Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние способов зяблевой обработки почвы на элементы плодородия тяжелосуглинистого чернозема и продуктивность ячменя в условиях лесостепи Заволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Кирова, Наталья Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ф 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЛЕСОСТЕПИ ЗАВОЛЖЬЯ И РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Цель и задачи исследований.

2.2. Почвенные и климатические условия Самарской области.

2.3.Агрометеорологические условия в годы проведения исследований.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОПЫТ1ЮГО УЧАСТКА, АГРОТЕХ11ИКА, МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И СОПУТСТВУЮЩИЕ НАБЛЮДЕНИЯ.

4. ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ЗЯБЛЕВОЙ ОБРАБОТКИ НА ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ВЛАГООБЕСПЕЧЕН-НОСТЬ ПОСЕВОВ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ

4.1. Влияние способов зяблевой обработки на структуру почвы.

4.2. Влияние способов зяблевой обработки на сложение почвы.

4.3. Водный режим и факторы влагонакопления.

4.3.1. Гидрологические параметры и влагоемкость.

4.3.2. Влагообеснеченность почвы и влагонотребление посевов ячменя.

4.4. Фенологические фазы развития ячменя и засоренность посевов.

4.5. Урожайность, структура и качество зерна ячменя.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВ-^ IЮСТЬ СПОСОБОВ ЗЯБЛЕВОЙ ОБРАБОТКИ

5.1. Экономическая эффективность.

5.2. Эколого-экономическая оценка эффективности применения способов зяблевой обработки почвы.

5.3. Агроэнергетическая оценка технологических процессов возделывания ячменя.

5.4. Биоэнергетическая оценка эффективности зяблевой способов обработки почвы при посевах ячменя.

ВЫВОДЫ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Влияние способов зяблевой обработки почвы на элементы плодородия тяжелосуглинистого чернозема и продуктивность ячменя в условиях лесостепи Заволжья"

Актуальность исследований. Увеличение производства зерна является одним из важнейших элементов аграрной политики России. Поволжье издавна считалось основным регионом возделывания зерновых культур, площади посевов которых составляют 19.3 млн. га (Васильчук Н.С., Гапонов С.Н., 2003).

Важное место в зерновом балансе Самарской области занимает ценнейшая продовольственная культура - ячмень, валовой сбор его зерна в 2001-2003 годах составил 1,4 тыс. тонн. Однако, из-за сложившихся в сельскохозяйственном производстве неблагоприятных экономических условий, вследствие диспаритета цен, ухудшения оснащения товаропроизводителей техническими средствами ведения полеводства, площади посевов ячменя заметно снизились, сократился и уровень интенсивности ведения зернового хозяйства.

Одним из направлений, повышения экономической эффективности производства зерна в условиях рынка является переход на современные энерго- и ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Однако недостаточно изучены вопросы влияния отдельных элементов ресурсосберегающих технологий на урожай и качество зерна, на использование биоклиматического потенциала пашни, окупаемость удобрений и химических средств защиты растений.

В области земледелия стоит задача сохранения эффективного плодородия почв и увеличения производства продовольственного зерна на основе максимальной адаптации систем обработки почвы к иочвенно-климатическим условиям в соответствии с биологическими особенностями возделываемой культуры.

Основным звеном системы современного земледелия является обработка почвы, оказывающая на ее свойства многостороннее влияние. Обработка почвы приобретает особую важность для центральной природно-климатической зоны Самарской области, которая характеризуется недостаточным и неравномерным распределением осадков и в то же время плодородными почвами, обладающими хорошим потенциалом для получения высоких урожаев. Поэтому в засушливых районах лесостепного Заволжья основной задачей обработки почвы является максимальное накопление, сохранение и рациональное использование почвенной влаги (Чуданов И.А., 1976; Картамышев II.И., Тарасов Л.А., 1993; Казаков Г.И., 2000).

Интенсивная система основной обработки почвы обычными плугами не всегда способствует накоплению влаги, а порой ведет к ее потерям за счет испарения. Кроме того, ежегодная вспашка ускоряет процессы разрушения почвенной структуры и гумуса, создает условия для развития ветровой и водной эрозии (Ша-баев А.И., 1990; Каштанов А.Н., 1991). При этом традиционная обработка требует больших энергетических и трудовых затрат (Колмаков П.П., Нестеренко A.M., 1981).

Теоретическую и методологическую основу исследования представляют научные положения, изложенные в трудах отечественных и зарубежных ученых по вопросам изучения эффективности различных приемов зяблевой обработки почвы под зерновые культуры (Чуданов И.А., Пронин И.Ф., 1974; Буров Д.И., 1974; Доспехов Б.А. и др., 1979; Корчагин В.А., 1999; Чуданов И.А., Лигастаева Л.Ф., Борякова Е.А.,1999; Казаков Г.И., 2000).

Вместе с тем, несмотря на изученность вопроса, требуется более детальное рассмотрение способов обработки почвы, которые оптимизируют агрофизические параметры черноземных почв, увеличат урожайность зерновых культур в лесостепном Заволжье Самарской области. Актуальной задачей является выявление оптимальных способов зяблевой обработки черноземов обыкновенных, активизирующих формирование высоких и устойчивых запасов продуктивной влаги. Недостаточно изучено влияние приемов зяблевой обработки почвы на режим влаго-обеспеченности пахотного слоя. Выше изложенное определило цель и задачи наших исследований.

Цель и задачи исследований. Цель наших исследований заключалась в выявлении способов зяблевой обработки почвы, способствующих лучшему накоплению осадков осеннее-зимнего периода и рациональному использованию запасов продуктивной влаги посевами ячменя.

Для реализации поставленной цели в ходе исследований решались следующие задачи:

• обосновать теоретические и методологические подходы к изучению способов зяблевой обработки почвы на запасы продуктивной влаги, урожай и качество зерна ячменя в условиях лесостепи Заволжья;

• дать сравнительную оценку изучаемым способам зяблевой обработки и установить их влияние на водно-физические свойства почвы, водный режим почвогрунтов, засоренность посевов и урожайность ячменя в звене зернопропаш-ного севооборота;

• выявить наиболее эффективные способы зяблевой обработки и определить запасы продуктивной влаги, структуру водного баланса, водопотребление и урожайность ячменя;

• дать экономическую и биоэнергетическую оценку изучаемых способов зяблевой обработки и определить возможность их рекомендовать для практического использования в сельскохозяйственном производстве.

Научная новизна исследований. В результате проведения полевых опытов по изучению способов зяблевой обработки почвы определено их влияние на повышение влагообеспеченности чернозема обыкновенного лесостепи Заволжья в условиях Самарской области. Изучены влагосберегающие способы зяблевой обработки почвы и установлено их влияние на накопление запасов продуктивной влаги и урожайность ячменя. Определена экономическая и биоэнергетическая эффективность способов и технических средств зяблевой обработки почвы при возделывании ячменя.

Практическая значимость. Установлены оптимальные способы зяблевой обработки черноземов обыкновенных, формирующие высокие и устойчивые запасы продуктивной влаги в условиях лесостепного Заволжья. Научно обоснованы эффективные ресурсосберегающие способы и технические средства зяблевой обработки почвы, обеспечивающие стабильное получение урожаев ячменя более 1,6 т/1 а.

Результаты исследований могут быть использованы при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия на черноземе обыкновенном лесостепного Заволжья, непосредственно агрономами хозяйств в практической работе, а также в учебном процессе при чтении курса «Экологическое земледелие» на агрономическом факультете СГСХА.

Положения, выносимые на защиту:

- в условиях лесостепи Заволжья более оптимальное строение пахотного слоя при возделывании ячменя обеспечивала вспашка 25.27 см с углублением на 45.47 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см;

- применение вспашки 25.27 см с углублением на 45.47 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см, обеспечивает большее накопление продуктивной влаги;

- минимальное количество сорняков зафиксировано при вспашке 25.27 см с углублением на 45.47 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см;

- экономически и энергетически оправдано возделывание ячменя при зяблевой вспашке 25.27 см с углублением пахотного горизонта на 45.47 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены: на V Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда и экологическое образование и воспитание» в г. Пензе (2005 г.), на III Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» Самарской государственной сельскохозяйственной академии (2006 г.), опубликованы в журнале «Агро-информ» Министерства сельского хозяйства Самарской области (2005 г.), в журнале «Вестник Саратовского ГАУ» (2006). По теме диссертации опубликованы четыре научные работы.

Работа выполнена на кафедрах сельскохозяйственные машины, экологии и БЖД ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА». Исследования по данной теме являются составной частью проблемы «Управление системой «почва - рабочие органы» с целью оптимизации водного режима растений в условиях Среднего Поволжья» и выполнены в соответствии с тематическим планом научных исследований кафедры сельскохозяйственные машины Самарской ГСХА. Номер государственной регистрации: 01.950000896.

Автор выражает благодарность за представленный материал для изучения и возможность проведения исследований совместно с кафедрой сельскохозяйственных машин, доктору технических наук, профессору А.И. Канаеву^, научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Г.И. Рабочеву за помощь во время обработки и анализа материала исследования при написании диссертации.

Декларация личного участия автора. Личный вклад автора состоит в разработке научной гипотезе, программы исследований, проведении полевых, производственных опытов и обобщении экспериментального материала. Настоящая работа подводит итоги исследований, проведенных автором в Самарской ГСХА в 2000-2003 гг. Лабораторные исследования, обработка и анализ собранного материала выполнены автором полностью самостоятельно с 2000 года. Лично автору принадлежит 0,9 печ. л.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах, содержит 25 таблиц, 13 рисунков и 15 приложений. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов. Список литературы включает 226 источников, в том числе 7 на иностранном языке.

Заключение Диссертация по теме "Общее земледелие", Кирова, Наталья Николаевна

выводы

1. Чернозем обыкновенный лесостепи Заволжья обладает достаточно высокой оструктуренностью пахотного слоя, в котором количество агрономически ценных агрегатов составляет более 67%. Изучаемые способы зяблевой обработки незначительно влияли на содержание агрегатов 0,25-10 мм в пахотном слое.

2. В условиях лесостепи Заволжья более оптимальное строение пахотного слоя при возделывании ячменя обеспечивали опытные варианты -вспашка 25.27 см с углублением на 40.45 см ленточным способом, интервал между лентами 140 см и вспашка 25.27 см с углублением на 40.45 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см. При этом плотность почвы соответствовала 1,18-1,16 г/см3; общая пористость 53,6-54,3%% отношение капиллярной к некапиллярной пористости 1,9-2,2.

3. Способы зяблевой обработки по-разному влияли на изменение структуры пахотного слоя почвы, где за годы исследований содержание водопрочных агрегатов при вспашке 25.27 см составила 61,2%; вспашке 25.27 см с углублением на 40.45 см ленточным способом, интервал между лентами 140 см - 67,7%; вспашке 25.27 см с углублением на 40.45 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см - 68,5%; плоскорезной обработке - 67,0%. Коэффициент структурности был одинаков но всей глубине обрабатываемого слоя и варьировал в пределах 2,57-2,74.

4. Применение вспашки 25.27 см с углублением на 40.45 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см в сравнении с вспашкой 25.27 см, вспашкой 25.27 см с углублением на 40.45 см ленточным способом, интервал между лентами 140 см и плоскорезной обработкой обеспечивает большее накопление продуктивной влаги в метровом слое почвы перед устойчивым замерзанием соответственно на 19,7; 13,4 и 30,0%.

5. Более высокие запасы продуктивной влаги (226,3 мм) перед посевом ячменя фиксируются на фоне опытного варианта вспашки 25.27 см с углублением на 40.45 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 1,4 м, что в 1,24; 1,17 и 1, 1 раза соответственно выше контрольного варианта, II и IV опытных вариантов. Отношение фактических запасов влаги к полевой влагоемкости в посевах ячменя составили 1,01-1,12; суммарное влаго-потребление 263-281 мм; среднемноголетний расход влаги на центнер зерна - 14-15 м/ц.

6. Величина и характер засоренности во многом зависит от способов обработки почвы. Минимальное количество сорняков среди испытуемых вариантов зафиксировано при вспашке 25.27 см с углублением на 40.45 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см. По сравнению с контролем засоренность уменьшилась на 14,3, плоскорезной обработкой -41,6%.

7. Урожайность ячменя во всех опытных вариантах была выше контрольного. Экономически более выгодным оказалось возделывание ячменя в опытном варианте - вспашка 25.27 см с углублением пахотного горизонта на 40.45 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см, которая по сравнению с вспашкой 25.27 см способствовала повышению урожайности возделываемой культуры на 25,5%, повысила прибыль с 1 га на 33,2%, а рентабельность на 11,4%.

8. Наибольшая энергетическая эффективность отмечена на вспашке 25.27 см с углублением пахотного горизонта на 40.45 см с ленточной заделкой стерни, интервал между лентами 140 см. Несмотря на высокие техногенные затраты (23,1 тыс. МДж/га) получены низкая энергетическая стоимость зерна (11,4 тыс. МДж/ц) и высокий чистый энергетический доход зерна (12,5 тыс. МДж/га), превышающий опытные варианты на 38,8; 50,6 и 12,6% соответственно.

9. Направленность изменения почвенного плодородия и величина ее трансформации, рассчитанные на основании баланса гумуса позволяет отнести рассмотренные варианты зяблевой обработки к разряду экологически безопасных способов обработки почвы. Эколого-экономическая эффективность адекватна экономической.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях лесостепи Заволжья, характеризующихся недостаточным и неравномерным распределением осадков в пахотном и подпахотном слоях почвы, в целях активизации формирования высоких и устойчивых запасов продуктивной влаги при возделывании ячменя, целесообразно применение зяблевого способа обработки, включающего вспашку на 25.27 см с ленточной заделкой стерни, при расстоянии между лентами 140 см, позволяющего вносить в ленты навоз и минеральные удобрения.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Кирова, Наталья Николаевна, Кинель

1. Агроклиматические ресурсы Куйбышевской области. Л.: Гидроме-теоиздат, 1968. 208 с. С. 4-18.

2. Адомяко Ю.И. Перспективы сокращения числа обработок // Земледелие. 1976. № 1. С.41-42.

3. Азизов З.М. Основная обработка черноземных почв в севооборотах и эффективность их использования в засушливой степи Поволжья // Доклады РАСХН. 2005. № 6. С.34-35.

4. Алиатьев A.M. Влагооборот культурных растений. Л.: Гидрометео-издат, 1954.245 с.

5. Алимусов Г.М. Плотность почвы и развитие древесных растений // Земледелие. 1993. № 1. С. 18-19.

6. Андерсон Д.М. Экология и науки об окружающей среде.- Л.: Гид-рометиздат, 1985. С.111-116.

7. Аксенов П.И. Щелевание мерзлой почвы перед стоком // Вестник сельскохозяйственной науки. 1969. № 3. С. 32-34.

8. Баздырев Г.И. Почвозащитные системы обработки почвы плюс гербициды //Земледелие. 1990. №2. С.45-48.

9. Баздырев Г.И., Доржиев С.Л. Система обработки почвы и засоренность посевов//Земледелие. 1991. №2. С. 61-63.

10. Бакиров Ф.Г. Влияние ресурсосберегающих систем обработки на агрофизические и почвозащитные свойства чернозема южного и урожайность зерновых // Зерновое хозяйство.2005. № 4. С. 19-21.

11. Бараев А.И. Настоящее и будущее целины // Земледелие. 1977. №11.С.59-62.

12. Бараев А.И. Теоретические основы почвозащитного земледелия: Проблемы земледелия. М.: Колос, 1978. С.22-35.13.