Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

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

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Влияние способов основной обработки на свойства обыкновенных черноземов и урожай яровой пшеницы в Зауралье Башкортостана"

2 3 ЦО^ ^^ На правах рукописи

АВАЛЪБАЕВ МЭЛС СИТДИКОВИЧ

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

Специальность 06.01.03-агропочвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Уфа-1998

Работа выполнена в отделе земледелия Башкирского научно-исследовательского института сельского хозяйства.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ф.Ш.Гарифуллнн, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник М.Г.Сираев

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

А.Х.Мукатанов, кандидат биологических наук, доцент А.Ш.Ишемьяров

Ведущая организация: Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Башкортостан.

Защита состоится « »1998 г. в « /V» часов

на заседании диссертационного совета К.120.87.03 в Башкирском государственном аграрном университете. Адрес: 450001, г.Уфа, ул.50 лет Октября, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского ГАУ.

Автореферат разослан « » ^г-СаФе^-сЯ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

В.А.Печаткин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. 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. Академик В.П.Горячкин подчеркивал, что пахота является «...самой важной, самой продолжительной, самой дорогой и самой тяжелой$>операцией. в земледелии. Поэтому поиск-путей снижения энергоемкости способов основной обработки почвы является актуальной проблемой, особенно в связи с сильным удорожанием материально-технических средств в сельском хозяйстве в последние годы.

Технологии обработки почвы высокопроизводительными орудиями нового поколения-чизельными плугами-рыхлителями ПЧ-2,5 и ПЧ-4,5, чизель-ными плугами ПРПВ-8-50, ПРПВ-5-50 и ПЧВ-8-40 с рабочими органами «па-раплау», стойками СибИМЭ - изучались в стране довольно активно (Мухин и др.,1986; Рябов, 1990; Иодко и др., 1990; Чмиль и др., 1992, Головко и др., 1993; Гармашов, 1996; Ладонин и др., 1996; Аксенов, 1997 и др.). Вопросы влияния их на свойства почв, оценка агротехнической, эксплуатационно-технологической и энергетической эффективности в условиях Башкортостана не были охвачены исследованиями.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является установить наиболее перспективные агротехнически и энергетически эффективные способы и орудия основной обработки почвы под яровую пшеницу и рекомендовать для внедрения в сельскохозяйственное производство Зауралья Башкортостана.

Задачами исследований предусматривалось изучение влияния разных способов и орудий основной обработки почвы на её агрофизические свойства, водный режим и содержание питательных веществ, засоренность посевов и урожай яровой пшеницы, а также эксплуатационно-технологическая и энергетическая оценка.

Научная новизна. Способы основной обработки почвы с применением большого количества новых и существующих орудий, влияние их на свойства обыкновенных черноземов, агротехническая и энергетическая эффективность в Башкортостане изучены впервые.

Практическая значимость. Разработаны и рекомендованы для внедрения в сельскохозяйственное производство Зауралья Башкортостана чюель-

ные способы основной обработки почвы с применением плуга-рыхлителя ПЧ-2,5 и плуга ПЧВ-8-40 "параплау" с соответствующими им комплексами орудий и машин для предпосевной подготовки почвы и посева яровой пшеницы.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научной и научно-практической конференциях (Уфа, 1994Г, Казань, 1995г.), на республиканских, зональных и районных научно-практических совещаниях и семинарах.

Результаты исследований опубликованы в трех печатных работах и включены в Систему ведения агропромышленного производства Республики Башкортостан (1997 г.).

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста; состоит из введения, трех глав, выводов и рекомендаций производству; содержит 19 таблиц, 1 рисунок, 20 приложений. Список использованной литературы включает 268 наименований, в том числе 4 на иностранных языках.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Условия проведения исследований. Работа выполнялась в 1991-1995 годы в Баймакском опытно-производственном хозяйстве Башкирского на^чно-исследовательского института сельского хозяйства.

Стационарные полевые опыты проводились на опытном поле отдела земледелия в экспериментальном шестипольном зернопаропропашном севообороте (пар-яровая пшеница-яровая пшеница-кукуруза на силос-яровая

пшеница-ячмень) в звене "яровая пшеница"- вторая культура после пара,

/

производственная проверка и эксплуатационно-технологическая оценка-на полях хозяйства.

Почва опытного участка-чернозем обыкновенный, среднемощный, среднегумусный, тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое составляет в среднем 7,2 %, рН солевой - 6,2, сумма поглощенных оснований - 52,0 мг.экв/100 г почвы, азот валовый - 0,398 %, фосфор валовый - 0,128 %. Подвижные формы фосфора составляют в среднем 6,5 мг/100 г почвы. Содержание обменного калия довольно высокое и равно 31,6 - 48,0 мг/100 г почвы.

В период проведения исследований наблюдались разные по погодным условиям годы: острозасушливыми были 1991 и 1995 годы, неблагоприятным-! 994, благоприятными -1992 и 1993 годы.

Методика исследований. Схема опыта включала следующие варианты основной обработки почвы:

1. Вспашка плугом ПЛН-5-35 с культурными корпусами

2. Плоскорезная обработка глубокорыхлителем КПГ-250

3. Чизельная обработка плугом-рыхлителем ПЧ-2,5

4. Чизельная обработка плугом ПЧВ-8-40 «параплау»

5. Безотвальная обработка плутом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ

6. Без осенней обработки

Опыты были заложены в трехкратной повторносги с последовательным расположением делянок в один ярус. Размер и площадь делянок с основной обработкой почвы - 100м х 10м=1000 кв.м. учетных - 500 или 400 кв.м.

Общепринятыми методами определялись следующие показатели: сохранность стерни, крошение почвы; противоэрозионная устойчивость верхнего слоя, объемная масса, структурный состав, влажность почвы; засоренность посевов, содержание питательных веществ, урожайность яровой пшеницы и её структура, эксплуатационно-технологическая и энергетическая оценка способов и орудий основной обработки почвы и всей технологии возделывания яровой пшеницы. Статистическая обработка урожайных данных проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А.Доспехову.

Для посева использовался районированный сорт яровой пшеницы Саратовская 55. Агротехника возделывания - согласно схеме опытов

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Плотность сложения. В целях получения наиболее полной характеристики работы орудий основной обработки почвы была определена плотность сложения (объемная масса) почвы в два срока - сразу после прохода орудия и перед уборкой.

Значения объемной массы по способам и орудиям основной обработки и характер изменения их в опытах (табл.1) имели резкие различия по вариантам: от 0,73 до 1,16 г/см ' - после обработки и от 1,09 до 1,23 г/см3 - перед уборкой.

Таблица 1

Объемная масса и пористость почвы при разных способах основной обработки

Варианты Объемная масса,г/смЗ Пористость,%

Вспашка плугом ПЛН-5-35 0,73/1,09 71,6/57,6

Плоскорезная обработка глубокорыхлителем КПГ-250 0,97/1,17 62,3/54,5

Чизелъная обработка плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 0,87/1,15 66,1/55,3

Чизельная обработка плутом ПЧВ-8-40 «параплау» 0,84/1,11 67,3/56,8

Безотвальная обработка ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ 0,87/1,16 66,1/54,9

Без осенней обработки 1,16/1,23 54,9/52,1

Примечание: числитель - после обработки, знаменатель - перед уборкой.

Объемная масса к концу вегетации увеличилась на 0,20-0,36 г/см3 или на 20-50 % на обработанных делянках, на 0,07 г/см3 или 6,0 %-на необработанном с осени участке. Наименьшая объемная масса (0,73 и 1,09 г/см ) и

наибольшая пористость (71,6 и 57,6 %) оказались на варианте вспашки; наибольшая объемная масса (1,16 и 1,23 г/см3) и наименьшая пористость (54,9 и 52,1 %)-на способе без осенней обработки. По этим показателям почвозащитные варианты почти одинаковы между собой и близки к оптимальной.

Среди безотвальных способов обработки отмечена тенденция: самая меньшая плотность - на варианте чизельной обработки с ПЧВ-8-40 "параплау" (0,84 г/см3-после обработки и 1,11 г/см3-перед уборкой), несколько выше-на ПЧ-2,5 (0,87 и 1,15) и ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ (0,87 и 1,16) и ещё выше-на КПГ-250 (0,97 и 1,17).

Объемная масса нижних слоев почвы была больше, чем верхних.

В тесной связи с плотностью сложения находится пористость почвы. Обыкновенные черноземы степного Зауралья Башкортостана характеризуются высокой пористостью гумусовых горизонтов, особенно пахотного слоя (Гарифуллин, 1979, 1984). Это создает благоприятные условия для диффузного испарения почвенной влаги и быстрого иссушения почвы. На величину общей пористости влияют способы основной обработки почвы.

Пористость почвы, как величина обратно пропорциональная объемной массе, сразу после обработки в среднем по всем вариантам была на 9,5% выше, чем перед уборкой. Средняя пористость по почвозащитным вариантам в оба срока определения была меньше, чем по вспашке. Если сразу после обработки эта разница составила 8,3 %, то перед уборкой она уменьшилась до 2,9 %. Это связано с постепенным уплотнением почвы к концу вегетации. Среди почвозащитных способов обработки почвы в обоих сроках определения самый низкий показатель пористости имеет вариант без осенней обработки (54,9 и 52,1 %), а остальные почвозащитные способы по этому показателю близки между собой (62,3 - 67,3 и 54,5 - 56,8 %) с некоторым преимуществом плуга «параплау» (67,3 и 56,8%).

На всех вариантах отмечается постепенное уменьшение пористости почвы сверху вниз по профилю пахотного слоя и она не была меньше 50 %, что соответствует условиям возделывания зерновых культур.

Исследования показали, что изучаемые способы и орудия почвозащитной обработки обеспечивают близкое к оптимальному сложение пахотного слоя, но в то же время преимущество остается за чизельной обработкой плугом ПЧВ-8-40 "параплау".

Структурный состав пахотного слоя. Структурный состав почвы является одним из основных показателей, характеризующих её агрофизическое состояние и строение пахотного слоя, а также показателем оценки качества обработки почвы и почвообрабатывающих орудии.

Результаты трехлетних определений структурного состава почвы, проведенных в фазе трубкования яровой пшеницы, показывают, что при всех способах основной обработки почвы содержание агрономически ценных фракций (10,0-0,25 мм) достаточно высокое, в пределах 53,3-80,4 %. При этом (табл.2) обнаруживается несколько повышенное содержание этих частиц на безотвальных обработках (68,2-72,9 против 67,2 %).

На вариантах без основной обработки и подверженных менее интенсивным воздействиям (обработка плоскорезная и со стойками СибИМЭ) отмечено более высокое содержание агрономически ценных отдельностей.

На всех вариантах опыта наблюдается тенденция увеличения количества агрономически ценных фракций в нижних слоях пахотного горизонта.

Описанные выше суждения о структуре почвы и её агрономически ценных фракциях полностью относятся и к коэффициенту структурности.

Крошение почвы является одним из показателей качества работы почвообрабатывающих орудий и характеристики способа основной обработки. Оно имеет большое значение в создании оптимального сложения и структуры пахотного слоя почвы.

В наших исследованиях в течение трех лет наиболее высокая степень крошения почвы отмечена при вспашке плугом ПЛН-5-35 с культурными корпусами (72,0 %), самая меньшая - при обработке глубокорыхлителем КПГ-250 (54,0 %). По этому показателю остальные орудия располагаются в следующем порядке: плуг чизельный ПЧВ-8-40 "параплау" (68,0 %), плуг ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ (64,3 %), чизельный плуг-рыхлитель ПЧ-2,5 (62,1%).

Эта же закономерность подтверждается наличием глыб размером более 25 см. Наибольшее количество этой фракции было при обработке плоскоре-зом-глубокорыхлителем (8,8 %), затем - чизельным плугом-рыхлителем (6,1 %), плугом со стойками СибИМЭ (3,3 %). Плуги с культурными корпусами и рабочими органами "параплау" не образуют крупных глыб.

Таблица 2

Структурный состав почвы при разных способах основной обработки

Варианты Слой почвы, см Размер фракций (мм) и их содержание (%) Коэффициент структурности

> 10 10-0,25 <0,25

Вспашка плугом ГОШ-5-35 0-10 24,2 63,6 12,2 1,7

10-20 22,0 67,8 10,2 2,1

20-30 19,5 70,2 10,3 2,4

0-30 21,9 67,2 10,9 2,0

Плоскорезная обработка 0-10 27,1 65,3 7,6 1,9

глубокорыхлителем КПГ-250 10-20 20,3 71,4 8,3 2,5

20-30 17,6 74,9 7,2 3,0

0-30 21,6 70,6 7,7 2,4

Чизельная обработка плугом- 0-10 23,9 ' 64,9 11,2 1,8

рыхлителем ПЧ-2,5 10-20 20,9 67,7 11,7 2,1

20-30 20,3 72,6 7,1 2,6

0-30 21,6 68,4 10,0 2,2

Чизельная обработка плугом 0-10 22,7 65,3 12,1 1,9

ПЧВ-8-40 «параплау» 10-20 23,7 67,2 9,2 . 2,0

20-30 20,4 72,2 7,4 2,6

0-30 22,2 68,2 9,5 2,2

Безотвальная обработка плу- 0-10 25,5 65,6 8,8 2,0

гом ПЛН-5-35 со стойками 10-20 22,0 67,3 10,7 2Д

СибИМЭ 20-30 17,3 74,8 7,9 3,0

0-30 21,6 69,3 9,1 2,3

Без осенней обработки 0-10 24,5 67,9 7,5 2,1

10-20 19,7 - 73,9 6,4 2,9

20-30 18,6 76,6 4,8 з,з

0-30 20,9 72,9 6,2 2,7

Показатели по крошению почвы в опытах не противоречат результатам исследований других авторов и подтверждают то, что безотвальные орудия по этому показателю уступают отвальным плугам.

Анализ структурного состояния и крошения почвы показывает, что обыкновенные черноземы степного Зауралья республики в целом характеризуются хорошим структурным состоянием и при почвозащитных способах основной обработки структура его не ухудшается, а происходит некоторое улучшение; безотвальные орудия основной обработки почвы, хотя и несколько уступают отвальному плугу, обеспечивают достаточно высокую степень крошения почвы, за исключением глубокорыхлителя КПГ-250.

Противоэрозионная устойчивость почвы. Зауральская степь Башкортостана входит в третью почвенно-эрозионную зону, где преобладает ветровая эрозия (Научно обоснованные системы..., 1990).

Сохранность стернн при почвозащитной системе обработки имеет важную роль и является одним из основных показателей качества работы орудий основной обработки почвы. Она при обработке почвы чизельными орудиями "параплау" и стойками СибИМЭ высокая и составляет соответсвенно 80,8 и 78,2 % (табл.3); при обработке плоскорезом-глубокорыхлителем и чизельным плугом-рыхлителем - практически одинакова (72,6 и 73,0 %).

Высокая степень сохранности стерни при обработке чизельным плугом ПЧВ-8-40 "параплау" и плугом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ обеспечивается благодаря небольшой толщине стоек и наличию у них заостренных износостойких граней.

Комковатость верхнего слоя почвы также является характеристикой её ироггавоэрозионной устойчивости. Количество эрсаионнсюпасных частиц (менее I мм) на варианте вспашки в верхнем 5 см слое почвы составило 42,2%, на почвозащитных способах - меньше на 2,54,6% (табл.3). При чнзельных обработках отмечено более низкое содержание эрозионно-опасных частиц. Их количество на всех вариантах было ниже порога устойчивости (50%).

Изучение сохранности стерни и комковатости верхнего слоя почвы показало, что все почвозащитные способы и орудия основной обработки достаточно надежно обеспечивают противоэрозионную устойчивость верхнего слоя почвы.

Таблица 3

Сохранность стерни и количество эрозионно-опасных частиц при разных способах основной обработки

Варианты Сохранность стерни, % Количество эрозионно опасных части ц,%

Вспашка плугом ГШН-5-35 - 42,2

Плоскорезная обработка глубокорыхлителем КПГ-250 72,6 38,6

Чизельная обработка плугом-рыхлителем ЛЧ-2,5 73,0 37,6

Чизельная обработка плугом ПЧВ-8-40 "параплау" 80,8 37,8

Безотвальная обработка плугом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ 78,2 38,6

Без осенней обработки 100.0 39.7

Более лучшие показатели получены при чизельной обработке плугом с наклонными стойками ("параплау").

Динамика запасов влаги в почве. Фактором первого порядка, ограничивающим плодородие почвы в степной зоне Башкортостана, является доступная почвенная влага (Гарифуллин, Ишемьяров, 1987).

Наблюдения за динамикой влагозапасов показали, что характер их изменения зависит в основном от погодных условий.

Лето и осень 1991 сельскохозяйственного года были крайне засушливыми и теплыми; сельскохозяйственные культуры подвергались атмосферной засухе при относительно достаточных весенних запасах почвенной влаги. Это обстоятельство не способствовало накоплению влаги, поэтому весной 1992 года к началу вегетации яровой пшеницы запасы

доступной влаги в метровом слое почвы были минимальными - 84,0-99,7 мм. В 1993 и 1994 гг. запасы воды были в целом достаточными для роста и развития сельскохозяйственных культур (164,3-184,3 мм). 1995 год был сильно засушливым. Запасы влаги весной после посева были удовлетворительными (133,0-142,1 мм), но к концу вегетации они дошли до нуля.

На почвозащитных вариантах содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы после посева в среднем за три года оказалось на 7,9-14,9 мм больше, чем на вспашке (табл.4).

Между вариантами почвозащитной обработки по запасам продуктивной влаги большой разницы не обнаружено. В то же время весной и в фазе кущения за все годы исследований на вариантах чизельных обработок запас продуктивной влаги был несколько выше, чем на других безотвальных вариантах. Это связано с лучшим рыхлением почвы, лучшей проницаемостью и сохранностью влаги в почве.

В процессе роста и развития растений разница во влагозапасах по вариантам основной обработки уменьшается, и к концу вегетации содержание продуктивной влаги практически выравнивается.

Таблица 4

Запасы продуктивной влаги в почве при разных способах основной обработки под яровую пшеницу

Варианты Запасы продуктивной влаги, мм

после посева в фазе после уборки

кущения колошения

Вспашка плугом ПЛН-5-35 127,1 104,7 56,8 49,4

Плоскорезная обработка глубоко-

рыхлителем КПГ-250 135,0 109,4 58,7 49,6

Чизельная обработка плугом-

рыхлителем ПЧ-2,5 142,0 117,1 60,0 51,7

Безотвальная обработка плугом

ПЧВ-8-40 "параплау" 141,2 116,2 60,0 51,7

Безотвальная обработка плугом

ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ 137,0 109,6 59,9 49,9

Без осенней обработки 138,3 109,2 59,9 50,2

Засоренность посевов. Видовой состав сорной растительности в посевах был представлен в основном малолетниками яровых форм, преобладала щирица запрокинутая, реже - щетинник зеленый, единично - овсюг обыкновенный, гречиха татарская. Из многолетних отмечены осот розовый, молочай, вьюнок полевой. Из зимующих преобладал подмаренник цепкий.

Наблюдения показали, что засоренность по почвозащитным способам обработки была выше как по количеству, так и по воздушно-сухой массе со-ответсвенно на 52,9-64,3 % и 40,7-46,5 % по сравнению со вспашкой (табл.5).

Таблица 5

Засоренность посевов яровой пшеницы при разных способах основной обработки почвы

Количество, шт/м2 Воздушно-сухая

Варианты масса г/м

мало- много- всего мало- много- всего

летние летние летние летние

Вспашка плугом ПЛН-5-35 62 8 70 3,2 5,4 8,6

Плоскорезная обработка

глубокорыхлнтелем КПГ-250 102 9 111 5,4 6,8 12 2

Чизельная обработка плугом-

рыхлителем ПЧ-2,5 99 8 107 5,2 6,9 12.1

Чизельная обработка плугом

ПЧВ-8-40 «параплау» 99 9 108 5,2 7,0 12,2

Безотвальная обработка плугом

ПЛН-5-35 со стойками

СибИМЭ 104 8 112 5,5 6,5 12,3

Без осенней обработки 105 10 115 5,5 7,1 12,6

Среди почвозащитных способов основной обработки почвы по засоренности посевов яровой пшеницы особой разницы не обнаружено.

Содержание доступных форм питательных веществ в почве. Одним из факторов, оказывающих влияние на величину урожая сельскохозяйственных культур, является наличие элементов питания в доступных для растений формах. Способность почвы накапливать питательные вещества зависит в значительной степени от приемов основной обработки почвы.

Содержание питательных веществ в опытах определялось в течение двух лет в слое 0-20 см в начале и конце вегетации яровой пшеницы (табл. 6).

Содержание нитратного азота весной в начале вегетации растений на варианте вспашки было несколько выше, чем на почвозащитных обработках (на 7,7-9,5%), что полностью согласуется с выводами других исследователей и объясняется тем, что поля, обработанные безотвальными орудиями более увлажнены и сверху покрыты стерней, вследствие чего почва весной медленнее прогревается и процессы нитрификации протекают в ней менее активно.

Содержание нитратного азота на почвозащитных вариантах обработки было почти одинаковым и к концу вегетации оно снизилось и практически выровнилось между вариантами.

По содержанию подвижного фосфора в пахотном слое между способами обработки значительных различий не обнаружено: 9,5-10,1 - в начале вегетации и 8,7-9,1 мг/100г - в конце вегетации. Наблюдалось незначительное повышение его на почвозащитных способах.

Таблица 6

Содержание питательных веществ в пахотном слое почвы при разных способах основной обработки

Варианты Содержание нитратного азота (N-N03), мг/кг почвы Содержание подвижного фосфора (Р205), мг/100г почвы

Вспашка плугом ПЛН-5-35 16,9/12,7 9,5/8,7

Плоскорезная обработка глубоко-рыхлителем КПГ-250 15,3/12,5 9,8/9,0

Чизельная обработка плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 15,4/12,6 10,0/9,1

Чизельная обработка плугом ПЧВ-8-40 "параплау" 15,6/12,6 10,0/9,1

Безотвальная обработка плугом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ 15,5/12,7 9,9/9,0

Без осенней обработки 15,3/12,5 10,1/9,0

Примечание: числитель - в начале вегетации; знаменатель - в конце вегетации.

Полевая всхожесть семян и выживаемость растений яровой пшеницы являются важными факторами формирования урожая. По данным В.К.Гирфанова (1976) в Зауралье Башкортостана средний процент выпадения растений пшеницы за десять лет составляет 15,3%, хотя в отдельные годы могут достигать 50%.

По обобщенным данным наблюдений ГСУ республики, средний коэффициент продуктивного кущения яровой пшеницы составляет 1,25 с колебаниями по годам от 1,0 до 2,1.

В наших опытах появление всходов и прохождение растений фаз развития практически не различалось по способам обработки почвы. Полевая всхожесть пшеницы в 1995 году была наибольшей-452-482 шт/м2. Но из-за сильной засухи в вегетационный период сохранилось к уборке 269-330 шт/м", т.е. выживаемость растений по отношению к числу высеянных всхожих семян была равна 48,9-60,6 %. В 1992 и 1993 гг. полевая всхожесть была меньше, но благодаря более благоприятным погодным условиям общая выживаемость растений оказалась на уровне 47,8-54,9 %.

По влиянию разных способов основной обработки на полевую всхожесть семян и выживаемость растений определенной закономерности как по годам, так и внутри одного года по способам основной обработки не получено, но варианты с чизельными обработками имеют некоторое преимущество перед остальными способами обработки (54,7-55,3 % против 50,4-52,2).

Структура урожая. Основные элементы структуры урожая - количество растений и продуктивных стеблей на 1 кв. м, озерненность колоса и масса 1000 зерен - всецело зависят от водно-физических свойств почвы, от способов основной обработки и условий питания.

Количество продуктивных стеблей было наибольшим на вариантах чи-зельной обработки - 326-334 шт/м2, несколько меньше - при плоскорезной и отвальной - 296-303 шт/м2. Остальные параметры структуры урожая (число зерен в колосе - 21-22 шт, масса 1000 зерен - 39,3-40,2 г) оказались близкими между собой, т.е. способы основной обработки почвы не оказали существенного влияния на эти показатели.

Урожайность яровой пшеницы. Данные урожайности яровой пшеницы показывают (табл.7), что она варьирует как по вариантам, так и по годам. В 1992 году урожайность во всех вариантах была практически одинаковой

(37,2-37,9 ц/га), за исключением варианта без осенней основной обработки, где урожайность была на 6,5-8,9 % ниже (34,8 ц/га). В 1993 году наименьшую урожайность имели варианты вспашки (18,7 ц/га) и плоскорезной обработки (18,9 ц/га); на остальных вариантах сформировался относительно высокий и почти одинаковый урожай (19,8-20,7 ц/га). В 1994 году более высокий урожай был на вариантах обработки плугом с корпусами "параплау" (23,2 ц/га) и без осенней обработки (23,1 ц/га), на остальных фонах обработки урожаи были ниже и близки между собой (21,9-22,7 ц/га). В 1995 засушливом году по урожайности выделялась чизельная обработка плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 (22,8 ц/га), остальные варианты имели урожайность ниже (18,6-19,9 ц/га).

Таблица 7

Урожайность яровой пшеницы при разных способах основной обработки почвы

Варианты Урожайность, ц/га

1992 г. 1993 г. 1994 г. 1995 г. Средняя

Вспашка плугом ПЛН-5-35 37,4 18,7 21,9 19,9 24,5

Плоскорезная обработка глубоко-рыхлителем КПГ-250 37,2 18,9 22,1 18,6 24,2

Чизельная обработка плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 37,9 19,8 22,7 22,7 25,8

Чизельная обработка плугом ПЧВ-8-40 "параплау" 37,4 20,7 23,2 21,4 25,7

Безотвальная обработка плугом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ 37,4 20,0 22,1 19,9 24,9

Без осенней обработки 34,8 20,7 23,1 19,0 24,4

НСР05 1,06 1,00 0,96 1,10

В среднем за четыре года (табл.7) более высокая урожайность отмечена на варианте чизельной обработки плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 (25,8 ц/га) и чи-зельной обработки плугом ПЧВ-8-40 "параплау" (25,7 ц/га). Остальные варианты по урожайности оказались близкими между собой (24,2-24,9 ц/га).

Эксплуатационно-технологическая и энергетическая оценка способов и орудий для возделывания яровой пшеницы. Система обработки почвы должна быть природоохранной, почвозащитной, ресурсо- и энергосберегающей и экологически безопасной. Для выявления наиболее эффективных по производительности и расходу топлива машин была проведена эксплуатационно-технологическая оценка технологий, применяемых при возделывании яровой пшеницы, включая уборку.

Наиболее высокая производительность за час сменного времени и низкий удельный расход топлива установлено при обработке чизельным плугом ПЧВ-8-40 «параплау» (1,75 га/ч и 12,85 кг/га), затем - чизельным плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 (1,69 га/ч и 13,31 кг/га), плоскорезом-глубокорыхлителем КЛГ-250 (1,36 га/ч и 15,81 кг/га) и плутом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ (1,23 га/ч и 16,80 кг/га). Самую низкую производительность и большой расход топлива имеет вспашка плугом ПЛН-5-35 (1,14 га/ч и 17,48 кг/га). Все почвозащитные способы обработки имеют более высокую производительность и меньший расход ГСМ по сравнению с отвальным.

В последние годы в мировой практике все большее значение приобретает метод энергетической оценки технологий, учитывающий как количество энергии, аккумулированной в сельскохозяйственной продукции, так и затраченной на её производство.

Эффективность энергозатрат определяется по коэффициенту эффективности, равный отношению энергии, накопленной в урожае к совокупной энергии, израсходованной на технологические операции. К совокупной энергии включены затраты на трудовые ресурсы, трактора и сельскохозяйственные машины, горюче-смазочные, посевные и другие материалы (табл.8).

Из пяти способов основной обработки почвы наиболее энергоемкой оказалась вспашка (1515,97 МДж/га). Почвозащитные способы основной обработки почвы характеризуются меньшими затратами совокупной энергии (на 8,5-27,3 %) по сравнению с ней. Из этих способов наиболее энегоемкой была безотвальная обработка почвы плугом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ, затем - плоскорезная обработка. Затраты энергии при обработке чизельными плугами ПЧ-2,5 и ПЧВ-8-40 «параплау» оказались более низкими (на 26,6 и 27,3 % меньше, чем при вспашке). Такое различие объясняется высокой про-

изводительностью и низким расходом топлива у агрегатов с чизельными орудиями.

Из всех составляющих затрат совокупной энергии на основной обработке почвы самый большой удельный вес занимают затраты на ГСМ, которые составляют 63,2 %. Затраты на тракторы и сельскохозяйственные машины равны 32,3 %. Лишь 4,5 % всех затрат энергии приходится на трудовые ресурсы.

Анализ технологий, основанных на применении вспашки, плоскорезной, безотвальной и чизельной основной обработки почвы показывает, что затраты совокупной энергии при почвозащитной технологии на 1,6-11,7 % ниже, чем при обычной традиционной.

Таблица 8

Энергетическая эффективность разных технологий возделывания яровой пшеницы

Технология возделывания Израсходованная энергия, МДж/га Накопленная энергия, МДж/га Коэффициент эффективности

Отвальная технология со вспашкой плугом ПЛН-5-3 5 13443,62/1515,57 75239,50/39959,50 5,60/2,97

Почвозащитная технология с плоскорезной обработкой глубокорыхлителем КПГ-250 13090,12/1243,53 74318,20/39470,20 5,68/3,02

Почвозащитная технология с чизельной обработкой плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 12959,59/1113,00 79231,80/42079,80 6,11/3,25

Почвозащитная технология с чизельной обработкой плугом ПЧВ-8-40 «параплау» 12948,16/1101,57 78924,70/41916,70 6,10/3,24

Почвозащитная технология с безотвальной обработкой плугом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ 13233,77/1387,18 76467,90/40611,90 5,78/3,07

Почвозащитная технология без осенней обработки 11864,63/0 74932,40/39796,40 6,32/3,35

Примечание: Гр.2. Числитель - затраты на всю технологию, знаменатель - на основную обработку. Гр.З и 4. Числитель - на урожай всей надземной массы (зерно+солома); знаменатель - на урожай основной продукции (зерно).

Во всех изучаемых технологиях доля составляющих затрат энергии примерно одинакова и равна в среднем: горюче-смазочные материалы - 14,9 %, трудовые ресурсы - 1,7 %, тракторы и сельскохозяйственные машины -16,9 %, семена - 54,5 %, удобрения - 12,0 %.

Затраты совокупной энергии по операциям при разных технологиях распределяются в среднем следующим образом: основная обработка - 9,7 %, предпосевная обработка - 2,9 %, посев - 72,7 % и уборка - 16,3 %. Посев является самой энергетически дорогостоящей операцией.

Самый высокий коэффициент энергетической эффективности получен при примеиении технологии без осенней основной обработки почвы - 6,32 (3,35 — по зерну). Это на 12,9 % выше, чем при традиционной отвальной (5,60 и 2,97). У технологий с чизелыюй основной обработкой плугами ПЧ-2,5 и ГГЧВ-8-40 "параплау" коэффициенты также высокие и равны соответственно 6,11 и 3,25; 6,10 и 3,24, или на 9,1 и 8,9 % выше, чем у обычной технологии.

Наименьшим количеством израсходованной энергии и высоким коэффициентом энергетической эффективности отличаются почвозащитные технологии без осенней обработки и на основе чизельных способов обработки плугами ПЧ-2,5 и ПЧВ-8-40 «параплау». Затраты энергии при этих технологиях соответственно на 11,7, 3,6 и 3,7 % ниже, а коэффициент энергетической эффективности на 12,9; 9,1 и 8,9 % выше, чем при традиционной отвальной.

Таким образом, все почвозащитные технологии являются более экономичными и энергосберегающими. Особо выделяются технологии с нулевой и чизельными способами основной обработки почвы.

Производственная проверка способов и орудий основной обработки почвы. В 1992, 1994 и 1995 годах в Баймакском ОПХ проводилась производственная проверка всех перечисленных выше способов и орудий основной обработки почвы. В 1992 и 1994 годах эти орудия использовались при подъеме зяби с одновременным проведением хронометражньгх наблюдений с целью определения производительности и расхода топлива, в 1994 году заложен производственный опыт для учета урожайности яровой пшеницы.

Выявлено, что плуги с рабочими органами "параплау" и стойками Сиб-ИМЭ обеспечивают качественную обработку почвы, однако имеют низкую эксплуатационную надежность, т.к. быстро забиваются пожнивными остатками. Они плохо заглубляются и неустойчиво работают по глубине

Наиболее технологичной является обработка чизельным плугом ПЧ-2,5; орудие имеет высокую эксплуатационную надежность, хорошо заглубляется, устойчиво работает по глубине и ширине, оно более маневренно; одновременно обеспечивает хорошие показатели качества.

На производственном опыте более высокий урожай получен на вариантах чизельной обработки плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 (20,0 ц/га) и чизельным плугом ПЧВ-8-40 "параплау" (19,3 ц/га).

Урожайность остальных вариантов не имела существенной разницы (17,9-18,3 ц/га). Данные производственных испытаний хорошо согласуются с результатами стационарного опыта.

ВЫВОДЫ

1. Плотность почвы сразу после обработки во всех случаях значительно ниже, чем перед уборкой. Наименьшая объемная масса отмечается на вспашке, наибольшая - на нулевой (без осенней) обработке. Плоскорезные, чизельные и безотвальные варианты различаются незначительно, и плотность находится в пределах оптимальной величины. Объемная масса нижних слоев почвы во всех случаях больше, чем верхних.

2. По содержанию агрономически ценных структурных фракций почвозащитные способы основной обработки почвы имеют некоторое преимущество перед отвальным. Во всех изучаемых способах обработки структура почвы в нижних слоях пахотного горизонта была лучше, чем в верхнем.

Наиболее высокую степень крошения почвы имеет плуг с культурными корпусами, самую меньшую - глубокорыхлитель КПГ-250. Остальные орудия по крошению пласта занимают промежуточное положение, с некоторым преимуществом чизельного плуга ПЧВ-8-40 «параплау».

3. Сохранность стерни при обработке почвы чизельным плугом ПЧВ-8-40 «параплау» и плугом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ высокая. При обработке глубокорыхлителем КПГ-250 и чизельным плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 она несколько ниже и практически одинакова.

Самое большое количество эрозионно-опасных частиц отмечается после вспашки, на всех почвозащитных способах основной обработки почвы содержание этих частиц почти одинаково и несколько меньше.

4. Наиболее благоприятные условия для накопления осенне-зимних осадков складываются на почвозащитных способах обработки почвы. Весной запасы продуктивной влаги на почвозащитных вариантах близки между собой и превосходят вспашку. К концу вегетации они уменьшаются и выравниваются по вариантам.

Засоренность посевов по почвозащитным способам обработки в 1,6 - 1,7 раза выше по сравнению со вспашкой.

5. Содержание нитратного азота весной в начале вегетации на фоне вспашки несколько выше, чем на почвозащитных обработках. По содержанию нитратного азота почвозащитные способы основной обработки почвы практически не отличаются друг от друга. К концу вегетации содержание нитратного азота в почве на всех вариантах выравнивается.

По содержанию подвижного фосфора между способами обработки значительных различий не обнаружено.

б.Чизельные способы основной обработки по выживаемости растений н количеству продуктивных стеблей имеют некоторое преимущество перед остальными. Более высокая урожайность отмечается на чизельных обработках плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 и плугом ПЧВ-8-40 "параплау". Остальные варианты по урожайности практически одинаковы.

7. Наиболее высокую производительность за час сменного времени и низкий расход топлива имеет агрегат с чизельным плугом ПЧВ-8-40 «пара-гшау», затем - чизельным плугом-рыхлителем ПЧ-2,5, плоскорезом-глубокорыхлителем КПГ-250 и плугом ШТН-5-35 со стойками СибИМЭ. Самая низкая производительность и больший расход топлива у агрегата с отвальным плугом ПЛН-5-35.

8. Среди почвозащитных способов наиболее энергетически эффективной является чизельная обработка почвы плугом ПЧВ-8-40 «параплау» и чи-зельная обработка плугом-рыхлителем ПЧ-2,5, менее эффективной - безотвальная обработка плугом ПЛН-5-35 со стойками СибИМЭ. Вспашка является наиболее экергозатратной и менее окупаемой.

По затратам энергии почвозащитные технологии возделывания яровой пшеницы по сравнению с отвальной более эффективны. Самый высокий коэффициент эффективности у технологии без осенней обработки (6,32 и 3,35), затем - чизельной обработкой (6,11 и 3,25), обработкой плугом «па-раплау» (6,10 и 3,24) и стойками СибИМЭ (5,78 и 3,07).

9. На производственном опыте, также как и на стационарном, наиболее высокие урожаи сформировались при чизельной обработке плугом-рыхлителем ПЧ-2,5 и плугом ПЧВ-8-40 «параплау». Урожайность на остальных вариантах не имеет существенных различий.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ Для внедрения в сельскохозяйственное производство Зауральской степной зоны Республики Башкортостан при возделывании яровой пшеницы по стерневому предшественнику рекомендуется чизельная основная обработка почвы с применением чизельного плуга - рыхлителя 1ТЧ-2,5 и чизельного плуга ПЧВ-8-40 «параплау» с соответствующими им комплексами орудий и машин для предпосевной подготовки почвы и посева.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Эффективность новых способов обработки почвы под яровую пшеницу в Зауралье Башкортостана // Эффективные приемы воспроизводства плодородия почв, совершенствование технологий возделывания, создание и внедрение новых сортов сельскохозяйственных культур. -Уфа,- 1995.-С.98-103 (в соавторстве).

2. Новые способы основной обработки почвы под яровую пшеницу в Зауралье Башкортостана //75 лет Татарскому научно-исследовательскому институту сельского хозяйства: материалы научно-практической конференции. - Казань. -1996. -С.32-34 (в соавторстве).

3. Почвозащитная и энергосберегающая система обработки черноземных почв Башкортостана // Башкирский экологический вестник. - 1998 (в соавторстве, в печати).

Объем 1 п.л. Заказ № Тираж 100

Отпечатано на ризографе (производственно-технический отдел) Научного издательства "Башкирская энциклопедия".