Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ СЕВООБОРОТОВ В СОЧЕТАНИИ С УДОБРЕНИЯМИ И ГЛУБИНОЙ ВСПАШКИ В ПЕРВЫЕ ГОДЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ СЕВООБОРОТОВ В СОЧЕТАНИИ С УДОБРЕНИЯМИ И ГЛУБИНОЙ ВСПАШКИ В ПЕРВЫЕ ГОДЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

, МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

Валерий Федорович ЛЫЗЕНКО

ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ СЕВООБОРОТОВ В СОЧЕТАНИИ С УДОБРЕНИЯМИ И ГЛУБИНОЙ ВСПАШКИ В ПЕРВЫЕ ГОДЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ

И УРОЖАЙ

(Специальность 06.01.01—Общее земледелие)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА— 1974

Диссертационная работа выполнена ш кафедре земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени - сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. ;

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук' профессор В. Е. Егоров и кандидат сельскохозяйственных наук старший научный сотрудник И. М. Ишевская.

• Официальные Оппоненты:.' доктор сельскохозяйственных наук профессор В. И. Румянцев, кандидат сельскохозяйственных наук доцент В. И: Филатов. - ',

'Ведущее предприятие—Всесоюзный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов нечерноземной зоны. *Л •! • с\ в

Автореферат, разослан « <*• . » Ц-Л™"*|г . . . .1974 т. ЗлШита диссертации, состоится,'<•; $JS. » П.&<Л+])А\974 г. в .'.=7 час.-на заседании Ученого, совета .агрономического факультета ТСХА. *.••', .

С.диссертацией можно ознакомиться в,ЦНБ ТСХА. ' '." 1 1росиМ Вас принять личное участие п .работе'указанного' Совета пли прислать письменный отзыв на автореферат по адресу: 125008, Москва А-8, Тимирязевская улица, 47, корп. 8. Ученый сове г ТСХА.

О г да вы. заверенные печатью, просьба направлять в 2-х -. • кземП'Лярач._

Ученый секретарь Совета [Д л—<я*-*Р

доц. Ф. А. Девочкиц

/ ' с

" " -' и V] - * ' -

*

ВВЕДЕНИЕ

Высокоразвитое сельское хозяйство является неотъемлемой составной частью материально-технической базы коммунизма, непременным условием обеспечения высокого жизненного уровня народа. В системе мер по дальнейшему развитию сельского хозяйства особое место принадлежит последовательной его интенсификации и специализации. Создание высокоинтенсивного сельского хозяйства в нечерноземной зоне должно обеспечить гарантийное снабжение густонаселенных центральных районов, и промышленных городов свежей продукцией. -

Поэтому осуществление программы, разработанной на XXIV съезде КПСС и последующих Пленумах ЦК КПСС, для превращения сельского хозяйства нечерноземной зоны в высокоразвитую аграрно-промышленную отрасль требует от агрономической науки глубоких исследований проблемы повышения плодородия и окультуривания различных видов нечернозема применительно к ' конкретным природно-эконо-мическим районам. На основе этой программы предстоит реализовать большой план дальнейшего совершенствования сельского хозяйства и повышения культуры земледелия в этой зоне.

Основным направлением научно-технического прогресса в земледелии этой зоны является сохранение и повышение плодородия почв путем широкого применения известкования, органических и минеральных удобрений, внедрения передовой агротехники, механизации, мелиорации и применения высокоурожайных сортов.

Изучение количественных изменений в свойствах почвы под влиянием нарастающей интенсификации имеет большое реальное значение. Особое значение имеет установление количественных закономерностей и сопряженных связей между уровнем урожаев и изучаемыми приемами в начальный период освоения севооборотов и окультуривания подзолистой почвы.

Интенсивная, аграрно-промышленная система земледелия ставит задачу в кратчайший срок восстановить условия плодородия дерново-подзол.[ЛС2Ы2С.[ЛсЛп5г[гтЛбы_обеспечить получе-

Ц:Л1[!0.%и!.. ,;.. ,......I.;;. П,.и.:., , I

Мсс.Ьо]е:.4п *.; ... • !'„..!.8.)А ]

ние наивысших урожаев. Эта задача решается путем применения комплекса агротехнических мероприятий на протяжении ротации севооборота. Такой комплекс слагается из трех систем: системы ротаций, системы обработки почвы и системы удобрения растений. В результате проведения комплекса агротехнических мероприятий в любом севообороте изменяется плодородие почвы. Однако степень количественных изменений почвенных процессов, их скорость зависят от интенсивности систем, слагающих тот или иной комплекс.

На протяжении ротации севооборота завершается определенный цикл развития почвенных процессов — цикл севооборотной динамики. Этот цикл слагается, в свою очередь, из ряда годичных циклов сезонной динамики. Эти два цикла (сезонный и севооборотный) протекают в непосредственной зависимости от комплекса агротехнических мероприятий и имеют решающее влияние на рост и развитие выращиваемых растений. Однако ни годичный, ни севооборотный циклы не являются совершенно замкнутыми. И тот и другой включают ряд необратимых процессов.

В результате прохождения каждого севооборотного цикла почва приобретает ряд свойств, которых не было в исходном ее состоянии, в начале ротации. Повышение уровня плодородия почвы, которое совершилось на протяжении ротации севооборота и рассматривается нами как повышение окульту-ренности почвы. То же положение имеет место и при прохождении последующих ротаций. С течением времени в длительном опыте происходит нарастание искусственного плодородия.

Установить основные черты развития почвенных процессов во времени в результате их цикличного развития при прохождении годичных и севооборотных циклов составляло главное направление наших исследований. Мы рассматривали такое развитие как эволюцию пахотной почвы, как особый этап ее генезиса. Такой подход, нам кажется, отражает основные черты развиваемого направления в разработке научных основ интенсивной системы земледелия и интенсивных севооборотов.

В связи с изложенным в нашей работе были поставлены следующие задачи:

1. Установить роль основных видов севооборотов в изме-менении плодородия почвы в начальный период их освоения.

2. Выявить динамику и основные черты развития почвообразовательных процессов под влиянием севооборотов, удобрений и углубления пахотного слоя при их раздельном и совокупном применении.

3. Изучить сопряженную связь урожаев сельскохозяйственных культур с применяемыми приемами и определить зна-

о

чение отдельных видов севооборотов в начальный период их освоения. ' '"

Наша работа составляет скромное продолжение исследований кафедральной проблемы по разработке научных основ интенсивной, аграрно-промышленной системы земледелия. В ней поставлены на. изучение вопросы повышения плодородия и окультуривания переходных от"типичных подзолистых к черноземам почв, которые распространены в южных районах Московской области.

Данная работа выполнялась в 1971—1974 гг. в условиях многофакторного опыта, заложенного по инициативе профессора В. Е. Егорова в учхозе «Михайловское».

УСЛОВИЯ

И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

При планировании стационарных полевых опытов были предусмотрены: 1. Рекогносцировочные посевы с дробными учетами. 2. Проведение корректирующих посевов. 3. Математический анализ их результатов с определением вариационного коэффициента пестроты участка* и ожидаемой точности опыта.

Почва опытного участка характеризуется среднесуглини-,стым механическим составом со слабой оподзоленностыо и является типичной для переходных видов почв от дерново-подзолистых к черноземам. Почвообразующими породами служат покровные, крупнопылеватые суглинки мощностью от 0,5—0,7 до 3,0 м. Мощность гумусового горизонта составляла около 20 см. Перед закладкой опыта она имела следующие агрохимические показатели: рН солевой вытяжки — 4,30; гидролитическая, обменная кислотность и сумма поглощенных оснований составляли 3,04, 0,23 и 19,8 мгэкв/100 г соответственно; гумус— 1,81%; азот общий — 0,10%.

Опыт имел 32 варианта и проводился в 3-кратной повтор-ности. Размер опытной делянки„371 м2, учетной— 245 м2. Фосфорно-калийные удобрения вносились в виде суперфосфата и 40% калийной соли осенью, азотные — ранней весной в форме КИ4К03, из расчета К5оР7зКео на 1 га. Навоз в количестве 15 т/га применялся ежегодно осенью. Осеннее внесение удобрений,проводилось после основной обработки почвы с последующей заделкой на глубину 15 см. Перед закладкой опыта была внесена известь по двойной гидролитической кислотности. •"•

В опыте'изучались четыре различных севооборота, имеющих следующее насыщение культурами: 1. Типичный четырехпольный плодосмен с 25% трав,-25% картофеля и 50% зерновых. 2. Зернопропашное интенсивное четырехполье с 50%

пропашных. 3. Зернотравянопропашное пятиполье с 20% пропашных, 20% трав, предшествующих картофелю, 40% зерновых и 20% занятых паров. 4. Зернотравяное пятиполье, где травы занимают 40%, с последующим использованием двухгодичного клеверного пласта яровыми зерновыми, 40% зерновых и 20% занятых паров. Клеверный пласт в севооборотах используется различными культурами: озимыми, картофелем и яровыми. Чередование культур в севооборотах осуществляется только во времени. ='

В каждом из этих четырех севооборотов мы проводили исследования на следующих вариантах: -

1. Вспашка 20—22 см без удобрении (контроль). '•'•-.

2. То же'+КРК ежегодно.

3. То же+КРК-1- навоз ежегодно.

4. Вспашка на 30—32 см без удобрении. •.:'.". ':•

5. Тоже-ЛРК + навоз ежегодно.

Отсутствие ясно выраженного подзолистого 'горизонта послужило предпосылкой для применения способа углубления пахотного слоя путем прямого припахивання слоя 20—30 см с последующим ежегодным перемешиванием его на фоне однократного внесения большой дозы извести и систематического применения органических и минеральных удобрений.

Для агрохимической оценки почв в исследуемых севооборотах и выявления эффективности удобрений и углубления мы использовали образцы почвы, которые ежегодно отбирали весной в мае 1971, 1972 и 1973 гг. Были проанализированы и исходные образцы почвы, отобранные перед закладкой опыта.

Почвенные образцы отбирались на глубину 0—20 см буром из 50 точек на каждой делянке и после тщательного перемешивания составлялся смешанный образец для анализов.

Анализы почвенных образцов проводили в соответствии с методиками, принятыми в научно-исследовательских учреждениях. Урожай учитывался поделяночно со всей площади учетной делянки. При переводе урожая в кормовые единицы и переваримый протеин использовались пересчетные .таблицы (М. Ф. Томмэ, 1964), а для математической характеристики экспериментального материала применялся дисперсионный анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние севооборотов разного построения на динамику компонентов водной вытяжки

Водная вытяжка, являясь аналогом почвенного раствора, но общему признанию ученых почвоведов, агрохимиков и земледелов, играет важную роль при изучении элементов пи, 4

танйя растений; установления количественного и качественного состава находящихся в.почве легко- и среднераствори-* мых подвижных соединений; присутствияГЛтоксических веществ и пр. Изучение состава водной вытяжки.представляет большой интерес при выявлении основных-направлений почвообразовательных процессов ..в начальныйЛпериод освоения севооборотов, в эволюции старопахотной,почвы, в жизни растений и микрофлоры. Она является основным .методом изу-. чения динамики . нитратов, бикарбонатов1, актуальной' кислотности, засоления-почвы и пр.

При исследовании таких почв отмечено, что на неудобренных делянках,различных севооборотов воднорастворимого органического.вещества накапливается больше к концу весны и заметно падает летом. Причем наблюдаемый ... сдвиг в пропашных севооборотах следует объяснить более-, интенсивной обработкой в течение ротации...Расположение кривых , ..воднорастворимого органического вещества* водных вытяжек, ,ч окисляемого КМп04, в зернопропашном севообороте показывает, что их свойства отличаются от свойств кривых севооборотов! с травами. Здесь,образование воднорастворимой части органического вещества обуславливается количеством и особым химическимЛ составом растительных остатков, а следовательно, характером и направлением биохимических процессов в почве. , ~ - ... .

При создании высокого агрофона (КРК+навоз + известь) .различия между севооборотами в образовании воднораство-римого органического вещества проявляются менее выразительно. Кривые, отражающие содержание воднорастворимого . вещества, по разным севооборотам сближаются между собой. Однако на усиленном агрофоне количественное содержание -его было значительно выше. Такие же закономерности отме- * чены и в динамике нитратного азота и Р2О5, хотя последняя. переходит в, водную вытяжку в незначительных количествах.

В почве различных севооборотов'рН водной вытяжки в течение всех шести сроков определения практически был одинаков и находился около нейтральной границы, благоприят--- ной для роста и развития изучаемых, культур севооборотов. .."Внесение извести перед закладкой опыта создало выровнен- -; ный, однородный фон кислотности почвы, *а влияние различных севооборотов-как'факторов в первую ротацию, не сказа-' - лось существенным образом. -.V . ."'.';"

При интенсивном применении удобрений роль севооборотов в образовании воднорастворимых. соединений практически не обнаруживается. Севообороты, несмотря на свое ра-

стеииеводческое различие, не сделали существенных сдвигов и не изменили ощутимо в первый период освоения черты почвообразовательных процессов. На высоком агрофоне стираются различия между севоборотами в период их освоения.

Изменение кислотных свойств почвы в начальный период ее окультуривания

Как уже было отмечено, внесение извести перед заклад -кой опыта снизило все виды кислотности и фон почвенной кислотности поддерживается у нейтральной границы. Положительное действие извести сохраняется на шестой год проведения опыта. В среднем за начальный период окультуривания по варианту «без удобрений» рН солевой вытяжки повысился с 4,3 до 6,5.

При такой кислотности в пахотном слое не было обнаружено алюминия. Гидролитическая кислотность понизилась с 5,04 до 1,53—1,86 мгэкв на 100 г почвы, а степень насыщенности основаниями возросла до 91,3%. !

Отмечается общая для всех севооборотов закономерность уменьшения кислотности и увеличения степени насыщенности почв основаниями. Существенной разницы между исследуемыми севооборотами нами за первую ротацию не выявлено. Систематическое применение удобрений, особенно NPK + + навоз, на фоне извести оказывало дальнейшее положительное действие на агрохимические свойства почвы, рост растений и урожай.

Ликвидация незначительного подзолистого горизонта путем ежегодной вспашки на 30—32 см с внесением извести и совместного применения органических и минеральных удобрений не сказалось отрицательно на кислотных свойствах почвы к началу второй ротации севооборотов.

На делянках, где ежегодно проводилась вспашка на 30— 32 см, кислотность почвы по всем севооборотам в слое 0— 20 см на шестой год выравнивается с аналогичными вариантами по обычной вспашке..

Агрохимические показатели почвы в результате известкования изменяются с течением времени не только в пахотном слое, но и в нижележащем горизонте почвы.

Проведенные нами исследования слоя почвы с глубины 20—30 см показали, что на этой глубине кислотность почвы улучшается за счет поступления Са и Mg из вышележащего пахотного слоя. Ежегодная вспашка на 30—32 см способствовала систематическому перемешиванию подзолистой прослойки и извести во всем обрабатываемом слое, обеспечивая формирование гомогенности почвенной массы. Приокультури-вании подзолистых почв достигаются оптимальные однород-

ные свойства пахотного слоя. При этом весьма важным показателем является структурное состояние почвы 4 и содержание водопрочных агрегатов. В наших исследованиях разница в оструктуренности пахотного слоя и содержании водопрочных агрегатов по различным севооборотам была очень незначительной. Имеет место некоторое ухудшение водопрочности в зернопропашном севообороте, которое объясняется отсутствием трав и интенсивной обработкой почвы. Отмечено улучшение водопрочности структуры во всех севооборотах с травами, что повторяет многочисленные предшествующие результаты. Углубление пахотного слоя не привело к улучшению этих показателей. Систематическое применение одних только . минеральных удобрений во всех севооборотах с травами и без трав ухудшало эти показатели.

Динамика гумуса в начальный период освоения севооборотов

Вопросы накопления и превращения органического вещества в почве занимают особое место в агрономических исследованиях. Содержание и состав гумуса являются одним из показателей ее окультуренности. Многообразное значение гумуса в развитии плодородия почвы, трудность поддержания положительного или бездефицитного его баланса делают эти вопросы актуальными. О динамике углерода и азота почвы под влиянием органических и минеральных удобрений мы знаем больше, чем о динамике его при сочетании с углублением пахотного слоя в севооборотах разного вида. В данной работе сделана попытка — определить-количественное изменение в содержании органического вещества под воздействием изучаемых агротехнических приемов за начальный период освоения севооборотов. '.-'.".

Как показывают наши исследования, в этих севооборотах "по всем вариантам происходило обогащение почвы гумусом по сравнению с исходным содержанием в 0,93% С за счет растительных остатков и навоза (табл. 1).' Особенно значительный прирост его был констатирован при. совместном внесении навоза и КРК- На четвертый год опыта он составил + 0,25 и +0,26% С, а.на шестой год—+ 0,29. и. + 0,33% С. Здесь, несомненно, положительную роль сыграло совокупное, действие клевера, навоза и КРК. При этом уровень гумуси-рованности у четырехпольных севооборотов был ниже,' чем у пятипольных. Как видно из приведенных данных, углубле-, ние пахотного слоя до 30—-32 см в первый период освоения четырехпольных севооборотов без. применения удобрений обусловило дефицит органического вещества, а в пятипольных севооборотах с травами его не наблюдалось. Наибольшие потери органического вещества отмечены в зернопропаш-

Содержание углерода в пахотном слое почвы в период освоения севооборотов, %

Варианты опыта Севообороты

Глубина' вспашки, см Удобрения Плодосмен Зерно-пропашной Зерно-травяно-пропашной Зерно-травяной

Без удобрений . .',.-. . 0.99 0.91 1.03 1,07

1,00 0,93 •1,03 1,09

20—22 ОТК ,..,.... 0.98 0,96 1.04 1.07 *

0,94 0,96 0,98 1,10

ОТК+навоз. . . . . 1.05 1.01 1.19 1.18

1,13 1,07 1,22 1,26

0.89 0.88 1,00 1.04

30—32 0,88 0.95 0,85 0.89 0,92 1.00 1>,01 •1,04

1,02 0,95 1,06 1.14

Примечание. В числителе — за 1971 год, в знаменателе — за 1972 год. ,

ном четырехпольном севообороте. Большое насыщение данного севооборота пропашными культурами (50%) и отсутствие трав способствуют ускорению процессов минерализации органического вещества. '

В остальных севооборотах отмечено хотя и незначительное, но. закономерное повышение содержания углерода с увеличением доли трав и уменьшением пропашных. Однако эти различия не столь существенны и практически их можно считать лишь как начальную тенденцию. По-видимому, любой севооборот, т. е. любое чередование культур, без применения органических удобрений не в состоянии в начальный период его освоения обеспечить бездефицитный баланс гумуса. Систематическое применение полных минеральных удобрений за шестилетний период не привело к обогащению почвы органическим веществом, однако способствовало его стабилизации. При дозах К50Р75К60 не было выявлено преимущества того или иного севооборота в стабилизации.гумуса. Следовательно, указанные дозы полного минерального удобрения при его систематическом применении сглаживают влияние севооборотов к началу второй ротации.

' При ежегодном внесении .15 т/га навоза накполение органического вещества,в почвеприобретает положительную тенденцию. Наличие трав в севообороте усиливает'? ее. Представляет значительный "интерес вариант, комплексного . воз-

♦ действия органических и-минеральных удобрений. За истек-Чшую ротацию содержание углерода в почве по всем севооборотам увеличивается. • _' ': V ,*'>'"'

Комплексное применение органических и минеральных удобрений при Лежегодной глубокой вспашке на 30-Л-32 см способствует созданию глубокого гомогенного,слоя к началу второй ротации севооборотов. Соответственно* и. в течение начального цикла, в почве происходят необратимые процессы и достигается окультуривание всего вновь созданного глубо-> кого слоя. , ''*-.-. . . . ., '

¥; По всем севооборотам содержание гумуса в слое 20—30 см . при ежегодной глубокой вспашке приближается к исходному его содержанию в пахотном слое 0—20 см, перед закладкой 'опыта. •' - . • ! ; • '"-"," • . •'"- .- ' •

Влияние севооборотов, удобрений и глубины вспашки '' на динамику азотного фонда—

♦ • Проблема азота в зоне дерново-подзолистых почв в связи ' с насыщением структуры Лпосевных площадей интенсивными и культурами и созданием высокоокультуренных почв с мощным пахотным'слоем имеет ключевое.значение для превращения этой зоны из потребляющей в производящую.

* Общеизвестно, что носителем основного запаса азота В'почве является'органическое'вещество растительных остат-\ ков, микроорганизмы и беспозвоночные.*Около 90% азота почвы находится в форме гумусовых соединений, а остальная его доля содержится в виде остатков растений, животных и ; продуктов их превращения: аминокислот, пептидов, амидов и пр. Минеральные.формы азота,.аммиачные,и нитратные солн составляют всего'лишь'около 1% от общего азота.

♦ В наших "исследованиях содержание.общего азота изменялось так же, как'и содержание органического вещества .в

. почве: с увеличением: последнего количество общего азота * в почве возрастало (табл.2). '".»„-..

Отмечено,.что в.пёрйод окультуривания валовое содержание азота может достичь повышения посравнению с исходным его содержанием-в 95,5 мг/100 г почвы."Проведение еже' годной глубокой вспашки с применением удобрений привело Ч в конце первого цикла севооборотов к.'постепенному выравни-... ваншо в содержании; общего азота по всему обрабатываемо-'•'• му слою. • ,; -, : . •. ; ' • -'

„Ч Ближайшим резервом минерального'азота являются лег-

Содержание общего азота в пахотном слое почвы в 1971 году (мг N на 100. г абс. сух. почвы)

Варианты опыта Севообороты

Глубина вспашки, см . Удобрения Плодосмен Зерно-пропашной . Зерно-гравяно-пропашной Зерно-травяной

20—22 Без удобрений .... №К....... ОТК+навоз. . . . . 114,8 122,6 126,1 109.1 118,1 117.2 118,4 128,6 135,8 121,4 141,2 133,7

30—32 Без удобрений .... ОТК+навоз. . . . . 112.1 121,9 107,9 110.2 121.6 122,3 124.5 125.6

когидролнзуемые органические азотсодержащие соединения почвы, которые состоят главным образом из амидов и аминокислот. Для характеристики эффективного плодородия почвы л изменений его в процессе основания севооборотов систематически определялись его доступные формы: легкогидроли-зуемый и минеральный ^Н4 11Ж)3) азот.

В содержании легкогидролизуемого азота между исследуемыми севооборотами существенных различии за первую ротацию обнаружить не удалось. Накопление гидролизуемо-го азота в почве происходит прежде всего за счет трудногид-ролизуемых его соединений.

Сочетание минеральных удобрений и навоза по обычной вспашке способствовало лучшему накоплению этих соединений азота в условиях каждого севооборота. Так, за четырехлетний период опыта количество легкогидролизуемого азота на .высоком агрофоне (табл. 3) было на 12,5—16,5% вы' Та бл ица 3 Содержание легкогидролизуемого азота в пахотном слое в 1971 г. (мг N на 100 г абс. сух. почвы)

Варианты опыта . . Севообороты -

Глубина вспашки, см Удобрения Плодосмен Зерно-пропашной Зерно-травяно-пропашной Зерно-травяной

20—22 Без удобрений..... ОТК.....- • ОТК+навоз ...'.. 8,3 9,5 9,5 8,1 8,4 10,1 8,4 8,7 12,2 ' 10,7 12,0 12,6

30—32 8;7 9,2 7,4 8.4 8,0 11.9 9,2, 10,4

ше по отношению к исходному состоянию 7(2 мг, а трудно-гидролизуемого—на 15—25%. По мере окультуривания происходит некоторая нивелировка между вариантами глубокой и обычной вспашек.

Изучение динамики минерального азота; в течение двух лет показало, что накопление его в почве различных севооборотов происходит наиболее интенсивно при совместном применении органических и минеральных удобрении (табл. 4).

.Таблица 4

Содержанке минерального азота в почве различных севооборов

(среднее за 1971—1972 гг. в мг N на 1 кг абс. сух. почвы)

Варианты опыта Севообороты

Глубина вспашки, см Удобрения Плодосмен Зерно-пропашной Зерно-травяно-пропашной Зерно-травяной

20—22 ОТК+навоз. . . . . 28,2 36,5 32,5 36,8 .29,3 37,1 33,4 35,6

30—32 21,7 33,0 23,1 35,5 29,8 33,6 24,5 31,8

. Количественные изменения в содержании минерального азота позволяют отметить, что создание высокого агрофона в почве гарантирует устойчивое снабжение растении минеральными формами азота во всех севооборотах в течение вегетации. По полученным данным на варианте обычной вспашки и совместного применения органических и минеральных удобрений содержание минерального азота по всем севооборотам практически было на одном уровне с небольшими колебаниями между 35,6—37,1 мг N на 1 кг абс. сух. почвы.

Углубление пахотного слоя снижало содержание минерального азота в почве и только комплексное применение органических и минеральных удобрений сбалансировало отрицательное действие при вспашке подзолистого горизонта.

Величина нитрнфикационной способности почвы является надежным показателем обеспеченности доступным для питания растений азотом. Результаты опыта (табл. 5) подтвердили, что при оптимальных условиях тепла и влаги за время компостирования почвы ее нитратная производительность оказалась равнозначной. Имеющиеся различия между севооборотами несущественны. Углубление пахотного слоя при применении органо-минерального удобрения не понижают нитри-фикационную активность почвы, но на неудобренном фоне обнаружена тенденция к ее сокращению.

Та б л и ц а1 5*

Содержание минерального азота после-компостирования почвы, взятой.в конце первой ротации севоборотов

. (мг N на 1 кгабе. сух. почвы) ,-»'• • п •• *

••• Варианты опыта -!'т' «(.:ь,.(с - "«Севообороты

Глубина вспашки, " см Удобрения . 71,*; , Плодо'-"". ' смен •••" г Зерно-" пропашкой Зерно-травяно-пропашной Зерно-. травяной

20-22- ! . • '•-' Ч-Ч. ' Без удобрений:' '.-'1 ч?*1? •'; NPK+навоз: .' -.* . '; г- ? 40,6 ;\. ••308 *Л: 51,3 • •'44,0 • 55,3 " 41,5" 57,8 ..._

30-32- Без удобрений'.',,.,...... 1\ NPK+навоз; . * .. *: *. . '35,8 „.»' •55.6 > ' -33,3 -'•-'. 51.5 - • 38.6 :-:..56.2 .39,6 Г„ 52.5

Г8£Т-2,18' -НСРС5*=6,24

' Таким образом,' 'высокий "агрофон ограничивает, а не усиливает влияния |севооборота'-:на'; агрохимические показатели. почвы*;в начальный период'4! ее окультуривания. .При этом структура севооборотов не'имеет столь существенного значе-♦ пин,.но она выступает скорее как.'органйзационнб-хЬзяйствён-нын фактор повышения-культуры земледелия.. г.' \. , л.

Влияние севооборотов,*удобренийи"глубины вспашки на урожай культур и суммарную продуктивность севооборотов. :

. Урожай является;сложной;и недостаточно изученной ин-.\ тегральной 'функцией целого."ряда.факторов жизни растений,." их наследственных .особенностей' и технологического комплек- Г.' са ] полеводства. Уровеньл и] качество Тего /являются основными"** итоговыми критёриямнГпри Гоцёнкё*'эффективности применяв-, мых приёмов и сисгёЛзёмледелия;»,--.»Л. "? ; .1* , / ;.'.;,

Анализ пятилетних Лурожайных даншлх'стационарного опыта показывает,последовательное, повышение-уровня урожаев,.:. но мере окультуривания почвы во всех севооборотах (табл., 6) ^ч/ По мере нарастания, числа,действующих факторов, окуль-Л туривання прибавки в урожаях культур' севооборотов увелио-чивались. Сочетание навоза"; и/;МЙнеральных удобрений -обес- / печило получение самого высокого* урожая/в опыте по всем? исследуемым севооборотам!- По; указанному: варианту полу:,'; чены прибавки от'; 14,5. до } 16.5-ц/га кормовых .единиц во всех ;,. севооборотах. Это позволяётЛсделать положительный, ответ * о преимуществе органо-минеральнойЛсистемы урсрэнийв* * * •% период освоения севоборотовлл/ V ,; .., ..г .• :::.,'Дц;.1>

♦ На первом этапе; окультуривания.;имеет место, хотя и:;не существенное, но Некоторое снижение урожаев» при углублен 12 . - ; М

Таблица 6

Продуктивность севооборотов по мере их освоения, ц/га кормовых единиц (по варианту КРК+навоз)

Севообороты 1968 1969 1970 1971 1972

Плодосмен .... Зернопропашной . . . Зернотравянопропашной Зернотравяной . . .

Плодосмен.....

Зернопропашной . » . Зернотравянопропашной Зернотравяной .

Вспашка 20—22 см

22,0 21,4 49,8 51,0 37,3 32,2 28,1 27,6 53,0 49,2 42,9 20,4 51,0 58,8 51,7 49,6 46.1 45,7 16,7 18.2

Вспашка 30—32 см

23.4 21,7 52.5 52,7 38,8 32,0 28,5 28,7 55,9 54,5 43,3 20,3 49,2 53,7 52,6 50,9 45,8 45,2 15,7 16,1

нии пахотного слоя. Тем не менее имеются все основания предполагать, что на фоне интенсивной органо-минералыюи системы удобрений положительная роль его будет повышаться.

По продуктивности за первую ротацию как между четырехпольными, так и между пятипольными севооборотами не установлено существенных различий (табл. 7).

Таблица 7

Продуктивность 1 га севооборотной площади за первую ротацию, ц кормовых единиц

Варианты опыта Севообороты

Глубина вспашки, см Удобрения Плодосмен Зернопропашной4 Зерно-гравяно-пропашной Зерно-травяной

20—22 40,4 26,3 40,8 22,0 37,9 19,3 33,3

30—32 ОТК+навоз. . . . . 23,1 40,5 27,6 41,3 22,0 38,5 19,9 35,4

Статистическая обработка урожайных данных как по четырехпольным, так и по пятипольным севооборотам показывает, что прибавка урожаев от севооборотов но всем изучаемым вариантам оказалась математически недоказуемой. Следовательно, экспериментально обосновывается положение о равнозначимое™ различных чередований культур в началь-

ный период освоения севооборотов.-Это имеет'для практики большое значение,; так как "-.утверждает,-гибкость и динамич-« •/ . ность структуры посевов в зависимости- от, текущих потребно- г стей"хозяйств. Эта. гибкость:и динамичность структуры посевов; позволяют подбирать .культуры, необходимые для.опти- с мального ведения полеводства. "*-;Л_;-• _ -л ; .

Экономический -расчет,показал, что более ценным являетЛ ся зернопропашной четырехпольный севооборот, хотя здесь отмечается возрастание затрат труда по сравнению с плодо-- ~ сменом на 83,6%. - ,'••'•%•'

• *у Выводы

1. Основные черты развития почвенных процессов и эволюция пахотной почвы в условиях нечерноземной зоны обу- ' славливаются не' Отдельно-изолированно* взятым агротехни-/ ческим приемом икне механическим .'сцеплением таких приемов между собой, а целостной их свокупностыо, разработанной на основе выводов .точных;;многофакторных , научных

__и.»»:.»»»*»»»»»»» „ . тт »:л »»»»»»» »»: л Т А » » V» >1 »

опытов. ; ;, * .„ •;--Н. - - .V. * . . - : ..

2. Восстановление вкратчайшийсрок условий плодородия почвы и последовательное- получение наивысших урожаев,-зерновых, картофеля,-клевера и других' культур в нечерноземной зоне зависит целиком? от. рационального и совокупно-;

. го использования системы.удобрений и, как показывает опыт, Г .изучение количественных закономерностей и связей между > этими системами является; неотложным и; плодотворным, де-, лом для разработки научных основ интенсивной, аграрно-про-мышленной системы земледелия.*' ......~ ".*,".

' 3. Экспериментальное' изучение севооборотов разного построения— плодосмена; зёрнопропашного, .зернотравянонро- ,., иашного, зернотравяного и'их"сочетаний с навозной'и мине--*; ралыюй системами удобрёний"на;фоне разноглубинных обр^'« . боток показало, что:в первый ;циклооткрывающий период их. . освоения глубоких коренныхчразличий между ними установи,; лено не было. Севооборот действует научно обоснованной си-. '. стемой агротехнических I мероприятий, /применяемой в соот-* . ветствии с требованнямивозделываемых'культур.'. г

4. В начальный период освоения структура севооборота не -. играла решающещ,роли' в., динамике, элементов - плодородия .. почвы. Основные;, количественные сдвиги "'показателей по отдельным элементам плодородия, практически .. были равно- ч '- злачными как по.результатамганализа/водных вытяжек (вод-. Л норастворнмый,гумус,* К, Са«й др.), так и по максимальной мобилизационной способности, почвьь в ..отношении азота. Не

14-и

обнаружено существенных различий в динамике гидролизуе-мого и доступного азота (КИ4 и МОз).

5. На известкованном фоне кислотно-поглотительные свойства почвы в исследуемых севоборотах существенно не различались. Систематическое внесение навоза и минеральных удобрений оказало положительное влияние на содержание поглощенных оснований' и емкости поглощения, и проявилось более существенно на фоне обычной вспашки при комплексном. их применении. При увеличении глубины пахотного слоя показатели кислотных свойств в нем улучшаются по всей глубине уже в начале второго севооборотного цикла (5—6-и год).

6. Систематическое применение только минеральных удобрений за период освоения севооборотов не привело к обогащению почвы органическим веществом, однако способствовало его стабилизации. Минеральные удобрения в начальный период выполняют функцию питания растений и в меньшей степени служат средством окультуривания подзолистой почвы. Комплексное использование органических и минеральных удобрений позволяло сохранять органическое вещество почвы и повышать уровень ее окультуренности.

7. Создание мощного пахотного слоя в 30—32 см путем ликвидации незначительной прослойки подзолистого горизонта ежегодной глубокой вспашкой, внесением извести, навоза и КРК не сказывается отрицательно на агрохимических свойствах почвы. Положительный эффект создания гомогенного глубокого слоя проявляется не сразу, а постепенно и нарастает во времени.

Со второй ротации севооборотов тенденция в улучшении агрохимических свойств почвы в слое 0—32 см проявляется более четко. По всему слою происходит равномерное распределение питательных элементов. При этом изучаемые виды севооборотов не проявили существенных различий между собой, но в комплексе с рациональной системой удобрений влияние их на показатели почвенного плодородия значительно возрастает. Увеличение мощности пахотного слоя и достижение его гомогенности было более эффективным в зернопропаш-иом четырехполье. -"' •

8. Урожаи возделываемых культур в первоначальный севооборотный цикл достигали значительного уровня. Наивысшие урожаи зерновых, картофеля и клевера на удобренном фоне соответственно составляли 40,9; 187,7; 61,3 ц/га. Суммарная продуктивность за период освоения в кормовых единицах на высоком агрофоне (ЛФК+навоз) составляла для плодосмена .161,6, зернопропашного четырехполья — 163,3, зернотравянопропашного пятиполья — 189,2, зернотравяного

V

1 5

/.пятиполья— 166,3 ц/га, аЛродуктйвность':с..каждого гектарал. ? >/ была ,40,4; 40,8; 37,8; ЗЗ.зУщга/кормовых; единиц соответст-Л _ вённо./ •• /V,--.-,'/,':. ;'.: Л,4//;, '. ,.у§ V.,,", .'• ' ' ".Ч •' Экономически'"наиболе.Лэффективнымг в первый цикл по валовой, продукции,;чистомуЛдрходу'и рентабельности было

I 4

-.чередование культур, , представленное зернопропашным четы-/рехпольным севооборотом,* где";существующие цены позволили:." / увеличить чистый доход 'доЛЭЭруб.'на Гга пашни. ,/'/-"* '•'••

Ч/Ч / 9 . Высокий агрофон, своевременное,?высококачественное "Ч выполнение всех работке последующим повышением степени « /окультуренности,подзолистых/почв/являются главным уело-..: Ч-внем*: формирования "наивысших -"урожаев в условиях южной Ч'части нечерноземной "зоны .с" почвами переходного характера .-*•' "от подзолов к' серым леснымЯНа-'высоком агрофоне стирают- » 1?*У 'ся .существенные-различия Гмёжду* разными севооборотами" в> Ч<

Л'течение первоначального периода, (первой*ротации) их освое-е , "ния. В этих случаях'структура посевов-прирбретает широкую •

* гибкость и динамичность, что даетЛнадежную "основу для ра* зумного маневрирования с*подбором,культур и установле- ; „Г - ннём оптимальной специализации. "/> :"*'"; Ч " . , ./. Ч*-.. > . -Л На высоком •" агрофоне*" естественные условия почвы - не

"•' являются ограничивающим фактором"*дл"я=установления струк-: туры посевов. ОпределяющимиЛ ;таких; 'случаях являются /факторы и соображения'экономического"!!''организационно- 4 Л хозяйственного характера. У'_'" •£ .'"'* "'&%•• Ч;л. .4

Л-; РЕКОМЕНДАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВУ "/ ',„,

1 Система окультуривания.почв переходных от подзолистых ' ,;. ,к. серым лесным1В. южных Лрайонах-Московской и других об-/-••' .частей ~ нечерноземной зоны в; начальный,, исходный период . / освоения севооборотов* как. Сг высоким. насыщением зерновыми культурами,* так\и.с 'насыщением их*кормовыми культу-' Ч"- рами и картофелемГдолжна быть Лстрого; дифференцирован- . Ч,/. ной, полностью удовлетворяющей всем-требованиям специа-.*/">»-л/"лизированного высокоразвитого хозяйства:*- "->. , .; •••

5"_*-Для севооборотов со "значительным кудельным весом зер-- "

новых-культур в ЛтечениеЛ начального «периода их . освоения Ч.. рекомендуется органо-минеральная "'система'" состоящая .< из ' .".„ежегодного применения » 15,т/га органических удоб-

рений. "-.Ч, _'„*-*., ч*/""Ч; /.: Ч .Ч'Л-ч''." "• '.л../.*

, "Для севооборотов, Ймёющих"зна*ч11тёль1юе'насыщение про- '""-пашными кормовыми культурами/(прифермскйе и пр.),'си-. , ,-стема окультуривания почв„должна, дополнительно включать -V ,У[ еще два звена: а) создание мощного пахотного слоя; б) опти-

* мальное (для ликвидации-подвижного/алюминия) известно-.

, ..вание. '. ' г,.- ■№.*",-;/?;.,.-:"../..- .....'."/"/ ■ ' '-'•-"

;- -16 Ч; . "• 4Г •<"•'.'-'.•-'.-.--' . " > т/" -•:

В целях ускорения окультуривания почв в нечерноземной зоне в севооборотах разного вида и создания мощного пахотного слоя до 30—32 см дозы органических и минеральных удобрений повышаются вдвое. За период освоения севооборотов ликвидируется подзолистая прослойка и избыточная кислотность почвы.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. О роли севооборота, удобрений и глубины вспашки в формировании урожая в начальный период их освоения. Доклады ТСХА, вып. 199, 1974 г.

2. Влияние удобрений и глубины вспашки на урожаи культур и. свойства почвы. В сб. «Повышение биологической продуктивности сельскохозяйственных растений». ТСХА, 1974.

Объем 1/4 п. л.' V Заказ 1964. Тираж 150

Типография'Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева - " "125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44