Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние растений, удобрений, обработки почвы и их сочетаний на плодородие серых лесных почв и урожайность полевых культур в южной части Нечерноземной зоны России

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние растений, удобрений, обработки почвы и их сочетаний на плодородие серых лесных почв и урожайность полевых культур в южной части Нечерноземной зоны России"

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГ5 ОД

? 5 "а правах рукописи

ДРОВКИН Константин Николаевич УДК 631.582+631.8+631.51.021:631.445.25+631.559:633(470.0-13)

ВЛИЯНИЕ РАСТЕНИЙ, УДОБРЕНИЙ, ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ИХ СОЧЕТАНИЙ ИЛ ПЛОДОРОДИЕ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ И ЗРОШНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В МНОЙ ЧАСТИ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

Специальность 06,01.01 - обцее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание дчёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Рязань - 1996

Работа выполнена на кафедре земледелия Рязанской Государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.А.Кос-тнчева.

Экспериментальные исследования проведены в учХозе РГСХА "Стенькино" Рязанского района Рязанской области.

Надчный руководитель заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л.В.Ильина,

Официальные оппоненты: - доктор сельскохозяйственных наук, профессор К.И.Саранин;

- кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А.М.Жиляев.

Ведучая организация - Управление сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области.

Защита диссертации состоится " 17 " декабря 1996 года в "// " час. на заседании диссертационного совета К 120.30.02 в Российском государственном аграрном заочном университете.

Адрес: 143900 Московская область, г.Балашиха 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГАЗЗ.

Автореферат разослан " " ^ 199В г.

Учёный сектретарь диссертационного совета кандидат сельскохозяйственных

наук, доцент

Л.Л.Носова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время приходится констатировать факт спада сельскохозяйственного производства по ряду объективных и субъективных причин, Большая часть потребности в продуктах питания, сельскохозяйственном сырье для. промышленности удовлетворяется за счёт импорта. Финансовые средства, способные поддержать российского товаропроизводителя, бездумно расходуются на приобретение зарубежной продукции, более дорогой, но не всегда более качественной.

Основными задачами агропромышленного комплекса России на данный момент являются надёжное обеспечение страны своими продуктами питания и сырьём, объединение усилий всех отраслей комплекса для повышения экономических результатов производства, получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

В решении этих задач определённая роль отводится Нечернозёмной зоне России, где проживает 44 7. населения страны, сосредоточены крупные промышленные комплексы и перерабатывающие центры.

Возможность расширения пахотных земель в Нечернозёмной зоне исчерпана. Повышение урожайности культурных растений здесь может бить достигнуто только за счёт интенсификации производства, опирающегося на рациональную научную базу. Однако основной причиной, сдерживающей рост урожайности культур, является низкий уровень плодородия почв. Анализ данных научных учреждений свидетельствует о том, что в условиях южной части Нечернозёмной зоны России приход ФЙР позволяет получать урожаи зерновых культур на уровне 9.010,0 т/га, средняя влагообеспеченность 4.5-5.0 т/га. а современный уровень естественного плодородия только 1.0-1.7 т/га. Поэтому повышение эффективности и устойчивости земледелия путём осущест-

вления комплекса мер по увеличению плодородия почв имеет особую актуальность для Нечернозёмной зоны, где большая часть сельскохозяйственных земель отличается низкой продуктивностью.

В южной части Нечернозёмной зоны России (Европейская часть) большое распространение имеют серые лесные почвы, они занимают в этом регионе 38.6 У. площади пашни или около 3 млн. гектар.

Под действием антропогенных факторов во многих хозяйствах на серых лесных почвах возник целый ряд негативных явлений: обеднение пахотного слоя гумусом, азотом и зольными веществами; сильное уплотнение пахотного горизонта ; увеличение засорённости посевов, почва и пораваемости растений вредителями и болезнями; развитие водной и ветровой эрозии.

Следовательно, повышение урожайности культурных растений и их устойчивости в этом регионе возможно при решении главной задачи -расширенного воспроизводства почвенного плодородия.

Научными исследованиями последних лет (С.С.Сдобников, 1985; Л.В.Ильина, 1986; Н.З.Милащенко, 1993; И.П.Макаров, 1995) установлено, что расширенное воспроизводство почвенного плодородия возможно путём применения комплексных методов на долговременной основе'дифференцированно почвенно-климатическим условиям. В связи с этим, исследования, направленные на разработку эффективных технологий воспроизводства почвенного плодородия, обеспечивающих комплексное регулирование агрофизических, агрохимических и биологических показателей плодородия с целью получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур, являются актуальными.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований - разработать теоретическое и практическое обоснование рациональных технологий расширенного воспроизводства плодородия серых лесных тякелосуглинистых почв применительно к условиям южной части Не-

чернозёмной зоны России.

Конкретные задачи в работе сводились к следующему:

1. Выявить действие совместного многолетнего (в течение 25 лет) применения севооборотов, систем удобрений, различных приёмов основной обработки на агрофизические, агрохимические и биологические свойства серых лесных тяжелосуглинистых почв и на этой основе обосновать рациональные технологии воспроизводства почвенного плодородия.

2. Изучить распределение вредителей и болезней, изменение засорённости посевов и урожайности культур в зависимости от применения изучаемых технологий воспроизводства почвенного плодородия-.

3. Дать агротехническую, энергетическую и эконоыическуш оценку различным технологиям воспроизводства плодородия серых лесных почв.

4. Определить и рекомендовать производству эффективные технологии воспроизводства плодородия серых лесных тяяелосуглинистых почв в условиях южной части Нечернозёмной зоны России.

Научная новизна. На основании длительного (двадцатипятилетнего) стационарного полевого опыта, лабораторных исследований, обобщения экспериментального материала и научной литературы разработаны эффективные технологии расширенного воспроизводства плодородия серых лесных почв в условиях южной части Нечернозёмной зоны России. Изучены свойства и режимы серых лесных почв в пятой ротации севооборотов при длительном применении различных по интенсивности технологий воспроизводства почвенного плодородия.

Анализ научной литературы позволяет говорить о том, что хорошо изучены только отдельные приёмы повышения плодородия и в большей мере на дерново-подзолистых почвах. Исследования по апробации комплексных мер повышения плодородия серых лесных почв при длительном их применении не проводились. Поэтому результаты наших ис-

следований имеют определённое значение для данных почвенно-клима-тических условий.

В работе установлена целесообразность одновременного регулирования агрофизических, агрохимических и биологических показателей плодородия серых лесных тяаелосуглинистых почв пут.ём сочетания рациональных севооборотов, систем удобрений на запланированный урожай,4 углубления, пахотного слоя и систем переменных по глубине и способам основной обработки почвы. Определена необходимость использования технологий воспроизводства плодородия серых лесных почв на запланированный уровень урожайности сельскохозяйственных культур.

В зависимости от степени плодородия почв предложен дифференцированный подход к выбору технологий, рассчитанных для разного уровня уроаайности сельскохозяйственных культур.

Практическая ценность и реализация результатов. На основании полученных данных сделаны выводы и даны рекомендации по внедрению в южной части Нечернозёмной зоны России на серых лесных почвах наиболее эффективных технологий воспроизводства почвенного плодородия различных уровней интенсивности. Материалы исследований использованы при составлении рекомендаций для руководителей сельскохозяйственных предприятий области:"Биологизация земледелия -- фактор ресурсосбережения и сохранения плодородия почв"(1994).

По заказу областного управления сельского хозяйства и продовольствия заключен научно-исследовательский договор по "Разработке и внедрению высокоэффективных ресурсосберегающих технологий воспроизводства почвенного плодородия в сельскохозяйственных предприятиях Рязанской области" (1995).

Апробация работы. Основные положения и рекомендации производству опубликованы в 6 научных трудах и доложены на научных конфе-

ренциях Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. П.А.Костычева в 1393-1335 годах.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 186 страницах машинописного текста с включением ¡5 рисунков и 31 таблицы; состоит из введения, трёх глав, основных выводов и рекомендаций производству. Библиографический список использованной литературы включает 259 наименований, в том числе 12 на иностранном языке. В приложении содержится 14 таблиц и справка о внедрении.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Программа и условия проведения исследований. Экспериментальная работа выполнена при личном участии автора в 1991-1995 гг. на опытном поле кафедры земледелия Рязанской государственной академии имени профессора П.А.Костычева в стационарном многофакторном полевом опыте, заложенном осенью 1970 года. Опыт включает в себя два севооборота:

- первый зернопропашной севооборот. ГС1) со следующим чередованием культур: картофель-яровая пшеница-ячмень-однолетние травы-ози-мая пшеница;

- второй зернотравянопропашной севооборот (С2): картофель-яровая пшеница-ячмень с подсевом клевера-клевер 1-го г.п.-озимая пиеница.

Три фона удобрений:.

с

- (б.у.)-без удобрений. г

- (с.д.)-средние дозы - навоз 40 т/га под картофель и NPK под каждую культуру отдельно fнавоз 8 т/га, N-66, Р-62, К-52 в среднем ежегодно).

- (в.д.^-высокие дозы - навоз 30 т/га под картофель и NPK под каждую культуру отдельно( навоз 16 т/га, N-98, Р-90, К-80 ежегодно).

Вносились следующие видн удобрений: аммиачная селитра, простой суперфосфат, калийная соль. Фосфорные и калийные удобрения вносились под основную обработку, а азотные - под предпосевнуи и подкормку озимой пшеницы. Опыт предусматривает внесение 1 т/га извести за ротации севооборотов (под картофель) общим фоном по всей площади.

Побочная продукция зерновых культур и картофеля, а также корневые и пожнивные остатки сельскохозяйственных культур измельчались и заделывались в почву по вариантам опыта. Четыре системы основной обработки.

- (0г-20)-одноглубинная на 20-22 см под все культуры (контроль 1;

- (Рг-ЗО)-переменная с углублением пахотного слоя под картофель на 28-30 см, лемешное лущение на 12-14 см под яровую и озимую пшеницу, вспашка 18-20 см под ячмень и однолетние травы;

- (Рг-40)-то же, но углубление пахотного слоя под картофель на 38-40 см;

- СРг-40я)-то же. но под картофель трёхъярусная вспашка на 38-40 см;

Вспашка на 20 и 30 см проводилась плугом ПН-4-35, вспашка на глубину 38-40 см плантажным плугом ПП-60; трёхъярусная вспашка на глубину 36-40 см - плугом ПТН-40, Основная обработка почвы выполнялась в строгом соответствии со схемой опыта,

Предпосевная и послепосевная обработка почвы была одинаковой для всех вариантов опыта и отвечала требованиям зоны.

Данная диссертационная работа представляет часть исследований, проводимых в опыте. Из 24-х различных технологий воспроизводства почвенного плодородия рассматривается шесть наиболее контрасных, состоящих из комплекса агроприёмов и получивших условное аббревиатурное обозначение (таблица П.

1, Аббревиатурное обозначение изучаемых технологий воспроизводства почвенного плодородия в диссертации.

Технологии

1.С1.б.у..0г-20

!.С2.6.у., 0г-20

З.С1,с.д.,Рг-30

4,С2,с,д.,Рг-30

5.С1,в.д.,Рг-40

6.С2,в,д.,Рг-40

Составляющие агроприёмы

-Зернопропашной севооборот, ГСП: -Фон без внесения удобрений, (б.и,); -Одноглубинная обработка до 20-22 см, (0г-20): -Зернотравянопропашной севооборот, (С2): -Фон без внесения удобрений, (б,у,); -Одноглубинная обработка до 20-22 см, (0г-20); -Зернопропашной севооборот, (С1); -Средние дозы удобрений, (с.д.): -Разноглубинная обработка до 23-30 см, гРг-30) -Зернотравянопропашной севооборот, С СЭ 5: -Средние дозы удобрений, (с.д.); -Разноглубинная обработка до 28-30 см. (Рг-30) -Зернопропашной севооборот, (С1); -Высокие дозы удобрений, (в.д.); -Разноглубинная обработка до 38-40 см, (Рг-40) -Зернотравянопропашной севооборот, (С2); -Высокие дозы удобрений, (в.д.); -Разноглубинная обработка до 38-40 см, (Рг-40)

Опыт заложен методом расщеплённых делянок с рендомизированннм размещением вариантов обработок почвы внутри повторений. Площадь делянки 465,1 м^ учётной делянки 72.8-104 м* Повторность 4-х кратная. Полевые и лабораторные исследования проводились в соответствии с методикой принятой в научных учреждениях и Госсортосети.

8 опыте использовались следующие сорта полевых культур: картофель - Невский; яровая пшеница - Московская-35; ячмень - Кри-ничный; клевер луговой - Московский-1; вика - /!ьговская-28; овёс-Скакун; озимая пшеница - Мироновская-808. Агротехника возделива- . ния полевых культур соответствовала рекомендациям для данной зоны. Урожайность учитывалась поделяночно, сплошным методом, полученные результаты подвергались математической обработке методом дисперсионного анализа.

Норма посева и посадки; картофель - 50 тысяч клубней на гектар; яровая пшеница - 6.0, ячмень и озимая пшеница - 5.5, вика с овсом - 3,6:2,0 миллионов всхожих семян на гектар.

Почва опытного участка серая лесная, по механическому составу тяжелосуглинистая иловато-пылеватая. Содержание гумуса в пахотном слое (0-40 см), в момент закладки опыта, составляло 2.27 (по Тюрину); сумма поглощённых оснований (по Каппену-Гильковицу) 20.9 мг.зкв./ЮО г почвы; Р*0<г 12.5 мг и К^.О 12.1 мг на 100 г почвы (по Кирсанову): рН - солевой вытяжки 5.13.

Годы проведения исследований по метеорологическим условиям были различными. 1991 и 1992 годы можно охарактеризовать как засушливые и тёплые. В эти годы выпадало осадков 75-90 У. от нормы, а сумма активных температур превышала среднемноголетние значения на 150-230 С. 1993 и 1995 годы - влажные, выпало осадков 111-120 У. от нормы, однако в эти годы наблюдались длительные весенние засухи. 1994 по количеству осадков как за вегетационный период, так и за вссь год соответствовал средквтниголетниы данным, а по температурному режиму отличался тёплой весной и холодной второй половиной вегетационного периода.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Воспроизводство плодородия почв под действием севооборота, удобрений, обработки и совместного их применения.

1. Агрофизические свойства почвы. Структурно-агрегатный состав и водопрочность почвы.

Общее структурное состояние пахотного слоя в опыте имело наиболее благоприятные значения для роста и развития культурных растений на интенсивных технологиях расширенного воспроизводства почвенного плодородия с применением разноглубинной системы обработки почвы и внесением средних и высоких доз удобрений. На этих вариантах структурность почвы составляет более 94 что на 3-6 У. превышает контрольные значения.

Наиболее существенное увеличение содержания водопрочных агрегатов в сравнении с исходным уровнем наблюдается при применении комплекса агроприёмов по повышению плодородия почвы. Если в контрольной С С1,б.у.,0г-20) технологии за пять ротаций севооборотов содержание водопрочных агрегатов не имело значительных изменений, то использование четвёртой (С2,с.д.,Рг-30), пятой С С1,в,д.,Рг-40) и шестой (С2,в.д.,Рг-40) технологий повышало их содержание на 5-19 г.

С целью прогнозирования плодородия серых лесных почв нами предпринята попытка установить примерные нормативы повышения суммы водопрочных макроагрегатов, которые за время проведения опыта (25 лет) составляют: 5-6 У. от севооборота (с 20 У. клевера, 20 У. пропашных, 60 У. зерновых); 5-10 У. от ежегодного внесения 8-18 т/га навоза и 5-16 У. от применения разноглубинной системы основной обработки почвы с углублением пахотного слоя до 30 или 40 сантиметров.

Плотность и строение пахотного слоя.

Анализ действия технологий воспроизводства почвенного плодородия на плотность пахотного слоя показал преимущество вариантов с разноглубинной системой основной обработки, почвы и внесением средних и высоких доз удобрений. В среднем за ротацию севооборотов значения плотности почвы здесь были ниже на 0.3-0.8 г/см по сравнении с контролем. Наименьшие значения плотности почвы зафиксированы в год возделывания картофеля по всем вариантам опыта. В дальнейшем плотность почвы возрастает с каждым годом ротации, однако находится в пределах оптимальных значений для выращи-

i

ваемых культур: 1.16-1.31 в слое 0-20 см и 1.21-1.34 г/см в слое 20-40 см.

Строение пахотного слоя изменялось аналогично изменениям плотности почвы. Интенсивные факторы повышения плодородия в 3,4,5 и б технологиях увеличивали значение общей пористости по сравнению с контрольным вариантом на 1.5-2.2 У. в верхней части пахотного слоя (0-20 см) и на 1.5-3.0 У. в нижней ( 20-40 см).

Запас влаги в почве и водообеспеченность растений.

Наиболее значительное влияние на формирование благоприятных условий водообеспеченности растений оказало комплексное применение систем разноглубинной обработки почвы, органических и минеральных удобрений, включение в севооборот клевера. На технологиях с этими факторами общее количество влаги к началу вегетации повышается на 4-5 У. по сравнению с контролем, но, что особенно важно, на 7-8 У. увеличивается обеспеченность продуктивной влагой. KpcLic тоге, этих вариантах влага в течение несение—летнегп сезона использовалась более рационально, и к концу периода вегетации здесь запас продуктивной влаги превышал контрольную технологию на 7,5-10.4 мм или 5-8 X.

2. Влияние технологий воспроизводства почвенного плодородия на агрофизические свойства почвы ( в среднем за пятую ротацию севооборотов 1991—1995 гг.).

Технологии Слой Количество во Плот- Общая Запасы продуктивной

воспроизводства почвы допрочных аг- ность пороз- влаги в метровом сл

почвенного регатов всех почвы, ность, почвы, в среднем за

плодородия см фракций, У. о г/см . г вегетации, мм/га

1.С1,б.у.,0г-20 0-20 18,2 1,26 52.5 187.4

(контроль) 20-40 46.3 1.33 49.8

2.С2,б.у,,0г-20 0-20 21.6 1.28 52,5 192.9

20-40 47.3 1.32 50.2

З.С1.с.д.,Рг-30 0-20 34.7 1,22 54,0 132.3

20-40 39.8 1.29 51.3

4.С2,с.д.,Рг-30 0-20 41.0 1.22 54.0 195.4

20-40 45.7 1.29 51.3

5.С1,в.д.,Рг-40 0-20 42.6 1.20 54.7 198.0

20-40 43.9 1.26 52.5

6.С2,в.д.,Рг-40 0-20 44.6 1.20 54.7 198.9

20-40 45.8 1.25 52.8

Эффективность использования влаги резко возрастала с применением интенсивных приёмов повышения почвенного плодородия..Коэффициент водопотребления, рассчитанный на примере ячменя С 1993 г), показывает, что на производство одной тонны зерна этой культуры . при третьей и четвёртой технологиях затрачивается 105-99 мм поч-веннной влаги, что в два раза ниве по сравнению с контролем. На пятой и шестой технологиях.коэффициент водопотребления достигает

минимальных значений и лежит в пределах 72-63 мм/т, что низе контрольного показателя на 277-289 '/..

2. Агрохимические свойства почвы. Содержание в почве нитратов, подвижных форм фосфора и калия.

Применение различных технологий воспроизводства почвенного плодородия в течение длительного времени существенно дифференцировало технологии по содержании в пахотном слое нитратов, фосфора и калия. Из сопоставления урожайных данных культур севооборота с содержанием питательных элементов в почве следует, что оптимальные параметры N0? находятся в пределах 21-30 мг/кг абс.сух. почвы, а 0$ и Кх.0 14-17 и 13-16 мг/100 г почвы для среднего уровня плодородия и получения стабильных урожаев в пределах 30-40 ц к.ед./га. Для высокого уровня плодородия и получения урожаев в пределах 40-60 ц к.ед,/га эти показатели должны составлять 31-40 мг/кг, 19-23 и 18-21 мг/100 г почвы.

В соответствии с этими расчётами в опыте третья и четвёртая технологии создают средний, а пятая и шестая - высокий уровень плодородия серых лесных тяжелосуглинистых почв по обеспеченности растений макроэлементами.

Физико-химические свойства почвы.

Проводимые исследования свидетельствуют о том, что для улучшения физико-химических свойств почвы (рН-солевой вытяжки, гидролитической кислотности, суммы обменных оснований и степени насыщенности основаниями) необходимо сочетать совместное внесение органических и минеральных удобрений и извести, применение разноглубинной обработки с углублением пахотного слоя до 30 и 40 см, включение в севооборот клевера. Совокупность этих мероприятий повышает сумму обменных оснований и степень насыщенности основани-

ями, увеличивает буферность почвы, уменьшает гидролетическуа кислотность и создаёт мощный гомогенный пахотный слой.

3. Биологические свойства почвы. Воспроизводство органического вещества почвы.

Различные по интенсивности технологии воспроизводства почвенного плодородия по-разному влияли на динамику накопления или снижения гумуса в почве. Произведённый расчёт баланса гумуса показывает, что первая (контрольная) технология снижает содержание гумуса в почве в среднем на 1.04 т/га за ротации севооборота. Включение в севооборот клевера (вторая технология) замедляет этот процесс до 0.13 т/га за ротацию. С применением же средних и высоких доз удобрений в целом за ротацию баланс гумуса становится положительным. а использование рациональной разноглубинной обработки почвы с углублением пахотного слоя до 30 и 40 см выравнивает содержание органического вещества по всему обрабатываемому слою (таблица 3),

В работе проведён расчёт времени, необходимого для достижения среднего (2,8-3,0 У.) и высокого (3.0-3.2 У.) уровня содержания гумуса в пахотном слое (0-40 см) при использовании изучаемых технологий, Наименьший период времени для достижения среднего и высокого уровня плодородия почвы потребуется при использовании шестой технологии (С2,в,д.,Рг-40) - 3,5 и 15,1 лет соответственно. Третьей технологии (С1,с.д.,Рг-30) потребуется для выполнения этой задачи 6 и 26 лет. Четвёртая (С2,с.д,,Рг-30) и пятая (С1,в,д,, Рг-40) технологии существенно не отличаются друг от друга и занимают промежуточное положение между третьей и шестой - 4 и 19 лет.

Биологическая активность почвы.

Распад льняной ткани, использованный нами в качестве индика-

тора биологической активности почвы, на интенсивных технологиях воспроизводства почвенного плодородия (5-ой и 6-ой) превышал контрольный показатель более чем в два раза, где разложение полотна было наибольшим и составило 64-76 '/.. Третья и четвёртая технологии с использованием менее интенсивных факторов воспроизводства плодородия почвы по показателю биологической активности занимали промежуточное значение, а распад льняных полотен на этих вариантах за ротацию севооборотов составил соответственно 48-63 У., вместо 31-34 У. на контроле.

Наиболее интенсивное разложение полотен по всем вариантам опыта наблюдается в верхней части пахотного слоя (0-20 см) с постепенным уменьшением по глубине. Однако разноглубинная обработка почвы на 30 и 40 см активизирует микробиологическую деятельность в нижней части пахотного слоя (20-40 см) по сравнению с одноглу-бинной обработкой почвы на 20 см.

Фитосанитарное состояние и токсичность почвы.

Анализ данных, полученных в стационарном опыте, свидетельст- . вует о том, что на улучшение фитосанитарного состояния почвы и посевов наиболее эффективно влияют технологии, включающие севооборот с клевером, переменную по глубине и способам систему основной обработки почвы с углублением пахотного слоя до 30 и 40 см и внесение средних и высоких доз удобрений. Эти технологии, повышая плодородие почвы и создавая благоприятные условия для роста и развития культурных растений, повышали их устойчивость к возбудителям болезней и вредителям по сравнению с контрольной технологией.

Результаты лабораторных исследований по определению токсичности почвы показали, что с глубиной токсические свойства возрастали по всем вариантам. Длительное применение технологий с одно-глубинной обработкой.почвы на 20 см привело к увеличению токсич-

ности не только в подпахотном слое (20-40 см) 30,5-34.0 7., но и в пахотном (0-20 см) 11.5-16.0 У.. Наименьшая токсичность по всемд пахотному горизонту (0-40 см) наблюдалась на вариантах с разноглубинной обработкой почвы до 40 см и внесением высоких доз органических и минеральных удобрений 2,0-14.5 У.,

Э. Влияние технологий воспроизводства почвенного плодородия на биологические свойства почвы (в среднем

за пятуш ротации севооборотов, 1991-1995 годы)..

Технологии Слой Фактичес- Содержа- Биологическая ак- Токсич

воспроизводства почвы кий баланс ние гу- тивность почвы, ность

почвенного гумуса, муса в (.У. разложения почвы

плодородия см (+/-) т/га почве, У. льняного полотна) у.

1.С1,б.у.,0г-20 0-20 -1.04 3.12 32.27 16.0

(контроль) 20-40 2.21 34.0

2.с2,б.у..0г-20 0-20 -0.13 3,33 35.60 11.5

20-40 2.33 ' 30.5

З.С1,с,д.,Рг-30 0-20 + 1.12 3.45 52.04 9.0

20-40 2.91 25.0

4.С2.с.д.,Рг-30 0-20 +2.37. 3.48 59.84 4.5

20-40 3.07 18.5

5.С1,в.д.,Рг-40 0-20 +3.64 3.27 70.63 5.0

20-40 3.27 14.5

6.С2,в.д.,Рг-40 0-20 +5.40 3.35 74.23 2.0

20-40 3.36 10.0

Фотосинтеуическая активность растений.__

Наибольшие значения чистой продуктивности фотосинтеза зафиксированы на вариантах опыта, включающих в себя интенсивные приёмы повышения почвенного плодородия (5-ая и 6-ая технологии). Здесь в зависимости от культуры и фазы развития значения нетто фотосинтеза превышают контроль на 14-92 У., а коэффициент использования ФАР выше от 60 до 190 У., На вариантах со средними дозами удобрений и разноглубинной обработкой почвы до 30 см интенсивность фотосинтеза была ниже, по сравнению с предыдущими технологиями, особенно в фазу молочной спелости зерновых культур. А наименьшие показатели фотосинтетической активности отмечались на первой С контрольной) технологии.

Изменение засорённости почвы и посевов.

Ежегодные учёты засорённости посевов полевых культур в пятой ротации показали, что рациональное сочетание разноглубинной обработки почвы, севооборотов и оптимальной системы удобрений способствует поддержанию засорённости посевов на безопасном уровне.

Анализ видового состава сорняков показал, что применение од-ноглубинной системы обработки почвы увеличивало разнообразие видов сорной растительности. С увеличением глубины обработки почвы видовой состав сорняков,особенно многолетних, сокращался. Так на варианте с вспашкой на 40 см из малолетних отсутствуют пастушья сумка и василёк синий, а из многолетних - осот полевой и вьюнок полевой.

4. V ппдяйнпг.ть культ ур и структура урожайно с т и.

Различные технологии воспроизводства почвенного плодородия, оказывая неодинаковое действие на агрофизические, агрохимические и биологические свойства почвы, привели к значительным различиям урожайности сельскохозяйственных культур севооборотов (таблица V).

1. Влияние технологий воспроизводства почвенного плодородия на урожайность сельскохозяйственных культур за пятую ротацию севооборотов, 1991-1395 годы, т/га.

Технологии воспроизводства почвенного плодородия

1.С1,б.у.,0г-20

2.С2,б.у.,0г-20

3.С1,с.д.,Рг-30

4.С2,с.д.,Рг-30

5.С1,в.д.,Рг-40 О.С2,в.д.,Рг-40

НСР^-для частных различий, т/га

Уроиайность культур в севооборотах, т/га Средний

Карто- Яровая Ячмень Однолетние/ Озимая новной

фель пшеница многолетние пшеница продукции

1391г. 1992г. 1993г. травы,1994г 1995г. т к.ед./га

12.31 2.62 1.84 3.22 1.61 2.51

12.46 2.83 2.06 6.26 1,70 2.89

18.97 3.80 3.57 4.51 2.06 3.83

19.23 4.00 ' 3.79 8.45 2.20 4.30

22.58 4.45 5.22 7.02 2.36 4.91

22.72 4,72 5.45 10.24 2.58 5.32

1.20 ' 0.37 0.75 0.30 0.20 0.63

Анализ данных, приведённых в таблице Н. выявляет преимущество технологий, включанщих в сева т^авянопропашной севооборот, В 1994 году прибавка урожайности клевера в опыте составила 3.04 - 3.94 т к.ед./га или 96.2-124.7 7. по сравнению с однолетними травами при значении НС^=0.30 т к.ед./га или 9.5 У.. Объясняется такое резкое отличие тем, что возделывались разные культуры. Клевер за счёт благоприятных погодных условий успешно перезимовал и более рационально использовал влагу и тепло весеннего периода.

Внесение органических и минеральных удобрений, а такзе приме-

Н8НИ8 разноглубинной системы обработки почвы резко повышали урожайность всех культур севооборота. Наивысшая продуктивность достигалась при использовании шестой технологии воспроизводства почвенного плодородия. В благоприятные по погодным условиям годы, когда культуры имели возможность наиболее эффективно использовать внесённые удобрения, урожайность по этой технологии превосходила контроль в 2.9 раз на ячмене (1993 г.) и в 3.2 раза на однолетних и многолетних травах (1994 г.). В среднем за ротации на этом варианте ежегодный прирост урожайности сельскохозяйственных культур превосходил контрольные значения на 2.81 т к.ед/га или на 111.9 У. при значении НС1^= 0,63 т к.ед/га или 13.2 У..

Применение идентичных агроприёмов в зернопропашном севообороте (5-ая технология) так же способствовало повышению продуктивности культур. Однако эта прибавка была несколько меньшей и составляла 2.40 т к.ед/га или 95.6 У.,

Промежуточные значения по урожайности культур занимают технологии, включающие в себя разноглубинную обработку почвы с углублением пахотного слоя до 30 см и внесением средних доз удобрений. Здесь урожайность культур повышалась в зернопропашном и зернотра-вянопропашном севооборотах соответственно на 52.6 и 71.3 процентов (при НСР^г 13.2 /.).

Аналогичные закономерности изменения урожайности в зависимости от изучаемых технологий отмечались и в предыдущих четырёх ротациях севооборотов.

Увеличение продуктивности культур, как показали исследования нашего опыта, параллельно шло с повышением качественных показателей продукции. Наибольший выход клубней ценных фракций наблюдается на шестой (С2,в.д.,Рг-40) технологии: более 80 г - 57,4 У.. от 80 до 40 г - 28.2 У.. На первой (контрольной) технологии соот-

ветствующие показатели составили 44.7 и 25.4 X. Выполненность семян зерновых культур на почвах с высоким уровнем плодородия била значительно выше, чем на вариантах с низкоплодородной почвой. Так масса 1000 зёрен ячменя на шестой технологии составляла 40.0 г. а на контрольной 39.6 г.

Таким образом, рациональное сочетание различных агроприёмов в технологиях, позитивно изменяя показатели плодородия, одновременно способствуют активизации физиологических процессов в растениях. их лучшему росту и развитию, что ведёт к получению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур с отличным качеством.

Экономическая и энергетическая сценка различных технологий воспроизводства плодородия серых лесных почв. Анализ экономической эффективности различных технологий выявил преимущество трёх, базирующихся на севообороте с клевером. Это положение подтверждается расчётами условно-чистого дохода, величина которого по всем азич.эемям технологи«! п?ввивал? ксн~-рольннй вариант. Однако показателем прс.изьплсвп

является его рентабельность, Чпоррнь прнтлбмьноств к ляитр Зал самим высоким на четвертой 82.1; десттехнологиях Я4. превышая контроль на 55.5 и 57 .2 Немногп чияр гынтдб? лт.ногт;. зафиксирована на пятой 82.0 У, и второй 55.2 технологиях. •

В последние годы всё более актуальной становится энергетическая оценка применяемых приёмов. Расчёт энергетической эффективности выявил негативные стороны в первой и второй технологиях, где хозяйственно-ценная часть урожая формируется не за счёт применяемых агроприёмов. а за счёт почвенных запасов гумуса. Поэтому в первой технологии коэффициент энергетической эффективности имеет отрицательное значение. Наибольших значений коэффициент энергети-

ческой эффективности достигает на 4,5 и 6 технологиях Сот 3.91 до 4.56). То есть по этим вариантам энергия накопления в хозяйственно-ценной части урожая превышает совокупную энергию затрат на технологию в 3-4 раза. ' - "

ВЫВОДЫ

1. Анализ данных научных учреадений, госсортоучастков, сельскохозяйственного производства свидетельствует о том, что в условиях южной части Нечернозёмной зоны России приход ФАР позволяет получать урожаи зерновых культур на уровне 9.0-10,0 т/га, средняя влагообеспеченность - 4.5-5.0 т/га, а современный уровень естественного плодородия только 1.0-1.7 т/га. Это показывает, что для получения высоких и устойчивых урожаев первоочередной задачей является разработка и применение научно обоснованных мероприятий по повышению уровня плодородия почв,

2. При проведении длительного стационарного многофакторного опыта установлено, что различные агроприёмы ( севооборот, удобрения и обработка почвы), повышающие плодородие почвы, усиливают своё действие при совместном рациональном их применении. Поэтому для расширенного воспроизводства плодородия и одновременного регулирования агрофизических, агрохимических и биологических свойсте почвы необходимо применять не-разрозненные эпизодические агролри-ёмы, а научно обоснованные комплексные технологии.

3. На создание благоприятных для растений агрофизических показателей плодородия серых лесных тяжелосуглинистых почв первостепенное влияние оказало систематическое длительное применение технологий воспроизводства почвенного плодородия, включающих в се бя севооборот с клевером, систему удобрений со средними и высоки-

ми дозами, переменную по глубине и способам систему основной обработки почвы с углублением пахотного слоя до 30 и 40 см.

Севооборот с клевером повышал количество водопрочных агрегатов на 2,0-5.3 У. в слое 0-20 см и на 1.0-4.9 У. в слое почвы 20-40 см по сравнении с зернопропашным. При внесении средних и высоких доз удобрений, а также при углублении пахотного слоя до 30 и 40 см их количество возрастало более чем в два раза. На этих вариантах содержание водопрочных агрегатов составляло 34.7-44.8 У., а разница между слоями почвы практически исчезла.

Плотность почвы в среднем за вегетацию культур в слое 0-40 см по интенсивным технологиям воспроизводства плодородия для картофеля находилась в пределах 1.13-1.20, яровых зерновых культур 1.19 -1.24. озимой пшеницы 1.27-1,29 г/см^. что соответствует оптимальным параметрам на данном типе почв.

Влагообеспеченность растений улучшалась с повышением уровня плодородия почвы за счёт увеличения количества продуктивной влаги,

4. В регулировании агрохимических показателей плодородия почв в изучаемых технологиях ведущее значение принадлежит совместному применению органических и минеральных удобрений, однако эффективность их сопряжена с видом севооборота и обработкой почвы.

Применение технологий воспроизводства почвенного плодородна с внесением средних и высоких доз удобрений в среднем за пятую ротацию севооборотов увеличивало содержание нитратов в почве на 7-20 мг/'1 кг абс, сухой почвы, подвижных форм фосфора на 4-13 и калия на 7-14 мг/100 г почвы. Кроме того, увеличивались сумма поглощённых оснований и степень насыщенности основаниями, величина рН приближалась к нейтральным значениям.

5. Большее поступление органического вещества и равномерное его распределение по профилю почвы на вариантах с интенсивными

технологиями повышало содержание гумуса от 1,12 до 5.40 т/га за пятую ротацию севооборотов. Использование этих технологий увеличивало заселённость почвы полезной микрофлорой, активизировало микробиологические процессы и усиливало более чем в два раза общую биологическую активность во всём пахотном слое.

6. Уровень плодородия почвы и технологии, повышающие его, оказывают прямое влияние на эффективность фотосинтетических процессов, протекающих в сельскохозяйственных культурах. Чистая продуктивность фотосинтеза растений и его продолжительность была выше

на почвах с высоким уровнем плодородия. А коэффициент использования ФАР ячменя ( 1993 г.) увеличился от 0.63 на контроле до 1.86 У. на наиболее интенсивной технологии.

7, Комплексные технологии повышения почвенного плодородия оказывали позитивное влияние на агроценозы, повышая устойчивость куль турных растений ко многим возбудителям болезней и вредителей. Эти технологии также снижали токсичность почвы на 7-14 У. в слое 0-20 см и на 9-24 У. в слое 20-40 см.

8. Использование технологий с включением в севооборот многолетних трав и применением рациональной разноглубинной обработки почвы с углублением пахотного слоя до 30 и 40 см позволяет сократить численность сорняков до уровня, не превышающего экономического порога вредоносности, а значительную часть семян сорних растений перевести в нижнюю часть пахотного горизонта, не пригодного для их прорастания.

Инргрннр органических и минеральных удобрений незначительно повышает численность сорняков, однако степень их вредоносности не увеличивается за счёт большей конкурентной способности культурных растений.

9, Эффективность технологий воспроизводства почвенного плодо-

родия по влиянию на урожай в значительной степени определялась биологическими особенностями культур и метеорологическими условиями года. Урожайность сельскохозяйственных растений зависела от отдельных агроприемов, но в болыгей степени от их рационального сочетания. Наибольший выход основной продукции был получен по технологии. включающей в себя зернотравянопропашной севооборот, внесение высоких доз. органических и минеральных удобрений и применение разноглубинной основной обработки почвы с углублением пахотного слоя до 40 см. Здесь в среднем за пятую ротацию ежегодный выход продукции составил 5.31 т к,ед./га. что превышает контроль на 2.79 т к.ед./га или 110.7 '/., при значении НСРР5-0.583 т к.ед./га или 14.1 7.,

10. Экономически и.энергетически выгодными являются технологии, включающие в себя севооборот с клевером, системы органических и минеральных удобрений со средними и высокими дозами, переменные по глубине и способам системы основной обработки почвы с углублением пахотного слоя до 30 и 40 см. Чистый доход по этим вариантам составил 1-168.3 - 1458.9 тыс.руб./га. что на 843.7 -

- 1134,3 тыс,руб./га превышает контрольные значения.

Эти технологии являются энергосберегающими, так как коэффициент энергетической эффективности, определяющий отношение совокупной энергии затрат к потенциальной энергии произведённого продукта, по этим технологиям был наибольшим и составил 4.05 - 4.56.

11. Разработанные и рекомендованные технологии расширенного воспроизводства плодородия серых лесных почв позволяют достичь средний 2.5-4.0 т к.ед./га и высокий 4.1-8.0 т к.ед./га уровень урожайности полевых культур и могут быть использованы хозяйствами с различными экономическими ресурсами и материальной базой.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Результаты наших исследований позволяют сделать следующие рекомендации для хозяйств южной части Нечерноземья, расположенных на серых лесных почвах:

1. Для расширенного воспроизводства почвенного плодородия серых лесных почв и одновременного регулирования агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы необходимо применять не разрозненные эпизодические агроприеыы, а научно обоснованные комплексные технологии.

2. Сельскохозяйственным предприятиям,.имеющим почвы с низким уровнем плодородия и ограниченные производственные ресурсы, в качестве переходной модели рекомендуется применять технологию, включающую севооборот с клевером, систему со средними дозами органических и минеральных удобрений, периодическое известкование, заделку соломы и систему разноглубинной обработки почвы с углублением пахотного слоя до 30 см. Такая технология обеспечивает средний уровень урожайности в диапазоне 2.5-4.0 т к.ед. с гектара.

3. В хозяйствах, имеющих высокоокультуренные земли и развитую производственную базу, следует применять наиболее интенсивную технологию воспроизводства плодородия почвы, включающую севооборот с клевером, систему высоких доз органических и минеральных удобрений с периодическим известкованием и внесением соломы, использование системы разноглубинной обработки почвы с углублением пахотного слоя до 40 см. Эта технология позволяет комплексно регулировать все показатели почвенного плодородия и получать урожай сельскохозяйственных культур на уровне 4.1-6.0 т к.ед./га.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Биологизация земледелия - фактор ресурсосбережения и сох-мнения плодородия почв. - Рекомендации. Рязань, 1994, -30 е.,

п соавторстве).

2. Методы создания мощного культурного пахотного слоя серых юсных почв. - Информационный листок Рязанского ЦНГИ N 68-94 (в ¡одвторстве).

3. Технологические модели плодородия почв. - Информационный шеток Рязанского ЦНТИ N 69-94 (в соавторстве).

4. Зависимость урожайности ячменя от чистой продуктивности фотосинтеза на почвах различной степени окультуренности. - В сб. )оуч. тр. по агрономии, посвящёном 150-летит со дня рождения П.Й. (остычева. Рязань, 1395, с.55-56 (в соавторстве).

5. Продуктивность пропашного звена в зависимости от вида сэ-юопорота, обработки почвы и удобрений. - В сб. науч. тр. по аг-зономии, посвященном 150-летии со дня рождения П.Й.Костычева. Рязань, 1995, с.57-58 (в соавторстве).

6. Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий воспроизводства почвенного плодородия в сельскохозяйственных предприятиях Рязанской области. - Рекомендации. Рязань, 1995,(в соавторстве).

Подписано в печать 31.10.96. Тираж ЬО экз. Формат 64 х ЬО 1/16. Печ.л. 1,5.Заказ №

Р./. ЗНИИ коневодства Рыбновский р-н Рязанской обл.