Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние сроков и приемов основной обработки почвы в сочетании с пестицидами на фитосанитарное состояние и урожайность культур пропашного звена севооборота Предуралья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Медведев, Евгений Петрович, Пермь

-' • " / з о л..... с<

ПЕРМСКАЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

им. академика Д.Н. Прянишникова

на правах рукописи УДК 631.51+631.559

МЕДВЕДЕВ ЕВГЕНИЙ ПЕТРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ СРОКОВ И ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СОЧЕТАНИИ С ПЕСТИЦИДАМИ НА ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ И УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУР ПРОПАШНОГО ЗВЕНА СЕВООБОРОТА

ПРЕДУРАЛЬЯ

06.01.01общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: заслуженный деятель науки РФ, доктор ( сельскохозяйственных наук, профессор

1М.Н. Гуренев] кандидат сельскохозяйственных наук, доцент И.Н. Медведева

Пермь, 1999г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 7

ГЛАВА 1. Обзор литературы ^

1.1. Теоретические основы необходимости зяблевой обработки почвы У

1.2. Некоторые сведения о влиянии весновспашки на показатели плодородия почвы /5"

1.3. Приемы основной обработки почвы ^

1.3.1. Поверхностная обработка почвы /6

1.3.2. Безотвальная обработка почвы /7

1.4. Засоренность посевов в связи с приемами основной обработки почвы

1.5. Некоторые вопросы применения гербицидов в посевах зерновых культур 2/

1.6. Влияние приемов обработки почвы и гербицидов на микробиологическую деятельность почвы

ГЛАВА 2. Программа, методика и условия проведения

исследований $0

2.1. Программа и задачи исследований ¿1

2.2. Методика закладки опытов 31

2.3. Наблюдения и исследования в опытах 3 Ь

2.4. Почвенные и погодные условия в годы проведения 36

опытов

2.5. Агротехника в опытах ^

ГЛАВА 3. Влияние сроков и приемов основной

обработки почвы в сочетании с гербицидом на показатели плодородия почвы, засоренность и урожайность зеленой массы кукурузы ^

3.1. Показатели плодородия почвы ^ ®

3.1.1. Агрофизические показатели плодородия почвы 4 О

3.1.2. Агробиологические показатели плодородия почвы. Микробиологическая активность почвы 4 3

3.2. Засоренность кукурузы 45"

3.3. Урожайность и структура урожайности кукурузы 5~0

3.4. Экономическая эффективность основной обработки почвы под кукурузу

ВЫВОДЫ 5$

ГЛАВА 4. Влияние сроков внесения и норм расхода гербицида

трезор на засоренность и урожайность яровой пшеницы бо

4.1. Фенологические наблюдения 60

4.2. Фитосанитарное состояние пшеницы 6,0

4.2.1. Засоренность пшеницы и биологическая эффективность трезора 60

4.2.2. Пораженность пшеницы корневыми

гнидями в зависимости от сроков внесения и норм расхода трезора

4.3. Урожайность пшеницы и структура урожайности 66

4.4. Экономическая эффективность внесения трезора ВЫВОДЫ 71 ГЛАВА 5. Сравнительная эффективность пестицидов на яровой пшенице

5.1. Фенологические наблюдения

5.2. Фитосанитарное состояние пшеницы 11

5.2.1. Засоренность пшеницы и биологическая ^ эффективность пестицидов

5.2.2. Пораженность пшеницы корневыми гнидями в зависимости от приема химической обработки

5.3. Урожайность пшеницы и структура урожайности ^

5.4. Экономическая эффективность пестицвдов на яровой пшенице

ВЫВОДЫ

ГЛАВА 6. Влияние пестицидов в звене севооборота на

засоренность и урожайность ячменя №

6.1. Фенологические наблюдения %о

6.2. Полевая всхожесть ячменя <?0

6.3. Фитосанитарное состояние ячменя

77

■7$

6.3.1. Засоренность ячменя и биологическая эффективность трезора ¡0

6.3.2. Пораженность ячменя корневыми

гнилями в зависимости от применения пестицидов №

6.4. Урожайность ячменя и структура урожайности ^^

6.5. Экономическая эффективность пестицидов в звене севооборота

ВЫВОДЫ

ГЛАВА 7, Последействие пестицидов в звене севооборота $

7.1. Полевая всхожесть ячменя ^

7 ? (Ьытпсянытяпнпл тгтлянмг3 ячмене

Фигосанитарное состояние ячменя 7.2.1. Засоренность ячменя в зависимости от последействия пестицидов

/5ВТ

М

7.2.2. Пораженность ячменя корневыми гнилями в зависимости от последействия пестицидов

7.3. Урожайность ячменя и структура урожайности

7.4. Экономическая эффективность последействия пестицидов на

9Ь

35-

ГЛАВА 8. Влияние, трезора на некоторые микробиологические процессы почвы. Фитотокеичность трезора. Состав микрофлоры семян яровой пшеницы в зависимости от приема химической обработки %

8,5, Влияние трезора на количество бактериальных клеток

в почве

8.7. Состав поверхностной микрофлоры семян яровой пшеницы

ГЛАВА 9, Расчет кормовой продуктивности звена севооборота.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

%

8.1. Влияние трезора на интенсивность дыхания почвы

8.2. Влияние трезора на интенсивность аммонификации

8.3. Влияние трезора на интенсивность нитрификации ^

8.4. Влияние трезора на интенсивность денитрификации и целлюлозолитическую активность

Л

/оо

/С?!

/Я

/05 /СУ

/т //?

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы сельскохозяйственная наука большое внимание уделяет вопросам эффективности различных приемов обработки почвы и средств защиты растений с точки зрения минимализации и экологизации земледелия. Изучается их воздействие на фитосанитарное состояние посевов отдельно и в комплексе. Это направление развития сельскохозяйственной науки вполне обосновано. Человечество получает от земледелия около 88 % пищевой энергии ( Е. И. Рябов, 1990 ) и именно в результате развития земледелия начались негативные изменения природных экосистем. Особенно интенсивно они проявились в тридцатых - сороковых годах текущего столетия в степных районах США и Канады и в пятидесятых годах в степях Казахстана, Сибири и Южного Урала ( А. И. Бараев, 1975 ).

Одной из серьезных проблем сельскохозяйственного производства является нарастание засоренности посевов и накопление источников инфекции в них. Путь решения этих проблем видится в интенсификации производства продукции растениеводства на основе создания интенсивных технологий их выращивания. Эффективность таких технологий зависит от комплексного использования всех приемов, определяющих рост и развитие сельскохозяйственных растений.

В научной литературе господствует мнение, что весновспашка нежелательна, а в ряде случаев даже вредна для сельскохозяйственных культур ( В. Р. Вильяме, 1936; Г. А. Герасимов, 1939; В. П. Нарциссов, 1969; А. И. Бараев. 1975 ). Между тем на территории Пермской области ежегодно остаются невспаханными под зябь до 40 % от площади пашни» Весной в период напряженных полевых работ эти площади не могут быть вспаханными в полном объеме и агрономы хозяйств вынуждены заменять весновспашку на поверхностную обработку - дискование, лущение или неглубокую культивацию.

Не менее важным, чем обработка почвы приемом в защите растений от сорняков являются химические обработки посевов гербицидами. При правильном подборе гербицидов и норм их расхода достигается гибель сорняков 90 - 100 %. Однако, объем химических обработок в последние годы продолжает снижаться. Так, в 1996 году на территории Пермской области обработано гербицидами 1,7 % площади пашни, а в 1997 - 1,5 %. Более интенсивно работа с гербицидами велась в хозяйствах Кунгурского, Пермского, Краснокамског о, Чернушинского районов ( Прогнозы распространения вредителей и болезней сельскохозяйственных культур в

1997 и 1998 годах в Пермской области и меры борьбы с ними, 1997, 1998 ). Причиной этого по мнению В. В. Радостева (1995 ) является не только недостаток финансирования отрасли, но и слабая изученность высокоэффективных пестицидов нового поколения на региональном уровне.

Таким образом, крайне назрела необходимость уточнить воздействие на почву различных приемов ранневесенней основной обработки, а также разработать эффективные, экологически безопасные приемы применения пестицидов и их смесей в почвенно-климатических условиях Пермской области.

Мы живем в эпоху интенсивного применения химикатов в

сельскохозяйственном производстве и всякий согласится с тем, что научные оценки должны заменить эмоциональные соображения и безоговорочное отрицание химического метода защиты растений.

Глава 1, Обзор литературы

1.1. Теоретические основы необходимости зяблевой обработки

почвы

До тридцатых годов нашего столетия во всех развитых странах мира сельскохозяйственное производство базировалось на ежегодном применении отвальной вспашки плугами с предплужниками. Подытожив все накопленные в девятнадцатом веке данные науки и производства, академик В.Р. Вильяме (1936 ) сформулировал теорию о водопрочной структуре почв, как условии их плодородия. Управление условиями

плодородия , то есть поддержание структурного состава почв в процессе их использования, В.Р. Вильяме считал возможным осуществить применением травопольной системы земледелия, важнейшими звеньями которой являются: посев многолетних трав в севообороте, культурная вспашка плугом с предплужником и химическое регулирование плодородия.

В.Р. Вильяме в своих трудах обосновал необходимость глубокой ( более 20 см.) отвальной вспашки культурными корпусами. Значение глубокой отвальной вспашки отмечали видные ученые нашей страны -М.Г. Павлов, A.A. Измаильский, A.B. Советов, К.А. Тимирязев, П.А. Костычев и другие. A.A. Измаильский связывал важность создания и сохранения глубокого пахотного слоя как среды корнеобитания с лучшим водным режимом, К.А. Тимирязев - с большей засухоустойчивостью, а П.А. Костычев, кроме того, основывался на биологических процессах почвы и развитии сорняков и считал допустимым на фоне глубокой вспашки применять иногда и поверхностные обработки ( цитируется по А.И. Бараеву, 1975; С.С. Сдобникову, 1985 ).

Наряду с установившимся в русской агрономии общим представлением о том, что ежегодная отвальная вспашка способствует более высокой культуре полей, на пороге двадцатого столетия с большой настойчивостью высказывалось и мнение противоположное, доходившее до отрицания необходимости глубокой пахоты.

Автором оригинальной системы бесплужной обработки почвы является русский агроном И.Е. Овсинский. Он исходил из того, что всякая

почва пронизана многочисленными трещинами (ходами дождевых червей и т.д.), вследствие этого она хорошо водо- и воздухопроницаема на достаточную глубину. Корни растений, считал он, хорошо проникают вглубь почвы по этим ходам. Овсинский полагал, что образование черноземных почв в естественных условиях вдет под влиянием разложения корневых остатков и наземных частей стебля в верхнем слое почвы. Поэтому он рекомендовал обрабатывать почву не глубже пяти сантиметров и без оборота пласта. «Оставление растительных остатков в верхнем слое почвы, - писал он, способствует образованию черноземной почвы ». Глубокую отвальную вспашку считал приемом, обедняющим почву (цитируется по М.И. Сидорову, 1989). Вообще в практике сельскохозяйственного производства дореволюционной России широко использовался ручной сев по непаханой стерне под борону (наволок), создавались и «комбинированные» машины, совмещающие предпосевную обработку и посев (севозапашники). Наши предки, осваивая степи Украины, Дона, Кубани, Сибири, хорошо знали снегонакопительную и ветрозащитную роль стерни и умели ее использовать.

Приняв все положения теории В.Р. Вильямса об управлении условиями плодородия путем сохранения и поддержания на высоком уровне водопрочной структуры почв, Т.С. Мальцев (1985) считал возможным образование « деятельного » перегноя за счет корневой системы однолетних (культурных) растений. Для разложения растительных корневых остатков в анаэробных условиях он в течение трех - четырех лет применял мелкие отвальные обработки, чтобы сохранить в уплотненном состоянии нижнюю часть пахотного слоя, а в пару (в четырех - пятипольном севообороте) глубокое безотвальное рыхление на 40 - 50 сантиметров. Это способствовало обильной просыпи мелких структурных фракций в глубоколежащие слои почвы. Таким образом, Т.С. Мальцев стремился оставить свои почвы на месте без оборота пласта, придавая важнейшее значение в питании растений верхнему слою.

В тридцатые - сороковые годы нашего столетия степные районы США и Канады подверглись сильнейшей ветровой эрозии в процессе их распашки, что дало толчок зарождению так называемого «экологического» сельского хозяйства. Экологическое сельское хозяйство связано с именами Бэлфура и Говарда (Британия), Д. Мюллера (Швейцария), В. Родаля (США) и других. Они создали в своих странах ассоциации экологического сельского хозяйства и внесли вклад в природоохранный подход к агропроизводству. В настоящее время мелкая (до 12 - 15 сантиметров) гшоскорезная обработка почвы с сохранением

пожнивных остатков на поверхности широко применяется в США (I.E. Darter, 1966; А.Н. Hakimi, 1973; R.J. Fink, 1974).

Экологическое сельское хозяйство имеет свои корни и в нашей истории. А.Т. Болотов, на западе называемый отцом экологического земледелия, еще в восемнадцатом веке разработал принципы «хозяйствования в согласии с природой» (А.И. Бараев, 1975). После освоения целинных земель в нашей стране разработана почвозащитная система земледелия для степной эрозионноопасной полосы, которая к 1974 году была внедрена на площади 26,7 миллионов га в Казахстане, в степях Сибири и Южного Урала. Эта технология также базируется на плоскорезной обработке (А.И. Бараев, 1975).

В.Р. Вильяме (1936) охарактеризовал понятие плодородия, как способность почвы удовлетворять потребности растений в воде, воздухе, пище. Следовательно, все приемы обработки почвы должны быть оценены с точки зрения их воздействия на:

■ водопрочность структуры и сложение пахотного слоя, а, значит и на влагоемкость почвы;

■ круговорот питательных веществ путем извлечения их из более глубоких горизонтов почвы и воздействие в необходимом направлении на микробиологические процессы;

■ уничтожение сорной растительности путем провоцирования ее прорастания, уничтожения всходов, подрезания сорняков и выворачивания корневищ на поверхность;

■ заделка удобрений и гербицидов;

■ уничтожение вредителей и возбудителей болезней;

■ коренное улучшение дерново-подзолистых почв путем глубокой обработки;

■ борьба с водной и ветровой эрозией (М.Н. Гуренев, М.Т, Митянин, 1990).

Обработка почвы - важнейшее звено в системе земледелия. Она является одним из основных факторов расширенного воспроизводства плодородия. В условиях химизации земледелия особую актуальность приобретает сохранение в почве органического вещества для улучшения ее физических, физико-механических и водно-физических свойств. При интенсивных обработках почвы начинают преобладать процессы распада гумуса, разрушения почвы. Поэтому минимализация приемов обработки почвы в условиях высокой культуры земледелия играет первостепенную роль. Особенно важно это в борьбе с водной эрозией и дефляцией (М.Н. Гуренев, М.Т. Митянин, 1990).

Почва после уборки культур сплошного сева обладает рядом неблагоприятных свойств, которые не могут не повлиять на урожайность

последующей культуры севооборота. На обнаженной, лишенной

растительного покрова почве, подверженной действию солнца и ветра, резко усиливается испарение влаги. Этому способствует уплотнение почвы, которое сильно снижает ее водопроницаемость. На необработанной с осени почве может не накопиться необходимого для формирования урожая запаса влаги. Крайне мала и воздухопроницаемость, что затрудняет газообмен между почвой и атмосферой.

Неудовлетворительное состояние водного и воздушного режимов отрицательно сказывается на деятельности микроорганизмов почвы, предопределяется слабое накопление элементов питания в доступной для сельскохозяйственных культур форме (С.Н. Виноградский, 1952; A.B. Петербургский, 1981).

Многие сорняки после уборки урожая достигают зрелости и обсеменяются, увеличивая запас семян в почве. Семена сорняков, находящиеся в верхнем слое почвы не прорастают, вследствие чрезмерной сухости и, следовательно, не могут быть уничтожены механическими обработками. Сорняки и пожнивно-корневые остатки служат пристанищем для вредителей и возбудителей болезней сельскохозяйственных культур, которые зимуют в верхнем слое почвы или на ее поверхности.

Чтобы создать благоприятные условия для накопления влаги и элементов питания, провести борьбу с сорняками, уничтожить запасы вредителей и возбудителей болезней необходимо проводить зяблевую обработку почвы после уборки предшественника в возможно более ранние сроки (В.Р. Вильяме, 1936; П.М. Фокеев, 1965; С.А. Воробьев, 1977; Н.Э. Милащенко, 1978 и др.). Отвальная зяблевая вспашка применяется в системах обработки почвы под яровые и озимые культуры, в системе подготовки вновь осваиваемых земель под пашню, в системе обработки мелиорируемых земель (M.H. Гуренев, 1988).

В.Р. Вильяме (1936), как уже упоминалось выше, обосновывал необходимость ежегодной отвальной вспашки разнокачественностью пахотного слоя - утерей структурности верхним слоем (0-10 см) в теплый период и восстановление ее в нижнем слое (10-20 см) в это же время. Отсюда вытекала необходимость ежегодно менять местами эти слои. A.C. Болоболова (1961), проверяя положение Вильямса об утрате плодородия верхним слоем почвы, исследовала этот вопрос путем постановки вегетацион