Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СЕВООБОРОТЕ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СЕВООБОРОТЕ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ"

На правах рукописи

КИСЕЛЕВ Евгений Федорович

ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СЕВООБОРОТЕ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных, наук

Москва 2004

'У

л

Работа выполнена в 1986-2004 г.г. в отделе земледелия Научно-исследовательского института сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны.

Научный руководитель -доктор сельскохозяйственных наук

Дудинцев Евгений Валерьянович

Официальные оппоненты:

-доктор сельскохозяйственных наук Гафуров

Рафаэль Мухаметшиновнч

-кандидат сельскохозяйственных наук Штырхунов

ВнкторДиитрневнч

Ведущее предприятие: Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт информатизации агрономии и экологии (ФГУП ВНИИ "Агроэкоинформ")

Защита диссертации состоится «Л 2005 г. в. 14 часов на заседании диссертационного совета Д 006.0^9,01 при Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. ...

Автореферат разослан « СЫоЯШ&АЯ 200/г. !

Просим Вас принять личное участий в работе совета или при; тля письменный отзыв на автореферат по адресу: 143026 Московская область Одинцовский район, поселок Немчиновка-1, ул. Калинина, д.1, т/ф. (095; 591-83-91 НИИСХЦРНЗ. \

Отзывы, заверенные печатью, просьба направлять в двух экземпляра*:. •

Ученый секретарь совета

Мерзликин А.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема увеличения производства зерна может быть осуществлена за счет интенсификации сельскохозяйственного производства. В современный период интенсификация земледелия не может быть осуществлена за счет механизации, мелиорации, и химизации, как это предполагалось в восьмидесятые годы прошлого столетня, а должна идти путем биологизации процессов, более рационального и интенсивного использования природных факторов. Но при любой интенсификации научно-обоснованные обработки почв остаются обязательным условием для сохранения плодородия почвы в целом, а следовательно, стабилизации урожайности сельскохозяйственных культур, энергетической и экономической окупаемости.

В нашей работе выявлены приемы обработки почвы обеспечивающие высокую продуктивность озимой пшеницы с качествами отвечающими современным требованиям предъявляемым к зерну с наиболее низкими энергетическими затратами и наиболее высокой окупаемостью.

Научная нов из на. На дерново-подзолистых средне и тяжелосуглинистых почвах Московской области выявлены лучшие обработки почвы под озимую пшениц, повышающие продуктивность изучаемой культуры, В длительном стационарном опыте проведено сравнительное изучение различных приемов обработки почвы увеличивающих выход продукции и повышающих ее качество. На згой основе проведено совершенствование обработок почвы на фоне умеренных доз минеральных и органических удобрений И средств защиты растений. Определены размеры поступления в почву органического вещества за счет ложнивно-корневых остатков возделываемых в Московской области культур. Эти основные положения составляют новизну представленной работы и выносятся на защиту.

Цель н задачи исследований. В наших исследованиях была поставлена цель: разработать научные агротехнические основы интенсификации земледелия и технологии возделывания зерновых культур в Нечерноземной зоне России на основе сочетания рациональных систем обработки почвы, оптимизации использования удобрений и пестицидов для повышения продуктивности пашни. С учетом требования культур и на основе агротехнической, энергетической и экономической оценок были разработаны новые разноглубинные системы обработки почвы. Следовало разработать систему основной обработки почвы, обеспечивающую повышение плодородия почвы, увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и снижение затрат на обработку почвы.

В задачи исследований входило: - изучить влияние различных

разноглубинных систем и приемов обработки дерново-лодзолистой-почвы_ыа_

агрофизические и агрохимические свойства, воцный и р^щедойХРР^1"1,1 почвы, засоренность посевов и урожайность сель ¡^пхоцяйсхведньодгЁДОг^ы - установить эффективность глубокой безотвал ь^Г^^пг^жи ^до^ 30 см)

плугом «параплау»; - установить эффективность мелкой поверхностной обработки на 8-10 см в сравнении с обычной вспашкой на 20 см; - изучить изменение физических, биологических и агрохимических свойств почвы под воздействием систем обработок; - изучить влияние культур на плодородие и продуктивность почвы; - определить эффективность химических средств зашиты растений в технологиях возделывания зерновых культур; - дать экономическую и агротехническую оценки различным системам основной обработки почвы; - на основе агротехнической и экономической оценок разработать систему обработки почвы, обеспечивающую в сочетании с другими агромероприятиямн повышение плодородия почвы, увеличение урожайности и снижение затрат на обработку.

Практическая ценность. Применение разработанных нами приемов обработки почвы и сроков внесения минеральных удобрений под озимую пшеницу позволяет получить зерно с высокими качественными показателями. Рекомендуемые нами изученные приемы обработки почвы позволяют сэкономить силы и средства при возделывании сельскохозяйственных культур. Разработанные приемы дают возможность в больших размерах насыщать севообороты зерновыми культурами, а следовательно, увеличить валовый выход производства зерна.

Личное участие автора в получении результатов исследований. Автор диссертационной работы, являясь соискателем, принимал активное участие в проведении исследований в течение всего срока, а именно с 1986 года и по настоящее время, и лично получил экспериментальные данные и обработал в камеральный период. Достоверность основных выводов подтверждена экспериментальными исследованиями. Исследования проведены по государственным и отраслевым стандартам, утвержденным методикам на высоком научно-методическом уровне. Институт аккредитован на техническую компетентность и независимость и зарегистрирован в Государственном реестре под № РОСС 1Ш. ООО 1.513350.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены и получили положительную оценку на конференции молодых ученых в 1991 г н на НТС НИИСХ центральных районов нечерноземной зоны в 1992 году.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5-и глав, выводов и рекомендаций производству. Она изложена на 121 странице машинописного текста, содержит 29 таблиц в тексте и 2 в приложениях, 3 графиков и 1 фотографии. Список использованной литературы включает 243 наименования, в том числе 34 иностранных источников.

Содержа шее работы

Условия и методика проведения опытов. Основные исследования проведены в многолетнем стационарном опыте отдела земледелия НИИСХ ЦРНЗ по изучению влияния обработок почвы на свойства дерново-подзолистых почв и урожайность возделываемых культур. Опыты заложены

ь

в трех закладках в 1972-1974 г.г., повторность в опыте четырехкратная с рейдомнзированным размещением вариантов. Исследования проводятся и по настоящее время. Общая площадь делянки 350 м2 (6,30*56,0 м), учетная — 200 Исследования проводили в зернотравянопропашном севооборот« с

4 ередо ва| шем культур: викоовсяная смесь - озимая пшеница - овес - ячмень с подсевом клевера • клевер 1 г.п. - озимая рожь - кукуруза - ячмень. В диссертации приводятся исследования под озимой пшеницей.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были близкими; а именно вегетационные периоды характеризовались повышенными температурами воздуха и количеством осадков, близким к средним многолетним значениям, ■гго благоприятно сказалось на росте и развитии растений. Однако следует отметить, что в 1991 году количество осадков п период налива колоса было меньшим ло сравнению с 1990 годом.

Основную обработку почвы проводили по схеме: «лущение — вспашка» на вариантах со вспашкой обычным плугом на 20 см. и ярусным плугом на 30 см; «лушение — культивация на глубину 8-10 см.» на вариантах с поверхностной обработкой; «лущение - глубокое рыхление» на вариантах с обработкой на 30 см лепестковым плугом.

Основную обработку почвы под озимую пшеницу начинали после уборки вико-овсяной смеси с лущения жнивья дисковым лущильником ЛДГ-

5 на 6-8 см. в два следа. Затем проводили вспашку на глубину 20 см плугом ПН-3-35 и 30 см плугом ПЯ-4-35 и обработку лепестковым плугом на глубину 30 сантиметров. Спустя 13-15 дней проводили культивацию на гл}бину 6-8 см культиватором КГШ-4А. Поскольку до посева оставалось более месяца, ион шкала необходимость в проведении дополнительной культивации для уничтожения сорной растительности. Перед посевом почву обрабатывали комбинированным агрегатом ГВК-3.

Почва опытных участков дерново-подзолистая, по гранулометрическому составу среднесуглинистая, средней окультуренности, мощность пахотного слоя 22-25 см, рН<кн1г5,6-5,9, объемный вес почвы в равновесном состоянии в слое 0-10 см - 1,32-1,34, в слое 10-30 см - 1,39-1,40 г/сьп. В пахотном слое содержится: гумуса 1,8-2,2%, мощность гумусового слоя 25-28 см. Нг-1,7-1,9 мэкв/100 грамм почвы. Сумма поглощенных оснований 15,5-16,3 мзкв. на 100 г почвы и степень насыщенности основаниями 89-90%.

Минеральные удобрения вносили под предпосевную обработку из расчета получения 45-50 ц/га зерна с учетом выноса элементов питания урожаем, содержания их в почве и коэффициентов их использования.

Органические удобрения вносили под основную обработку почвы под предшествующую культуру (вико-овеянная смссь) в дозе 60 т/га на всю площадь опыта.

В опыте возделывали районированный в 90-ые голы сорт озимой пшеницы «Заря». Норма высева семян 5,0 млн. всхожих зерен на гектар.

Для борьбы с сорняками вносили симазин по 0,3 кг/га по препарату. Перед уходом в зиму посевы опрыскивали фундазолом по 0,6 кг/га для

борьбы со снежной плесенью. Весной в фазу кущения против сорняков применяли гербициды: смесь амин ной соли с лонтреллом (1,5+0,3 кг/га), В фазу выхода в трубку против полегания применяли ретарданты: смесь тура с кампозаном-М (2+3 кг/га); а в фазу колошения применяли байлетон по 2 кг нз гектар против болезней.

Урожайность учитывали со всей илошади делянки комбайном «Сампо», зерно приводили к стандартной влажности и 100%-ной чистоте. Урожайные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1976). Экономическую эффективность рассчитывали по нормативным затратам (1977) и данным опытов, энергетическую - согласно Г.Л, Булаткину и Н.В. Войтовичу.

Полевые определения и лабораторные анализы почвы выполнены согласно методическим руководствам (Вадюнина и др., 1973, 1975). Наблюдения, учеты и анализы выполнялись в соответствии с методиками, принятыми для научно-исследовательских учреждений (Б.Л. Доспехов, 1979). Фенол отческие наблюдения проводили по методике, принятой на сортоучастках Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Физические свойства почвы. Исследованиями установлено, что плотность сложения изменяется как с течением вегетации, так и в зависимости от обработок почвы (табл. 1). Так, поверхностные обработки обеспечивали более рыхлое сложение почвы только в период после посева, что яаляется следствием разрыхляющего действия рабочих органов орудий обработки и накоплением влаги в почве. Вспаханная почва на глубину 20 см (а также 30 см под предшествующую культуру) была несколько рыхлее только в обработанном слое, при чем с четкой дифференциацией по годам обработки.

Поверхностная обработка почвы обеспечивала более рыхлое сложение в первой половине вегетации лишь верхнего слоя на глубину обработки, что является следствием разрыхляющего действия рабочих органов и большего накопления в этом слое растительных остатков. Вспаханная почва была несколько рыхлее во всем обрабатываемом слое (0-20 и 0-30 см). В дальнейшем происходит постепенное уплотнение почвы под влиянием собственного веса, выпадающих осадков, действия корневых систем растений и других факторов.

Вспаханная в текущем году почва имела плотность сложения 1,22-1,25 г/см1, а вспаханная на 30 см в прошедшем году - 1,32-1,35 г/см', В дальнейшем происходит уплотнение почвы пол влиянием собственного веса почвы, выпадения осадков и испарения почвенной влаги, действия корневых систем растений и других факторов.

В среднем за два года в слоях почвы 10-20 и 20-30 см плотность сложения почвы различалась по вариантам, особенно после обработки. В

слое почвы 10-20 см она по обычным вспашкам (20 см) составляла 1,30-1,32 г/см', к такая же плотность была на глубоких обработках (30 см) в слое 20-30 см. На поверхностных же обработках плотность почвы в слое 10-20 см была 1,35-1,36 г/см5, а в слое 20-40 см - 1,38-1,46 г/см1.

Таблица 1.

Влияние приемов основной обработки на плотность сложения почвы, г/см3

Варианты опыта Слой почвы, см Всходы Начало весенней вегетации перед уборкой

вспашка на 20 см (контроль) 0-10 10-20 20-30 30-40 1,23 1,25 1,39 1,48 1,32 ¡,32 и« 1,39 '""1,28 ' 1,26 1,41 1,43

поверхностная на 8 см (на фоне вспашки) опо 10-20 20-30 30-40 I 04 ' 1,36 1,42 1.42 1,36 1,39 1,46 " 1,28 1,33 1,41 1,48

поверхностная на 8 см (бессменно) 0-10 10-20 20-30 30-10 I 10 1,30 1,33 1.40 1 30 1,35 1,38 1,46 1,33 1,33 1,41 1.47

вспашка на 20 см (па фоне ярусной) 0-10 10-20 20-30 30-40 1,25 1 11 т 1.45 1 27 1.31 1.32 1,44 1,31 1,30 1,34 1.47

вспашка на 20 см (на фоне параплау>>) 0-10" 10-20 20-30 30-40 1 24 1,33 1,35 1,46 13 1,30 1,30 1.45 1,27 1,37 1,46

По поверхностным обработкам плотность сложения в конце вегетации в слое 10-20 см на 0,07 грамма выше,чем на вспашке. Что и понятно, ведь по поверхностной обработке бессменно в течение 18 лет в конце вегетации этот показатель по ланному горизонту но абсолютным значениям превышал все допустимые нормы и был равен 1,41 г/см3, то есть равновесной плотности.

Твердость почвы. С изменением плотности сложения меняется и твердость почвы. Ухудшение показателей твердости почвы до пределов, не благоприятных для возделывания озимой пшеницы, как правило, происходит в фазу выхода злаковых в трубку, т.е. когда формирование корневой системы уже завершено. Повышение твердости именно в этот период можно в основном объяснить иссушением почвы вследствие потребления воды растениями и испарения влаги из почвы под действием природных факторов. В связи с этим озимые культуры меньше чем яровые попадают в условия высокой твердости почвы, так как осенью и весной влажность почвы, как правило, высокая. Этим можно частично объяснить отсутствие отрицательной реакции озимых на поверхностную обработку.

Влажность почвы. Более плотное сложение почвы на вариантах с поверхностной обработкой заметно повышало скорость впитывания влаги (табл. 2). В наших опытах мы объясняем это явление более структурной почвой на вариантах с поверхностной обработкой, чем на вариантах со

вспашкой, а также образованием плужной подошвы на вариантах со вспашкой. На варианте с бессменной поверхностной обработкой плужной подошвы не существует, и вода проникает в более глубокие слои между структурными отдел ьностя ми и по ходам корней растений, червей и байбаков. Здесь она равняется 34,8 сантиметра в сутки. На вариантах где присутствует плужная подошва, влага попадает как бы в стакан и скорость впитывания резко снижается. На этих вариантах она равняется 25,9-26,9 сантиметров за сутки.

Таблица 2

Скорость впитывания воды в почву в зависимости от приемов обработки.

Система обработки почвы в севообороте Впитывание, см/сут.

Вспашка на 20 см (контроль) 26,9

Поверхностная обработка (на фоне вспашки) 25,9

Поверхностная обработка (бессменно) 34.8

Проведенные наблюдения за влажностью почвы (табл. 3) по вариантам основной обработки в течение вегетации озимой пшеницы показал», что она существенно не различалось как по способам обработки, так и по слоям почвы. Во время всходов, как н в фазу начало весенней вегетации, влажность почвы в слое 10-20 см составляла 21,8% на чередовании вспашки с поверхностной обработкой; 23,8% на контрольном варианте, а перед уборкой она снижается и составляет соответственно от 14,7 до 15,7%.

Таблица 3

Влияние приемов основной обработки на влажность почвы, %

Варианты опыта Слой почвы, см Всходы начало весенней вегетации Перед Уборкой

вспашка на 20 см (контроль) 0-10 10-20 20-30 О-ЗО ^4,2 23,8 23,3 23,8 20.5 21,0 20.6 20.7 20,6 15.7 14,9 16.8

поверхностная на 8 см (на фоне вспашки) ' 0-10 " 10-20 20-30 О-ЗО ""24,0 22.4 20.5 22.4 21,9 20,3 19,3 20,5 19,1 14,7 13,1 16.6

поверхностная на 8 см (бессменно) ' " 0-10 10-20 20-30 0-30 23.3 21,0 21.4 21,9 ~ 21,2 21^6 19,2 20,7 ....."21,0 " 14,4 16,2 17,2

вспашка на 20 см (на фоне ярусной) " <Ш 10-20 20-30 0-30 21.« 23.0 22,9 22.1 21,2 212 207 21,0 20,0 15,7 14,4 16.7

вспашка на 20 см (на фоне «параплау») 0-10 10-20 20-30 0-30 ад 23.6 22,8 22.7 202 19,9 21,0 20,0 200 15.0 15.1 16,7

Приемы обработки почвы в севообороте оказывали влияние на влагообеспеченность посевов. В среднем за два года запасы влаги в почве пол различными обработками отличались не значительно, на 3-5 мм в тридцатисантнметровом слое, по они играли заметную роль на появление всходов и состояние растений. Общие запасы продуктивной влаги в метровом слое на варианте с ежегодной вспашкой были больше, чем по поверхностным обработкам и, особенно по сравнению с почвой обработанной плугом «паранлау», что объясняется лучшей аккумуляцией атмосферных осадков, выпавших за предыдущий период.

Биологическая активность почвы. Системы обработки почвы в севообороте сказывалась на активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Под озимой пшеницей, в среднем за два года, за вегетационный период на обработках с оборотом пласта в слое 0-10 см разложение льняного полоша составляло 26,8-29,754, а без оборота 35,238,7%. В слое 10-20 см разложение полотна было аналогичным, с абсолютными показателями несколько ниже, чем в предыдущем слое. Интенсивность его разложения, по-видимому, зависела от поступления влаги в почву, температуры окружающей среды и аэрации почвы (табл.4).

Таблица 4

Влияние обработок на биологическую активность почвы.

Варианты опыта Стой почвы, см % разложения льняного полотна КО, мг.эка'ЮОг

вспашка на 20 см (контроль) 1 0-10 10-20 20-30 30-40 29,7 " 17,6 5,5 2,7 1Ы)'/,о 1556,4 1182,4 70,1

Поверхностная на 8 см (на фоне вспашки) 0-10 10-20 20-30 30-40 28 4 18,0 5,8 2.1 1621 6 1121,4 343,4 31.4

поверхностная на & см (бессменно) 0-10 10-20 20-30 30-40 Jï 2 И.1 3.2 5.4 1566 5 1176,7 727.5 66. a

Вспашка на 20 см (на фоне ярусной) 0-10" 10-20 20-30 30-40 26,8 11,4 5,1 2.1 1768,6 1328,3 758.3

вспашка на 20 см (на фоне «нараллау») ......тао 10-20 20-30 30-40 за,7 12,9 5,9 1.7 15)7 8" 1556,1 1038,1 36,2

Поверхностные обработки почвы в севообороте отрицательно сказывались на нитрификапионной способности почвы в слое 10-30 см. В среднем за 1990-1991 г.г. в образцах почвы, отобранных из слоя 10-20 см, после месячного компостирования образовалось 1121,4-1176,7 мг на 1 кг почвы нитратов, а после вспашек - 1556,1-1556,4 мг. В слое 20-30 см эти

показатели составили от 343,9-727,5 мг по поверхностным обработкам до 1038,1-1182,4 мг по обработкам с оборачиванием почвы.

Таким образом, поверхностная обработка почвы в севообороте приводит к значительной дифференциации слоя почвы 0-30 см по микробиологической актинности, а, следовательно, комбинированная разноглубинная обработка почвы оказывает заметное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.

Агрохимические свойства почвы. Приемы обработки, оказывая влияние на биологические свойства почвы и по-разному перемещая слон, оказывают влияние на се агрохимические свойства. По содержанию ионов водорода (табл 5) почва нейтральная почти на всех вариантах, кроме вспашки на 20 см на фоне обработки лепестковым плугом, где реакция среды близкая к нейтральной. То есть, известковать этот участок не требуется. О том же говорит и гидролитическая кислотность почвы.

Обеспеченность подвижным фосфором и обменным калием на всех вариантах и на всех глубинах была высокой, кроме варианта с бессменной поверхностной обработкой на глубине больше 10 см, где содержание было повышенным (по методике принятой в областной станции химизации). То есть в верхнем слое накапливался калий, а в нижние слои нз-за отсутствия перемешивания почвы калий не перемещался.

По расчетам баланса питательных веществ накопилось в почве на одном гектаре с растительными остатками и органическими удобрениями 76 килограммов фосфора, вынеслось же значительно меньше. И потому что идет накопление этого элемента в почве, вносить его не требуется. По калию батане практически нейтральный.

Таблица 5.

Влияние приемов основной обработки на агрохимические свойства почвы.

Варианты опыта Слой почвы,см К;0 рН 3 (осн.) ..... Нг

мг/кг почвы мг-экв/ЮО г.

Вспашка на 20 см (контроль) " 0-10" 10-20 20-30 300 311 203 138 135 130 6,24 6,04 16,32 15,80 14,23 ] ,57 1,72 1,92

Поверхностная на 8 см (на фоне вспашки) 0-10 10-20 20-30 "279 "' 246 143 125 121 104 5,85 6,16 5,30 1575 16,18 13.04 1,52 3,02

Поверхностная на 8 см (бессменно) 0-10 10-20 20-30 355 258 181 146 98 90 6,05 6,07 5,77 1640 14,75 13,31 1 61 1,67 2,10

Вспашка на 20 см (на фоне ярусной) 0-10" 10-20 20-30 2У6 254 "136 134 135 6,14 6,17 6.00 16,12 16,91 15.35 1,63 1,68 1,89

Вспашка на 20 см (на фоне «параплау») —(Ш 10-20 20-30 " "264 " 300 228 120 141 128 5 70 5,96 5,06 13,92 14,13 13,01 2,21 2,02 3,02

Содержание гумуса (табл. 6) в слое 0-10 см на контрольном варианте н чередовании вспашки с поверхностной обработкой равно 2,18%, на

п

гл>боких обработках 2,05-2,08%, а на поверхностной бессменно 2,35%. В слое 10-20 см на обычных вспашках 2,15%, на глубоких вспашках 2,13%, а на поверхностной обработке уже 1,93%. В слое 20-30 см на обычных вспашках 1,71%, на глубоких вспашках 1,64%, а на поверхностной обработке 1,28%. То есть, мы хотим отметить, что поверхностная обработка оказывает заметное влияние на накопление гу муса в верхнем слое почвы. Во втором же горизонте его меньшее.

Таблица 6.

Содержание и динамика гумуса в зависимости от основной обработки почвы, %.

Варианты опыта Слой почвы, см 1974 г. 1982 г. 1990 г. 1УУо г. в % К 1974 г.

Вспашка на 20 см (контроль) 0-10 10-20 20-30 1,71 1,65 1,53 1 ,05 1,64 1,31 2,13 1,78 127,5 129,1 116,3

Поверхностная на 8 см (на фоне вспашки) 0-10 ' 10-20 20-30 1,61 1,59 1 т> 21У 2,18 1,64 127,5 132.1 107.2

Поверхностная на 8 см (бессменно) (МО 10-20 20-30 1,74 1,44 0,95 2,35 1,93 1,28 137 4 117,0 83^

Вспашка на 20 см (на фоне ярусной) 0-10 10-20 20-30 Нет данных 205 2,05 1,73 119,У 124,2 113,1

Вспашка на 20 см (на фоне «параплау») 0-10 10-20 20-30 Нет данных 2,08 Т'55 121 о 134,5 101.3

Такая же корпша наблюдается и по содержанию нитратного азота в почве. Больше всего во время всходов его находилось на поверхностных обработках в слое 0-10 см. В остальное же время и в других горизонтах нитратный агот содержался примерно в равных количествах по всем обрабо!кам почвы..

На вариантах со вспашками содержание нитратов по слоям почвы было сравнительно одинаковым, а на вариантах с безотвальными обработками верхние слои почвы по сравнению со вспашками имели более благоприятные показатели.

Засоренность и фнтосашггзрное состояние посевов. Учет засоренности посевов сорняками проводили перед сборкой количественно-весовым методом. Наблюдения показали, что в 1990 году многолетние сорняки отсутствовали в посевах, а численность однолетних была сравнительно не высокой, от 48 шт/мг на варианте с обработкой лепестковым плугом. На вариантах без оборота пахотного слоя сорняков было меньше на 36-40 ипук на квадратный метр. В 1991 году сорная растительность в посевах вообще отсутствовала.

До посева озимых были отобраны почвенные образцы по вариантам основной обработки на определение потенциальных запасов семян сорняков но слоям почвы. Наиболее высокая засоренность почвы в верхних слоях была

на вариант« с бессменной поверхностной обработкой, наиболее низкой на контрольном варианте.

Фитопатологическая оценка проводилась совместно с сотрудниками ВИЗ? но методическим рекомендациям по оценке фитосаннтарного состояния посевов в течение вегетационного периода на фоне естественного заражения болезнями. Наблюдения за посевами озимой пшеницы проводились на фоне обработки почвы с применением осеннего опрыскивания фундазолом и без него,

В 1991 году из болезней значительно развивался септориоз, слабо -корневые гнили и бурая ржавчина, в единичных случаях - снежная плесень и мучнистая роса. Высокий уровень септориоза наблюдался весной после возобновления вегетации. Пораженность этой болезнью 15 мая составляла 16-20%, По мере отрастания растений и отмирания нижних листьев к 5 июня уровень развития болезни снизился до 1-4%. В дальнейшем шло усиление и в фазу молочно-восковой спелости зерна, был максимум поражения листьев — 42-58%. Колос был поражен перед уборкой на 7-24%. Применениие агротехнические приемы, как и обработка байлмоном, не оказывали влияния на септориоз. Значительное развитие этой болезни в наиболее уязвимую фазу развития растений (от флагового листа до молочной спелости зерна) из-за поражения колоса могло ста1ь причиной потери урожая.

По корневым гнилям белли различия по вариантам опыта. Существенно снижалась пораженность в результате обработки фундазолом осенью. Четко это видно на вариантах вспашки на 20 и 30 см и чередования вспашки на 20 с рыхлением па 8 см. В других вариантах обработки почвы наблюдалась лишь такая тенденция.

Бурая ржавчнна развивалась в этом сезоне поздно. В единичных случаях этот возбудитель ошечен в начале июля в фазу молочной спелости зерна. Мучнистая роса в единичных случаях отмечена в фазу трубкования во всех вариантах опыта. Максимальное поражение 0,3% достигалось лишь в фазу колошения-цветения, и далее отмечены лишь следы этой болезни в фазу молочной спелости.

Таким образом, можно сказать, что потенциальных потерь урожая можно избежать, применяя различные агротехнические приемы и химические методы борьбы с сорняками, корневыми гнилями и болезнями растений.

Развитие корневой системы. Внесение органических удобрений повышает биологическую активность во всем перемешиваемом слое почвы, повышает уровень запаса питательных веществ, а также снижает плотность се сложения. Повышенная твердость почвы, более низкая биологическая активность и пониженное содержание элементов питания в нижних слоях при мелких безотвальных обработках обуславливает уменьшение проникновения корневой системы в нижние слои почвы (фото 1).

Так в верхнем слое почвы различий по количеству корневой массы по вариантам обработки не было (40,0-43,6 %), кроме бессменной поверхностной обработки, где она составила 53,3 %, а в нижнем слое 20-30см

Фого 1

норнооая окствма озимой пшоницы

ю

ал

АО

ео

»9

пенаш«« и* ДО см »«а в «м

1В

Таблица 7.

Влияние системы обработки в севообороте на распространение корней растений по слоям лочоы, 1990 год.

Варианты опыта Стой почвы,см Корнсних остатков

ц/га %

Вспашка на 20 см (контроль) 0-10 10-20 20-30 30-40 16,2 10.5 7,9 4.9 41,0 26.6 22,0 12.4

Поверхностная на $ см (на фоне вспашки) (1-10 10-20 20-30 30-40 13.1 15,4 1,6 404 41,2 14,2 4,^

Поверхностная на £ см (бессменно) 0-10 10-20 20-30 30-40 17,7 10,9 1.$ 2.7 53,3 32.6 5,7 8^2

Вспашка на 20 см (на фоне ярусной) 0-10 - 10-20 20-30 30-40 ГБЛГ 10,5 9,5 8,3 40,0 ">->•> 20*2 17,6

Вспашка на 20 см (на фоне «параллау») 0-10 10-20 20-30 30-40 17,7 13,6 1.5 47,8 36,7 114 4,1

по поверхностным обработкам накапливалось корневой массы 5,7 %, по вспашкам около 20 % (табл; 7).

Особое место занимает сочетание вспашки с поверхностной обработкой. Здесь процентное содержание корней в слоях почвы распределилось так: 40,4%; 41,2%; 14,2%.

Наибольшее суммарное количество корней в слое 0-30 сантиметров было на варианте с ярусной обработкой (38,9 ц/га), наименьшее (30,5 ц/га) на бессменной поверхностной обработке. На варианте сочетания вспашки с поверхностной обработкой корней было 35,8ц/га.

Полевая всхожесть семян н сохранность растений к уборке. Озимая пшеница реагировала на приемы обработки почвы. В абсолютном большинстве случаев на вариантах с поверхностной обработкой почвы полевая всхожесть семян выше, чем на вариантах со вспашками. Наиболее четко ото проявилось в 1990 году. Если на варианте где проводили вспашку на 20-22 см, полевая всхожесть семян составляла 416 шт./м: из высеянных 500 шт, (или 83,4%), то на поверхностной обработке она составила 458 шг./м2 (или 91,6%), При бессменной поверхностной обработке почвы полевая всхожесть семян выше, чем по разовой поверхностной обработке, это объясняется увеличением поражаемости семян болезнями. В результате некоторого улучшения влагообсспечешгости ссмян и более равномерной их заделки по глубине увеличилась полевая всхожесть семян на вариа1гтах с поверхностной обработкой (табл.8).

Таблица 8.

Влияние приемов основной обработки почвы на полевую всхожесть семян и сохранность растений к уборке (1990 год).

Варианты оньтга Взошло растений Перезимовало растений Сохранилось к уборке

шт./м* % нгт^м* % шт./м*

Вспашка на 20 см (контроль) 416 83,4 412 99,0 372 89,4

Поверхностная на 8 см (на фоне вспашки) 408 81,6 402 98,5 354 86,8

Поверхностная на 8 см (бессменно) 458- 91,6 454 99,1 392 85,6

Вспашка на 20 см (на Фоне ярусной) 390 78,0 387 99,2 343 87,9

Вспашка иа 20 см (на фоне «параплау») 439 87,8 435 99,1 400 91,1

Число растений, сохранившихся к уборке на вариантах с поверхностной обработкой, было несколько меньшим, чем на вариантах со вспашками, что обусловлено ухудшением в летний период вегетации физических и биологических свойств почвы в нижних слоях, а также увеличения поражения растений корневыми гннлями. в результате происходило изреживание растений.

1S

Урожайность. Обобщающим показателем эффективности агротехнических приемов, в данном случае систем обработки почвы, является урожайность (табл. 9). Значительных различий в уровне урожайности в годы исследований в зависимости от приемов обработки почвы установлено не было. В 1990 году озимая пшеница, обработанная фундазолом, на контрольном варианте вспашка на 20 см дала урожайность 57,3 ц/га, т.е. среднюю между глубокими (на 30 см) и мелкими (на 8 см) обработками. Наибольшая урожайность 57,8 u/га получена на фоне глубокой (на 30 см) отвальной обработки, наименьшая 56,4 ц/га - на поверхностной обработке. Аналогичные результаты получены и по вариантам без обработки фундазолом, только несколько ниже.

Таблица 9.

Урожайность озимой пшеницы, ц/га.

3 £ я Обработан, фунлазолом ьез обработки фундазолом В среднем за два года к . о в 1-1 п й о ü С Я!

§■5 а 1990 г (i Ci U о § 1991 г Ú £ 4 S EÍ п н О □ С*®" 00 § CS *Т Ц С>

В-20 57,3 44,8 49,8 40,6 51,0 45,2 5,8 48,5 29,0 38,8

В-20+ П-8 56,4 46,9 50,5 41,9 51,7 46,2 5,5 47,1 28,1 37,6

П-8 56,4 45,0 49,7 43,7 50,7 46,7 4,0 54,0 27,7 36,8

В-20+ В яр. 57,8 46,3 50,7 43,2 52,0 47,0 5.0 54,1 28,4 41,5

В-20+ В пар. 57,4 46,8 50,5 46,0 52,1 48,2 3,9 и/л Н/д Н/д

HCPrt.í 3.8 4.4 2.7 2.9 - - - 5.8 2,7 4,5

В-20 - вспашка на 20 см;

П-8 - поверхностная обработка;

В яр. - вспашка ярусным плугом;

В пар. - вспашка плугом "параплау".

Урожайность в 1998 году составила 45,0-54,5 ц/га. Существенно более высокую урожайность получили по ярусной вспашке; выше чем по обычной вспашке на 6,0 ц/га; выше чем по сочетанию вспашки с поверхностной обработкой на 6,9 ц/га; выше чем по бессменной поверхностной обработке на 9,5 ц/га. В неблагоприятном 1999 году различия в урожайности между вариантами были не существенными.

В среднем за два года там, где не применяли с осени фундазол наибольшая урожайность (48,2 ц/га) получена на варианте со вспашкой на 20 см на фоне глубокой безотвальной вспашки плугом «параплау», наименьшая

на контрольном варианте (45,2 ц/га). На варианте сочетания вспашки с поверхностной обработкой урожайность составила 46,2 ц/га без применения фундазола.

На тех вариантах, где посевы были обработаны фундазолом, наибольшая урожайность была получена на глубоких обработках почвы отвальной и безотвальной.

В целом прибавка урожайности озимой пшеницы от фундазола составила от 3,9 до 5,8 и/га, причем наибольшей она была на контрольном варианте. Следующая за этим вариантом значимая прибавка (5,5 ц/га) была на варианте сочетания вспашки на 20 см . с поверхностной обработкой на 8 см.

Экономическая и энергетическая эффективность приемов основной обработки почвы. Различные приемы основной обработки почвы при возделывании озимой пшеницы обеспечивают различные агротехнические и экономические результаты (табл.10). Так, вспашка на 20 см (контроль) дала урожайность 51,0 ц/га; затраты труда на одни центнер продукции 0,75 чел/ч; себестоимость 1 центнера продукции 113,37 рубля; цена реализации по годам разная, варьирует от 2 до 6 рублей за кг, и поэтому прибыль тоже варьирует от 86,63 до 486,63 рублей за 1 центнер, и потому же и уровень рентабельности разный, от 76,4 до 429,2 %.

Таблица 10.

Экономическая эффективность различных приемов обработки почвы при возделывании озимой пшеницы на зерно

Исходные данные Единицы измерения Варианты опыта

о , (Ч л з - з о а к 5 = са ч Поверхностная на 8 см па фоне вспашки 3 _ £ 2 2 " я 1 = § | е Вспашка на 20 см на фоне ярусной о <Ч «Е « ~ >, = с « 2 2 2 ¡3 и К

Выход продукции ц. 51,0 51,7 50,7 52.0 52.12

Руб. 20400 20680 20280 20800 20840

Затраты труда На1 га Чел/ч. 37.6 36,7 3 6,6 39,2 38.9

На! ц. 0,73 0,71 0,72 0.75 1 0,75

11олная себестоимость 1 и. Руб. 113,37 109,07 110,52 115,02 113,57

прибыль На 1 га Руб. 14618,1 15041,1 14676.1 14819,0 14923,0

На 1 ц. 286,6 290,9 286,5 285,0 286.4

Уровень ректабе льности при 2 руб., /кг % 76,4 83,4 80,9 73,9 76,1

4 руб. /кг 252,8 266,7 261,9 247,8 252,2

Ьруо. /кг 429,2 450,1 442,8 421,6 428,3

Среди представленных на защиту систем обработки почвы исходя из уровня рентабельности, худшими были глубокие обработки на 30 см под предшествующую культуру (71,6-73,9%), хотя по урожайности они были лучшими (52,0-52,1 ц/га).

По экономическим показателям лучшим вариантом оказатся вариант сочетания вспашки на 20 см с поверхностной обработкой на 8 см. Здесь прибыль составила 290,93 рубля, рентабельность при цене реализации 2 рубля за килограмм 83,4% ,а урожайность 51,7 ц/га.

Известно, что обработка почвы является одним из наиболее энергоемких технологических процессов при возделывании сельскохозяйственных культур. В связи с этим основные направления совершенствования обработки почвы на современном этапе определяются необходимостью разработки и внедрения энергосберегающих почвозащитных технологий.

Из таблицы II следует, что наибольшие затраты энергии 32,1-32,2 ГДж/га и наибольшее накопление энергии в урожае 85,9-85,7 ГДж/га получено при глубоких обработках.

Таблица 11.

Энергетическая эффективность приемов основной обработки почвы при возделывании озимой пшеницы

Варианты опыта Урожай -и ость, ц/га Затраты энергии на воздел ы в. , ГДж/га Получено энергии в урожае, I дж/га Выход 11СПО- эиегии, ГДж/га Энергетический коэффициент

Вспашка на 20 см (контроль) 51,0 31,2 83,9 52,7 2,69

11оверхностная на 8 см (на фоне вспашки) 51,7 30,5 85,0 54,5 2,79

Поверхностная на 8 см (бессменно) 50,7 30,3 83,4 53,4 2,75

Вспашка на 20 см (на фоне ярусной) 52,0 32,2 85,9 53,7 2,67

Нспашка на 20 см (на фоне «параплау») 52,1 32,1 85,7 53,6 2,67

Наименьшие затраты энергии 30,3 ГДж/га и наименьшее накопление энергии в урожае 83,4 ГДж/га получено на варианте с бессменной поверхностной обработкой на 8 см.

Лучшим по отношению полученной энергии к затраченной оказался вариант сочетания вспашки с поверхностной обработкой, где этот показатель оказатся равным 2,79 единиц, худшими - варианты сочетания обычной вспашки с глубокими обработками - 2,67едлниц.

Подводя итоги анализа различных приемов основной обработки почвы , при возделывании озимой пшеницы, следует отметить, что более лучшим с

1В

экономической и энергетической точек зрения является вариант сочетания вспашки на 20 см с поверхностной обработкой на Е сантиметров. Учитывая то, что в хозяйствах наблюдается острая недостача тяжелой техники и горючего, именно этот вариант является более предпочтительным для экономии средств и горюче-смазочных материалов. По результатам экономических показателей данный вариант можно рекомендовать для внедрения в производство.

Выводы

1. Проведенные исследования в многолетнем, стационарном, полевом опыте на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Центрального района Нечерноземной зоны показывают, что длительное применение различных приемов основной обработки почвы по-разному влияло на агрохимические, агрофизические и биологические показатели плодородия и как следствие на урожайность возделываемых культур,

2. Применение различных приемов основной обработки почвы в течение 18 лет позволило создать н поддерживать плотность сложения и общую пористость пахотного (0-20 см) слоя иа протяжении вегетационного периода в пределах оптимальных значений. Плотность сложения подпахотного (20-30 см) слоя почвы в изучаемых вариантах в течение вегетационного периода соответствовала, как правило, равновесной. Однако отмечена тенденция к ее повышению при применении бессменной поверхностной обработки на 8 см.

3. . Твердость пахотного слоя была благоприятна для выращивания озимой пшеницы. В конце вегетации отмечена более высокая твердость, как в пахотном (0-20 см), так и в подпахотном (20-30) горизонтах, на варианте с бессменной поверхностной обработкой почвы. Это согласуется с более высокой плотностью сложения на этом же варианте.

4. Существенных различий по весешшм запасам продуктивной влаги по вариантам обработок не отмечено, однако имеется четкая тенденция уменьшения содержания продуктивной влаги на вариантах с поверхностными обработками; в метровом слое почвы в среднем за два года по бессменной поверхностной обработке почвы продуктивной влаги содержалось меньше на 24,9 мм, чем по вспашке. В то же время к посеву озимых культур более благоприятная влагообеспеченность семян и молодых растений складывается при поверхностной обработке.

5. Более благоприятные условия для протекания микробиологических процессов создаются на вариантах со вспашкой и глубокими обработками. На этих вариантах отмечено более интенсивное разложение льняного полотна, так же как и нитрифицирующая деятельность микроорганизмов. Варианты со вспашкой на 20 и 30 см имели некоторое преимущество по сравнению' с вариантом бессменной поверхностной обработки.

6. Длительное применение поверхностной обработки почвы в севообороте по сравнению с ежегодным оборачиванием пахотного слоя снижает эффективное плодородие в нижней части пахотного слоя. Именно здесь оно снижается но сравнению с ежегодной отвальной вспашкой.

7. Применение различных приёмов основной обработки почвы повлияло на агрохимические показатели плодородия. Отвальные обработки обеспечили гомогенное распределение по профилю содержания гумуса, легкошдролизуемого азота, фосфора, и калия, а бессменная поверхностная обработка почвы - гетерогенное.

8. Изучаемые приемы обработки почвы не влияли существенно на изменение содержания подвижных форм фосфора и калия; отмечена тенденция уменьшения количества обменного калия на варианте с бессменной поверхностной обработкой в слое почвы 10-30 сантим строи.

9. Многолетнее применение поверхностной обработки почвы в севообороте приводит к увеличению засорённости посевов сельскохозяйственных культур, и в следствие этого, к росту потенциального запаса жизнеспособных семян сорняков в почве. Вспашки на двадцать и тридцать сантиметров более эффективны, чем поверхностная обработка как в подавлении сорняков в посевах возделываемых культур, так и и уменьшении количества жизнеспособных семян сорняков.

10. Наиболее удачная энергетическая эффективность при возделывал ми озимой пшеницы, отмечена на варианте чередования вспашки на 20 см с поверхностной обработкой на 8 см, а так же на поверхностной обработке. Однако при поверхностной обработке наблюдается самая низкая урожайность.

11. При возделывании опитой пшеницы наиболее высокий экономический эффект получен по сочетанию вспашки на 20 см с поверхностной обработкой почвы на 8 см. Здесь урожайность составила 51,7 ц/га, а уровень рентабельности 83,4%. Высшая урожайность озимой пшеницы 52,1 н/га, низшая себестоимость одного центнера продукции 113,57 рублей и низкий уровень рентабельности 76,1% получены на варианте со вспашкой на 20 см. на фоне обработки почвы плугом «параплау».

Предложения производству

В системе основной обработки дер ново-подзол истой Среди есугли ни стой почвы Нечерноземной зоны России при размещении озимой пшеницы в звене севооборота вико-овеянная смесь — озимая пшеница использовать следующие приемы обработки почвы:

а) в качестве основной обработки использовать комбинированную обработку почвы; т.е. проводить вспашку на 20-22 см под однолетние травы (вико-овсянную смесь) и поверхностную обработку под озимую пшеницу

б) в качестве основной обработки под озимую пшеницу использовать -сельхозмашины для сплошной обработки почвы типа БДТ-3 или ЛДГ-5 с

последующей культивацией КПС-4А и обязательным прикатыванием почвы сельскохозяйственными машинами типа РВК-3.

По теме диссертация опубликованы следующие работы:

1. Старовойтов H.A., Киселев Е.Ф., Осетрова Н.М., Полеченкова P.E. Засоренность посевов и почвы в зависимости от системы обработки в севообороте. Сборник научных трудов НИИСХ ЦРНЗ. - М. 1987, с. 10-112.

2. Старовойтов H.A., Осипов Н.О., Киселев Е.Ф. Возможности снижения энергетических затрат при основных обработках почвы и уходу за растениями. Сборник научных трудов «теоретические и прикладные основы устойчивости региональных агроэкосистем в многоукладном сельскохозяйственном производстве». — М. 1989, с. 87-90.

3. Старовойтов H.A., Киселев Е.Ф., Осетрова Н.М. Поражаемость зерновых культур корневыми гнилями. Сборник научных трудов Н11ИСХ ЦРНЗ. - М, 1989, с. 125-130.

4. Старовойтов H.A., Киселев Е.Ф., Осетрова Н.М., Полеченкова P.E. Водопроницаемость дерново-подзолистой почвы. Сборник научных трудов НИИСХ ЦРНЗ. - М.. 1989,с. 69-72.

5. Саранин К.И., Старовойтов H.A., Киселев Е.Ф., Изменение агрофизических свойств н плодородия почвы d зависимости от приемов основной обработки. Научно-технический бюллетень г. Курск. 1989,с. 99103.

6. Старовойтов H.A., Дроздов В.Н., Меркушов Е.Д., Киселев Е.Ф., Агротехнические меры борьбы с сорняками в посевах зерновых культур. Сборник докладов научно-практической конференции. М. 1991, с. 41-44.

7. Старовойтов H.A., Дроздов В.Н., Киселев Е.Ф., Меркушов Е.Д. Безгербицидная технология зерновых, ж. Земледелие. 4.1992.

8. Е.Ф. Киселев, А.Г. Балабко, A.C. Афанасенко. Совершенствование системы основной обработки дерново-подзолистой почвы в НИИСХ ЦРНЗ. Достижения и основные пути развития аграрной науки Верхневолжья, (сборник статей). Выпуск 9. Иваново 2003, с. 167-170,

Объем 1,25 и. п._Зак. 363._Тир. 100 экз.

Издательство МСХЛ 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44