Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние способов обработки на свойства обыкновенных черноземов и урожай яровой пшеницы в Зауралье Башкортостана

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Авальбаев, Мэлс Ситдикович, Уфа

/ /

Башкирский государственный аграрный университет

АВАЛЬБАЕВ МЭЛС СИТДИКОВИЧ

ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА ОБЫКНОВЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ И УРОЖАЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАУРАЛЬЕ БАШКОРТОСТАНА

На правах рукописи

Специальность 06.01.03 - агропочвоведение

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: Заслуженный деятель науки РФ и РБ, Почетный академик АН РБ, доктор с.-х. наук, профессор Ф.Ш.Гарифуллин,

кандидат с.-х. наук, старший научный сотрудник М.Г.Сираев

Уфа -1998

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение..........................................................................................................4

1. Обоснование темы, цель и задачи исследований....................................7

1.1. Способы основной обработки почвы под полевые культуры

(обзор литературы)........................................................................................7

1.2. Цель и задачи исследований..........................................................................38

2. Условия и методика проведения исследований..........................................39

2.1. Почвенно-климатические условия Зауральской степной зоны Башкортостана........................................................................................................39

2.2. Место проведения исследований и характеристика опытного

участка..................................................................................................................44

2.3. Схема опытов и ее обоснование.................................... 48

2.4. Методика и агротехника проведения опытов.........................-53

2.5. Метеорологические условия в годы проведения опытов . . . .......................ЗР

3. Результаты исследований .......................................................................63

3.1. Влияние разных способов и орудий основной обработки на агрофизические свойства почвы............................................................................63

3.1.1. Плотность сложения пахотного слоя................................................63

3.1.2. Структурный состав пахотного слоя..................................................72

3.1.3. Противоэрозионная устойчивость почвы..........................................80

3.2. Влияние разных способов и орудий основной обработки на водно-физические свойства почвы и засоренность посевов .............................86

3.2.1. Динамика запасов продуктивной влаги в почве..............................86

3.2.2. Засоренность посевов........................................................................93

3.3. Влияние разных способов и орудий основной обработки почвы

на содержание доступных форм питательных веществ............................ЮО

3.4. Влияние разных способов и орудий основной обработки на урожай яровой пшеницы............................................................................................/04

3.4.1. Полевая всхожесть семян и выживаемость растений........... Ю4

3.4.2. Структура урожая........................................ /Об

3.4.3. Урожайность яровой пшеницы............................. Ю7

3.5. Эксплуатационно-технологическая и энергетическая оценка способов

и орудий для возделывания яровой пшеницы........................ /1О

3.6. Производственная проверка способов и орудий основной обработки

почвы......................................................... /3<3

Выводы............................................. /35

Рекомендации производству.............................. /38

Список литературы.................................../39

Приложения.......................................... /58

ВВЕДЕНИЕ

В первой половине девяностых годов учреждения Отделения земледелия Российской академии сельскохозяйственных наук основное внимание сосредоточили на выполнении крупной научно-технической программы «Разработать научные основы формирования агроландшафтов и создать качественно новые зональные системы земледелия для основных природно- сельскохозяйственных зон России».

Цель этой программы - научное обеспечение стабильного высокопроизводительного, ресурсосберегающего, экологически безопасного ведения земледелия в Российской Федерации. Ее актуальность определяется острой необходимостью перестройки отечественного земледелия в связи с его недостаточной продуктивностью, высокой затратностью, экологической разбалансированностью, переходом на рыночные отношения и многоукладностью хозяйствования (Лыков, 1996).

В целях выполнения этой задачи отдел земледелия Башкирского научно-исследовательского института сельского хозяйства проводил исследования по совершенствованию систем земледелия в Предуральской и Зауральской степных, Северо-восточной лесостепной зонах Республики Башкортостан, отличающихся своими почвенно-климатическими условиями.

Система обработки почвы, являющаяся одной из основных элементов системы земледелия, играет важную роль в повышении плодородия почвы, урожаев возделываемых сельскохозяйственных культур и продуктивности севооборота.

А в системе обработки почвы наиболее существенной является основная обработка почвы - первичная операция после уборки возделываемой культуры. Она призвана создать благоприятные условия для роста и развития последующих культур: максимальное накопление и сохранение влаги в почве, оптимизация агрофизических свойств, агрохимических и микробиологических процессов; борьба с сорными растениями, вредителями и болезнями; сохранение противоэрозионной устойчивости почвы; качественная заделка семян и удобрений, растительных и пожнивных остатков и создание оптимального предпосевного сложения пахотного слоя.

Как подчеркивал основоположник земледельческой механики академик В.П.Горячкин, вспашка является «... самой важной, самой продолжительной, самой дорогой и самой тяжелой» работой в сельскохозяйственном производстве. Поэтому поиск путей снижения энергоемкости и совершенствования способов и орудий основной обработки почвы является актуальной проблемой, особенно в связи с сильным удорожанием материально-технических средств в сельском хозяйстве.

В последние годы наша промышленность освоила выпуск и начала поставку сельскому хозяйству республики высокопроизводительные орудия основной обработки почвы нового поколения, такие как, чизельные плуги-рыхлители ПЧ-2,5 и ПЧ-4,5, чизельные плуги ПРПВ-8-50, ПРПВ-5-50 и ПЧВ-8-40 с рабочими органами типа «параплау», стойки СибИМЭ и другие.

Изучением технологий обработки почвы этими орудиями в масштабе Российской Федерации и бывших Союзных Республик занимаются довольно активно (Мухин и др.,1986; Плюснин, Кравченко, 1986; Квач и др., 1989; Рябов, 1990; Иодко и др., 1990; Чмиль и др., 1992; Головко и др., 1993; Гармашов, 1996; Ладонин и др., 1996; Аксенов, 1997 и другие).

Однако, вопросы влияния их на свойства почв, оценка агротехнической, эксплуатационно-технологической и энергетической эффективности в условиях различных почвенно-климатических зон Башкортостана не были охвачены исследованиями.

Исключение составляет лишь работа Ф.Н.Русакова (1994), который в своих опытах, наряду с другими вариантами, изучал способ основной обработки почвы с применением плуга со стойками СибИМЭ. Однако, его опыты проводились лишь в Предуральской степной зоне.

Оценка качества работы ряда новых орудий, показателей эффективности различных технологий возделывания полевых культур на основе почвозащитных и традиционных отвальных способов обработки почвы в Зауралье республики практически оставалась неизученной и нерешенной, особенно в плане агроэнергетики.

Это обстоятельство побудило нас провести всестороннее изучение способов основной обработки почвы на обыкновенном черноземе с применением орудий ново-

го поколения и выполнить агротехническую, эксплуатационно-технологическую и энергетическую оценку их в условиях Зауралья Башкортостана.

Данная работа явилась одним из подразделов тематики научно-исследовательских работ Академии наук Республики Башкортостан «Совершенствовать системы земледелия Предуральской, Зауральской степных зон и СевероВосточной лесостепи Башкортостана на основе освоения полевых севооборотов с различной ротацией, системами обработки почвы и технологиями возделывания полевых культур» и выполнена в 1991-1995 годы в Баймакском опытно-производственном хозяйстве Башкирского научно-исследовательского института сельского хозяйства.

1. Обоснование темы, цель и задачи исследований

1.1. Способы основной обработки почвы под полевые культуры ( обзор литературы)

История возникновения обработки почвы относится к появлению первых культурных растений на Земле. С выведением их люди положили начало новой группе растительных видов, быстро распространившихся по всей планете. Поскольку культурные растения не могли конкурировать с дикой растительностью, в процессе окультуривания полезных видов, появилась необходимость в уничтожении конкурентных растений, которых в дальнейшем по отношению к культурным, стали называть сорными. Уничтожение конкурентных растений можно было только путем обработки почвы. Так возникла обработка почвы, так возникло земледелие.

Приемы обработки земли у разных народов были разными. Народы Передней Азии, Европы, Северной Африки использовали для обработки земли плуг. Это впоследствии привело к развитию экстенсивного земледелия и формированию обширных площадей агроландшафтов. В противоположность народам Евразии земледельческие народы Америки и Африки в древности не знали плуга и типичного экстенсивного полевого хозяйства. Их земледелие было мотыжным, с индивидуальным уходом за каждым растением.

В 1У, III веке до новой эры произошло соединение земледелия и животноводства и на сельскохозяйственных работах стали использовать тяговую силу домашних животных. Появились пашенные земледельцы.

Во II веке до новой эры было открыто железо. Теперь земледельцы, вооруженные железным плугом и топором, могли расчистить и распахать и лесные земли, и почвы, не поддававшиеся деревянной сохе. Площадь пахотных земель резко расширилась.

По мере развития человеческого общества, его индустриализации и оснащения аграрного сектора новой техникой, химическими и биологическими средствами менялись и задачи обработки почвы. Если на начальной стадии возникновения земледелия обработка почвы предназначалась в основном для уничтожения сорных растений, то, по мере совершенствования орудий труда, она, кроме борьбы с сорняками,

была направлена на создание благоприятных условий для роста и развития растений. С быстрым прогрессом химической промышленности и увеличением выпуска химических средств для сельского хозяйства все шире находят применение химические меры борьбы с сорняками. В этой связи известный ученый-земледелец П.У.Бахтин (1969) пишет, что «начиная со времен Либиха (40-е годы XIX века) в земледелии преобладающее развитие получило агрохимическое направление, вопросы лее агрофизики и технологии механической обработки почвы отступили на задний план". Это высказывание справедливо и в настоящее время. С увеличением ассортимента и объема выпуска химических средств защиты растений в последние годы борьба с сорняками ведется, в основном, химическими средствами, а задача обработки почвы - улучшение физических свойств почвы, от которых зависят протекающие химико-биологические процессы. Применение химии дало возможность широко применять в земледелии почвозащитные, минимальные и нулевые способы обработки почвы, при которых, как отмечают большинство исследователей, увеличивается засоренность полей и затрудняется борьба с ними.

Из вышеизложенного следует, что обработка почвы является наиболее древним занятием человечества, направленное на производство продуктов питания и совершенствовалась вместе с техническим прогрессом общества.

Таким образом, обработка почвы является основным звеном системы земледелия и важным средством повышения урожайности сельско-хозяйственных культур. Она призвана обеспечить наилучшие условия для роста и развития возделываемых культур и состоит из комплекса мероприятий, направленных на оптимизацию данных условий путем физического воздействия на почву. Обработка почвы является универсальным средством изменения многих физических, химических и биологических свойств почвы, и, в конечном счете, ее плодородия. Велика роль механической обработки почвы также в борьбе с засоренностью полей, болезнями и вредителями селькохозяйственных растений. Правильная обработка может защитить ее от ветровой и водной эрозии, а неправильная - привести к невосполнимым катастрофическим последствиям.

Обработка почвы в тоже время является самой энергоемкой и дорогостоящей операцией в земледелии. На ее проведение, как отмечают А.И.Бараев (1972), М.М.Хамидуллин (1976), И.П.Макаров и др.(1982, 1985), Н.Р.Асыка и С.У.Смуров (1990), В.В.Коринец (1991), А.К.Киреев (1994), В.С.Шевелуха (1994) приходится около 40% энергетических и 25% трудовых затрат по возделыванию сельскохозяйственных культур.По В.В.Коринец (1991) эти цифры соответственно равны 30-40 и 25-30 процентам, по Л.В.Ильину и Е.И.Иваницкой (1991) затраты на обработку составляют 30-60%.

В.Д.Карпенко и М.М.Васютин (1991), изучая энергоемкость обработки почвы, считают, что расход энергии на нее зависит от многих факторов и составляет 30-40% всей потребляемой энергии в сельском хозяйстве, что эквивалентно примерно 4,0 млн. тонн жидкого топлива.

По данным П.У.Бахтина (1969) во всех странах мира ежегодно обрабатывается около 1,5 млрд. гектаров пашни, на что израсходуется свыше 21 млн.тонн нефти. М.М.Хамидуллин (1976), анализируя затраты ГСМ на полевые работы, считает, что в Республике Башкортостан для проведения основной обработки почвы на 1 гектар пашни расходуется 15 кг нефтепродуктов, что в целом по республике только на вспашку составит более 70 тыс.тонн.

Приведенные данные, несмотря на их небольшие расхождения по авторам, показывают, насколько важна проблема снижения энергоемкости обработки почвы.

Ряд ученых в своих исследованиях пытались установить количественные соотношения влияния того или иного элемента технологии возделывания на урожай сельскохозяйственных культур. По мнению известного ученого С.И.Вольфковича, уровень урожайности при нормальном обеспечении растений влагой определяют три фактора: 50% - удобрения, 25% - семена и 25% - обработка почвы (Безрукий, 1981). Л.В.Ильин и Е.И.Иваницкая (1991) считают, что доля обработки почвы, в зависимости от условий, колеблется в широких пределах и равна 6-50%, а В.П.Манжосов и др. (1994) отмечают, что в годы с отклонением от среднемноголетних доля обработки почвы возрастает (11,5-12,4%), удобрений -

несколько снижается (68,6 -83,6%). Из этого следует, что обработка почвы является важным звеном в формировании урожая.

Какие же задачи ставятся перед обработкой почвы?

Функции обработки по Г.Канту (1980) сводятся к решению, в основном, двух задач - оптимизации условий развития растений и борьба с их конкурентами. Севообороту определяется роль устранителя или подавителя конкурентов (сорняки, вредители, болезни), а обработке почвы - оптимизация питания (воздух, вода, минеральные вещества).

С.С.Сдобников (1988, 1994) считает, что из всего разнообразия задач обработки почвы ведущими являются обеспечение оптимальных водного и воздушного режимов почвы, фитосанитарных условий, минерализации органического вещества для роста и развития сельскохозяйственных культур.

На наш взгляд, основной задачей обработки почвы является создание благоприятных условий для развития растений с целью реализации потенциального почвенного плодородия. Это можно достичь, очевидно, формированием оптимальных физических свойств пахотного слоя, созданием благоприятных условий для протекания и развития агрохимических и микробиологических процессов, устранением конкурентов.

Для обеспечения благоприятных условий развития растений почва подвергается комплексу механических воздействий, которые можно разделить на три самостоятельные группы операций - основные, предпосевные и уходу за растениями.

Наиболее существенной, трудо- и энергоемкой из них является основная обработка почвы. Она считается начальной операцией при возделывании последующей культуры в севообороте и от качества проведения, трудовых и энергетических затрат на ее выполнение во многом зависит урожайность и стоимость продуктов растениеводства.

Цель основной обработки почвы - первичная подготовка ее к возделыванию последующих сельскохозяйственных культур после уборки предшественника. При этом ставится задача улучшить физические свойства почвы (скважность,

пористость, рыхлость, агрегатный состав, водопроницаемость и т.д.), активизировать микробиологические и агрохимические процессы (минерализация и гумификация органических веществ), заделка падалицы и семян сорных растений, заделка растительных и пожневных остатков и т.д.

С.С.Сдобников (1988) считает, что существо системы основной обработки составляют оптимизация ее глубины и потребность оборачивания пласта. Эти вопросы продолжают оставаться спорными.

В результате многовековой эволюции приемов обработки почвы к настоящему времени сложились следующие виды основной обработки почвы, отличающиеся, в основном, степенью оборота пласта и глубиной обработки: вспашка и почвозащитная обработка. К отвальному способу основной обработки почвы относятся все ви�