Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние различных способов и глубины обработки почвы на плодородие чернозема обыкновенного и урожайность ячменя и подсолнечника

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние различных способов и глубины обработки почвы на плодородие чернозема обыкновенного и урожайность ячменя и подсолнечника"

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ЗАЩИТЫ ПОЧВ ОТ ЭРОЗИИ

Р Г 8 ОД

На правах рукописи

~ Ц / 4 * ^

ГАРМАШОВ Владимир Михайлович

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ И ГЛУБИНЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО И УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ И ПОДСОЛНЕЧНИКА

Специальность 06.01.01. — общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

КУРСК — 1993

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени научно-следовательском институте сельского хозяйства Цептрально-Черноз! пой полосы им. В. В. Докучаева в 1988—¡1091 гг.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук А. Ф. Витер

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук Н. И. Картамышев, кандидат сельскохозяйственных наук Н. Ф. Гончаров.

Ведущая организация — Воронежский Государственный Аграр!: Университет имени К. Д. Глинки.

Защита диссертации состоится » ¡Л-_199;:

т?

в/3 часов на заседании специализированного совета Д.020.61.ОГ :

Всероссийском научно-исследовательском институте земледелия и за! ты почв от эрозии.

Просим Ваши отзывы в двух экземплярах присылать по адрс 3050*21, г. Курск, ул. К. Маркса, 70-6, ВНИИЗ и ЗПЭ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « » 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат технических наук _ _ В. А. Незнан

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Аагуаяьяодть гамц. Применяемые в земледелии внсокоинтевоиа-вые энергоемкие системы обработки почвы способствуют чрезмерному уплотнении л распылению почвы, что приводят к ухудшены) агрофизических свойств, нарушению сбалансированности процессов синтеза и минерализации органического вещества, усилению эрозионных процессов, снижению ее плодородия и урожайности сельскохозяйственна! культур.

В настоящее время наблвдается стремление оптимизации агрофизических, биологических и агрохимических режимов почвы, которое осуществляется применением новых приемов обработки с использованием чизелей, орудий типа "лараплау", стоек СибШЭ и др. Экспериментальных данных о влиянии этих обработок на плодородие чернозема обыкновенного и урожайность сельскохозяйственных культур в условиях Юго-Воогока ЦЧЛ практически нет. В связи с этим изучение изменения плодородия черноземов под влиянием новых приемов основной обработки, различавшихся по иятеасиввости и характеру воздействия на обрабатываемый слоя и поиск путей сокращения затрат ва . проведение основной обработки почвы является актуальной задачей, вмещай большое практическое значение.

Данная работа является одним из разделов отраслевой программы 1.02. задания - "Разработать эверго- и влагосберегзпцую систему основной обработки почвы, систему мер борьбы с сорняками и ма-тематическув модель состояния корнеобитаемого слоя о целы) обработки оптимальных технологий возделывания различных сельскохозяйственных культур" и выполнена в соответствии о тематическим планом научных исследований отдела земледелия НИИСХ ЩШ им. В.Б.Докучаева а течение 1988-^991 гг. Номер государственной регистрация СХ.86.0104463. ,

Цель и,задачи иссдедовдни^. В работе ставилась цель - изучить взаимосвязи и взаимозависимости изменения показателей плодородия черноземов под влиянием различных способов и глубины обработки почвы в сочетании с удобрениями. На основании полученных параметров почвенного плодородия осуществить прогноз изменения плодородия чернозема обыкновенного при применении новых орудий.

В программу исследований входило:

1. Установить влияние различных способов и глубины основной обработки на изменение агрофизических показателей обыкновенного чернозема;

2. Изучить изменение биологической активности почвы под влиянием отвального и безотвального способов обработки при различном характере к глубине воздействия на обрабатываемый слой;

3. Выявить влияние различных способов и глубины обработки в сочетании с удобрениями на содержание в почве элементов минерального литания, засоренность посевов и эффективность удобрений;

4. Установить оптимальные характеристики параметров плодородия, ■ позволящие получать наибольшую урожайность ячменя и подсолнечника, и на основании этого создать модель корнеобитаемого слоя на обыкновенном черноземе Юго-Востока ЦЧЛ.

5. Определить продуктивность сельскохозяйственных культур и дать экономическую и биоэнергетическую оценки их возделывания при различных приемах основной обработки почвы.

Научная новизна исследований. В условиях ЦЧП получены характеристики параметров комплекса показателей плодородия чернозема и изучено их измеиение при различной компоновке обрабатываемого слоя достигнутой применением: чизеля на глубину 20-22 ом и 45 см, орудия типа "параплау", стоек СибШЭ, минимальной обработки почвы и выявлено влияние этих обработок на засоренность посевов и про-

г?

дуитивяость ячменя я подсолнечника. Дано научяоо обоснование течения почвенных процессов и представлена модель оптимального корна-обпгаемого слоя, обеспечивающая получение максимальной продуятиэ-носги ячменя и подсолнечника в условиях Юго-Востока ЦЧД.

ЦрдцТДЧдская ценность работу. Результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать для хозяйств ЦЧП оптимальный способ и глубину основной обработки почвы, применение которых обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур при сокращении затрат труда и средств, препятствует деградация обыкновенного чернозема.

Заиидеш додмшя.

1. Оптимальные параметры основных показателей почвенного плодородия обыкновенного чернозема для ячменя и подсолнечника создаются при отвальной обработке на глубину 20-22 см. Безотвальные способы обработки при любой компоновке обрабатываемого слоя приводят к снижению биологической активности почвы и уровня азотного питания растений во второй половине вегетационного периода, повышению засоренности посевов, что способствует снижению урожайности возделываемых культур.

2. Увеличение глубины основной обработка свыше 20-22 см приводит к росту затрат и не оказывает положительного влияния на плодородие почвы и урожайность возделываемых культур.

3. Исключение основной обработки почва ведет к снижению процессов мобилизации эффективного а потенциального плодородия чер» позема, значительному росту засоренности посевов многолетними сорняками а снижению урожайности ячменя и подсолнечника.

Апаобашц работы. Основные положения диссертационной работа были доложены на заседаниях отдела земледелия ЮЯСХ ЮТ им. В.В. Докучаева (1959-1991 гг.), на заседаниях Пройденного и Ученого

Советов ЕШСХ ЦЧП им. В .В .Докучаева (I989-I99I гг.), на научно-практической хюаференцш колодах ученых Северного Кавказа (ЕЛО "Горное", 1988 г.), на Поволжской региональной научло-пракгичес-жой конференция молодых учэанх к специалистов (НИИСХ Юго-Востоха, 1989 г.), на зональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (НИИСХ ЦЧП хм; Б »В. Докучаева, 1991 т.)',

Езашааая иашима. ДССШРаама. Результаты исследований внедрены в ОПХ "Знамя Октябри" Таловокого района, Воронежской области, колхозе шелл Ленина Воробьевского района, Воронежской области и использована при, разработке оистем земледелия Воронежской области, системы ведения оельокого хозяйства Центрально-Черноземной зоны и рекомендованы для практического использования в колхозах и совхозах.

ЦуПпииятши- По теме диссертации опубликовано две работы.

QfoSM.a ахрувдда. дайщ. Работа изложена на 249 страницах машинописного текста, включает II раоунков и 37 таблиц, состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству, библиографического списка использованной литература 253 наименований, а т.ч. 17 иностранных, приложения с 22 таблицам?.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

t

Уэдодда д методика исследований. Исследования проводились в I988-I99I гг; на стационарных полях отдела земледелия НШСХ ЦТО им. В.В.Докучаева. Ошт заложен в 1987 году.

Почва опытного участка - чернозем обыкновенный среднемощный тяжелосуглин: стый со следующей агрохимической характеристикой слоя 0-40 см: рй солевой вытяжки - 7,02; гидролитическая кислотность - 0,49 мг-экв. на 100 г почвы; содержание гумуса - 6,84; общего азота - 0,277$; общего фосфора - 0,20%; общего налвя -1,85*.

Опит включает варианты: вспашку ПН-4-35 на глубину 20-22 см; вспашку двухъярусным плугом Щ-3-40 па глубину 20-22 см; вспашку ступенчатым плугом на глубину 20-30 см; вспашку Ш-^-35 на глубину 20-22 см + чизелевание ПЧ-2,5 па глубину 45 см; чизелевание ПЧ-2,5 на глубину 20-22 см; чизелевание ПЧ-2,5 на глубину 45 см; обработку орудием типа "параплау" на глубину 20-22 см; плоскорез-нов рыхление КПГ-250 на глубину 20-22 см; обработку почвы Ш-4-35 со стойками СабШЭ на глубину 20-22 см; без основной обработки почвы.

Полевой опыт заложен методом расщепленных делянок (с удобрениями и без удобрений)» Повторность опыта трехкратная, размещение делянок систематическое в грех ярусах. Размер деля.чск по обработке почвы - 720 м2, удобренной а неудобренной - 360 1?, учетной -200 м2, на ячмоно а 210 г? на подсолнечнике. Минеральные удобрения вносились под основную обработку почвы ло 60 кг/га ЛЕК.в д.в.

Наблюдения и анализы велись по двум культурам - ячмеага и подсолнечнику. Для посева использовались сорт ячменя - Одесский 100 п сорт подсолнечника - Воронежский 436.

Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур в опыте (кроме основной обработки почвы) - общепринятая в соответствия с "Системой земледелия Воронежской области" (1982).

Метеорологические условия а годы проведения исследований били различите. Погодные условия вегетационных периодов 1988 и 1989 годов били не совсем благоприятными для роста а развитая ячменя. Пониженные температуры з начала вегетации весной 1985 года и отсутствие осадков п наиболее важные для растений периоду з 19БЗ н 1989 годах отрицательно сказалась на урожайности ячменя. Вегетационные периоды 1990 п 1991 годов характеризовались теетерзтур-нш ре.*пмом близким к норме, с повяленным выпадением осадков; Про-

ведение исследований в контрастные по погодным условиям годы позволяет полнее оценить воздействие изучаемых факторов аа плодородие обыкновенного чернозема.

Исследования, наблюдения и анализы проводили следующими методами: плотность почвы - взятием проб с ненарушенным сложением с помощью патронов, влажность почвы - методом высушивания до поото-янного веса при температуре +Ю5°С, агрегатный состав почвы - прибором И.М,Бакшеева, содержание в почвенном воздухе СО2 - по методике ВНИИСХ микробиологии, выделение углекислоты по методу В.И. Штатнова, разложение клетчатки - по И.Б.Восгрову, А.Н.Петровой, баосинтех аминокислот - по методу Е.Н.Мипусхина, А.Н.Петровой, анализ основных физиологических групп микроорганизмов по методике ВНИИСХ микробиологии, активность инвертазы, уреазы, катапазы - по унифицированным методам А.Ш.Галстяна, активность пероксмдазы и полифенолоксидазы по Ф.ХДазиеэу, нитратный азот - спектрофотомет-рическим методом, подвижный фосфор и обменный калий - по Ф.В.Чири-кову, подвижные гуминовые кислоты - по методу И.В.Тюрина и H.A. Пайковой, засоренность посевов - количественным (весной) и количественно-весовым (перед уборкой) способами, корневые остатки методом взятия почвенных монолитов, урожай учитывали сплошным обмолотом комбайном поделяночно, данные урожайности приводили к стандартной влажности и 100^-ной чистоте.

Математическая обработка экспериментальных данных проводилась методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Агрофизические показатели при различных способах и глубине основной обработки почвы. Исследованиями установлено (табл. I), что рыхление почвы без оборота пласта, а также и увеличение глубины безотвального рыхления приводит к увеличению глыбистости и

Таблица I

Качественные показатели обрабатываемого слоя при различных способах и глубине основной обработки почвы (1988-1990 гг.),

Вариант опыта

!КпптА_!Пг>™ ¡Количество ¡Растительные

• рта ¡частиц «остатки на

1 0 15™, ! < 0,25 мм в ¡поверхности ! ¡НОСТЬ ;о_1(3 см слое ¡почвы

Вспашка на 20-22 см 84,2 49,4 3,2 2,1

Вспашка + чизвлеваниэ на 45 см 86,7 22,2 6,5 5,0

Чизолеванио на 20-22 см 77,2 26,2 4.1 54,3

Чизелевание на 45 см 71,6 13,1 4,2 67,5

Обработка параплау на 20-22 см 80,0 47,4 3,8 74,5

Обработка плоскорезом на 20-22 см 71,5 24,6 3,7 61,8

Обработка стойками СибШЭ на 20-22 см 74,2 30,3 3,5 61,4

Без основной обработка почвы 55,е - 7,2 100'

НСР05 8,9

уменьшению вспупенностп обрабатываемого слоя по сравнению с отвальной обработкой - вспашкой на 20-22 ом (контроль). Из безотвальных приемов обработки наименее глыбистый а наиболее вспученный слой создается пра рыхлении почвы орудием типа "парапллу". Сочетание вспааки с глубоким чизелеванием способствует наилучае-му кроаеншэ почвы, но при этом снижается вспушенность и повыаа-ется распыленность поверхности почвы.

Безотвальные обработки способствовала наибольшему сохранении растительных остатков на поверхности почвы 54,3-74,илл всего 0,34-0,61 т/га свежего органического вещества заделывалось в поверхностный слой почвы.

Отсутствие переиеаиван;л а взаимного переведения частей об-

райативаеиого слоя при безотвальных обработках и при исключении основной обработка обуславливает более крупно-глыбистое крошение, что праводат к увеличению твердости и плотности 0-40 см слоя почвы в начале вегетации растений. Из безотвальных приемов основной обработки чизелеваниа в меньшей степени приводит к возрастанию плотности почвы.

Увеличение глубины безотвальной обработки незначительно снижало плотность 0-40 см слоя почвы в начало вегетации по сравнению с безотвальными обрабогкадш на глубину 20-22 см и вспашкой. В последующие периода развития растений до всем изучаемым способам и глубинам обработки плотность 0-40 см слоя почвы находилась в пределах от 1,09 до 1,14 г/см3 - соответствовала оптимальным значениям дая сельскохозяйственных растений. Более высокая твердость почвы яри безотвальных обработках и при исключении основной обработки прсслеживаегся до конца вегетации растеялй.

Увеличение мовдосги обрабатываемого слоя до 45 см (вспашка в сочетании о глубоким чизелеванием и чизелевание на 45 см) снижало плотность почвы в подпахотном горизонте соответственно на 0,03 и 0,04 г/см3 и твердость почвы в слое 25-45 см на 2,2-7,8$ по сравнению с контролем.

Наблюдениями за динамикой почвенной влаги установлено, что различными способами и глубиной обработки обыкновенного чернозема на равнинных участках, существенно изменить водный режим невозможно. Однако, в начале вегетационного периода на глубоких обработках наблюдается тенденция увеличения запаса доступной влаги, что связано с несколько лучшим поглощением и меньшим испарением осадков в осенний период.

Водопрочность почвенных агрегатов, их динамику изучаемыми способами основной обработки существенно изменить не представля-

ется возможным.

Различные приемы основной обработки изменяя агрофизические показатели почий, оказивали существенное влияние на ее температурный ролшм. Б начале вегетационного периода безотвальные обработка приводили к повышению температуры почвы, что связано с лучшим прогреванием более плотного слоя почви. Исключение основной обработки способствовало наилучшему прогреванию почвы из всех изучаемых приемов обработки, в период всходы - кущение температура почвы на глубине 10 см в 20 см била на 1,1°С и 0,9°С выпе, чем на вспаханных делянках.

Увеличение глубина безотвальной обработки до 45 см и сочетание вспашка с глубоким чизолованием, на оказали существенного влияния на температурный реким почвы по сравнению с контролем. Корреляционным анализом показателей физических свойств почвы установлена прямая слабая связь мезду плотностью я температурой почвы и обратная связь ¡.'.езду тестера турой и владностью исследуешх слова.

Изменение биологических показателей при различных способах и глубине основной обработки почвы

Различное распределение органических остатков по профилю обрабатываемого слоя почвы и неодинаковые агрофизические условия, создаваемые различными способами и глубиной основной обработки, определяют интенсивность и направленность биологических процессов.

В года исследований безотвальные приеш обработки почвы приводила к снижению процессов разложения клетчатки во второй половине вегетационного периода (табл. 2). При отвальной обработке почвы отмечается максимальный уровень рззлохения целлкдозы а слое 0-40 см и разложение происходит равномерно в слое 0-20 и 20-40 см, что свидетельствует об активизации микробиологических процессов во всем 0-40 см слое, тогда как при безотвальных обработках при

Таблица 2

Влияш!" различных способов и глубины основной обработки почвы под ячмень на показатели биологической активности почаы (1986-1991 гг.)

Показатели

Способ обработки

Вспашка !Чизелева-!Чизелева-!Обработка ¡Обработка ¡Без осяов-на 20 - !ние на 20!ние на ¡параплау ¡плоскоре- ¡ной обра- 22 ом г-22 ом ! 45 см !яа 20-22см!зом на 20-!ботки ! ! ! ! -22 см ¡почвы

Разложение клетчатки в слое

С-40 см, % 17,8 15,1 16,7

Выделение С02 из почвы,

г/м2 за сутки 7,*0 6,6 6,8

(УДА + КАА) • (МПА : КАА) КАА

в слое 0-40 см 27,1 24,8 24,3

Минерализаторы гумуса в слое

0-40 см, млн. клеток 28,0 30,4 29,8

Концентрация С02 в почвенном воздухе на глубине 20 см (в

период созревания ячменя) 0,22 •• 0,13 0,14

16,4

6,6

25,2 35,6

15,4 16,8

6,6 6,5

19,6 22,1

33,0 30,3

0,14 0,16 0,16

любой компоновка обрабатываемого слоя целлшозораэрущапцая активность в слое 20-40 см снижается.

Не установлено положительного влияния обработки почвы без оборота плаота при любой глубине и компоновке обрабатываемого слоя на развитие основных групп микроорганизмов по сравнению со вспашкой. Безотвальные обработки приводят к незначительному увеличению микробиологической деятельности почвы в слое 0-10 см в первый период вегетации и снижению ее во всем 0-40 ом слов во второй половине вегетационного периода. К тому же, безотвальные обработки приводят к разнокачественности почвенного профиля по содержанию основных групп микроорганизмов по сравнению с обработкой с оборотом пласта. Сосредоточение органических остатков на поверхности почвы по безотвальным обработкам способствует размещению основной массы микроорганизмов а верхнем слое почвы (0-10 см) I Под ячменем количество микроорганизмов, развивающихся на МПА, при чизелевании на глубину 20-22 см в слое 0-10 см составило 36,65?, к слою 0-40 см, на глубину 45 см 29,3$, на варианте без основной обработки почвы -25,65?, тогда как по вспашке - 20,8$. Количество микроорганизмов, развивапцихся на КАА, по безотвальным обработкам в 0-10 см слое было в два-три раза выше; чем по вспашке.

Относительно равномерное перемешивание верхнего биологически активного слоя почвы и растительных остатков при вспашке, обеспечивает равномерное размещение микроорганизмов в пахотном с..''о, что создает более благоприятные условия для активизации и стабильности микробиологической деятельности в течение вегетационного периода.

Численность автохтонной микрофлоры, разлагаоцей гумусовые вещее? ез в оба срока определения била вше по обработкам почвы без оборота пласта. Под подсолнечником в период 2-4 пар настоящих

листьев количество минерализаторов гумуса в 0-40 см слое почвы при безотвальных обработках было ашзе - на 34,3-80,2^, чем по вспапше на глубину 20-22 см. Увеличение глубины безотвальной обработки не изменило установленной закономерности.

Судя по данным ферментативной активности почвы безотвальные обработки независимо от глубины проведения не способствуют активизации гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов; В этой связи по этим обработкам не отмечено увеличения содержания гуминовкх кислот в 0-40 см слое почвы. ,

В зависимости от приемов основной обработки находятся физические свойства почвы и активность микробного ценоза и, как следствие, состав почвенного воздуха. Результаты исследований (табл. 2), свидетельствуют, что применение безотвальных обработок и исключение основной обработки приводят к снижению оодержания углекислого газа в почвенном воздухе во второй половине вегетационного периода. В период от молочно-восновой до полной спелости ячменя по обработкам без оборота пласта и исключении основной обработки отмечаотря существенное снижение содержания С02 (НСР05 = « 0,08), обусловленное резкими изменениями влажности почвы в период вегетации, что приводит к пульсационной активизации микробиологической деятельности тесно, связанной с гидротермическими условиями.

Уменьшение концентрации углекислого газа в почвенном профиле приводило к снижению диффузии С02 в приземный слой воздуха. При безотвальных приемах обработки интенсивность продуцирования почвой углекислого газа сократилась на 2,8-5,7$ при исключении основной обработки - на 7,15? (табл. 2). Увеличение глубины безотвальной обработки и сочетание вспашки с глубоким чизелаванием также не способствуют увеличению содержания в почвенном воздухе

и продуцирования С02 по сравнению с контролем.

Динамика подвижных элементов питания при различных способах и глубине основной обработки почвы

Различная активность микробиологических процессов в зависимости от приемов обработки оказали влияние на содержание элементов минерального питания в почва.

Исследованиями установлено, что в начале вегетации растений способы и глубина основной обработка почвы оказывала незначительное влияние на содержание нитратного азота в исследуемых слоях, но с середины вегетационного периода и до созревания ячменя и подсолнечника безотвальные приемы и исключение основной обработки приводят к снижению содержания нитратного азота а почве по сравнению со вспашкой на 20-22 см. В период колошения ячменя снижение, соде ржания нитратного азота в 0-40 см слое почвы при безотвальных обработках по сравнению с контролем составило 8,6-20,1$, при исключении основной обработка - 15,8$, в период созревания соответственно 5,4-10,1$ и 11,1$.

Увеличение глубины безотвальной обработки и сочетание вспашки с глубоким чизелеванием не оказывало положительного влияния на азотный режим почзы.

■ Внесение минеральных удобрений повидало содержание нитратного азота в почве. ЭЭДскс от внесения удобрений по безотвальным обработкам и при исключении основной обработки был ниже, чем на контроле (вспашке на 20-22 см).

Не установлено устойчивой закономерности в динамике содержания аммиачного азота в 0-40 см слое почвы в зависимости от способов и глубины основной обработки, что обусловлено участием в процессах аммонификации сложного комплекса микроорганизмов способ-

Таблица 3

Влияние способов и глубины основной обработки в сочетании с удобрениями на содержание №-)Ю3 в слое почвы 0-40 см под ячменем (1988-1991 гг.), мг на I кг абс. сухой почвы

Вариант опыта

! Колошение ! Созревание

!о удобре!без удоб!с удобре!без удоб-I киями ¡решш !ниями ! рений

Вспашка на 20-22 см (контроль) 10,44 9,94 14,88 12,41

Вспашка + чизелование на 45 см 9,56 9,27 13,28 11,72

'тпзелевание на 20-22 см 9,52 9,03 12,25 11,41

Чизелование на 45 см 9,58 9,10 11,91 11,37

Обработка параплау на 20-22 см 9,22 9,09 11,71 11,67

Обработка плоскорезом на 20-32 см 9,24 7,94 11,80 11,74

Обработка стойками СибИМЭ на 20-22 см 8,53 8,44 12,16 11,16

Без основной обработка почвы 8,66 8,37 II,46 11,03

НСР,

05

обра бот почвы

удобрение

частный эффект

главный эффект

частный эффект

главный эффект

1,81 1,28

.1,40 0,49

2,13 1,50

1,67 0,59

пых работать в широком диапазоне агрофизических условий;

Содержание подвикного фосфора и обменного калия в меньшей степени зависит от воздействия различных приемов основной обработка почвы. Однако, в результате применения различных способов обработки происходит перераспределение доступных форм фосфора и калия в почвенном профиле. Сосредоточение в верхней части (0-10 см) почвенного профиля растительных остатков и удобрений при

»

исключении основной обработки и безотвальных обработках независимо от глубины привело к увеличении содержания подвижных форм Р2О5 и 1^0 в верхнем слое (0-10 си) и снижения в нижних слоях (20-30 и 30-40 см), что сказывается на доступности элементов минерального питания корням растений. Так, безотвальная обработка почвы орудием типа "параплау" (аналогично плоскорезом и стойками СибШЭ) привела к увеличению содержания Р^О^ и К2О на удобренном фоне в слое почвы 0-10 см соответственно до 30,75? и 33,05? в ? к слою 0,40 см, а исключение основной обработка до 32,4? и 39,1?, тогда как при отвальной обработке содержание фосфора а калия в верхнем слое почвы составило 26,0? и 28,7? (х слою 0-40 см).

Безотвальные приемы и исключение основной обработки снижали эффективность вносимых удобрений по сравнению о отвальной обработкой, при которой происходит заделка и равномерное распределение их в обрабатываемом слое. Превышение содержания обменного калия в 0-40 см слое почвы в сравнении о соответствующими неудобренными вариантами составило по шгоскорезной обработке - 7,9?, по рыхлению стойками СибШЭ - 4,9?, при исключении основной обработки - 7,6?, тогда как по вспашке - 12,1?.

Засоренность посевов в зависимости от приемов и глубины основной .обработки почвы

Различная компоновка обрабатываемого слоя с оборотом пласта и без оборота оказывает значительное влияние на засоренность посевов. Исключение основной обработки почвы и формирование обрабатываемого слоя безотвальными орудиями приводит к увеличению засоренности посевов однолетними и многолетними сорняками в количественном и весовом отношении по сравнению со вспашкой. Воздушно-сухая масса сорняков по обработкам почвы без оборота пласта превышала массу сериякоЕ по вспашке.на 55-122?, в том числе по много-

летним сорнякам от 2 до 4 раз. Особенно сильно увеличивается засоренность посевов многолетними сорняками при исключении основной обработки почвы. Более высокая засоренность посевов многолетними сорняками по безотвальным обработкам и при исключении основной обработки обусловлена отсутствием оборота пласта, слабым кро-шонием почвы и малым травмированием корневой системы сорняков. Засоренность посевов - это одна из причин снижения урожайности возделываемых культур.

При всех обработках почвы без оборота пласта независимо от глубины засоренность посевов била примерно на одном уровне.

Влияние различных способов и глубины обработки почвы . в сочетании с удобрениями на продуктивность сельскохозяйственных культур .

Кооцевзя шсса возделываемых растений. Исключение основной обработки и безотвальные рыхления почвы независимо от глубины, характера и интенсивности воздействия на обрабатываемый слой приводят к незначительному уменьшению корневой системы ячменя в слое 0-40 см. Уменьшение общей массы корней обусловлено снижением их количества а слое 20-40 см. При отвальной обработке воздушно-сухая шсса корневых остатков в слое 20-40 см была 4,17 ц/га, а при безотвальных она находилась в пределах от 3,09 ц/га при рыхлении орудием типа "параплау" до 3,46 ц/га при чизелевании на 20-22 см.

Различные приемы основной обработки оказывали влияние и на распределение корней по почвенному профилю. Применение безотвальных обработок приводит к локализации корневой системы в поверх-костных слоях почвы. Если принять количество корней ячменя в слое 0—10 см за ICGi, то при обработке плоскорезом в 0-10 см слое находится 45,65 корневых остатков, при чизелевании - 43,C;i, что бальзе чем при отвальной обработке соответственно на 9,4? и 6,62. Сочета-

няе вспашки с глубоким чизелованием незначительно увеличивает корневую массу п слое 20—10 см, что связано о улучшением водно-воздушного режима а биологической активности подпахотного слоя почвы.

В условиях недостаточного увлажнения пересыхание верхнего слоя при безотвальных приемах и при исключении основной обработки ведет к снижению урожайности возделываемых культур из-за слабого использования сосредоточенных гам элементов питания.

Урож^йцость ячменд л подсолнечника. Различные приемы основной обработки изменяя показателя почвенного плодородия, оказывали влияние на урожайность возделываемых культур (табл. 4). В среднем за четыре года применение безотвальных обработок почвы независимо от глубины, характера и интенсивности воздействия на.обрабатываемый слой приводит к некоторому снижению урожайности ячменя при внесении удобрений и без них по сравнению с отвальной обработкой. Снижение урожайности ячменя при применении чизелэвания на глубину 20-22 см независимо от фона удобренности составило -7,0$, обработки почвы орудием типа "параплау" - 7,8$, плоскорезного рыхления и обработки стойками СибШЭ - 6,4$ и 7,6$. Хотя, а неблагоприятные годы с низкими положительными температурами в начале вегетации ячменя а с равномерным выпадением осадков в течение летнего периода (1968 г.) по безотвальным обработкам иногда формируется урожай ячменя несколько выше, чем по вспааше. Как правило, это годы с невысоким фоновым урожаем. В типичные по погодным условиям для зоны годы (1990 г.), с высоким уровнем урожайности применение безотвальных приемов обработки почвы приводит к существенному снижению урожайности ячменя. Отказ от основной ■ обработки почвы приводит к резкому снижению продуктивности ячменя.

Способы основной обработки почвы оказывают влияние и на качество получаемой продукции. По безотвальным приемам и при исклю-

Таблица 4

Урожайность ячменя (1988-1991 гг.) и подсолнечника (1989-1991 гг.) при различных способах и глубине основной обработки почвы, т/га

! Ячмень ! Подсолнечник

Вариант опыта !------------------

!с удобре!без ^доб'.о удобре!без удоб-!ниями. ¡рении !ниями .¡рений

Вспашка на 20-22 ом (контроль) 2,66 2,18 2,62 2,48

Вспашка двухъярусным плугом на 20-22 см 2,62 2,10 2,55 2,39

Вспашка ступенчатым плугом на 20-30 см 2,62 2,06 2,57 2,39

Вспашка +■ чизелевание на 45 см 2,51 2,05 2,56 2,40

Чизелевание на 20-22 см 2,55 1,95 " 2,50 2,42

Чизелевание ва 45 см 2,53 2,02 2,49 2,37

Обработка параплау на 20-22 см 2,51 1,96 2,43 2,23

Обработка плоскорезом на 20-22 ом 2,52 2,01 2,43 2,40

Обработка отойками СибШЭ на 20-22 см 2,54 1,94 2,45 2,34

Без основной обработки почвы 1,69 1,18 2,05 1,97

частный • обра- я®ви 0,64 0,30

богка главный эффект 0,45 0,21

НСР05 . частный удоб- э®вкт рение главный эффект 0,31 0,10 0,11 0,03

чеши основной обработки прослеживается тенденция снижения содержания белка в зерне ячменя.

За годы исследований применение обработок почвы без оборота пласта приводило х снижению урожайности подсолнечника по сравнении с отвальной обработкой. На фоне без удобрений, где эффект непосредственно от обработки почвы прослеживается наиболее четко, обработка плоскорезом снизила урожайность подсолнечника по срае-

нению со вспашкой - на 3,2?, стойками СибИМЭ - на 5,6?, орудием типа "параплау" - на 10,1?. При математической оценке способов обработки независимо от фона удобреннооти по рыхлению почва орудием типа "параплау" получено достоверное снижение урожайности подоолнечника. Из безотвальных приемов обработки чизелевание в меньшей степени снижает урожайность подсолнечника.

Увеличение глубины безотвальной обработка и сочетание вспашки с глубоким чизелеванием не оказывало существенного влияния на продуктивность подсолнечника.

Отказ от основной обработки в среднем за годы исследований приводил к существенному снижении урожайности подсолнечника на удобренном и неудобренном фонах, хотя во влажные годы при хорошем качестве предпосевной подготовки и незначительной засоренности посевов урожайность подсолнечника снижалась незначительно.

За годи исследований безотвальные приемы обработки снижали эффективность взаимодействия обработки и удобрений по сравнению с отвальной обработкой на глубину 20-22 см.

Вскрытие закономерности течения почвенных процессов по изучавши обработкам на черноземах дают основание считать, что отвальная обработка почвы на глубину 20-22 см создает оптимальные почвенные условия для формирования максимальной продуктивности возделываемых культур, о высоким качеством получаемой продукции. Это позволяет принять за оптимальную модель хорнеобитаемого слоя на обыкновенном чернозема юго-востока ЦШ обрабатываемый слой, созданный отвальной обработкой на глубину 20-22 см.

Экономическая эффективность и биоэнергетическая оценка различных способов и глубины основной обработки почвы

Применение безотвальных приемов обработки, хотя и приводит к снижению прямых затрат на гектар посева в срапнонии со вспаш-

кой на такую же глубину, но в результате снижения уротайности себестоимость продукции возрастает и снижается уровень рентабельности. При возделывании ячменя уровень рентабельности снижается на 7,8-17,7$, при возделывании подсолнечника на 5,0-26,0$ (в ценах 1991 г.).

Увеличение глубина безотвальной обработки почвы и сочетание вспашки с глубоким члзелевааием требует дополнительных затрат, но не способствует повшению урожайности возделываемых культур, что приводит к увеличению себестоимости продукции и снижению уровня рентабельности.

При исключении основной обработки почвы прямые затраты минимальные, но значительное снижение урожайности возделываемых культур приводит к росту себестоимости продукции.

Безотвальные приеш основной обработки почвы, хотя и являются более энергоэконошчными, но в связи со снижением урожайности возделываемых культур и получением меньшей валовой энергии в урожае экергетическн менее выгодны, чем отвальная обработка. Коэффициент энергетической эффективности возделывания ячменя по чизелеванию на глубину 20-22 см был - 2,03, по обработке орудием типа "параплау" - 2,10, рыхлению стойками СибШЭ - 2,07, тогда как по вспашке на 20-22 см - 2,22.

Увеличение глубины безотвальной обработки, а также сочетание вспазки с глубоким чизелеванием требует дополнительных за-трг т энергии, но не увеличивает урожайность - валовую энергию в урожае, что приводит к снижению энергетического коэффициента.

Исключение основной обработки почвы умвньпаот затраты энергии на гектар посева, но снижение урожайности ячменя и подсолнечника приводит к снижению окупаемости затрат совокупной энергии знэргкой, накопленной в урожае. Энергетический коэффициент

при возделывании ячменя по необработанной почве был на 36,95? ниже, чём по вспашке и на 35,чем по плоскорезному рыхлению.

С биоэнергетических позиций безотвальные способы обработки чизелем, орудием типа "параплау", плоскорезом, стойками СибИМЭ являются менее выгодными приемами основной обработки почвы под ячмень и подсолнечник по сравнению о отвальной обработкой.

В условиях ЦЧП экономически и биоэнергетически наиболее эффективной основной обработкой почвы под ячмень и подсолнечник является отвальная обработка на глубину 20-22 см, которая обеспечивает получение максимального условно чистого дохода при минимальной себестоимости продукции и имеет наибольший энергетический коэффициент.

ВЫВОДЫ'

1. Безотвальные способы обработки почвы приводят к более вруп-но-глыбистому крошению и меньшей вспушенности обрабатываемого слоя по сравнению с отвальной обработкой. Из безотвальных обработок наименее глыбистый и наиболее вспушенный обрабатываемый слой создается при рыхлении почвы орудием типа "парадизу".

Увеличение глубины безотвальной обработки приводит к увеличению глыбистости по сравнению с такой же обработкой на глубину 2022 см.

2. Безотвальные способы основной обработки сосредотачивают основную массу растительных остатков на поверхности почвы, что ведет к дифференциации пахотного слоя по содержанию элементов минерального питания растений, биологической активности, в конечном счете это приводит к угнетению биологических.процессов, особенно,, в засушливые периоды. При безотвальных обработках более интенсивное разложение органических остатков в осенний период приводит к

н ерациональному использованию элементов минерального питания и снижению мобилизационных процессов в течение вегетации культурных растений.

3. Применение различных способов основной обработки не оказывает существенного влияния на изменение агрофизических характеристик сложения почвы и режим влажности чернозема обыкновенного в течете всего периода вегетации культурных растений. Но безотвальные рыхления независимо от степени крошения и вспушенносги обрабатываемого слоя приводят к повышению твердости почвы по сравне-яию с отвальной обработкой. Исключение основной обработки увеличивает плотность и твердость почвы.

Интенсивная обработка - вспашка в сочетании с чизелеванием' на глубину 45 см оказывает отрицательное влияние на структуру почвы, вызывая распыление верхнего слоя (0-10 см).

Увеличение глубины рыхления способствует незначительному снижению плотности и твердости 0-40 см слоя почвы.

4. Безотваль. обработки обуславливают лучшее, прогревание обрабатываемого слоя почвы в начальные периоды вегетации, что по- -ложительно сказывается на росте и развитии растений в холодные весны. . •

5. Во второй половине вегетационного периода безотвальные приемы обработки чизелем, орудием типа "параплау", плоскорезом, стойко'и; СибИАЭ на глубину 20-22 см приводят к снижению микробиологической активности 40 см слоя почвы (особенно в нижней части) по сравнению со вспашкой.

6. Безотвальные способы независимо от глубины обработки и исключение основной обработки снижают содержание нитратного азота в почве по сравнению со вспапкой. Наложение глубокого чизслевания на фог еспэ^х не оказывало положительного влияния на азотный ре-

Применение различных способов и глубины основной обработки почвы и ее исключение существенно не изменяют содержание доступного фосфора и обменного калия в 0-40 см слое.

. Безотвальные приемы основной обработки, неперемешивавдие обрабатываемый слой и аккумулируюциэ основное количество удобрений в поверхностном слое приводят к гетерогенности 0-40 сантиметрового горизонта - локализации подвижных форм фосфора и калия в поверхностном слое почвы, что способствует сосредоточению корневой системы растений в поверхностном слое, это ухудшает условия роста и развития растений в засушливые периоды и отрицательно сказывается на урожайности возделываемых культур.

7. Исключение основной обработки почвы и безотвальные обработки независимо от глубина рыхления, из-за отсутствия оборота пласта приводят к увеличению засоренности посевов отнолетними и многолетними сорняками. Изучаемые приемы обработки почвы по возрастанию засоренности посевов можно расположить в следующем порядке: вспашка на глубину 20-22 см, сочетание вспашка с глубоким чи-зелеванием; чизелевание, рыхление орудием типа "параплау", плоскорезом, стойками СибИМЭ; без основной обработки почвы.

8. Наиболее благоприятные условия'почвенного 'плодородия, обеспечивающие получение' максимальной продуктивности ячменя и подсолнечника в условиях ЦЧП, складываются при отвальной обработке на глубину 20-22 см.

Чизелевание на глубину 20-22 см практически не снижает урожайность подсолнечника в сравнении с контролем, однако, экономически и энергетически целесообразна обработка почвы с оборотом пласта - вспашка на глубину 20-22 см.

9. За оптимальную модель корнеобитаемого слоя обыкновенного чернозема Юго-Востока ЦЧП по агрофизическим показателям можно при-

нять обрабатываемый слой, созданный отвальной обработкой на глубину 20-22 см.

Ю. В условиях ЦЧП экономически и энергетически наиболее эффективной основной обработкой почвы под ячмень и подсолнечник является отвальная обработка почвы на глубину 20-22 см.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДНЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССВДОВШЙ НА ПРАКТИКЕ

Наиболее экологически безопасным, экономически и биоэнергета-чесхи обоснованным способом основной обработки чернозема обыкяо-е лного в севообороте под ячмень и подсолнечник является отвальная обработка почвы на глубину 20-22 см.

На чистых от сорняков полях под подсолнечник, как альтернатива вспашке может применяться рыхление почвы чизелем на глубину 20-22 см.

Полученные данные могут быть использованы для совершенствования теоретических основ и обоснования приемов основной обработки, способствующих сохранению плодородия обыкновенного чернозема.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Влияние способов обработки на питательный режим черноземов.

Информационный листок № 51-89. УЖ 631.51 Северо-Осетия-ский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды.

2. Влияние приемов основной обработки почвы на изменение эффектив-

ного плодородия чернозема обыкновенного /в соавторстве с А.5.Витероы/ (в печати).