит азота 90,6 кг/га, фосфора 30,2 к/га, калия 78,5 кг/га.

Влияние предшественника на распространение корневых гнилей и бурой ржавчины. В наших исследованиях пораженность

озимой ржи корневыми гнилями в меньшей степени зависела от предшественников, влияние оказывало применение микробиопрепарата Байкал ЭМ1.

В 2008 году после чистого пара поражение озимой ржи было 23,4% с развитием болезни 13,3%. После донника на сидерат пора-женность растений — 22,9% с достоверным снижением развития болезни относительно чистого пара на 2,2% (НСР05ГЛ. эф(разв.бол)А=2,1). После сидерального пара с однолетними травами некоторое снижение пораженности корневыми гнилями до 13,3% с достоверным снижением развития болезни до 6,3%; после клеверов на корм и сидерат растения озимой ржи поражались на 17,5 и 18,1% с достоверным снижением болезни на 3 и 2,7% относительно звена с чистым паром. После применения микробиопрепарата Байкал ЭМ1 пораженность озимой ржи корневыми гнилями достоверно снизилась с 24% до 16,3% (НСР05гл.эф.В=7,6) с достоверным снижением развития болезни (НСР05гл.эф.(разв.бол.)В=3,2). В 2009 году донник и смесь с горчицей, как фитосанитарные культуры оказывали влияние на пораженность озимой ржи корневыми гнилями, снижая ее до 54% и 56,5%. Применение микробиопрепарата Байкал ЭМ1 не оказало существенного влияния на снижение заболеваемости корневыми гнилями и развития болезни по предшественникам (HCPos част.разл.В=Рф<Ро5). Наблюдается тенденция снижения по доннику на 10% с развитием болезни на 9,5%. По занятым парам с однолетними травами и клевером на 23,5 и 17% с развитием болезни до 23,1 и 30,7% соответственно.

• 2008 без обработки Ш 2008 Байкал ЭМ1

* 2009 без обработки ¡3 2009 Байкал ЭМ1

ш 2020 без обработки £3 2010 Байкал ЭМ1

1-чистый пар, 2-дониик, 3-однолетние травы на корм, 4-однолетние травы на сидерат, 5-клевер на корм, б-клевер на сидерат

Рис. 1. Поражение озимой ржи корневыми гнилями с препаратом и без препарата.

В 2010 снижению поражения корневыми гнилями по предшественникам - до 34,8% с развитием болезни 18% в звене с клевером на корм: в звене с однолетними травами на сидерат - 35,3% с развитием

болезни 19,4%, при пораженности и развитии болезни в звене с чистым паром до 48 и 23% соответственно (НСР05ГЛ Эф.А=Рф<Ро5). Применение микробиологического препарата Байкал ЭМ1 снижало поражение озимой ржи корневыми гнилями по предшественникам на 5,6% и развитие болезни на 4,2%, что находится в пределах ошибки (НСР05ГЛЭф В=Рф<Р05). После сидерального клеверного пара отмечено снижение поражения на 11,9%, с развитием болезни 16,5%, в пару с сидеральной смесью горчица+пелюшка+овес - на 7,6%. В звеньях с занятыми нарами наблюдается снижение поражения озимой ржи корневыми гнилями на 2,6-7,5%.

В среднем за годы исследований поражение растений озимой ржи бурой листовой ржавчиной варьировало от 4,0 до 5,7 %, применение биопрепарата Байкал ЭМ1 снижало этот показатель на 33% при интенсивности поражения (по шкале Страхова) от 5 до 25 %.

Токсичность почвы. В исследованиях токсичность почвы не превышала 5,4%, что говорит о том, что почвы не токсичны (табл. 2).

Таблица 2 - Токсичность почвы под озимой рожью в зависимости от предшественника, %, среднее за 2008-2010гг.____

Предшественник (А) Токсичность,% (среднее) Среднее (гл. эффекты)

Без препарата (В) Байкал ЭМ1 (В)

Кснггроль - -

Чистый пар 5,0 2,0 3,5

Донник 7,8 1,8 4,8

Однолетние травы на корм 7,9 2,8 5,4

Однолетние травы на сидерат 4Д 1,6 2,9

Клевер на корм 7,6 1,7 4,7

Клевер на сидерат 5,6 1,2 3,4

Среднее по В 6,4 1,9 4,1

НСР05 главного эффекта частных различий

Фактор Л 0,77 1,09

Фактор В 0,44 1,08

Бобовые культуры в сидеральных парах, внесение навоза в чистом пару значительно снижают токсичность, увеличивается количество микроорганизмов, которые ускоряют разложение корнестерневых остатков, очищая почву от токсинов. Токсичность почвы относительно занятых паров снижалась по сидеральным предшественникам ~ на 2,5% (однолетние травы) и на 1,3% (клевер луговой) (НСР05гл.эФЛ=0,77). При обработке Байкалом ЭМ1 токсичность почвы значительно снижается по всем предшественникам. После донника токсичность почвы составила 7,8%, донник как фитосанитарная куль-

тура сам борется с токсинами, обработка препаратом дополнительно снижает токсичность на 6,0% (НСР05част.Рам.В=1,08). В пару, где клевер использовался на корм Байкал ЭМ1 также достоверно снизил токсичность на 5,9%.

Биологическая активность почвы зависела в большей степени от погодных условий, в сильно засушливый год (2010) активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов снижалась. Влияние оказывали и предшественники звена севооборота: в слое 0-10 см наиболее интенсивное разложение ткани зафиксировано в чистом, донниковом, занятом клеверном парах. В слое 10-20 см в парах с однолетними травами на корм и сидерат. В среднем по годам исследований наибольшая биологическая активность почвы в посевах озимой ржи в слое 010 см выше после чистого пара - 75,1%, сидерального донникового пара - 64,2%, занятого клеверного пара - 62,3%. В слое 10-20 см разложение ткани происходило более интенсивно - после чистого пара -78,2%, после однолетних трав на корм - 65,2%, в клеверных парах на корм и сидерат - 60,2 - 60,9% соответственно.

Влияние парового звена севооборота на содержание органического вещества в почве. В среднем за годы исследований в звене с чистым паром остается до 2 т/га послеукосных и корневых остатков, при замене чистых паров занятыми (однолетние травы и клевер луговой) их количество возросло до 4,34-4,77 т/га, при запашке сидераль-ной культуры запасы органического вещества повышаются в звене с донником 11 т/га, смеси с горчицей - 12,5 т/га, клевера I года пользования - 14,9 т/га (с.в.) (табл. 3).

Наряду с массой пожнивных остатков разных культур немаловажное значение имеет и их химический состав. Содержание элементов минерального питания в корнестерневых остатках в среднем по звеньям составляет: азота - 10,9-45,8 кг/га, фосфора - 1,5-7,9 кг/га, калия - 12,7-50,8 кг/га. Необходимо отметить, что в сидеральных парах с запаханной (7,0-10,5 т/га с.в.) наземной массой, дополнительно в почву поступает азота 90,2-175,0 кг/га, фосфора - 16,2-30,2 кг/га, калия -77,3-144,5 кг/га. Поступление в почву органического вещества с растительными остатками способствует накоплению гумуса. Изменение содержания гумуса рассматривали в целом за ротацию восьмипольных севооборотов.

В севооборотах с занятыми и сидеральными парами за ротацию произошло увеличение содержания гумуса в почве на 0,13-0,22%

(НСР05=0,08). Баланс гумуса показал, что наибольшие потери гумуса отмечены в севообороте с чистым паром (1,0 т).

Таблица 3 - Пожнивнокорневые остатки (ПКО) и наземная масса в паровом звене севооборота, т/га, среднее за 2008-2010 гг.___

Звенья севооборота ПКО, т/га Элементы питания, кг/га

N р?о5 к2о

Чистый пар - - - -

Озимая рожь 3,90 21,7 3,0 25,5

сумма по звену 3,90 21,7 3,0 25,5

среднее 1,95 10,9 1,5 12,7

Сидеральный пар (донник) 3,98 (7,04 Н.М.) 29,7 7,7 40,6

Озимая рожь 3,89 23,9 3,2 16,3

сумма по звену 7,87 53,6 10,9 56,9

среднее 3,93 26,8 5,5 28,5

Пар занятый (горчица+пелюшка+овес) 3,78 55,4 10,6 61,7

Озимая рожь 4,89 25,5 40,5 28,9

сумма по звену 8,67 80,9 16,6 90,6

среднее 4,34 40,5 7,3 45,3

Сидеральный пар (горчица+пелюшка+овес) 3,48 (9,04 Н.М.) 62,6 12,0 48,2

Озимая рожь 3,38 14,3 1,6 13,7

сумма по звену 6,82 76,9 13,6 61,8

среднее 3,41 38,5 6,8 30,9

Пар занятый (клевер) 6,36 73,8 13,3 87,4

Озимая рожь 3,19 17,8 2,6 1_ 14,3

сумма по звену 9,55 91,6 15,9 101,7

среднее 4,77 45,8 7,9 50,8

Сцдеральный пар (клевер) 5,46 (10,45 Н.М) 60,4 10,9 53,3

Озимая рожь 3,47 21,7 3,0 16,3

сумма по звену 8,93 82,1 13,9 69,5

среднее 4,46 41,0 6,9 34,8

НСР05 1,66

Сидеральные культуры при хорошей агротехнике формируют урожай зеленой массы 17,5-28,8 т/га, из которых получается 1,05-1,73 т/га гумуса. Под клевером идет наименьшая минерализация гумуса (в 2-6 раз меньше по сравнению с другими культурами) и при урожайности его 6,0-7,0 т/га с.в. достигается положительный баланс гумуса (+1,3-2,1 т). За 8 лет ротации во всех полях озимой ржи произошло увеличение содержания гумуса на 0,31-0,60 т/га (НСРО5=0,26), за исключением поля, где рожь высевалась после чистого пара,

Оценка энергетической и экономической эффективности возделывания культур. Исследования показали, что в среднем за три года наиболее энергетически эффективными являются звенья с донни-

ком на сидерат, звенья с клевером на сидерат и корм при затратах энергии 12,5; 13,5 и 14,6 ГДж/га (табл. 4). Это связано с тем, что донник и клевер являются подсевными культурами и затраты на обработку почвы отнесены к затратам покровной культуры.

В звеньях с сидеральным и занятым однолетними травами (гор-чица+пелюшка+овес) парах затраты энергии выше на 30,7 и 40% чем в звене чистый пар - озимая рожь. Это связано с тем, что в данных звеньях возделывание пара происходит как возделывание полноценной культуры, с соответствующими затратами на обработку почвы и посев. Затраты энергии на внесение препарата незначительны и составляют 71 МДж/га. У озимой ржи величина накопленной энергии и затраты энергии зависели от ее урожайности. В звене с чистым паром получена урожайность озимой ржи 3,42 т/га, величина обменной энергии составила 92,8 ГДж/га, затраты 30,0 ГДж/га. С увеличением урожайности в звене с однолетними травами на корм до 3,85 т/га произошло увеличение обменной энергии на 12,6%, а также снижение затрат на 20,3%. Использование занятых и сидеральных паров увеличивает общую продуктивность севооборотов, что сказывается в первую очередь на обменной энергии, полученной с урожаем.

Таблица 4 - Продуктивность и экономическая эффективность парового звена севооборота, среднее за 2008-2010 гг. _

Вид пара Обменная энергия, ГДж/га Затраты энергии, ГДж/га Коэффициент энергетической эффективности Условный чистый доход, руб./га Общая рентабельность, %

Чистый пар 46,4 15,0 3,09 1932 29

Сидералышй пар (донник) 79,5 12,5 6,35 3761 87

Занятый пар (однолетние травы) 100,0 21,0 4,76 6483 82

Сидеральный пар (однолетне травы) 91,2 19,6 4,66 4115 96

Занятый пар (клевер) 97,7 14,6 6,72 8147 130

Сидеральный пар | „2 ^ (клевер) | ' 13,5 6,86 4527 103

В звеньях с занятыми и сидеральными парами накоплено энергии больше на 33,1 ~ 53,6 ГДж/га, чем в контрольном звене. Самый низкий коэффициент энергетической эффективности получен в звене с чистым паром - 3,09. Наибольший Кээ в звене с клеверным паром на корм и сидерат - 6,72 и 6,86, в звене с донником - 6,35.

Экономический анализ показывает, что наименьшие затраты также получены в севооборотах с сидеральными парами (однолетние травы и клевер). На возделывание сидеральных культур тратится гораздо меньше средств, чем на обработку чистого пара с внесением навоза в контрольном звене или на получение продукции в занятых парах. Звенья с клевером на корм и сидерат способствуют увеличению стоимости продукции по сравнению с контролем (звено с чистым паром) на 3,2-68%. Условный чистый доход в звене с клевером на корм составил 8147 руб/га. Наибольшая рентабельность по сравнению с контролем получена в звене с полем клевера на корм - 130%, клевером на сидерат - 103%, а также в звене с однолетними травами на сидерат - 96%.

ВЫВОДЫ:

1. В среднем за три года продуктивность звена севооборота увеличивается с занятыми и сидеральными парами в 1,5-2 раза. Урожайность озимой ржи составила 3,43-3,98 т/га. Занятые и сидеральные пары обеспечивали урожайность на уровне контроля (чистый пар).

2. По всем предшественникам получено зерно озимой ржи по качеству пригодное для самостоятельного хлебопечения. Лучшие показатели качества по сидеральным парам.

3. Структурное состояние почвы оценивается как хорошее, содержание агрономически ценных водопрочных агрегатов размером 0,25-10 мм составляло под парами 57,4-69,5%. Лучшую структуру почвы обеспечивали сидеральный клеверный пар (69,5%), пары, занятые однолетними травами и клевером (67,5% и 67,0%). Под озимой рожью лучшее структурное состояние было после клевера на сидерат (62,4%).

4. Плотность почвы под культурами была в пределах оптимальной и не превышала в среднем за годы исследований 1,29 г/см3. Плотность зависела от условий увлажнения.

5. Влияние предшественников озимой ржи на влажность почвы наиболее значительно в середине вегетации (июль). К моменту посева озимой ржи влажность почвы после всех предшественников выравнивалась и запасы продуктивной влаги в слое 0-20 см составляют до 40 мм и оцениваются как хорошие.

6. Наименьшая засоренность отмечена в чистом пару. В посевах озимой ржи засоренность малолетними сорняками снижалась после клевера и донника на 15,4-21,1 шт/м2. Клевер на сидерат и чистый пар-

равноценны как предшественники по снижению засоренности многолетними сорняками в посевах озимой ржи.

7. На поражение озимой ржи корневыми гнилями и бурой ржавчиной оказало влияние использование биопрепарата Байкал ЭМ1, снижая пораженность корневыми гнилями на 10-23,5%. Поражение бурой листовой ржавчиной было невысоким 4,0-5,7% и снижалось после биопрепарата до 2,0-3,8%.

8. Почва под культурами была нетоксичной. Токсичность почвы под предшественниками озимой ржи была в пределах 5,0-7,8%. Чистый пар с внесением навоза, сидеральные культуры и биопрепарат Байкал ЭМ1 значительно снижали токсичность почвы.

9. Биологическая активность почвы в большей степени зависела от условий увлажнения, а также от предшественников озимой ржи в звеньях. Наибольший процент разложения льняной ткани в посевах озимой ржи по слоям наблюдался после чистого пара (75,1-78,2%), клеверных паров на корм и сидерат (60,2-62,3%).

10. При замене чистых паров занятыми и сидеральными количество корнестерневых остатков возрастает в 1,5-2,4 раза, при запашке сидеральной культуры запасы органического вещества, поступившего в почву, повышаются в 3-4,5 раза. В сидеральных парах образуется 1,05-1,73 т/га гумуса при положительном балансе. При размещении озимой ржи по занятым и сидеральным парам содержание гумуса увеличивается на 0,31-0,60 т/га. В чистом пару даже при внесении навоза содержание гумуса осталось на прежнем уровне.

11. По энергетической эффективности лучшими предшественниками оказались - донник, клевер на сидерат и корм, при коэффициенте энергетической эффективности - 6,35; 6,72; 6,86. Наибольший чистый доход получен в звене с клевером на корм - 8146,6 руб/га, при рентабельности 130%.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Для получения урожайности озимой ржи не менее 3-4 т/га и продуктивности парового звена до 10-12 тыс. корм, единиц и сохранения почвенного плодородия при низких экономических и энергетических затратах озимую рожь рекомендуется размещать по занятым и сидеральным парам, при внесении минеральных удобрений ^5Р45К45. Для улучшения фитосанитарной обстановки возделывать в паровых полях донник желтый и горчицу белую, а также использовать микробиологический препарат Байкал ЭМ1 в фазе начала выхода в трубку.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Публикации в изданиях рекомендованных ВАК РФ:

1. Козлова Л.М, Макарова Т.С, Попов Ф.А, Денисова A.B. Севооборот как биологический прием сохранения почвенного плодородия и повышения продуктивности пашни // Достижения науки и техники АПК,-2011. -№1 - с. 11-14.

2. Макарова Т.С. Урожайность озимой ржи и продуктивность звеньев севооборота на дерново-подзолистой почве в условиях Кировской области // Аграрная наука Евро-Северо-Востока, -2011. -№3(22)-с. 25-29.

Научные статьи:

1. Козлова Л.М., Пожалова Е.Ф., Макарова Т.С. Роль севооборотов в адаптивно-ландшафтном земледелии // Агротехнологические и экологические аспекты развития растениеводства на Евро - Северо - Востоке Российской Федерации: Материалы научной сессии и школы молодых ученых по эколого - генетическим основам северного растениеводства - Киров: НИИСХ Северо - Востока^008,- С. 104-109.

2. Козлова Л.М., Макарова Т.С. Влияние различных видов паров на урожайность озимой ржи, агрофизические и биологические показатели почвенного плодородия. // Аграрная наука Евро-Северо-Востока, №11,2008.-С. 155-159.

3. Козлова Л.М., Пожалова Е.Ф., Макарова Т.С., Попов Ф.А. Значение органического вещества почвы в современном земледелии. // Современные проблемы устойчивого конструирования агроландшафтов и ресурсосберегающие технологии в сельском хозяйстве Северо - Восточного региона европейской части России. - Пермь: «ОТ и ДО»,2009,- С. 77-81.

4. Козлова Л.М., Макарова T.C., Попов Ф.А., Денисова A.B., Пожалова Е.Ф. Рациональные севообороты - гарантия устойчивого производства сельскохозяйственной продукции // Развитие и внедрение агроландшафтных и экологически безопасных систем земледелия на Евро-Северо-Востоке России (по геосети опытов): материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Ижевск, Ижевская ГСХА, 2009 - с. 15-21.

5. Козлова Л.М., Макарова T.C., Денисова A.B. Предшественники и урожайность озимой ржи на дерново-подзолистых почвах И Развитие и внедрение агроландшафтных и экологически безопасных систем земледелия на Евро-Северо-Востоке России (по геосети опытов): материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Ижевск, Ижевская ГСХА, 2009 — с. 35-40.

6. Козлова Л.М., Абашев В.Д., Денисова A.B., Макарова Т.С. Роль сидеральных культур на дерново-подзолистых суглинистых и супесчаных почвах // Инновационные технологии - в практику сельского хозяйства: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 65-летию агрономического факультета: Сборник научных трудов. - Киров: Вятская ГСХА, 2009-с. 160-166.

7. Козлова Л.М., Макарова T.C., Попов Ф.А. Влияние предшественников на урожайность озимой ржи, биологическую активность почвы, пораженность корневыми гнилями // Инновационные технологии - в практику сельского хозяйства: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 65-легию агрономического факультета: Сборник научных трудов. - Киров: Вятская ГСХА, 2009 - с. 166-171.

8. Козлова Л.М. Макарова Т.С. Влияние предшественников и биопрепарата Байкал ЭМ1 на урожайность озимой ржи и фитосанитарное состояние посевов // Науке нового века - знания молодых: мат-лы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей, посвящ. 80-летию ВГСХА. : Сборник научн. трудов. - Киров: Вятская ГСХА 2010 -с. 108-113.

9. Козлова Л.М., Макарова Т.С., Пожалова Е.Ф. Возделывание озимой ржи в полевых севооборотах // Технологии земледелия и защиты растений: интеллектуальные и инновационные ресурсы: Материалы Всероссийской научно-пракгической конференции, посвященной 85-летию каф. общего земледелия и зашиты растений и 85-летию заслуженного деятеля науки РФ, доктора с.-х. наук, проф. М.Н. Гуренева: Сборник научных трудов. - Пермь: Изд-во ФГОУ ВГЮ «Пермская ГСХА», 2010. -с.59-62.

Подписано в печать 12.04.2012 г. Формат 60*84/16 Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ №26. Отпечатано с оригинал-макета. Типография ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии. 6100007 Г.Киров, ул.Ленина, 166'

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Макарова, Татьяна Сергеевна, Киров

0 1 1^-0/0/0

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЗОНАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СЕВЕРО-ВОСТОКА ИМЕНИ Н.В. РУДНИЦКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

На правах рукописи

Макарова Татьяна Сергеевна

ВЛИЯНИЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКА И ОБРАБОТКИ ПОСЕВОВ БИОПРЕПАРАТОМ БАЙКАЛ ЭМ1 НА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПАРОВОГО ЗВЕНА

В КИРОВСКОЙ ОБЛАСТИ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук Л.М. Козлова

Киров-2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................................................................4

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................................................................8

1.1 Роль предшественников в урожайности озимой ржи.................... 8

1.2 Влияние предшественников на агрофизические свойства почвы.... 19

1.2.1. Структура почвы............................................................................................................19

1.2.2. Плотность почвы............................................................................................................21

1.2.3. Влагообеспеченность посевов..........................................................................22

1.3 Влияние предшественников на фитосанитарное состояние посевов и биологические свойства почвы........................................................................24

1.3.1. Засоренность посевов............................................................24

1.3.2. Пораженность озимой ржи корневыми гнилями и развитие болезни............................................................................26

1.3.3. Токсичность почвы......................................................................................................27

1.3.4. Биологическая активность почвы....................................................................28

1.4 Влияние предшественника на накопление органического вещества с корнестерневыми остатками и образование гумуса в почве..........31

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ................................................39

2.1 Схема опыта............................................................................................................................................39

2.2 Почвенно-климатические условия Кировской области..................................40

2.3 Агроклиматические условия в годы проведения исследований............43

2.4 Программа и методика исследований............................................................................49

2.5 Агротехника в опыте....................................................................................................................51

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУР..............................................................................................................................................................52

3.1 Влияние предшественников на урожайность озимой ржи и продуктивность звена............................................................................................................................52

3.2 Структура урожая озимой ржи..........................................................59

3.3 Влияние предшественников на качество урожая сельскохозяйственных культур............................................................................................62

Глава 4. ВЛИЯНИЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА ПОЧВЫ................................................................................................................67

4.1.1 Структура..............................................................................................................................67

4.1.2 Плотность сложения почвы..................................................................................69

4.1.3. Влагообеспеченность посевов..............................................................................72

Глава 5. ВЛИЯНИЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ НА ФИТОСАНИТАРНОЕ

СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ......................................................................................................79

5.1 Засоренность посевов....................................................................................................................79

5.2 Корневые гнили и бурая ржавчина..................................................................................82

5.3 Токсичность почвы......................................................................................................................................90

5.4 Биологическая активность........................................................................................................92

Глава 6. ВЛИЯНИЕ ПАРОВОГО ЗВЕНА СЕВООБОРОТА НА СОДЕРЖАНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПОЧВЕ..............................96

Глава 7. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУЛЬТУР....................................103

ВЫВОДЫ....................................................................................................................................................................110

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ...................................................112

ЛИТЕРАТУРА.................................................................................113

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................................131

ВВЕДЕНИЕ

Анализ современного состояния сельскохозяйственного производства, оценка динамики качественных показателей земель показывают явные тенденции снижения плодородия почв и ухудшения общей экологической обстановки в агропромышленном комплексе. Агротехногенная нагрузка снижает природные сбалансированные процессы в агрофитоценозах и приводит к деградации плодородия и упрощению микробиоценозов почвы. Восстановление плодородия и разработка приемов по его сохранению становится первоочередной задачей земледелия. Сохранение и расширенное воспроизводство почвенного плодородия возможно только при использовании в каждом хозяйстве научно обоснованных эколого-ландшафтных систем земледелия, которые должны быть построены таким образом, чтобы производство гумуса в почвах и поддержание фитосанитарной обстановки на полях не требовали специальных затрат, а явились следствием мероприятий, направленных на повышение продуктивности агроценозов и защиту почв от различных видов деградаций (Широких, 2007).

Научные исследования и практика сельского хозяйства показывают, что один из наиболее эффективных приемов восстановления и повышения плодородия почвы, повышения урожайности сельскохозяйственных культур - агрономически правильные севообороты. Правильный севооборот или система севооборотов должны обеспечивать непрерывное повышение плодородия почв (Объедков, 1969).

Адаптивный севооборот по влиянию на почвенную и окружающую среду должен приближаться к естественным сообществам. На дерново - подзолистых почвах Северо-Восточного региона преимущество отдают зерно-травяным севооборотам с занятыми и сидеральными парами (Абашев, Мальцев, 2002; Козлова, Мальцев, Пожалова, 2002; Макаров, 2002).

В последние годы в системе мирового земледелия наметилась четкая

тенденция к биологизации отрасли. В связи с этим просматривается сдвиг в

сторону биологизации возделывания различных сельскохозяйственных куль-

4

тур. При этом исходят из того, что использование преимущественно биологических факторов должно привести к некоторому уменьшению затрат антропогенных ресурсов (в первую очередь минеральных удобрений) на производство единицы растениеводческой продукции (Потаракин, 2004)

Актуальность. Существенным агротехническим приемом для получения высоких урожаев озимой ржи является размещение ее в севообороте по благоприятным предшественникам, которые определяются, прежде всего, сроками уборки и количеством оставляемого органического вещества. Благодаря высокой адаптивности озимая рожь была и остается страховой культурой, особенно в неблагоприятные годы. В связи с этим важным является повышение урожайности озимой ржи, подбор парозанимающих культур и высокопродуктивных звеньев севооборота в Кировской области.

Цель - изучить влияние вида пара и парозанимающей культуры на урожайность озимой ржи, продуктивность парового звена севооборота и показатели плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы.

Задачи исследований:

1. Определить продуктивность парового звена севооборота.

2. Выявить влияние вида пара, парозанимающей культуры и препарата Байкал ЭМ1 на урожайность озимой ржи.

3. Определить технологические и хлебопекарные качества зерна озимой ржи в зависимости от предшественника.

4. Выявить влияние пара на агрофизические показатели плодородия дерново-подзолистых почв.

5. Проанализировать влияние пара и микробиологического препарата Байкал ЭМ1 на фитосанитарное состояние посевов.

6. Исследовать влияние культур в звене на накопление органического вещества в почве и изменение агрохимических показателей почвы.

5

7. Дать экономическую и агроэнергетическую оценки эффективности использования разных паров.

Новизна. Впервые на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Кировской области установлено влияние парозанимающих культур: донника желтого, горчицы белой, клевера лугового на урожайность и хлебопекарные качества озимой ржи сорта Фаленская 4, продуктивность парового звена, обеспечивающую удвоенный выход кормовых единиц с гектара пашни, в отличие от возделывания по чистому пару. Выявлено улучшающее действие микробиологического препарата Байкал ЭМ1 на фитосанитарное состояние посевов озимой ржи и почвы.

Практическая значимость. Экономически и энергетически оптимальные звенья полевых севооборотов с различными парами, повышающие продуктивность пашни до 11,8 тыс. корм, ед., с урожайностью озимой ржи свыше 4 т/га рекомендованы для внедрения в хозяйства Кировской области и других районах Северо-Восточного региона с аналогичными почвенно-климатическими условиями. Результаты исследований использованы при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия Кировской области в 6 хозяйствах на 34 тыс. га пашни. За разработку адаптивно-ландшафтных систем авторский коллектив отмечен званием «Лауреаты премии Кировской области по сельскому хозяйству» за 2010 год.

Основные положения защиты:

- использование в звеньях севооборотов сидеральных и занятых паров повышает их продуктивность на 2,5-112%, при урожайности озимой ржи до 4,37 т/га и обеспечивает получение зерна хлебопекарного качества;

- агрофизические показатели плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в звеньях полевых севооборотов с парозанимающими

культурами формируются на уровне оптимальных параметров (запас продук-

6

тивной влаги в пахотном слое в период всходов озимой ржи от 30,3-39,8 мм, плотность почвы от 1,12-1,20 г/см3, количество водопрочных агрегатов размером 0,25-10 мм от 55,9 % до 69,3 %);

- введение в паровое звено фитосанитарных культур (донник желтый, горчица белая) на фоне применения биопрепарата Байкал ЭМ1 улучшает фи-тосанитарное состояние посевов и почвы, снижает пораженность растений озимой ржи корневыми гнилями и бурой ржавчиной;

- замена чистых паров сидеральными и занятыми парами повышает накопление органического вещества и создает положительный баланс гумуса в почве;

- возделывание сидеральных паров в севообороте энергетически и экономически выгодно.

Апробация. Результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях методической комиссии НИИСХ Северо-Востока, доложены и обсуждены на Всероссийских научно-практических конференциях (Ижевск, 2009; Киров, 2009, 2010; Пермь, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе две - в издании, рекомендованные ВАК РФ для кандидатских диссертаций.

Организация проведения исследования.

Выражаю искреннюю признательность за оказанную помощь сотрудникам лаборатории: Попову Ф.А., Ожигановой Т.Ф., Носковой E.H., Денисовой A.B., руководству института, сотрудникам аналитической лаборатории и лаборатории агрохимии и качества Фаленской селекционной станции.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Роль предшественников в урожайности озимой ржи

Влияние предшественника на последующую культуру многогранно, оно обусловлено воздействием на почвенное плодородие, накопление элементов минерального питания, влиянием на засоренность посевов, зараженность специфическими фитопатогенами, на микробиологические процессы, протекающие в почве (Берестецкий, 1984).

С сельскохозяйственной продукцией на земном шаре ежегодно выносится из почвы 100-110 млн. тонн азота, а химическая промышленность вырабатывает около 15 млн. тонн азотных удобрений. Из этого общего правила выделяются бобовые, при возделывании которых в почве накапливается азот. Благодаря этой особенности бобовых культур дефицит азота в почве компенсируется в основном биологическим путем за счет процесса азотфиксации («биологическим азотом») и лишь частично за счет вносимых удобрений (Мишустин, 1972).

В Нечерноземной зоне многолетние травы служат важным источником витаминного богатого протеином корма, а также органического вещества и биологического азота в почве, потребности в котором с интенсификацией земледелия возрастают. Д.Н.Прянишников писал, что этот источник не потеряет своего значения и в условиях развитого производства минеральных удобрений. Не менее важную роль выполняют многолетние травы в улучшении физических свойств почвы, в оздоровлении ее и в защите от эрозии. Многолетние травы по урожайности и по влиянию на последующие культуры севооборота превосходят вико-овсяные мешанки (Мишустин, 1972; Научные основы интенсивного земледелия в Нечерноземной зоне, 1976; Клименко, 2008).

Многолетние травы, особенно бобовые, являются мощным фактором

энергосбережения. При их выращивании не требуется ежегодных затрат на

обработку почвы, посев, минимален уход за травами. Кроме того, они сами, в

8

силу своих биологических особенностей, активно вовлекают в биологический круговорот атмосферный азот и многочисленные элементы минерального питания растений из подпахотного слоя, тем самым, повышая почвенное плодородие (Клименко, 2008).

В современных условиях при ограниченном ресурсном обеспечении основой эффективного земледелия в Кировской области служит освоение зернотравяных севооборотов с занятыми и сидеральными парами. Замена чистого пара сидеральным - один из низкозатратных путей повышения содержания органического вещества в почве. Сейчас, когда в хозяйствах резко снижены объемы внесения органических и минеральных удобрений, в севооборотах возрастает роль культур - почвоулучшателей, в первую очередь многолетних бобовых трав (Батяхина, 2002; Фигурин, 2003).

Одним из резервов повышения плодородия почвы является зеленое удобрение (сидераты). Этот агроприем доступен каждому хозяйству, сравнительно дешев, но, к сожалению, используется пока недостаточно (Довбан, Довбан, Бардинов, 1992).

Сидераты - неисчерпаемый, постоянно возобновляемый источник пополнения пашни органическим веществом, а благодаря бобовым культурам -и биологическим азотом. Они уменьшают водную и ветровую эрозию почвы, улучшают водно-физические и биологические свойства, предотвращают миграцию элементов питания в глубокие слои почвы (Абашев, 2001, 2003; Абашев, Козлова, 2004; Лукин, 2004).

Выращивание и запашка зеленой культуры дешевле, экологически чище, безопаснее, по сравнению с внесением органических удобрений. Особенно перспективен этот прием при окультуривании и использовании отдаленных и осушаемых участков землепользования, на которые доставка органических удобрений затруднена. Зеленое удобрение из донника в 12 раз дешевле, чем внесение навоза, и доступно каждому хозяйству (Стариков, Романович, 1988; Шакиров, 1999; Нурмухаметов, 2001; Абашев, 2003; Адаптивное

земледелие на Среднем Урале..., 2010).

9

Запашка сидеральных культур в парах положительно сказывается на урожайности последующих озимых культур, обеспечивает устойчивую прибавку от 2,5-10,2 ц/га (Бузмаков, 1988).

Хорошими потенциальными возможностями пополнения почвы органикой обладают донник и многолетние травы. В учхозе «Горная поляна» донник формировал более 152 ц/га зеленой массы и 26 ц/га корней, в ОПХ «Ленинское» соответственно - 159 и 36, многолетние травы -119 и 58 ц/га корней. Однако продуктивность этих культур нестабильна, так как в острозасушливые годы происходит либо значительное снижение урожайности, либо полная гибель растений (Сухов, Гулин, 2001).

Весьма действенным приемом сохранения плодородия почв в настоящее время является использование элементов биологизации земледелия в севообороте. Биологический потенциал культур может раскрыться только через освоение современных севооборотов. Грамотное чередование адаптивных культур в соответствии с их биологией делает адаптивным весь севооборот и стабилизирует по годам на высоком уровне продуктивность всей севооборотной площади, а не отдельных полей. Включение клевера, донника в севообороты позволяет снизить затраты на проведение технологических операций и проводить «текущий ремонт» полей (Адаптивное земледелие на Среднем Урале..., 2010).

В связи со значительным снижением количества вносимых в почву органических и минеральных удобрений в последние годы возросло влияние возделываемых культур, как предшественников на урожайность (Коробицын, Платунов, Килеева, 2011).

В опытах Т.Б.Лебедевой, Е.В.Надежкиной (1998) и др., наибольшее количество сухого вещества поступало в почву с биомассой донника желтого и белого (5,3-6,6 т/га). Несколько меньшее количество давали эспарцет песчаный (4,7 т/га), люпин белый (3,9 т), клевер красный (3,2 т/га), люпин желтый (3,9 т/га). С сидератами в почву возвращалось в расчете на 1 га от 290 до 415

кг азота, 65-97 кг фосфора, 252-338 кг калия и 167-240 кг кальция (Лебедева, Надежкина, Корягин, Фомин, 1998).

В земледелии ряда стран северной и центральной Европы озимая рожь имеет важное значение. Основные мировые пози