Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ПО ИНТЕНСИВНОСТИ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ, УДОБРЕНИЙ И ГЕРБИЦИДОВ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ГЛЕЕВАТОЙ ПОЧВЫ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ПО ИНТЕНСИВНОСТИ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ, УДОБРЕНИЙ И ГЕРБИЦИДОВ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ГЛЕЕВАТОЙ ПОЧВЫ"

-ЗЦШ-

На правах рукописи

ВОРОНИН Александр Николаевич

Влияние разных по интенсивности систем обработки, удобрений и гербицидов на агрофизические свойства дерново-подзолистой глееватой почвы

Специальность 06.01.01 — общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2007

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный р}Ководитель: Заслуженный деятечь науки Российской

Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Смирнов Борис Александрович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки Российской

Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Баздырев Геннадий Иванович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Ж|(ляев Александр Михайлович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Московский государственный

агроинженерный университет имени В П Горячкина

Защита состоится « » 2007 г. в «Л£> » часов на заседании

диссертационного совета К 220 043 01 при ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К А Тимирязева Адрес 127550, г Москва И-550, ул Тимирязевская, 49, тел /факс 976-24-92 Учёный совет ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА им К А. Тимирязева и на сайте www timacad ru

Автореферат разослан «Zfi> ^bjj 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных на>к, доцент

Тази на Н.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия, базирующиеся на энерго-ресурсосбережении и экологической сбалансированности, в настоящее время не имеют альтернативы. Подбор культурных растений, сортов и разработка научно-обоснованных технологий, наилучшим образом приспособленных к агроландшафтным территориям и их элементам, характеризующимися однородностью почвенного покрова, обусловленного почвообразовательным процессом — одна из главных задач современной агрономической науки.

Дерново-подзолистые глееватые почвы, занимающие только в Ярославской области каждый шестой гектар пашни, имеют важное страховое значение, особенно в засушливые годы.

Физические свойства почв являются проявлением сущности протекающих в почвах процессов, критерием их плодородия или деградации. Механические элементы и структурные отдельности почв являются матрицей, на которой протекают все физико-химические процессы, развитие корневых систем, поглощение ими элементов минерального питания (В.И. Савич и др., 2002).

В научном земледелии до сих пор не сложилось единого мнения о влиянии систем обработки почвы, фонов удобрений и гербицидов на агрофизические свойства, что обусловлено различными почвенными условиями. Этот вопрос в основном изучался на почвах нормального увлажнения. На глееватых почвах, формирующихся в условиях временного избыточного увлажнения, которые в Нечерноземной зоне составляют значительную долю от общей площади пашни, исследования не проводились.

В этой связи, целью нашем работы было изучение влияния разных по интенсивности систем обработки, удобрений и защиты растений от сорняков на основные агрофизические свойства и продуктивность полевых культур на дерново-подзолистых глееватых почвах.

В задачи исследований входило определение: динамики содержания гумуса и агрофизических показателей (структуры почвы и её водопрочное™; влажности, твёрдости и плотности почвы); электрокинетического потенциала почвенных отдельностей; уровня урожайности полевых культур; экономической и энергетической эффективности перспективных технологий.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с программой работ РАСХН, Федеральной целевой программой Минсельхоза России «Плодородие» и перспективным планом научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО ЯГСХА «Разработка научных и технологических основ адаптивно-ландшафтных систем земледелия для Центрального района Нечерн<

земной зонэд^СИИ^^-—

именн К.А. Тимирязева ВДБ имени H.H. Железнова <Ронд научный литературы

Нал чная новизна. Впервые в Центральном районе Нечерноземной зоны России на дерново-подзолистой гчееватой среднесупинистой почве было изучено одновременное многоплановое воздействие разных по интенсивности систем обработки, удобрений и гербицидов на агрофизические свойства почвы При этом было уделено особое внимание изучению влияния сотомы, испопь-зуемой в качестве органического удобрения как отлетьно, так и совместно с минеральными удобрениями, и гербицидов на агрофизические показатели плодородия Впервые была установлена дифференциация пахотного горизонта на слои по содержанию фракции < 0,25 мм с уветичением ее доли в нижней части при системах обработки без оборачивания почвы, а также способ предупреждения этой дифференциации и возможного пере\ ппотления путем применения периодической отвальной обработки

Практическая ценность работы. Система поверхностно-отвальной обработки как без удобрений и гербицидов, так и при их применении способств\ -ет утучшению гумусированности почвы и ее структурного состояния, препятствует излишнему уплотнению и обеспечивает нахождение уровня влажности и твердости почвы в пределах оптимальных значении, не снижает урожайность полевых культур и экономит затраты совокупной энергии на проведение основной обработки почвы в 2,8 раза в сравнении с традиционной отвальной Была обоснована недопустимость применения ежегодной поверхностной обработки и необходимость периодического оборачивания почвы из-за возможного со временем переуплотнения слоя 10-20 см и нижеаежащих горизонтов в связи с миграцией фракции почвы < 0,25 мм из верхнего стоя в нижний

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научной конференции ФГОУ ВПО ЯГСХА в 2006 году и отмечены дипломом на межрегиональной выставке «Инновации Производство Рынок» в 2006 году в г Ярославле Система гговерхностностно-отвальной обработки бы :а проверена в условиях производства СПК «Грешнево» Ярославской об пасти

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ

Структура и объём работы. Основное содержание диссертации изложено на 148 страницах машинописного текста, включает 27 таблиц, 32 рисунка и состоит из введения, трех пав, выводов и предложений производству Список использованной литературы включает 234 наименований, в том числе 18 иностранных авторов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика исследований Экспериментальная работа проводилась в 2003-2006 гг в полевом стационарном многолетнем трёхфакторном опыте, заложенном на опытном поле

ЯГСХА в 1995 году методом расщеплённых делянок с рендомизированным размещением вариантов в повторениях. Повторность опыта четырехкратная.

Почва опытного участка дерново-среднеподзолистая глееватая средне-суглинистая на карбонатной морене. В годы исследований почва пахотного горизонта в среднем содержала: гумуса — 2,6 %, легкодоступного фосфора — 224,7 мг/кг почвы, обменного калия - 76,5 мг/кг почвы.

В опыте выращивались следующие полевые культуры в чередовании во времени: многолетние травы (1995) — озимая пшеница (1996) — однолетние травы (1997) - ячмень (1998) - овёс (1999) - однолетние травы (2000) - озимая рожь (2001) - однолетние травы (2002) - озимая рожь (2003) - однолетние травы (2004) - ячмень (2005) — озимая тритикале (2006). Сорта: Мироновская-808 (озимая пшеница), Ярославская-136 (вика полевая) + Скакун (овёс) - однолетние травы, Московский-3 (ячмень), Скакун (овёс), Волхова (озимая рожь), Антей (озимая тритикале).

Все элементы технологий выращиваемых культур (кроме изучаемых) использовались в опыте рекомендованные для региона.

Схема трёхфакторного (4x6x2) опыта включает 48 вариантов. На делянках первого порядка площадью 756 м2 (54 м х 14 м) изучаются системы обработки почвы, на делянках второго порядка площадью 126 м1 (14 м х 9 м).— удобрения и на делянках третьего порядка площадью 63 м2 (9 м х 7 м) — гербициды.

Все результаты исследований представлены в среднем по изучаемым факторам и в среднем за указанные годы — 2003-2006 гг.

Схема полевого стационарного трёхфакторного (4x6x2) опыта Фактор А. Система основной обработки почвы, «О».

1. Отвальная: вспашка на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см, ежегодно, «С>1».

2. Поверхностная с рыхлением: рыхление на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на 6-8 см в остальные 3 года, «Ог».

3. Поверхностно-отвальная: вспашка на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на 6-8 см в остальные 3 года, «Оз».

4. Поверхностная: однократная поверхностная обработка на 6-8 см, ежегодно,

«С>4».

В год закладки опыта (1995) проводилась вспашка плугом ПЛН-3-35 на 20-22 см с предварительным дискованием пласта многолетних трав БДТ-3 на глубину 8-10 см на всех вариантах опыта.

Фактор В Система >добрений, «У».

1 Без удобрений, «У)»

2 Ч о, «Ул»

3 Сочома 3 т га, «У3»

4 Солома 3 т/га * (азотное хдобрение в расчете 10 кг д в на 1 т истомы), «У4»

5 Солома 3 т'га - ЫРК (доза минеральных удобрений, рассчитанная на планируемую прибавку урожая), «Уо>

6 ЧРК (норма минеральных утобрений, рассчитанная на чланируемую прибавку урожая), «У6»

Фактор С Система защиты растении от сорняков, «Г». 1. Биотехнологическая (без гербицидов), «Г|» 2 Интегрированная (с гербицидами), «Г;»

Технологические приемы осуществляюсь дискование Iпаста многотет-них трав на 8-10 см под озимую пшеницу - тяжелой дисковой бороной БДТ-3 в агрегате с трактором ДТ-75, вспашка на пубину 20-22 см - плу! ом ПЛН-3-35. вспашка на глубину 20-22 см с оборотом пласта на 180 ° и с рыхлением подпахотного горизонта — тугом ПБС-2 (то-ько в 2004 г на варианте «О.,») тушение и поверхностная обработка - дисковым тцильником -1ДГ-5А, культивация - культиватором КПС-4, боронование - зубовой бороной БЗТС-1,0, рыхление на 20-22 см - сменными рабочими органами к п 1\гу ПБС-2 - рыхлителями Все операции осуществлялись в агрегате с трактором МТЗ-82

Гербициды применялись 2,4-ДЛ (40 °о) в норме 2,0 кг'га весной в фазу кущения озимой пшеницы (1996), Раундап - 5,0 т/га за две недети до предпосевной обработки под вико-овсян\ю смесь по всходам пырея ползучего (10-15 см) (1997), Гранстар - 15,0 г га в фазу кущения ячменя (1998), Раундап -8,0 т/га при массовом появлении побегов многолетних сорных растений, 5а 14 дней до предпосевной обработки почвы под вико-овсяную смесь (2004), Аг-ритокс - 1,25 л/га - весной в фазу кущения озимой тритикале (2006)

Содержание гумуса определяли по методу ИВ Тюрина (вариант ЦИНАО) (ИС Кауричев, 1986), сгрукт\ра почвы анализировалась по методу Савинова (сухое просеивание), водопрочность почвенной структуры определялась по методу Савинова с использованием прибора Бакшеева (Б А Доспехов, ИП Васильев, АМ Туликов, 1977), этектрокинетический потенциал определяли методом электрофореза (РА Ду шикая, РИ Фельдман, ¡978) плотность почвы определяли по общепринятой методике (И С Кауричев, 1986), изучение твердости почвы проводили твердомером Ревякина (Б А Доспехов, И П Васильев, АМ Туликов, 1977), влажность почвы определяли весовым методом

(И.С. Кауричев, 1986). Урожайность всех полевых культур учитывали сплошным поделяночным методом с пересчётом на абсолютную чистую продукцию и стандартную влажность зерна 14 % и сена однолетних трав — 16 %. Экономическая и энергетическая оценка перспективных технологий производства продукции полевых культур дана на основании фактических технологических карт, действующих в хозяйствах области, нормативов и цен на продукцию, материалы и энергию, а так же действующих методик (А.В. Шпилько и др., 2001). Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа с использованием пакета прикладных программ «STRAZ» и корреляционного анализа при помощи «Microsoft Excel».

За период проведения исследований погодные условия вегетационных периодов были контрастными: 2003 и 2004 годы характеризовались избыточным количеством осадков, 2005 и 2006 годы были с меньшим количеством атмосферных осадков при повышенной температуре в сравнении со среднемно-голетними данными.

Результаты исследований Влияние разных по интенсивности систем обработки, удобрений и гербицидов на динамику агрофизических свойств почвы

Гумус, как интегральный показатель плодородия, в значительной мере влияет на агрофизические свойства почвы и на урожайность полевых культур. Так связь гумусированности почвы с урожайностью в среднем за 2003-2006 гг. была тесной и выражалась коэффициентом корреляции г = 69,5 %, а с влажностью — г = 62,4 %.

В 2003 году изучаемые системы обработки почвы в среднем по факторам не обусловили существенных различий в содержании гумуса, при наибольших значениях по системе поверхностно-отвальной обработки и наименьших по ежегодной поверхностной в слое 0-10 см и в целом по пахотному горизонту. А в среднем за 2004-2006 гг. система поверхностно-отвальной обработки обеспечила достоверное увеличение содержания гумуса как в слое 0-10 см, так и в 10-20 см на 0,14 и 0,16 %, соответственно, по сравнению с системой отвальной обработки (табл. 1). Из изучаемых систем удобрений в 2003 году лишь по фону «солома + NPK» отмечалось достоверное увеличение содержания гумуса по слоям 0-10 и 10-20 см. В среднем за 2004-2006 гг. применение всех фонов удобрений в среднем по факторам способствовало увеличению содержания гумуса при наибольших статистически значимых уровнях на вариантах «солома + NPK» и «NPK». Это можно объяснить поступлением в почву дополнительно органического вещества за счёт увеличения корневого опада и внесения соломы.

1. Роль изучаемых факторов в изменении содержания гумуса в почве (%, в среднем за 2004-2006 гг.)

Вариант Слой почвы, см

0-10 | 10-20 | 0-20

Фактор А. Система обработки почвы, «О»

Отвальная, «Oi» 2,59 2,51 2,55

Поверхностная с рыхлением, «Ог» 2,63 2,52 2,58

Поверхностно-отвальная, «Oj» 2,73 2,67 2,70

Поверхностная, «0<» 2,62 2,55 2,59

НСРи 0,06 0,09 0,07

Фактор В. Система удобрений, «У»

Без удобрений, «У,» 2,48 2,44 2,46

N30, «У2» 2,58 2,51 2,54

Солома, «У3» 2,56 2,48 2,52

Солома + Nu, «У«» 2,58 2,55_ 2.56

Солома + NPK, «У5» 2.86 2.69 j 2,78

NPK, «Уб» 2,80 2,71 2.76

НСР„< 0,06 0.08 1 0,05

Фактор С. Система зашиты растений, «Г»

Без гербицидов, «Г|» 2.62 2,56 2.59

С гербицидами, «Г2» 2,66 2,57 2,62

HCPos F4<Fos Fd,<Fo.< Ft<F0S

Коэффициент структурности, предложенный H.A. Качинским, является наиболее общим показателем, характеризующим структурное состояние почвы.

Исследуемые системы обработки почвы в 2003 году и за 2004-2006 гг. в среднем по фонам удобрений и гербицидов не оказали существенного эффекта на коэффициент структурности (табл. 2). Вместе с тем, динамика изменения этого показателя свидетельствует, что наибольшие значения коэффициента структурности отмечались по системам поверхностной с рыхлением и поверхностно-отвальной обработки, а наименьшие - при ежегодной отвальной.

Из изучаемых систем удобрений в среднем по факторам в 2003 году на варианте «солома + NPK» по слою 0-10 см отмечалось существенное увеличение коэффициента структурности.

А за 2004-2006 гг. при всех фонах удобрений, за исключением «N30», наблюдалось увеличение коэффициента структурности, а на варианте «солома 3 т/га» оно было достоверным в слое 0-10 см, при наибольших значениях в целом по пахотному горизонту на фонах «солома 3 т/га», «солома + NPK» и «солома + N30».

Применение гербицидов в среднем по факторам не вызвало достоверных различий в коэффициенте структурности.

2. Роль изучаемых факторов в изменении коэффициента структурности (в среднем за 2004-2006 гг.)

Вариант Слой почвы, см

0-10 10-20 0-20

Фактор А. Система обработки почвы, «О»

Отвальная, «Ор> 3,42 3,33 3,38

Поверхностная с рыхлением. «02» 3,49 3.36 3,42

Поверхностно-отвальная, «Оз» 3,52 3,35 3,43

Поверхностная, «04» 3,43 3,36 3,40

НСР05 ^„5 Рф<Ро5

Фактор В. Система vдoбpeний, «У»

Без удобрений, «У,» 3,38 3,38 3,38

Ы30.«У2» 3,28 3.13 3,21

Солома, «У3» 3,71 3.48 3,59

Солома + N30, «У4» 3,44 3,47 3.46

Солома + ЫРК. «У,» 3,46 3.47 3,47

1МРК,«У6» 3,52 3,18 3.35

НСР05 0,29 Р4<Ро< К4<РС<

Фактор С. Система защиты растений. «Г»

Без гербицидов. «Г|» 3,41 3,28 3,35

С гербицидами. «ГЧ» 3,35 3.29 3,32

НСРо, РФ<Р0. Р4<Р05 РФ^Ро5

Содержание агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) в 2003 году достоверно не зависело от изучаемых факторов.

3. Многолетнее действие факторов на содержание агрономически ценных агрегатов при сухом просеивании (%, в среднем за 2004-2006 гг.)

Вариант Слой, см

0-10 | 10-20 | 0-20

Фактор А. Система обработки почвы, «О»

Отвальная, «О1» 76,14 75,80 75,98

Поверхностная с рыхлением, «О,» 76,17 75,77 76,01

Поверхностно-отвальная, «О?» 76,87 75,41 76,14

Поверхностная, «О«» 75.76 75,51 75,63

НСР05 Р4<Р05 Р4<Ро5 Р4<Ро5

Фактор В. Система удобрений, «У»

Без удобрений, «Уі» 75,40 75,35 75,38

N30, «У2» 75,33 74,25 74,79

Солома, «Уэ» 77,94 77,38 77,72

Солома + N30, «У4» 76,19 75,74 75,97

Солома + «У5» 76,36 76,59 76,48

ЫРК, «У6» 76,19 74,43 75,31

НСР05 1,80 Р4<Ро5 1,81

Фактор С. Система зашиты растений, «Г»

Без гербицидов, «Г|» 76,21 75.29 75.75

С гербицидами, «Г?» 76,26 75,96 76,13

НСР„5 РЛ<Ро5 Рл<Р 0*

В среднем за 2004-2006 гг содержание этой фракции существенно не изменялось под действием исстедуемых систем обработки почвы в среднем по факторам при наибольших значениях по системе поверхностно-отвагьной обработки в слое 0-10 см и в цепом по пахотному горизонту (табл 3)

Применение всех фонов удобрений, кроме «N30», в среднем по факторам способствовало увеличению содержания агрономически ценных агрегатов при наибольших значениях по вариантам с соломой, в т ч существенному по фону «солома 3 т/га» в слое 0-10 см и в петом по пахотному горизонту

Использование химических средств защиты растений от сорняков не обусловило в среднем по факторам достоверных изменений доли агрегатов от 0 25 до 10 мм

Содержание агрегатов размером < 0,25 «м влияет на дотю агрономически ценных агрегатов и коэффициент структурности

На 5-й год применения системы поверхностной обработки (2003) при внесении полных минеральных удобрений наблюдалось достоверное увеличение содержания фракции < 0,25 мм в слое 10-20 см с 1 96 на системе отвальной обработки до 4,49 % (рис 1 б)

О Отвальная

□ Поверхностно-отвальная

□ Поверхностная

Ш Отвальная

0 Поверхкостно^ггвальия 0 Поверхностная

а б

Рис 1 Влияние разных систем обработки на содержание фракции < 0,25 мм в слое почвы 10-20 см (2003 г, а — без удобрений, б - ЫРК)

Увеличение содержания фракции < 0,25 мм по ежегодной поверхностной обработке в слое 10-20 см обусловлено сильным распылением верхнего слоя почвы и миграцией ее в нижнюю часть пахотного слоя, что может приводить к его переуплотнению

При поверхностно-отвальной обработке почвы путем применения периодической вспашки 1 раз в 4 года удаётся достигать перемещения фракции < 0,25 мм в верхнюю часть пахотного горизонта для оструктуривания

По фону «без удобрений» в слое 10-20 см наибольшие значения отмечались в системе отвальной обработки, а при поверхностно-отвальной - наименьшие (рис. 1 а).

В среднем за 2004-2006 гг содержание фракции < 0,25 мм при системах отвальной и поверхностно-отвальной обработки по фону «без удобрений» было

примерно на одном уровне и тишь на варианте с ежегодной поверхностной наблюдалось значительное увеличение (рис 2)

о-ю ю го

Слой почвы см

□ Опяльвм Я Поегрхностко-отвшльиая 0 Поверхностная

Рис 2 Влияние изучаемых систем обработки на содержание фракции < 0,25 мм (в среднем за 2004-2006 гт , фон - без удобрений)

Применяемые системы обработки почвы в среднем по фонам удобрений и гербицидов обеспечили разную динамику по содержанию фракции < 0,25 мм (табл 4)

4 Содержание фракции < 0,25 мм при сухом просеивании (%, в среднем за 2004-2006 гг )

Вариант

С пой почвы сч

0-10

10-20

0-20

Отвальная «О » 3,23 1 2 68 2.96

Поверхностная с рыхлением «О » 2 94 2 70 2 82

Поверхностно-отвальная «О,» 2 77 2 49 2 63

Поверхностная «Од» 1 3 49 2 82 3 15

НСР„. 1 Рф^с

Фактор В Система удобрений «У»

Вез удобрений «У,» і 3^5 | 2 91 3 23

М,„,«У-» J 88 I 2.75 3 32

Солома «У-*» 2 71 і 2 62 ' 2,67

Солома + N30 < Уд» 3 20 2 52 2 86

Солома ЫРК «У 2 47 2 54 2 51

№К. «У„> 281 2 67 2 74

НСР0, 0 66 , 0 34 0 38

Фактор С Система защиты растении, «Г»

Без гербицидов «Г|» 2 95 2 76 і 2.86

С гербицидами «Гг» 3,26 2 58 2 92

НСР0< Р 4,^05 I Р4<РИ

Наибольшее содержание этой фракции наблюдалось на системах отвальной и поверхностной обработки в обоих слоях почвы, а наименьшее содержание - на поверхностно-отвальной Применение удобрений в среднем по факторам обусловило существенное снижение доли фракции < 0,25 мм в слое 0-10 см и в целом по пахотному горизонту на фонах Уз, У5 и У6, а по слою 10-20 см на вариантах Уз, У4 и У*

Гербицид в среднем не обусловил достоверных изменений исследуемого показателя.

Электрокинетический потенциал на системе поверхностно-отвальной обработки находится на практически одинаковом уровне у фракций размером < 0,25 мм, 0,25-10 мм и > 10 мм по обоим слоям (0-10, 10-20 см) пахотного горизонта. Это свидетельствует о наступлении динамического равновесия, благоприятного для формирования агрономически ценной почвенной структуры и её качественной однородности.

Следовательно, некоторое улучшение структурного состояния почвы при системе поверхностно-отвальной обработки, особенно при применении органического удобрения в форме соломы в сочетании с минеральными, научно обосновано.

Содержание водопрочных агрегатов (> 0,25 мм) является важнейшим качественным показателем общей оструктуренности почвы (табл. 5).

5. Содержание фракции > 0,25 мм при мокром просеивании в зависимости от изучаемых факторов (%, в среднем за 2004-2006 гг.)

Вариант Слой почвы, см

0-10 ( 10-20 | 0-20

Фактор А. Система обработки почвы. «О»

Отвальная, «О)» 55,46 54.63 55,04

Поверхностна» с рыхлением, «02» 57,11 52,80 54,95

Поверхностно-отвальная, «Оч» 58,34 55.12 1 56,73

Поверхностная. «О«» 59,27 58.66 58,96

НСРя Ра^о? Р4<Ро5 1,26

Фактор В. Система удобрений, «У»

Вез удобрений. «У,» 58,13 59,33 58,73

N ад, «Уі» 59.77 56,40 58,08

Солома, «Уз» 57,84 54.30 56,07

Солома + N10. «Уі» 54,70 56.48 55,59

Солома+ ИРК, «У,» 58,42 56.48 57,45

^К, «У6» 50,29 51,65 50,97

НСР05 4,86 4,90 3,37

Фактор С. Система защиты растений, «Г»

Без гербицидов, «Г|» 58,13 55,29 56,71

С гербицидами, «Г?» 56,97 55,31 56,14

НСРм Р4<Р05

Из изучаемых систем обработки в среднем по факторам за 2004-2006 гг. применение поверхностно-отвальной и ежегодной поверхностной способствовало достоверному увеличению этой фракции в целом по пахотному горизонту на 1,69 и 3,92 %, соответственно при наибольших значениях на системе поверхностной как по слою 0-10 см, так и 10-20 см.

Исследуемые системы удобрений неоднозначно себя проявили в изменении данного показателя. Отмечалось достоверное снижение доли водопрочных

агрегатов при применении соломы отдельно (УЛ по стою 10-20 см и «КРК» по обоим слоям Использование гербицидов не способствовало в среднем замет ным изменениям данного показателя

Динамика влажности в глееватой почве зависела в основном от содержания гумуса, обусловленного системами обработки почвы и удобрений, и уровня питания, обеспечивающих различия в п тотности стеблестоя и разной степени непродуктивного расхода влаги через испарение с поверхности почвы

Твёрдость почвы существенно не различалась в зависимости от изучаемых систем обработки и определялась в большей степени метеорологическими условиями вегетационного периода, по всем вариантам и слоям пахотного горизонта она находилась в пределах допустимых значений Снижение этого показателя на вариантах с удобрениями, особенно на «солома — МРК» и «МРК», обусловлено лучшей оструктуренностью почвы

Плотность почвы за 2004-2006 гт исследований по всем вариантам, в том числе и системам обработки, была в пределах оптимальных значений или несколько ниже Использование всех фонов удобрений в среднем по факторам способствовало снижению плотности почвы, в т ч достоверному при применении полных минеральных удобрений совместно с соломой и отдельно (У5 и Уъ) по обоим слоям пахотного горизонта Это можно объяснить существенным увеличением гумуса на этих же вариантах.

Урожайность полевых культур, экономическая и энергетическая эффективность технологий

Урожайность сельскохозяйственных культур - интегральный показатель плодородия, свидетельствующий об эффективности агротехнических приемов (табл 6) Урожайность полевых кутьтур существенно не изменялась по изучаемым системам обработки почвы, за исключением достоверного снижения урожая озимой тритикале по системам поверхностной и поверхностной с рыхлением в 2006 году на 0,53 и 0,78 т/га, соответственно

Применение удобрений способствовало статистически значимому увеличению величины урожая при максимальных значениях по фону «солома + №К» за все годы исследований Использование соломы непосредственно перед посевом озимых при поверхностной её заделке усиливало токсичность почвы и способствовало снижению урожайности озимой тритикале Использование I ер-бицида Раундап в 2004 году, его последействие в 2005 году и гербицида Атри-токс в 2006 приводило к достоверной прибавке урожая в сравнении с вариантами без их применения на 4-14 % в среднем

П

6. Урожайность полевых культур (т/га, в среднем по факторам, основная продукция)

Вариант Озимая рожь, 2003 Однолетние травы, 2004 Ячмень. 2005 Озимая тритикале, 2006

Фактор А. Обработка почвы, «О»

Отвальная, «О]» 2,13 1,74 2.20 2,01

Поверхностная с рыхлением. «Ог» 2,00 1.65 2,12 1,48

Поверхностно-отвальная. «Оз» 2,10 1.63 2.27 1,79

Поверхностная, «О4» 1,97 1,88 2.15 1.23

НСР05 ^<,5 РФ<Р05 Рф<Ро5 0.43

Фактор В. Удобрение, «У»

Без удобрений, «У]» 1,36 1,41 1.53 1.09

N30. «У2» 1,46 1,56 1,88 1,40

Солома 3 т/га. «Уз» 1,63 1,52 1,87 1,01

Солома 3 т/га + N30. «У4» 2.02 1.63 2,12 1,91

Солома 3 т/га + ЫРК, «У.» 3,00 2,17 3.08 2.30

№>К, «У6» 2,83 2.08 2.63 2,05

НСРо} 0,65 ' 0,09 0.22 0.30

Фактор С. Система зашиты растений, «Г»

Без гербицидов, «Гі» 2,05 1.69 2,09 1.51

С гербицидами. «Гз» 2.06 1,76 2.28 1.73

НСР05 Рф<Го5 | 0.07 0.12 0.10

Экономическая эффективность производства зерна ячменя и озимой тритикале была выше при технологиях, базирующихся на системе поверхностно-отвальной обработки почвы как с применением ЫРК совместно с соломой, так и отдельно, где уровень рентабельности на ячмене был выше на 42,7 и 8,8 %, а на озимой тритикале - на 10,6 и 21,9 %, соответственно, чем при технологиях по классической отвальной обработке.

Эффективность системы поверхностно-отвальной обработки была обусловлена экономией энергетических затрат по сравнению с ежегодной отвальной в 2,8 раза, в том числе затрат на: движители и сельскохозяйственные машины в 2,6 раза, ГСМ в 3,1 раза и затраты труда в 3,1 раза (табл. 7).

7. Затраты совокупной энергии на разные по интенсивности системы основной обработки почвы (МДж/га/год)

Основная обработка почвы Статьи затрат Итого

движители и с.-х. машины (в т. ч. амортизация, текущий ремонт, Т. О.) ГСМ затраты труда

Отвальная. «О/» 511,80 525,64 1,66 1038.82

Поверхностно-отвальная. «Оз» 196.74 169,20 0,53 366,48

выводы

1 Содержание гумуса в среднем по факторам существенно увеличивается только при системе поверхностно-отвальной обработки по обоим слоям пахотного горизонта до 2,67-2,73 % в сравнении с системой отвальной обработки (2,51-2,59 %, соответственно) Применение всех систем удобрений вызывает достоверное увеличение содержания гумуса с наибольшими значениями на фонах «солома + КРК» и «МРК» - 2,69-2,86 и 2,71-2,80 в сравнении с фоном «без удобрений» - 2,44-2,48 %, соответственно Использование гербицида Ра-ундап не изменяет содержание гумуса в почве

2 Изучаемые системы обработки почвы в среднем по фонам удобрений и гербицидов не оказывают существенного влияния на коэффициент структурности по обоим слоям пахотного горизонта Самые высокие значения коэффициента структурности отмечаются по системам поверхностной с рыхлением и поверхностно-отвальной обработки в целом по пахотному горизонту — 3,42 и 3,43, соответственно Все фоны удобрений в среднем по факторам также не обусловливают статистически значимого изменения данного показателя по 0-20 см при максимальных значениях на вариантах с применением соломы (У3-У<,) -3,46-3,59 в сравнении с фоном «без удобрений» (3,38)

3 Применение гербицида Раундап на вариантах с системами отвальной и поверхностной обработки в среднем по фонам удобрений способствует динамике на увеличение коэффициента структурности за счет разрушения макроагрегатов (> 10 мм) при одновременном увеличении распыления почвы по данным системам с наибольшими значениями по ежегодной поверхностной и наименьшими по поверхностно-отвальной

4 Содержание агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) по слоям 0-10 и 10-20 см существенно не изменяется под действием изучаемых систем обработки почвы в среднем по факторам при наибольших значениях на варианте с поверхностно-отвальной по слою 0-10 см и в целом по пахотному горизонту Фоны с удобрениями не обусловливают существенных изменений в доле агрономически ценной стр\ ктуры за исключением варианта «солома 3 т'га», где наблюдается достоверное увеличение в 0-10 см — на 2,54 %, а в 0-20 см - 2,34 0 о при наименьших значениях на фонах «N30» и «МРК» в целом по пахотному горизонту - 74,73 и 75,31 %, соответственно Применение гербицида не вызывает статистически значимых изменений содержания этой фракции

5 Содержание фракции < 0,25 мм в стое 0-20 см существенно не зависит от изучаемых систем обработки почвы в среднем по факторам при наибольших значениях этого показателя на системах отвальной и, особенно, поверхностной обработки и наименьших - по поверхностно-отвальной Применение со юмы отдельно и совместно с минеральными удобрениями сушественно снижает со-

держание фракции < 0,25 мм до наименьших значений по фону «солома + МРК» в слое 0-10 см и в целом по пахотному горизонту - 2,48 и 2,51 %, соответственно. Применение Раундапа обусловливает динамику на некоторое увеличение доли этой фракции в слое 0-10 см.

6. Электрокинетический потенциал на системе поверхностно-отвальной обработки находится на практически одинаковом уровне у фракций размером < 0,25 мм, 0,25-10 мм и > 10 мм по обоим слоям (0-10, 10-20 см) пахотного горизонта. Это свидетельствует о наступлении динамического равновесия, благоприятного для формирования агрономически ценной почвенной структуры и её качественной однородности.

7. Общая водопрочность почвенных агрегатов размером > 0,25 мм существенно не изменяется под действием изучаемых систем обработки почвы в среднем по фонам удобрений и гербицидов за исключением поверхностно-отвальной и ежегодной поверхностной, где отмечается существенное увеличение данного показателя по 0-20 см на 1,69 % и 3,92 % в сравнении с системой отвальной обработки. Применение систем удобрений «солома + N30», «солома + ЫРК» и «ЫРК» способствует статистически значимому снижению доли водопрочных агрегатов более 0,25 мм в целом по пахотному горизонту в среднем на 3,41-9,75 %.

8. Изучаемые системы обработки не оказывают существенного влияния на влажность почвы. Из применяемых систем удобрений достоверному увеличению этого показателя способствуют фоны «солома + ЫРК» и «ЫРК» из-за уменьшения испарения влаги с поверхности почвы.

9. Твёрдость почвы по всем системам обработки в среднем по факторам в слое 0-10 см практически не изменяется. При минимальной обработке почвы с глубиной твёрдость увеличивается по сравнению с ежегодной отвальной, однако, этот показатель находится в пределах допустимых значений — до 35 кг/см2. Твёрдость почвы с повышением фона питания в основном зависит от метеоусловий.

10. Плотность почвы при всех системах обработки, удобрений и гербицидов находится на уровне оптимальных значений (1,0-1,3 г/см1) или несколько меньше (0,8-1,0 г/см3,2005 г.).

11. Система поверхностно-отвальной обработки в среднем по всем фонам удобрений и гербицидов, особенно по фону «солома + №К», обеспечивает динамику на улучшение агрофизических свойств глееватой почвы, оптимизируя соотношение разных фракций при уменьшении доли мелкодисперсной фазы (< 0,25 мм), в сравнении с системами ежегодной отвальной и поверхностной обработки.

12 Урожайность выращиваемых сельскохозяйственных кутьтур по всем системам обработки почвы в среднем по факторам не имела существенных различий в 2003-2005 гг, а в 2006 году наблюдалось достоверное снижение по урожайности зерна озимой тритикале на системе поверхностной о рыхлением и поверхностной на 0,53 и 0,74 т/га, соответственно, в сравнении с ежегодной отвальной Применение удобрений практически по всем фонам обусловило статистически значимое увеличение урожайности при наибольших значениях прибавки на фоне «солома + ЫРК» по озимой ржи - в 2,2 раза, по вико-овсяной смеси - в 1,5 раза, по ячменю - в 2,0 раза, по озимой тритикале - в 2,1 раза

13 Наивысшая экономическая эффективность производства зерна ячменя и озимой тритикале достигается по технологии, базирующейся на системе поверхностно-отвальной обработки с применением фона удобрений «солома \'РК» При этом получаются самые низкие производственные затраты и себестоимость, наибольшие выход продукции, чистый доход и уровень рентабеть-ности, который составляет по ячменю - 119,2 %, а по тритикале - 69,6 %

14 Затраты совокупной энергии на проведение системы поверхностно-отвальной обработки в среднем в 2,8 раза ниже чем затраты на систему отвальной, в том числе на движитечи и с ч машины в 2,6 раза, ГСМ — в 3,1 раза и затраты тр\ да - в 3,1 раза

Предложения производству

На дерново-среднеподзочистой глееватой среднес>глинистой почве Центрального района Нечерноземной зоны России в качестве основной рекомендуется применение системы поверхностно-отвальной обработки, базирующейся на сочетании отвальной на глубину 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см один раз в 4 года и поверхностной обработки на 6-8 см в последующие

3 года

Эта технология обеспечивает улучшение агрофизических свойств почвы, предотвращение переуплотнения нижележащих ее стоев и наибольшую экономическую и энергетическую эффективность и экологическую безопасность систем.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1 Щукин С В Влияние разных по интенсивности систем обработки и удобрений на агрофизические свойства дерново-подзолистой почвы / С В Щукин, Б А Смирнов, А Н Воронин // Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур / Сб науч тр междунар науч -метод конф

4 1 -Ярославль ЯГСХА, 2005 -с 121-127.

2. Щукин C.B. Роль различных по интенсивности систем обработки и удобрений в изменении агрохимических свойств почвы / C.B. Щукин, Б.А. Смирнов, А.Н. Воронин // Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур/Сб. науч. тр. междунар. науч.-метод. конф. ч.1.-Ярославль: ЯГСХА, 2005.-С.128-137.

3. Воронин А.Н. Агрофизические свойства дерново-подзолистой почвы при различных по интенсивности системах обработки и удобрений /А.Н. Воронин, Б.А. Смирнов, C.B. Щукин // Технологические проблемы сельскохозяйственного производства / Сб. науч. тр. междунар. науч.-метод. конф. 4.1 Ярославль: ЯГСХА, 2006.-c.7-12.

4. Воронин А.Н. Действие и последействие различных систем обработки и удобрений на агрофизические показатели плодородия / А.Н. Воронин, Б.А. Смирнов, C.B. Щукин // Технологические проблемы сельскохозяйственного производства / Сб. науч. тр. междунар. науч.-метод. конф. 4.1.-Ярославль: ЯГСХА, 2006.-С.13-20.

5. Ресурсосберегающая почвозащитная экологически безопасная система «поверхностно-отвальной» обработки и управления плодородием и фитосани-тарным состоянием посевов полевых культур для дерново-подзолистых почв адаптивно-ландшафтного земледелия Нечерноземной зоны РФ /Б.А. Смирнов, А.Н. Воронин и др. // Научно-промышленная выставка «Инновации. Производство. Рынок». - Ярославль: ЦНТИ.-2006.-С.51.

6. Агрофизические свойства почвы в зависимости от обработки и удобрений / Б.А. Смирнов, А.Н. Воронин, Т.И. Перегуда, A.M. Труфанов // Плодоро-дие.-2007.-№3.-с.25-26.

ГУ) сГ^/,-7^', G-b ^¿eeJ-Jci а&Ь^*' Syf, <'Jf> - *

V

A

pv> . Jtc :

Г:

Подписано в печать 02 04 2007. Формат 60x90 1/16 Бумага белая. Условных печ листов 1 0 Тираж 100 экз Заказ № 25 Типография ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сечьскохозяйственная академия» 150042, г. Ярославль, Тутаевское шоссе, 58