Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние сидеральных паров на плодородие светло-серых лесных почв и продуктивность звена севооборота в Волго-Вятском регионе

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние сидеральных паров на плодородие светло-серых лесных почв и продуктивность звена севооборота в Волго-Вятском регионе"

Цветков Дмитрий Петрович

Влияние сидеральных паров на плодородие светло-серых лесных почв и продуктивность звена севооборота в Волго-Вятском регионе

Г/

Специальность 06.01.01. - общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 8 ЯНВ 2612

005009150

Балашиха - 2012

005009150

Работа выполнена на кафедре земледелия Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии в 2008-2011 годах.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

Заикин Вильяме Павлович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

Кузнецова Елена Ивановна

доктор сельскохозяйственных наук, Лошаков Владимир Григорьевич

Ведущая организация: Нижегородский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства Россельхозакадемии

Защита состоится 15 февраля 2012 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.056.05 при ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет» по адресу 143900, Московская область, г. Балашиха, ул. Юлиуса Фучика, д. 1; тел./факс 521-51-22

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»

Автореферат разослан « » ЯМ^ОРД 2012г.

С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайте Российского государственного аграрного заочного университета: www.rgazu.ru, и на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации: www.vak.ed.gov.ru.

Ученый секретарь

диссертационного совета -z -с _

кандидат сельскохозяйственных наук, ¿--Зоц/Сб^о E.H. Закабунина

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Все более важным становиться сохранение и повышение почвенного плодородия земель сельскохозяйственного назначения, так как наблюдаются высокие темпы его снижения. Это связано и с все большим сокращением количества органических удобрений вносимых на 1 га пашни, и с возрастающей интенсификацией растениеводства. Темпы воспроизводства плодородия почвы несравнимо малы с темпами его снижения. Кроме этого, важной становиться проблема сохранения почвенного плодородия при условии высокодоходного производства растениеводческой продукции. Проблема осложняется постоянно растущими ценами на минеральные удобрения, средства химической защиты растений и энергоносители, при низких темпах роста рыночных цен на зерно.

В связи с этим, особенно актуальной является разработка и совершенствование в системе земледелия на серых лесных почвах Нечерноземья рациональных приемов сидерации.

Цель и задачи исследований. Изучить влияние сидеральных паров и других предшественников озимой пшеницы на ее урожайность, продуктивность звена севооборота и элементы плодородия, и выявить наиболее эффективные приемы сидерации.

Для достижения цели решались следующие задачи:

- изучить влияние сидеральных паров, в сравнении с черным и занятым, на изменение показателей плодородия почвы;

- оценить влияние приемов сидерации на засоренность посевов;

- определить урожайность озимой пшеницы и продуктивность звена севооборота при использовании сидерального клеверного и вико-овсяного пара;

определить экономическую и энергетическую эффективность возделывания озимой пшеницы и звена севооборота по различным видам паров;

- дать практические рекомендации производству.

Научная новизна. Впервые в Нижегородской, области изучено сравнительное влияние черного, сидерального и занятого клеверного, сидерального и занятого вико-овсяного паров на урожайность районированного в Нижегородской области сорта озимой пшеницы Московская 39, и продуктивность звена севооборота на светло-серых лесных почвах.

Практическая значимость. Установлено, что клевер луговой на корм и сидерацию является наиболее эффективным предшественником озимой пшеницы, обеспечивающий воспроизводство плодородия светло-серых лесных почв Волго-Вятского региона и. позволяющий иметь наибольший выход продукции в звене севооборота.

На основании результатов исследований даны практические рекомендации производству по использованию в качестве сидератов клевера лугового и вико-овсяной смеси. Результаты исследований используются в учебном процессе на

кафедре земледелия Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии при изучении раздела по севооборотам.

Положения, выносимые на защиту:

1. Использование в качестве сидерата в занятом пару под озимую пшеницу клевера лугового позволяет более эффективно оптимизировать пищевой, биологический и водный режим, а так же улучшать агрофизические свойства почвы по сравнению с этими показателями по сидеральному вико-овсяному пару.

2. Влияние сидеральных паров на агрофитоценозы и степень засоренности озимой пшеницы.

3. Использование клевера лугового на сидерат и на корм, под озимую пшеницу, с целью повышения продуктивности звена севооборота.

4. Экономическая и энергетическая оценка возделывания озимой пшеницы по различным предшественникам и в целом звена севооборота.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-практических конференциях: в 2010 году в г. Н.Новгород «Ресурсосберегающие технологии и технические средства в агропромышленном комплексе»; в 2010 году в г. Чебоксары «Биологические и экологические проблемы земледелия Поволжья»; в 2011 году в г. Н.Новгород «Земледелие и его ресурсное обеспечение в современных условиях»; в 2011 году в г. Н.Новгород «Нетрадиционные источники и приемы организации питания растений».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе одна статья в журнале «Земледелие», указанном;»перечне ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 165 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству, списка литературы, включающего 220 наименований (из них 18 иностранных) и 9 приложений. Работа содержит 48 таблиц, 1 рисунок.

Содержание работы

Условия и методика проведения исследований

Исследования по изучению влияния сидеральных паров на урожайность озимой пшеницы и почвенное плодородие проводили в стационарном полевом опыте в семипольном севообороте со следующим чередованием культур: 1. Пар черный, занятый вико-овсяной на сидерацию и зеленый корм; 2. Озимая пшеница; 3. Яровая пшеница; 4. Яровая пшеница с подсевом клевера лугового; 5. Клевер (на зеленый корм и сидерат); б. Озимая пшеница; 7. Яровая пшеница.

Схема опыта представлена в таблице 1.

Почва опытного участка светло-серая лесная легкосугпинистая, развившаяся на лессовидных суглинках, содержание гумуса - 1,84%, подвижного фосфора - 283,83 мг/кг, подвижного калия - 109,0 мг/кг почвы, рН солевой вытяжки - 5,16. Содержание физического песка - 71,73%; содержание физической глины - 28,27%.

Контролем в опыте служил вариант, где предшественником озимой пшеницы был черный пар.

Таблица 1

Схема опыта

Предшественник 2008-2011 годы Первая культура 20092011 годы Вторая культура 2010-2011 годы

Черный пар Озимая пшеница Яровая пшеница

Клевер луговой на сидерат (клевер сидерат) Озимая пшеница Яровая пшеница

Клевер луговой на зеленый корм (клевер корм) Озимая пшеница Яровая пшеница

Вико-овсяная смесь на сидерат, глубина запашки 16 см (в/овес сидерат, 16 см) Озимая пшеница Яровая пшеница

Вико-овсяная смесь на сидерат, глубина запашки 11 см (в/овес сидерат, 11 см) Озимая пшеница Яровая пшеница

Вико-овсяная смесь'на зеленый корм (в/овес, зеленый корм) Озимая пшеница Яровая пшеница .

Укосная масса вико-овсяной смеси на сидерат (укосный в/овес сидерат) Озимая пшеница Яровая пшеница.

В годы исследований был острозасушливым 2010 год, когда наблюдались атмосферная и почвенная засухи, а так же суховеи, что отрицательно сказывалось на развитии озимой пшеницы. Зимний период 2009-2010 года был отмечен таким агрометеорологическим явлением как вымерзание. А зимой 2010-2011 года отмечалось выпревание озимых культур и многолетних трав.

Повторность полевых опытов 4-х кратная, размещение полей систематическое. Из удобрений в севообороте вносили солому, измельчаемую и разбрасываемую при уборке зерновым комбайном, и сидераты.

Агротехника подготовки черного пара: первую обработку почвы проводили осенью сразу после предшествующей культуры, и представляла она из себя лущение стерни на глубину 8-10 см с последующей культурной зяблевой вспашкой на глубину пахотного слоя через 2-3 недели. Весной, после поспевания почвы, проводили боронований с целью предотвращения непроизводительных потерь влаги из почвы. Далее по мере прорастания сорняков и появления корки (после выпадения осадков) в черном пару проводили 7 культивации с боронованием на глубину: 6-8; 6-8; 8-10; 5-6; 10-12; 6-8; 5-6 см.

Агротехника занятых паров: клевер луговой высевали под покров яровой пшеницы сеялкой СЗТ-3,6 одновременно с севом покровной культуры. Весной, на клевере луговом, второго года жизни проводили боронование.

Клевер луговой на корм скашивали косилкой КС-2,1 в фазу бутонизации -цветение. Сразу после уборки трав проводили вспашку на полную глубину пахотного слоя. Клевер на сидерат скашивали перед началом фазы бутонизации, и после высыхания зеленой массы через 3-10 дней запахивали.

Вико-овсяную смесь возделывали по зяби, весной перед посевом проводили боронование почвы и предпосевную культивацию. После посева поле прикатывали. Вико-овсяную смесь запахивали в фазу бутонизации - цветение на глубину 16 и 11см. На зеленую массу вико-овсяную смесь так же скашивали в фазу бутонизации - цветение. Кроме этого на одну делянку с паровой обработкой почвы переносили скошенную зеленую массу вико-овсяной смеси и так же запахивали на глубину 11 см.

Занятый пар и участки после сидератов для подготовки почвы к посеву озимой пшеницы по мере необходимости обрабатывали дисковой бороной БДС-3,0, а затем перед посевом озимой пшеницы культиватором.

Агротехника озимой пшеницы: посев озимой пшеницы проводили сеялкой СЗУ-3,6. Весной проводили боронование посевов озимой пшеницы.

Агротехника яровой пшеницы: система зяблевой обработки после стерневых культур заключалась в лущении стерни на глубину 8-10 см сразу после уборки, и культурной зяблевой вспашки на глубину 18-20 см, через 2-3 недели после лущения. Весной, проводили боронование. Дня подготовки почвы для сева яровой пшеницы проводили культивацию на глубину 5-6 см. Посев яровой пшеницы проводили сеялкой СЗУ-3,6.

Размер опытных делянок был равен 122,5 м2, а учетная 66 м2.

Методика проведения исследований в опытах была общепринятой.

Учеты проводили в 4-х кратной повторности.

Определение агрохимической характеристики почвы, под озимой пшеницей, проводили в основные фазы развития - фаза полных всходов (в период после посева), в фазе кущение весной, и перед уборкой, отбирая средний смешанный образец на глубину пахотного слоя (0-30 см), при этом почву брали в 5 точках (конвертным способом) по каждому варианту со всех повторений.

Агрохимические показатели определяли: подвижный фосфор и калий - по А.Т. Кирсанову, ГОСТ 26207-84 с последующим калориметрированием фосфора на ФЭК-56М и определением калия на пламенном фотометре по ГОСТу 26210-84, нитратный азот определяли колориметрическим методом с дисульфофеноловой кислотой, гумус - по И.В. Тюрину ГОСТ 26213-84.

Влажность почвы определяли методом термического высушивания образцов почвы, отобранных до глубины 1 м, через каждые 10 см в 4-х кратной повторности на озимой пшенице - осенью по всходам, весной в фазе кущение и перед уборкой.

Плотность сложения почвы изучали методом взятия почвенных проб в ненарушенном состоянии патроном, объемом 754 см3, в 4-х кратной повторности в слое 0-20 см.

Сравнительную водопрочность почвенных агрегатов размером 3-5 мм определяли по методу Н.И. Саввинова.

Засоренность посевов озимой пшеницы сорняками определяли в период полных всходов, в фазу кущения весной и перед уборкой. В начале вегетации учет сорняков проводили количественным, а в конце вегетации - по количеству и по массе с изучением видового состава сорных растений.

Биологическую активность почвы определяли методом аппликаций (Воробьев и др., 1967). Закладку льняных полотен проводили на глубину 0-20 см. Экспозиция составляла 50 дней. После тщательной отмывки и сушки полотна, определяли его массу на технических весах.

Учет органической зеленой массы сидератов делали на учетных площадках размером 1 м2 в 4-х кратной повторности.

Количество корневых остатков сидеральных культур и культур занятого пара в слое 0-30 см определяли посредством выбирания корней из монолитов площадью 0,25 м2.

Уборку зерновых проводили прямым комбайнированием Сампо-2,2. Учет урожая зерновых культур проводили на всех повторениях и вариантах опыта со всей площади учетной делянки. При учете урожая зерна отбирали пробы на влажность и засоренность, и на основе их определения, проводили перерасчет урожайности с 1 га на чистое зерно при 14 % кгажности.

Статистическую обработку полученных данных выполняли на ПК с использованием надстройки к Microsoft Office Excel - AgcStat,.разработанной группой моделирования Ставропольского НИИСХ (Гончар-Зайкин, Чертов, 2003).

Расчет экономической эффективности производили по технологическим картам и нормативным справочникам.

Биоэнергетическую эффективность определяли по методике В.М. Володина (1989) по оценке эффективности системы земледелия на биоэнергетической основе.

Результаты исследований Поступление органического вещества в почву с сидератами

Количество органического вещества клевера лугового, запаханного под озимую пшеницу, по годам варьировало от 34,3 до 44 т/га (табл. 2).

Таблица 2

Сырая масса органического вещества,

Вариант /Год Средняя

2009 2010 2011

Зеленая масса клевера + корни 44,0 34,3 35,8 38,0

Корни и поукосные остатки клевера 5,5 6,2 4,1 5,3

Зеленая масса вико-овсяной смеси + корни 25,9 26,2 26,0 26,0

Корни и поукосные остатки вико-овсяной смеси 1,9 1,3 1,5 1,6

Наибольшее количество органической массы (корни и надземная часть) обеспечивал клевер луговой. В среднем за три года вико-овсяной смеси было запахано в почву меньше на 12 т/га или на 31,6%, чем в сидеральном клеверном пару.

В среднем за 3 года клевер луговой обеспечивал накопление наибольшего количества воздушно-сухой массы - 10,3 т/га (в т.ч. корни и поукосные остатки 1,8 т/га). Воздушно-сухая масса вико-овсяной смеси составляла 65% от массы клевера лугового.

Таблица 3

Количество воздушно-сухого вещества поступившего в почву при запашке

сидератов, т/га

Вариант Год Средняя

2009 2010 2011

Зеленая масса клевера + корни 10,4 11,5 9,1 10,3

Корни и поукосные остатки клевера 1,9 1,8 1,6 1,8

Зеленая масса вико-овсяной смеси + корни 6,8 8,2 5,0 6,7

Корни и поукосные остатки вико-овсяной смеси 0,8 0,6 0,5 0,6

Биологическая активность почвы

О биологической активности почвы судили по степени разложения льняного полотна. В среднем за 3 года исследований, наименьшая биологическая активность почвы (табл. 4) под озимой пшеницей была по черному пару (22,1%), тогда как сидераты обеспечивали ее возрастание: до 68,4% по клеверу на сидерат; и до 66,3%, 48% по вико-овсяной смеси, запаханной на И и 16 см соответственно.

Таблица 4

Влияние предшественника на разложение льняного полотна в почве под озимой пшеницей, %_

Предшественник озимой пшеницы

Черный пар

Год

2009 2010 2011

37,1

16,7

12,5

Среднее значение

22,1

Клевер сидерат

91,7

53,5

60,0

68,4

Клевер корм

71,6

49,5

18,0

46,4

В/овес сидерат, 16 см

--ч - ----

В/овес сидерат, 11 см

79,8

28,0

36,3

48,0

99,3

66,3

33,2

66,3

В/овес, зеленый корм

43,6

46,0

5,7

31,8

Укосный в/овес сидерат

27.3

31,6

11,6

23,5

НСРр;

21,8

14,5

5,1'

из I | - -у-_ ~ ' _|___1

- При расчете НСР«* значения преобразовывались (Доспехов, 1985), т.о. различия существенны между: черным паром и клевером на ешкрат, черным паром и вико-овсяноП смесью на сидерат при глубине запашке 16 см и 11 см;

". при расчете НСР^ значения преобразовывались (Доспехов, 1985), т.о. различия существенны между: черным паром и клешфом на сидерат, а так же клевером на зеленый корм, черным паром и вико-овсяной смесью на сидерат при глубине запашки 11 см, чистым паром и вико-овсяной смесью на корм;

~ при расчете НСР» значения преобраювывапись (Доспехов, 1985), т.о. различия существенны мемеду черным паром и всеми изучаемыми предшественниками кроме укосной массы вико-овсяной смеси.

Несколько выше, чем по черному пару, в почве под озимой пшеницеи, биологическая активность отмечалась по предшественникам, где использовали либо надземную часть вегетативной массы (укосная масса вико-овсяной смеси - 23,5%), либо корни и поукосные остатки (клевер -46,4% , вико-овсяная смесь -31,8%).

Запашка одной только зеленой массы, или только корней и поукосных остатков вико-овсяной смеси в разные годы не одинаково влияла на изменение интенсивности биологических процессов в почве в сравнении с черным паром. В сильно засушливом 2010 году эти приемы вели к увеличению разложения льняной ткани, а в 2009 и 2011 гг. или не происходило увеличения распада льняной ткани, или даже в 2011 году наблюдалось уменьшение разложения ткани в варианте, где заделывали в почву корни и поукосные остатки вико-овсяной смеси.

Засоренность посевов

В среднем за период исследований, укосный способ использования вико-овсяного сидерата способствовал снижению числа сорных растений в посеве озимой пшеницы в фазу полных всходов (табл. 5). При этом такого же уровня засоренности озимой лшеницы достигал вариант с черным паром. Самая высокая засоренность озимой пшеницы в фазу полных всходов отмечается по предшественнику - клевер луговой на корм, и составляет 64 шт/м2, что выше на 88%, чем по черному пару. Наибольшая засоренность многолетниками была при использование клевера лугового на сидерат (12 шт/м2).

Таблица 5

Влияние предшественника на засоренность озимой пшеницы

ГТ1ТАХЛ Г»0 т^тта ТТТТ\71/'/*1|2

Предшественник озимой пшеницы Фаза полных всходов Перед уборкой

« я я <и н и « о, X 3 к а о О а о о « 3 я н и 4 8 о к г о Ч о я у а 8 м Масса сорняков, г/м2

§ к « & К 8 к о Б £ к) <0 О. О я а к 1 е £ ё 2 £ 2 о И я м 2 § Он о « я X >> 0 1 о а го О ¡а

Черный пар 34 4 75 37 160,8 61,1

Клевер сидерат 46 12 63 21 180,5 71,0

Клевер корм 64 9 60 22 187,1 73,0

В/овес сидерат, 16 см 36 9 79 27 220,6 86,9

В/овес сидерат, 11 см 39 8 89 37 186,3 74,8

В/овес, зеленый корм 36 8 84 43 196,4 75,0

Укосный в/овес сидерат 33 4 71 29 178,0 68,1

Перед уборкой озимой пшеницы возрастало количество сорняков, по сравнению с черным паром, в вариантах с использованием вико-овсяной смеси на сидерат, запаханной на 16 и 11 см (на 5,3-18,7%) и вико-овсяной смесью на корм (на 12%). Наибольшая засоренность озимой пшеницы многолетними сорняками, в среднем за три года, в период перед уборкой отмечается по вико-овсяной смеси на корм (43 шт/м2), а наименьшая по клеверу на сидерат (21 шт/м2). Общая засоренность по клеверу на сидерат и на корм, в сравнении с черным паром, была ниже на 16-20%.

В среднем за 3 года, сорняки накапливали массу естественной влажности от 160,8 г/м2 по черному пару до 178,0 - 220,6 г/м2 по остальным изучаемым предшественникам. Данная зависимость отражается и по массе сорняков в воздушно-сухом состоянии. Таким образом, можно выделить черный пар как предшественник озимой пшеницы, лучше подавляющий развитие и формирование вегетативной массы сорняков, чем прочие изучаемые предшественники.

Плотность сложения почвы под озимой пшеницей

Клевер на сидерацию и вико-овсяная смесь на сидерацию (при вспашке на 16 см) способствуют снижению плотности сложения светло-серой лесной почвы в фазе полных всходов озимой пшеницы на 0,1 г/см3 или на 7,8%, по сравнению с почвой под озимой пшеницей по черному пару (табл. 6).

К весне (фаза кущения) плотность сложения почвы по вариантам выравнивается, а к уборке становиться значительно выше в почве под озимой пшеницей по черному пару.

Таблица 6

Влияние предшественника на плотность сложения почвы _под озимой пшеницей в среднем за 3 года, г/см3_

Время учета

Предшественник осенью весной перед

(всходы) (кущение) уборкой

Черный пар 1,28 1,27 1,41

Клевер сидерат 1,18 1,23 1,29

Клевер корм 1,24 1,24 1,32

В/овес сидерат, 16 см 1,18 1,18 1,30

В/овес сидерат, 11 см 1,27 1,23 1,34

В/овес, зеленый корм 1,28 1,26 1,27

Укосный в/овес сидерат 1,32 1,26 1,31

Структурное состояние почвы

Изучение сравнительной водопрочности почвенных агрегатов (размером 3-5 мм) в почве под озимой пшеницей показало (табл. 7), что все предшественники, где запахали органическую массу, позволяют повысить сравнительную водопрочность почвенных агрегатов по сравнению с черным паром.

Вико-овсяная смесь на сидерат, запаханная на глубину 11 см, клевер на корм и клевер на сидерат имели самые высокие значения сравнительной водопрочности почвенных агрегатов.

Таблица 7

Влияние предшественника на сравнительную водопрочность почвенных

Предшественник Время учета

осенью (всходы) весной (кущение) .перед уборкой

Черный пар 18,6 24,5 25,2

Клевер сидерат 28,6 31,9 35,8

Клевер корм 27,5 32,2 34,8

В/овес сидерат, 16 см 24,6 30,7 31,6

В/овес сидерат, 11 см 29,2 30,4 32,8

В/овес, зеленый корм 23,1 30,4 29,7

Укосный в/овес сидерат 24,1 30,1 30,2

Влажность почвы под озимой пшеницей

Запасы влаги в слое почвы 0-30 см и 0-50 см в фазу полных всходов озимой пшеницы в большей степени зависели от увлажнения второй половины лета. Так, даже в условиях острозасушливого 2010 года, за счет осадков выпавших в конце августа, произошло выравнивание влажности почвы до уровня черного пара по всем предшественникам в слое почвы 0-30 см (табл. 8).

Таблица 8

Запасы продуктивной влаги в слое почвы 30 и 50 см под озимой пшеницей в

фазу полных всходов, мм

Предшественник Год В среднем

2008 | 2009 | 2010 за 3 года | за 2 года'

слой почвы, см

0-30 0-50 0-30 0-50 0-30 0-50 0-30 0-50 0-30 0-50

Черный пар 50,8 88,0 37,0 71,8 57,3 98,4 48,4 86,1 47,1 85,1

Клевер сидерат 43,7 93,8 26,4 56,3 52,5 84,3 40,9 78,1 39,5 70,3

Клевер корм 49,4 74,2 22,0 55,0 57,4 90,4 42,9 73,2 39,7 72,7

В/овес сидерат, 16 см 37,4 75,0 26,6 56,6 55,1 85,5 39,7 72,4 40,9 71,0

В/овес сидерат, 11 см - - 22,7 49,5 59,1 84,5 40,9 67,0

В/овес, зеленый корм - - 26,6 45,1 48,1 72,1 37,3 58,6

Укосный в/овес сидерат - - 35,7 64,5 60,4 99,4 48,0 81,9

НСР05 ' 9,5 11,8 10,3 14,5 РФ<Р, 12,0

примечание: «-» - не определяли.

По черному пару запасы влаги составляли 57,3 мм, а по остальным предшественникам от 48,1 мм до 60,4 мм. В большем слое почвы (0-50см) выравнивание влажности почвы по вариантам было меньшим, но, тем не менее, вариант - клевер на корм находился на одном уровне с черным паром.

В 2009 году однозначное преимущество в накоплении влаги в почве имел черный пар.

Влажность почвы под озимой пшеницей между вариантами весной и перед уборкой имела тенденцию к выравниванию за счет выпавших осадков и потребления влаги самими растениями.

Урожайность озимой пшеницы в зависимости от предшественника

В среднем за 3 года прибавка урожайности в 8,9%, по сравнению с черным паром, была обеспечена только по варианту клевер на сидерат. Урожайность озимой пшеницы посеянной по клеверу на зеленый корм была ниже на 0,58 т/га по сравнению с черным паром, а по сравнению с озимой пшеницей по клеверу на сидерацию на 0,91 т/га.

Таблица 9

Урожайность озимой пшеницы в зависимости от предшественника, т/га

Предшественник Год Средняя

2009 2010 2011 т/га %

Черный пар 5,07 2,15 3,87 3,70 100

Клевер сидерат 5,33 2,64 4,11 4,03 108,9

Клевер корм 4,73 2,18 2,45 3,12 84,3

В/овес сидерат, 16 см 3,96 1,58 3,47 3,00 81,1

В/овес сидерат, 11 см 4,07 1,59 3,18 2,95 79,7

В/овес, зеленый корм 4,27 1,79 2,80 2,95 79,7

Укосный в/овес сидерат 4,97 2,15 3,97 3,70 100

НСР„5 0,82 0,64 0,76

Урожайность зерна по предшественникам: вико-овсяная смесь на сидерат, с глубиной запашки 16 см и 11 см была ниже, чем по черному пару на 18,9% и 20,3% соответственно. Занятый вико-овсяной пар обеспечил урожайность озимой пшеницы ниже на 20,3% по сравнению с черным паром. Такой же сбор зерна, как по черному пару, обеспечивает укосное использование зеленой массы вико-овсяной смеси на сидерат. Это связано с одинаковой агротехникой подготовки пара в варианте черного пара и укосного использования вико-овсяной смеси на сидерат. Следует отметить, что клевер на сидерат постоянно обеспечивал прибавку урожая зерна озимой пшеницы по годам от 5,1% до 22,8% по сравнению с черным паром.

Продуктивность звена севооборота

Рассматривая продуктивность звена севооборота, изучаемый предшественник - озимая пшеница - яровая пшеница (табл. 10), отмечаем, что выход кормовых единиц по звену севооборота с клевером на корм и по звену с вико-овсяной смесью на корм выше чем по звену с черным паром соответственно на 7,78 т/га корм. ед. (81,8%) и на 2,41 т/га корм. ед. (41,3%). При этом сбор кормовых единиц по звену с использованием клевера на корм выше на 49,2%, чем по звену с использованием клевера на сидерат. Звено севооборота с вико-овсяной смесью на корм, по сбору кормовых единиц, так же было выше звена с сидеральным клевером (на 15,9%).

Таблица 10

Средняя продуктивность звена севооборота предшественник - озимая _пшеница - яровая пшеница (за 2009-2011 годы) _

Предшественник Предшественник в среднем за 3 года; сбор корм, ед., т/га Озимая пшеница, в среднем за 2009-2010 годы Яровая пшеница; в среднем за 2010-20)1 годы Сбор зерна в среднем за год, т/га Сбор корм. ед. в сумме за 3 года, т/га

Урожайность, т/га Сбор корм, ед., 1 т/га Урожайность, т/га 1 Сбор корм, ед., т/га

Черный пар - 3,61 3,93 К75 1,91 2,68 5,84

Клевер сидерат - 3,99 4,35 2,54 2,77 3,27 7,12

Клевер корм 4,08 3,46 3,77 2,54 2,77 3,00 10,62

В/овес садерат, 16 см - 2,77 3,02 2,05 2,23 2,41 5,25

В/овес сидерат, 11 см - 2,83 3,08 1,79 1,95 2,31 5,03

В/овес, зеленый корм 2,87 3,03 3,30 1,91 2,08 2,47 8,25

Укосный в/овес сидерат - 3,56 3,88 1,90 2,07 2,73 5,95

Экономическая эффективность

Экономические показатели выращивания озимой пшеницы по различным предшественникам представлены в таблице 11.

Таблица И

Экономическая эффективность-возделывания озимой пшеницы __в среднем за 3 года __

Вариант Прямые затраты на 1 га, руб. Урожайность, т/га Себестоимость зерна, руб./т Выручка от реализации, руб./га Условный чистый доход, руб./га . Рентабельность, %

Черный пар 3 946,01 3,70 1 066,49 18 500,00 14 553,99 369

Клевер сидерат 4 201,16 4,03 1 042,47 20 150,00 15 948,84 380

Клевер корм 3 481,86 3,12 1 115,98 15 600,00 12 118,14 348

В/овес сидерат, 16 см 6 217,04 3,00 2 072,35 15 000,00 8 782,96 141

В/овес сидерат, 11 см 6 217,04 2,95 2 107,47 14 750,00 8 532,96 137

В/овес, зеленый корм 3 458,30 2,95 1 172,31 14 750,00 И 291,70 327

Укосный в/овес сидерат 9 464,37 3,70 2 557,94 18 500,00 9 035,63 96

Наибольшая рентабельность была по варианту с сидеральным клевером (380%), с разницей в 11% ему уступал черный пар. Наименьшая рентабельность была по вариантам с использованием сидерата вико-овсяной

смеси, запаханной на 16 и .11 см (141 и 137%), и по ¡варианту с укосной массой вико-овсяной смеси (96%). Выращивание озимой пшеницы по вико-овсяной смеси на корм имело относительно высокий уровень рентабельности - 327%.

Рассматривая экономические показатели выращивания продукции в звене севооборота предшественник - озимая пшеница - яровая пшеница (табл. 12) отмечаем, что варианты с использованием предшественника на корм (вико-овсяная смесь и клевер) позволяют увеличить совокупный условно чистый доход в звене, по сравнению со звеном, где предшественником озимой пшеницы был черный пар.

Наибольший чистый доход обеспечило звено с клевером на зеленый корм, и он составил 28 478,97 руб./га. Именно зеленая масса клевера на корм, обеспечила в звене наибольший совокупный доход среди всех звеньев, и он был выше в 2,1 раза, чем по звену с черным паром (условный чистый доход 13 333,78 руб./га). Так и использование клевера на сидерат обеспечивало увеличение чистого дохода на 33,9% выше чистого дохода по звену с черным паром.

Таблица 12

Экономическая эффективность звена севооборота

Предшественник Затраты на производство продукции звена севооборота, руб./га Выручка от реализации продукции звена севооборота, руб./га Условный чистый доход руб./га Совокупная рентабельность по звену, %

Черный пар 6 939,98 20 273,76 13 333,78 192

Клевер сидерат 7 045,13 24 898,68 17 853,55 253

Клевер корм 9103,59 37 582,56 28 478,97 313

В/овес сидерат, 16 см 9211,01 18231,12 9 020,11 98

В/овес сидерат, И см 9 211,01 17 484,30 8 273,29 90

В/овес, зеленый корм 10692,06 29 038,50 18 346,44 172

Укосный в/овес сидерат 12 458,34 20 671,56 8 213,22 66

Энергетическая оценка

Выращивание озимой пшеницы по клеверу на сидерат обеспечило наибольший энергетический коэффициент - 3,88 по основной продукции, и 9,35 по основной и побочной продукции (табл.13).

Наименьший энергетический коэффициент (1,68 и 4,04) был при использовании в качестве сидерата укосной массы вико-овсяной смеси, за счет высоких затрат энергии на выращивание, перевозку и внесение зеленой массы.

Таблица 13

Энергетическая оценка возделывания озимой пшеницы _ в среднем за 3 года ___

Предшественник Совокупные затраты энергии, МДЖ/га Выход энергии с урожаем [ зерна, МДЖ/га Энер1-етический коэффициент Выход энергии с урожаем побочной и основной продукции, МДЖ/га Энергетический коэффициент основной и побочной продукции

Черный пар 17530 60865 3,47 146779,0 8,37

Клевер сидерат 17091 66294 3,88 159870,1 9,35

Клевер корм 15732 51324 3,26 123770,4 7.87

В/овес сидерат, 16 см 23152 49350 2,13 119010,0 5,14

В/овее сидерат, 11 см 23152 48528 2,10 117026,5 5,05

В/овес, зеленый корм 15619 48528 3,11 117026,5 7,49

Укосный в/овес сидерат 36291 60865 1,68 146779,0 4,04

В звене севооборота предшественник - озимая пшеница - яровая пшеница наибольший энергетический коэффициент по основной продукции имеет звено с клевером на зеленый корм (4,5) который выше в 1,6 раз, чем по звену с черным паром.

Выводы

1. Установлено, что наиболее продуктивным сидератом является клевер луговой, накапливающий 10,3 т/га воздушно-сухого вещества в зеленой массе и корнях (в пахотном слое почвы), что на 35% больше, чем у вико-овсяной смеси, используемой на сидерацию.

2. Запашка органической массы в занятых парах способствует увеличению биологической активности почвы под озимой пшеницей. Наибольшей она была при использовании клевера на сидерат и составила 68,4%, что по сравнению с черным паром (22,1%), больше в 3,1 раза. Увеличение биологической активности почвы относительно черного пара возрастает в следующей последовательности по предшественникам озимой пшеницы: укосное использование вико-овсяной смеси на зеленое удобрение - 23,5%; вико-овсяная смесь на зеленый корм - 31,8%; клевер на зеленый корм - 46,4%; вико-овсяная смесь на сидерат - 48,0-66,3%; клевер на сидерат - 68,4%.

3. Черный пар и укосное использование вико-овсяной смеси на зеленое удобрение, как предшественники, способствовали меньшему уровню засоренности озимой пшеницы в фазу полных всходов. Общая засоренность по черному пару составляла 34 шт/м2, а по укосному использованию вико-овсяной

смеси на сидерат 33 шт/м2. Общая засоренность озимой пшеницы по остальным предшественникам составляла от 36 до 64 шт/м2.

Черный пар эффективный предшественник, подавляющий развитие и формирование вегетативной массы сорных растений. Масса сорняков по сухому веществу перед уборкой озимой пшеницы посеянной по черному пару составляла 61,1 г/м2, тогда как по остальным предшественникам данное значение варьировало от 68,1 до 86,9 г/м2.

4. Клевер на сидерат и вико-овсяная смесь на сидерат, запаханная на 16 см, обеспечивают снижение плотности сложения почвы в фазу полных всходов озимой пшеницы, в сравнении с черным паром на 0,1 г/см3, до значения 1,18 г/см3. К весне происходит выравнивание плотности сложения почвы по всем вариантам, а к уборке она увеличивается по черному пару до 1,41 г/см3, тогда как по остальным предшественникам ее значение меньше на 0,07-0,14 г/см .

5. Влажность почвы в фазу полных всходов озимой пшеницы определяется характером увлажнения последних декад августа (после запашки сидерата). Даже в острозасушливые летние периоды при выпадении в последних декадах августа осадков, влажность почвы под озимой пшеницей по сидератам и черному пару выравнивается. Но, в среднем за период исследований, в слое почвы 0-30 и 0-50 см под озимой пшеницей (фаза полных всходов), посеянной по черному пару и по укосной массе вико-овсяной смеси накапливается наибольшее количество продуктивной влаги.

6. Использование занятых и сидеральных паров, по сравнению с черным паром, увеличивает сравнительную водопрочность почвенных агрегатов в слое почвы 0-30 см под озимой пшеницей. По черному пару сравнительная водопрочность почвенных агрегатов составляла: 18,6% (в фазу полных всходов), 24,5% (в фазу весеннего кущения), 25,2%, (перед уборкой). Наилучшими предшественниками по созданию водопрочной структуры почвы, в зависимости от срока определения, были: запаханная на 11 см вико-овсяная смесь на сидерат, в фазу полных всходов озимой пшеницы (29,2%); клевер на корм в период весеннего кущения (32,2%); клевер на сидерат, перед уборкой озимой пшеницы (35,8%).

7. Использование в качестве сидерата под озимую пшеницу клевера лугового обеспечивает увеличение урожайности озимой пшеницы на 0,33 т/га (8,9%) по сравнению с урожайностью по черному пару. Урожайность по запаханной укосной массе вико-овсяной смеси соответствует уровню урожайности по черному пару и составляет 3,70 т/га.

Установлено, что клевер на сидерацию и на зеленый корм обеспечивает в последействии увеличение урожайности яровой пшеницы (2,54 т/га) по сравнению с черным паром (1,75 т/га) на 45,1% или 0,79 т/га.

В звене севооборота предшественник - озимая пшеница - яровая пшеница наибольший сбор зерна получен в варианте с сидерапьным клевером - 3,27 т/га (что выше, чем по черному пару на 0,59 т/га или 22,1%), а сбор кормовых единиц был наибольшим по варианту с клевером на зеленый корм (больше на 3,5 т/га или на 49,2% по сравнению с сидеральным клевером, и больше на 4,78 т/га или 81,5% по сравнению с черным паром).

8. Выращивание озимой пшеницы по клеверу на сидерат позволяет получить наибольший чистый доход в размере 15 948,84 руб./га.

Звено севооборота клевер на зеленый корм - озимая пшеница - яровая пшеница обеспечивает самый высокий чистый доход (28 478,97 руб/га) и самую высокую рентабельность 313%. В звене клевер на сидерацию - озимая пшеница - яровая пшеница рентабельность составила 253%, что больше на 61%, чем в звене севооборота черный пар - озимая пшеница - яровая пшеница.

9. Наибольший энергетический коэффициент при выращивании озимой пшеницы получен при размещении ее по клеверу на сидерат 3,88. В то же время по черному пару энергетический коэффициент составил 3,47. В звене севооборота «клевер на корм - озимая пшеница - яровая пшеница» энергетический коэффициент был равен 4,5, что в 1,6 раз выше, чем в звене севооборота с черным паром.

Предложения производству

1. В хозяйствах зерновой специализации с целью увеличения производства зерна и получения дополнительного дохода, вместо черного пара в звене севооборота пар - озимая пшеница - яровая пшеница использовать в качестве сидерата клевер луговой первого года пользования. При этом использовать общепринятую агротехнику выращивания клевера лугового, скашивая его для запашки перед фазой бутонизации.

2. В животноводческих хозяйствах, с целью повышения выхода кормов в звене севооборота пар - озимая пшеница - яровая пшеница, вместо черного пара использовать на корм - клевер луговой первого года пользования.

Список работ опубликованных по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Цветков Д.П. Сидеральный клеверный пар и урожайность зерновых культур / А.Ю. Лисина, Ю.А. Богомолова, Е.Е. Борисова, Д.П. Цветков // Земледелие. №5 - 2010 - с.39.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций:

1. Цветков Д.П. Влияние предшественника и сидерации на урожайность зерновых культур / А.Ю. Лисина, ДЛ. Цветков, Ю.А. Богомолова, Е.Е. Борисова // Ресурсосберегающие технологии и * технические средства в агропромышленном комплексе. Сб. науч. тр. по матер, международной науч.-практ. конф. -Н.Новгород, НГСХА, 2010. - с. 219-222.

2. Цветков Д.П. Влияние клевера лугового как сидерата на урожайность озимой пшеницы / А.Ю. Лисина, Д.П. Цветков II Биологические и экологические проблемы земледелия Поволжья. Сб. научи, тр. по матер. Всероссийской науч.-практ. конф. - Чебоксары, ЧГСХА, 2010. - с. 154-156.

3. Цветков Д.П. Предшественники и урожайность яровой пшеницы / А.Ю. Лисина, Е.Е. Борисова, Д.П. Цветков // Биологические и экологические

проблемы земледелия Поволжья. Сб. научн. тр. по матер. Всероссийской науч.-практ. конф.-Чебоксары, ЧГСХА, 2010.-с. 159-161.

4. Цветков Д.П. Влияние различных сидеральных паров на плотность сложения почвы под озимой пшеницей / Д.П. Цветков // Земледелие и его ресурсное обеспечение в современных условиях. Материалы науч.-практ. конф. Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии. -НЛовгород, НГСХА, 2010. - с. 53-56.

5. Цветков Д.П. Влияние использования клевера в пару на отдельные показатели плодородия и урожайность озимой пшеницы / В.П. Заикин, А.Ю. Лисина, Д.П. Цветков // Нетрадиционные источники и приемы организации питания растений Сб. научн. тр. по матер международной нау.-практ. конф. -НЛовгород, НГСХА, 2011. - с. 248-251.

Подписано в печать 10.01.2012 Формат 60x84 1/16. Печать офсетная Печ.л. 1 Тираж 100 экз. Заказ № 164 Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия 603107, г. Нижний Новгород, проспект Гагарина, 97

Типография НГСХА

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Цветков, Дмитрий Петрович, Нижний Новгород

61 12-6/209

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия

Цветков Дмитрий Петрович Влияние сидеральных паров на плодородие светло-серых лесных почв и продуктивность звена севооборота в Волго-Вятском регионе

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный деятель науки РФ В.П. Заикин

Нижний Новгород - 2011

Содержание стр.

Введение 4

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЕЛЕНОГО УДОБРЕНИЯ 8

1Л. История развития сидерации 8

1.2 Накопление макроэлементов в биомассе сидератов 12

1.3 Влияние сидерации на изменение биологических показателей плодородия почвы 14

1.3.1 Роль сидератов в формировании органического вещества почвы 14

1.3.2 Фитосанитарное состояние почвы 22

1.3.3 Биологическая активность почвы 26

1.4 Влияние сидератов на пищевой режим почвы 28

1.5 Изменение агрофизических показателей плодородия почв при использовании сидератов 33

1.5.1 Плотность сложения почвы 3 3

1.5.2 Структурное состояние почвы 34

1.5.3 Водный режим почвы 3 7 1.6. Влияние сидератов на урожайность зерна озимых культур, его качество и продуктивность звена севооборота 39 ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 44

2.1. Методика проведения исследований 44

2.2. Почвенно-климатические условия 48 2.3 Агрометеорологические особенности в годы исследований 55 ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СИДЕРАЦИИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ СВЕТЛО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ И ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ 68

3.1. Урожайность сидеральных культур 68

3.2. Значение сидерации в изменении биологических показателей плодородия почвы 71

3.2.1 Гумусное состояние почвы 71

3.2.2 Биологическая активность почвы 73 3.3 Засоренность посевов озимой пшеницы 78

3.4. Значение сидерации в изменении агрофизических факторов плодородия почвы 88

3.4.1. Плотность сложения почвы под озимой пшеницей 88

3.4.2. Структурное состояние почвы 92

3.4.3 Влажность почвы 98

3.5. Агрохимические показатели плодородия почвы при сидерации 108 ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА 116 4.1. Влияние предшественника на урожайность и качество зерна озимой пшеницы 116

4.1.1 Урожайность озимой пшеницы 116

4.1.2 Натура зерна озимой пшеницы 120 4.2 Продуктивность звена севооборота 121 ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИЗУЧЕННЫХ ПРИЕМОВ СИДЕРАЦИИ 125

5.1. Экономическая эффективность 125

5.2. Энергетическая эффективность 128 Выводы 132 Предложение производству 135 Список литературы 136 Приложения 158

Введение

Современную систему земледелия должны характеризовать высокая продуктивность, интенсивность и устойчивость производства продукции при рациональном использовании земельных и прочих производственных ресурсов. Следует помнить и о экономической стабильности, которая в условиях дороговизны минеральных удобрений и обремененными кредитными обязательствами сельскохозяйственных предприятий находится под угрозой. Во многом, в становлении подобной системы земледелии определяющим фактором может служить возрастающий уровень биологизации растениеводческой отрасли.

Основными составляющими биологизации земледелия является насыщение севооборотов многолетними бобовыми травами, активное использование органических удобрений, внедрение сидеральных культур и др. Особенно это важно для регионов, имеющих в распоряжении сельскохозяйственного производства изначально почвы с низким уровнем плодородия. К таким почвам в Волго-Вятском регионе относятся серые лесные, дерново-подзолистые и подзолистые.

Однако, использование ряда элементов биологизации затруднительно в условиях развития кризисных процессов в сельскохозяйственном производстве страны. По этому, и ряду других причин происходит насыщение севооборотов культурами одной хозяйственной группы, чаще зерновых, что приводит к исчезновению в ротации севооборотов культур способных не только улучшать фитосанитарное состояние, но и сохранять в целом почвенное плодородие, а по некоторым показателям повышать его, и кроме этого, оказывать положительное воздействие на сельскохозяйственные культуры.

Снижение поголовья сельскохозяйственных животных, а гак же отсутствие необходимых технических средств и рабочей силы сводят количество вносимых органических удобрений до ничтожного значения,

которое не способно оказать значимое воздействие на почвенное плодородие. Так, по данным статистики, в течение последних 6-7 лет количество вносимых органических удобрений в России не превышало 0,9-1 т на 1 га площади посевов, а в абсолютных цифрах снизилось в 2007 г. по сравнению с 2001 г. на 12,3 млн. т, или на 20,7%. В Волго-Вятском районе внесение органических удобрений на 1 га посевов зерновых культур снизилось с 2,78 т в 1997 году до 1,7 т в 2009 году, а в Нижегородской области с 4,5 т до 3,13 т соответственно. При этом площадь сельхозугодий с низким содержанием органического вещества в Волго-Вятском регионе составляет 60% от общей площади, а в Нижегородской области этот показатель составляет 59%. Известно, что для поддержания положительного баланса необходимо внесение 8-15 т/га органических удобрений. Таким образом, наиболее доступным средством биологизации земледелия может являться сидерация. Именно в Волго-Вятском регионе сложившаяся система земледелия, предусматривающая активное использование чистых паров под посев озимой пшеницы, и тип водного режима почв (от промывного до периодически промывного) позволяет произвести замену их сидеральными, сохраняя или даже повышая почвенное плодородие.

Недостаточность исследований в области применения того или иного зеленого удобрения в конкретных почвенно-климатических условиях не позволяет стать сидерации более распространенной на территории как Волго-Вятского региона, так и Нижегородской области. Не изучена сравнительная эффективность использования в качестве сидерата клевера лугового и вико-овсяной смеси и их влияние на урожайность озимой пшеницы на светлосерой лесной почве Волго-Вятского региона.

Цель исследований: изучить влияние предшественников озимой пшеницы на ее урожайность, продуктивность звена севооборота и элементы плодородия, и выявить наиболее эффективные приемы сидерации.

Задачи исследований:

- изучить влияние сидеральных паров в сравнении с черным и занятым

на изменение показателей плодородия почвы;

- оценить влияние приемов сидерации на засоренность посевов;

- определить урожайность озимой пшеницы и продуктивность звена севооборота при использовании сидерального клеверного и вико-овсяного пара;

определить экономическую и энергетическую эффективность возделывания озимой пшеницы и звена севооборота по различным видам паров;

- дать практические рекомендации производству.

Научная новизна: Впервые в Нижегородской области изучено сравнительное влияние черного, сидерального и занятого клеверного, сидерального и занятого викоовсяного паров на урожайность районированного в Нижегородской области сорта озимой пшеницы Московская 39 и продуктивность звена севооборота на светло-серых лесных почвах.

Положения, выносимые на защиту:

1. Использование в качестве сидерата в занятом пару под озимую пшеницу клевера лугового позволяет более эффективно оптимизировать пищевой, биологический и водный режим, г. так же улучшать агрофизические свойства почвы по сравнению с этими показателями по сидеральному вико-овсяному пару.

2. Влияние сидеральных паров на агрофитоценозы и степень засоренности озимой пшеницы.

3. Использование клевера лугового на сидерат и на корм, под озимую пшеницу, с целью повышения продуктивности звена севооборота.

4. Экономическая и энергетическая оценка возделывания озимой пшеницы по различным предшественникам и в целом звена севооборота.

Практическая значимость. Установлено, что клевер луговой на корм и сидерацию является наиболее эффективным предшественником озимой пшеницы, обеспечивающий воспроизводство плодородия светло серых

лесных почв Волго-Вятского района, и позволяющий иметь наибольший выход продукции в звене севооборота.

Апробация работы. На основании результатов исследований даны практические рекомендации производству по использованию в качестве сидератов клевера лугового и вико-овсяной смеси. Результаты исследований используются в учебном процессе на кафедре земледелия Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии при изучении раздела по севооборотам

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ. Из них одна в журнале, указанном в перечне ВАК «Земледелие».

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 165 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству, списка литературы, включающего 220 наименований (из них 18 иностранных) и ¡0 приложений. Работа содержит 4(7 таблиц, 1 рисунок.

За оказанную помощь при проведении исследований и обсуждении методики исследований благодарен кандидату с.-х. наук, доценту кафедры земледелия Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии А.Ю. Лисиной. Благодарю ведущего инженера межкафедральной лаборатории Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии М.П. Усову за проведение агрохимических анализов образцов почвы представленных нами с полевых опытов.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЕЛЕНОГО

УДОБРЕНИЯ

1.1. История развития сидерации

Зеленое удобрение (сидерация) - это специальные посевы культур, растительную массу которых частично или полностью запахивают в почву для повышения ее плодородия. Термин «сидерация» впервые предложил в XIX в. французский ученый Ж. Виль. Культуру, запахиваемую в почву, называют сидератом (Довбан 1990).

Органическое вещество зеленого удобрения можно рассматривать как создаваемый в почве запасной резерв всех необходимых растениям питательных веществ, которые переходят в усвояемую форму не сразу, а постепенно, в течении всего вегетационного периода, обеспечивая непрерывный рост растений. Особенно ценным качеством зеленого удобрения из бобовых является его способность обогащать почву азотом благодаря использованию азота атмосферы. В этом смысле посев бобовых сидеральных культур можно назвать живой фабрикой азотных удобрений, которая только при помощи работы микроорганизмов связывает огромное количество свободного азота воздуха в полезную форму органических соединений почвы. Важно и то, что удобрение почвы азотом при помощи бобовых растений идет без затрат на транспорт, и в этом отношении его часто называют местным удобрением (Алексеев, 1936; Прянишников, 1965; Довбан, 1990).

Как указывает Е.К. Алексеев (1936), родиной зеленого удобрения считаются страны древней земледельческой культуры - Китай и Индия, где возделывание сидеральных культур было начато около 3000 лет назад.

Зеленое удобрение было распространено в Древней Греции и Риме (Кант, 1982). В Европе сидерация получила распространение с XVI века в Италии, Франции и Испании, а в XVIII веке - в Германии и Польше (Майсурян, Атабекова, 1974).

В первое время сидеральной культурой служил люпин, который использовался под различные культуры. В настоящее время набор культур используемых в качестве сидератов расширился и представлен растениями самых различных семейств. С возрастанием интенсификации земледелия варианты использования сидерации так же увеличились, все шире для этих целей применяют промежуточные культуры.

В Германии используют на сидерат клевер (луговой, белый, гибридный, персидский, александрийский), люпин, сераделлу, вику (озимую и посевную), кормовые бобы, пелюшку, райграс (уэльский, немецкий, гибридный, однолетний), рапс (яровой и озимый), редьку масличную, горчицу, сурепицу (озимую и яровую), фацелию и другие. Часто для сидерации применяют смесь райграса однолетнего и рапса, однолетнего райграса и клевера персидского, пелюшки и кормовых бобов, яровой вики, пелюшки и рапса и другие. В последние годы в Германии в качестве зеленого удобрения используют ботву сахарной свеклы. При добавлении к ботве небольших доз минерального азота урожайность пшеницы увеличивается на 20-40% (Debruck, 1983; Büchner, 1996; Eiern, 1997).

Во Франции в качестве сидератов применяют кормовой редис, горчицу белую, различные смеси с горохом и викой, китайскую редьку, яровой и озимой рапс, райграс итальянский, клевер луговой (Jravaf, 1997).

В целом, в Европе набор культур, используемых для сидерации, весьма разнообразен, и представлены они различными семействами; это фацелия (которая используется и как медонос), кормовой редис, горчица белая, различные смеси с горохом и викой, китайская редька, яровой и озимой рапс, итальянский райграс (Gruber, 1989; Morris, 1996; Slendergergerr, 1998; Tine, Blevins, 1999).

В Японии в качестве сидерата под рис использовали азоллу, которая эффективно повышала урожайность зерна (Effects of Azolla application ..., 1988).

В России информация о сидерации и использовании люпина появляется только в 60-е годы XVIII века, однако наибольший интерес к зеленому удобрению проявляется в 80-е годы этого века. В это время в северной зоне страны используют в качестве зеленого удобрения посевы гречихи, вики и лишь в западных районах заинтересовались люпином. Здесь впервые серьезно занялись изучением зеленого удобрения (Румянцев, 2000).

В России первые опыты с люпином в качестве сидерата проводились профессором П.В. Будриным в 1881-1905 гг. на опытном поле на бедных песках Ново-Александрийского сельскохозяйственного института (ныне Пулава, Польша), и профессором С.М. Богдановым в 1888 г. на почвах бывшего Радомысльского уезда. Эти опыты по изучению зеленого удобрения получили высокую оценку, что и послужило началом распространения люпиносеяния в России (Довбан, 1990; Заикин, Ивенин, 2002).

Уже в начале XX века усиливается распространение зеленого удобрения. В 20-е годы закладываются опыты с зеленым удобрением в Черниговской, Киевской, Волынской и Могилевской губерниях, на вновь организованных Полесской и Новозыбковской станциях и на других опытных станциях западных и северо-западных областей Нечерноземной полосы России.

В 30-ых годах XX столетия началось испытание зеленого удобрения в Новгородской области, на станции полеводства Тимирязевской сельскохозяйственной академии, на Судогодском опытном поле во Владимирской области, в Ивановской, Кировской, на Менделеевском опытном поле в Предуралье, Ленинградской и Вологодской областях, в республиках Коми и Татарстан.

Можно выделить ряд авторов, наиболее активно рассматривающих вопрос сидерации при помощи люпиносеяния на песчаных и супесчаных (преимущественно дерново-подзолистых) почвах: Е.К. Алексеев (1940, 1959, 1951, 1970); С.П. Кулжинский (1939); Н.И. Шарапов (1949); И.Ф. Доброхлеб (1958); С.Н. Барбацкий (1959); М.Н. Гуренев (1965, 1966, 1968, 1974); Ф. Ф.

Юхимчук (1963, 1969); B.K. Поджаров (1967); A.A. Духанин (1968, 1977); B.C. Рубанов (1965); А.Г. Шугар (1978); К.И. Довбан (1984, 1986); В.В. Бузмаков (1984, 1988); Н. Д. Черенков (1987); Ф.П. Румянцев (1990) и другие.

На других типах почв исследований с люпином меньше, из них следует отметить: на серых лесных суглинистых почвах в Иркутской области В.Е. Шевчук (1979), в Омской М.К. Пантюхов (1977) и на темно-каштановых В.Ф. Кормильцин (1988; 1999), на дерново-подзолистых и серых-лесных почвах Нижегородской области В.П. Заикин (1990; 1991; 1993; 1996), М.К. Корватовская (1953).

Эффективность использования люпина на сидерат подтверждается и исследованиями зарубежных авторов (Hilbert, 1986; Jon, 1988; Grobbelaar and oder., 1989).

За последнее десятилетие опыты с сидератами получили значительное распространение, увеличилось разнообразие культур, используемых на зеленое удобрение, а так же способы их заделки в почву на различных типах почв во многих природных зонах России (Агеев, 2000; Румянцев, 2000; Кривенков, 2000; Опыт биологизации ...., 2000; Заикин, Ивенин, 2002; Беляев, 2002; Чесноков, 2004; Еремина и др., 2004; Захаренко, 2004; Иванов и др., 2004; Миндибаев и др., 2004; Моисеенко и др., 2004; Плиев и др., 2004; Зубарев и др., 2004; Колосов, Колосова, 2004; Казаков и др., 2005; Дзюин и др., 2005; Пронина, 2005; Картамышев и др., 2006; Костркжов и др., 2006; Черный, 2006; Шакиров и др., 2006; Лошаков, 2007; Место клевера лугового..., 2007; Коржов, Трофимов, 2007; Долгополова, 2007; Гусаров, 2007; Матвеев, Комарова 2007; Кружков 2007; Сорока, 2007; Пичугин 2008; Долгополова, 2010; и др.).

Изучение сидерации в Нижегородской (бывшей Горьковской) области проводилось в различных почвенно-климатических условиях с 1925 года: на супесчаных почвах западной части Правобережья (Алексеевское опытное поле в Богородском районе), на темно-серых лесостепных почвах южной части правобережья (Симбилеевская опытная станция в Дальне-

Константиновском районе), на светло-серых лесных почвах (Федяковская научно-опытная станция полеводства в Кстовском районе), на дерново-подзолистых почвах Левобережья - Семеновский опорны�