Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Водно-физические свойства чернозема обыкновенного в различных видах севооборотов

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Водно-физические свойства чернозема обыкновенного в различных видах севооборотов"

^|}ГОДСКИЙ СЕПЬСКОХОЗЙЙСТЕЕИШП ИНСТИТУТ

На правше рукописи

ДЖУШУДОВ ИМРАН МАГАИЗДАЛИ ОГЛЫ

ВСДО-ЖЗИЧЙЖЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМ ОШШОВИШОГО РАШШЧНЫХ ВЦДАХ-СЕВООБОРОТОВ

Специальность 05.01.01,-общее земледелия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени каццццаяа сельскохозяйственных наук

Белгород - 1993 р»

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знаизш научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центрально-Иноземной полосы ш. В. В. Докучаева б 1968 - 1991 гг. :

Научный руководигель-член-корресгювден? Ро с с ед ьхо з arc ад е к ш, доктор сельскохозяйственные наук» профессор 0. Г. Ко та ярою а

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.А.Затьянов; заслуженный агрог ГЪосик» кавдвдат сельскохозяйственных наук В.А.йь,,., „об

Ведущее предприятие - Воронежский Государственный Аграрный УНЛБЗРСИТЗГ IlI-iSHlI К.Д.Глшпш

Защита состоится " // " ¿Р/ТМЛЙЛ' 1993г. в f$. часоа на заседании специализированного совета К. 120,62.02 белгородского сельскохоаяйственного инсгнтута

Просил Ваши отанви в двух экземплярах присылать по адресу: S09I03 Белгород екая обл., Белгородский р-н, п.Кайский, Белгородский СХИ.

С диссертацией шглш ознакомься в библиотеке СХЙ.

Автореферат разослан "/Z/7 "1993 г.

Ученый секретарь специализпро ванного Совета, кввдлдаг с.-х.

паук, доцонт . Н.С.Добудько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБО'Ш

Актуальность Tetfflt. Забота о земле, сохранении и повшении ее плодородия является одной из главнгя аедач сельскохозяйственной науки и производства, поскольку от отого зависит продуктивность полей, жизнеобеспечение населения страны.

Севооборот является основной составляющей системы земледелия. Определяющее значение имеет севооборот при изменении форм собственности на землю, при интенсивной эксплуатации небольших почвенных массивов в крестьянских (фермерских) хозяйствах, когда возникает необходимость высокой концентраций возделывания однородных культур. Поэтому разработка специализированных севооборотов на основе ввдового плодосмена, углубленно знаний об их влиянии на основные элементы плодородия почвм актуально и представляет многоплановый интерес как для науки» так и для практики.

В условиях интенсификации и бпологизации земледелия значимость физичесгак, водные и химических саоПс а почвы для правильной оценки севооборотов вод бопое возрастает.

Состояние почвы, динамизм ее физических характеристик в процессе возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах оказывают все позрасгаэдеч влияние на плодородие и урожайность полей.

В Цзнгрально-ЧзрнозсгягаП зоне, несмотря на имеющийся значительный экспериментальный материал в вопросах регулирования агрофизических свойств почвы при различном ее сельскохозяйственном использовании, остается rate июго неизученного с точки зрения оптимизации этих факторов.

Представленная работа яияяется Одним из разделов государственной проблемы "Разработать научна основы к принципы построе-

ния специализированных севооборотов для ЦЧЗ". Государственная регистрация № 0186.0104462. Работа выполнена в соответствии с тематическим планом научных исследований лаборатории севооборотов НЙИСХ ЦЧП им.В.В.Докучаева в течение 1988-1991 гг.

Цель и задачи исследований. Цель исследований иэ„учить закономерности формирования и оптимизации водно-физических свойств чернозема обыкновенного под воздействием культур в различных видах севооборотов. Задачи исследований:

1. Изучить влияние основных полевых культур и их чередования и различных видах севооборотов и в бессменных посевах на формирование агрономически ценно", структуры почвы, ее физического состояния, водный и питательный режимы.

2. Дать оценку влагообеспеченности чередующихся культур в зависимости от водопроницаемости, структурности, плотности и других физических показателей почвы.

3. Обосновать эффективное чередование сельскохозяйственные культур в севооборотах с короткой ротацией, обеспечивающее продуктивное использование влаги и ресурсов плодородия почвы.

4. • Определить продуктивность сельскохозяйственных культур и дать эколого-окономическую оценку их возделывания в севооборотах с короткой ротацией.

Научная новизна Исследований состоит в разработке специализированных севооборотов с короткой ротацией на основе оптимизации под различными культурами агрофизических свойств почвы в сочетании с водными и питательными реи имам.

' Заащаемые пол акания: I. В условиях многоукладного сельскохозяйственного производства севообороты с короткой ротацией высокорентабельны, имеют высоких

и устойчивую продуктивность, обеспечивают рациональное использование ресурсов почвенного плодородия.

2. В специализированных хозяйствах по производству товарного зерна допустима концентряцил посевов зерновых колосовых культур в севообороте до 67% при условии чередования их по принципу видового плодосмена.

Практическая ценность работы. Разработаны специализированные севообороты с короткой ротацией, построенные по принципу видового плодосмена, которые долины найти применение в крестьянских (фермерских) хозяйствах, а тагосе в других типах хозяйств Юго-Востока ЦЧЗ с пересеченнш рельефом местности. Изучено совместимость озимой пшеницы с горохом, овсом, озимой пшеницей, кукурузой; ячменя - с озимой ппеницзй.

Установлено, что повторные посевы озимой пшеницы в условиях Юго-Востока ЦЧЗ возможны только в звене с черными парами, в течение двух лет.

Доказано, что возделывание кукурузы на зерно в бессменном посеве в течение 10 лет не смяает ее продуктивности при интенсивных технологиях возделывания.

Выявлено, что насыцение севооборота зерновыми колосовыми культурами до не приводит к снтаения продуктивности возделываемых культур в сравнении с зернопропаиными севооборотам!.

Апробация работы. Основные пояснения диссертационной работы докладывались на Научно-организационной конференции Мэлодежной секции ВОП при ДНСССР (Ташкент, 1990), на региональной конференции НИИСХ Юго-Востока (Саратов, 1989), на зональной научно-практической конференции ВНИПТИР (Липецк, 1990), на Научно-практической конференции молодых ученых и специалистов НИИСХ ЦЧГ1 им.В.В.Докучаева (1991), на заседаниях отдела земледелия НИИСХ ЦЧГ1 нм.В.В.До-

кучаева (1989, 1990, 1991, 1993 гг.), на заседаниях Ученого Совета НИИСХ ЦЧП им.В,В.Дэкучаева (1989, 1990, 1991, 1993 гг.).

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы при разработке систем земледелия Воронежской области и для ассоциации фермерских хозяйствах. Включены и рекомендации по составлению систем севооборотов в ЦЧЗ. Материалы исследований используются в лекциях на ФПК по научным основам чередования культур в севооборотах Центрально-Черноземной зоны.

Публикации. По теме диссертации опубликовано две печатных работы, две Находятся в печати.

Объем и структура работы. Диссертационная работа написана на русском языке, изложен? на 146 страницах машинописного текста, включает В рисунков и 31 таблицу, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. Список литературы включает 249 наименований, в том числе 7 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика исследований. Исследования проводились в течение 1988-1991 гг. в двух стационарных опытах лаборатории севооборотов НИИСХ ЦЧП им.В.В.Докучаева: бессменные культуры горох, озимая пшеница, кукуруза на зерно, ячмень зал сиены А.К.Свиридовым в 1971 году, и 9 схем севооборотов с короткой ротации заложены В.В,Черенковым в 1976 г. Почва опытного участ-ка-чернозем обыкновенный легкоглинистый среднемощный со следующей агрохимической характеристикой в слое 0-40 см: содержание гумуса 6,6£, общего азота-0,316%, общего фэс$гра-0,17%, общего калия - 1,7055.

Агротехника возделывания сельскохозяйственные культур в опытах общепринятая в Воронежской области.

Метеорологическив условия в годы проведения исследований складывались неодинаково и по-разному влияла на формирование продуктивности возделываемых культур.

Необходимо отметить, что во все годы проведения опигов суша осадков и температура воздуха бша вше среднемноголетней нормы. Исключением по осадкам составляет 1991 г, их выпало меньше нормы. Сложившиеся погодные условия отрицательно влияли на сроки пооева и формирование урожайности гороха.

Исследования проводились в полевых и лабораторных опытах согласно существующий методикам, принятым в опытах по общему земледелию и растениеводству. Ояяяность почвы определяли методом высушивания, нитратный азот споктрофотоыетричеоки, подвижный фосфор и обменный калий по Чиршсову, водопроницаемость почвы с помощью заливаемых нвтаяличеешк рам в течение 6-ти часон, плотность почвы-вэятнт.1 проб с ненарушенным слохением с помощью патронов, плотность твердой фазы почвы - пикиомзтрнч-к.кйм методом, твердость почвы о помощью твердомера Равнинна, крошение почвы - с помощью металлического яцнка без дна, агрегатный состав почвы - по Саввинову, макроагрзгатний анализ почвы - прибором Бакшеева, гумус - по Тюрину, общий азот -- по Гинзбургу. Урожайность учитывали поделяночно: зерновых культур - комбайном "Сагто", кукурузы - вручнуп с приведением зерна к стандартной влишости и 100^ чистоте.

Математическая обработка экспериментальных данных проводилась методом дисперсионного анализа (Б.А.Доспеяов, I085) на ЭЬМ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

РЕЖИМ И1АЖН0СТИ ГОЧШ ПОД КУЛЬТУРАМИ В СЕВООБОРОТАХ С К0Р0Т-КОЙ РОТАЦИЕЙ

Режим влажности почлл является одним из основой аагащих:

факторов почвообразовательного процесса и одним из главных показателей почвенного плодородия.

х' Влажность почвы в посевах озимой пшеницы

В период посева озимой пшеницы наличие доступной влаги в слое 0-1Ю см было достаточно во всех рассматриваемых примерах чередования культур, а в слое 0-10 см - более Ю мм, что обеспечивало друкнке впходы.

В бессменных посевах озимой пшеницы содержалось значительно больше влеги, чем при чередовании культу]! в сзвооборотцх. Объясняется это тем, что угнетенные растения формировали малую биомассу, не использовали г полной мере запасы продуктивной влагп.

В черном пару к моменту посева накапливалось более 50 мы, продуктивной влаги в сравнении с неггаровыми предшественниками.

Отмечена тесная корреляционная связь урожайности озимой пшеницы с содержанием продуктивной влаги в иорнеобитаемом слое осенью {Г =0,077 5 0,240), что подтверждает важность осеннего обеспечения влагой озимой пшеницы для ее нормального роста, развития и формирования высокого урожая.

. На накопление продуктивной влаги в почве влияние оказывают не только предшественники, но и состав чередующихся культур.

• С добавлением в парное чередование: горох-озимая пшеница, третьей культуры ячменя (гирох-озимая пшеница-ячмень) происходит увеличение содержание влаги на 125; с кукурузой (горох-озимая пшеница-кукуруза на зерно) - на 8,2%.

В повторных посевах озимой пшеницы влаги накопилось на 24 ш или на 11% больше, чем в севооборотах. Несмотря на высокое влагонакопление, повторные посевы озишй пшеницы не могут продуктивно использовать эту влагу, что приводит к сншешга

ураяайнооти, о чем свидетельствует и несущественное корреляционная связь 0,131 1 0,496).

К уборке озимой пшеницы продуктивной влаги в слое 0-150 см значительно снизилось, в среднем на ,97 ш или на Раеходова- • нив влаги растениями шло соразмерно условиям их произрастания. Корреляционная связь между урожайностью озимой пшеницы и наличием влаги в почва в период ее уборки средняя (Л=0,501 £ 0,233).

Коэффициент водопотребления дает совокупную характеристику водосбеспечения озим Л пшеницы в различных условиях возделывания. Корреляционная связь .урожайности озимой пшеницы с коэффициентом водопотреблениа отрицательная (Г» 0,87В 1 0,239).

По величине коэффициента водопотребления значимость пред шественников озимой пшеницы можно расположить в следующей последовательности: черный пар (63,5 т/ц), кукуруза на ранний силос (78 т/ц), горох (60,5'т/ц), озимая пшеница (91 т/ц).

Влажность почвы в посевах гороха

Оптимальной влажностью почвы для обеспечения высокого урожая гороха считают 70-.ОД» наименьшей ползвой шгагоемкости.

От уборки предшественника Гороха до его посева в среднем по вариантам накопилось 163,5 мм доступной влаги. Весной влаги содержалось больше при чередовании с 50$ содержанием гороха (двухполье), при содержании кукурузы (трехполье) и в бес--сменном посеве. /

К уборке гороха из почвы было израсходовано по варианта»« от 79,5 до 115 мм воды. Самый высокий расход влаги горохом на создание единицы урожая наблюдается при бессменном его зоэделы-вании и в севооборотах, рде высокая концентрация посевов горнобобовых и пропашных культур (соотвеус-твекно и . В других случаях чередования коэффициент водопотребления гороха нпкодичся

иа уровне показателя зернопропшного севооборота (контроль).

Концентрация в севообороте зерновых колосовых культур приводит к увеличению коэффициента водопотребления гороха.

Дястсность почвы в посевах ячменя

К моменту посева ячменя в среднем по опыту количество продуктивной влаги в слое 0-150 см соответствовало 60$ полевой влагоемкости. Различия по вариантам несущ .енны за исключением бессменных посевов ячменя. .

В течение вегетации ячмень использует из почвы в среднем мм воды, что составляет от общего водопотребления. Величины коэффициента водопотребления ячменя свидетельствуют о сравнительно одинаковых затратах воды на формирование равноценного угажая в различных чередованиях культур, кроме бессменных посевов.

Длжность почвы в посевах кукурузы

Наибольшее количество продуктивной влаги весной отмечено при размещении кукурузы ло озимой пшзннце б трехпольном зерно-пропешном севообороте. При добавлении в трехпольный зернопропш-ной севооборот, горох-озимал пшеница-кукуруза на зерно, четвертой культуры ячменя содержание продуктивной влаги сннкается на •41,4 мм. При замене гороха черным паром в четырехпольном зерно-пропгашом севообороте содержание продуктивной влаги увеличивается на 27,3 мм. Содеркание весеннего запаса продуктивной влаги при посеве бессменной кукурузы остается ла .уровне севооборотного поля. К уборке наибольшее количество продуктивной влаги сохраняется в бессменном посеве кукурузы, в среднем на 38,8 мм больше, чем в севооборотах.

Наибольший коэффициент водопотребления кукурузы отмечается при посеве ее по озимой пшенице в трехпольном зернопропашном севообороте, наименьший - в бессменном посеве кукурузы. При этом урожайность культур примерно одинакова.

Водопроницаемость почвы под культурами различных видов севообрротов

Атмосферные осадки, талые воды проникают в почву благодаря ее водопроницаемости. Водопроницаемость почвы зависит не только от ее генетических и физико-химических особенностей, но и от хозяйственного использования, возделываемых культур и используемых севооборотов.

Сам;>л низкая водопроницаемость, обусловленная низким коэффициентом структурности почвы, наблюдается при бессменном посеве озимой пшеницы.

Введение двухпольного севооборота увеличивает водопроницаемость в 1,4 раза, трехпольного с ячменем и кукурузой на зерно-соотЕбтственно в 2,2 и I,'? раза.

Зерновой севооборот с содержанием колосовых культур 67% превши показатель водопроницаемости почвы в посевах гороха четырехпольного зернопропашного севооборота на 229 ш или на 245?. Дальнейшее повцаение концентрации зерновых колосовых культур йэ приводило к увеличению водопроницаемости почвы. Яри концентрации пропашных культур в севообороте до 3$ водопроницаемость почвы в посевах гороха снизилось по сравнение с контрольным на 161 мм или на 20$.

Корреляционная связь между урожайностью гороха и водопроницаемостью почвы имеет среднее значение (Г=0,663^0,335). Тан г.е отмечена высокая коррелятивная связь водопроницаемости почьи под посевами-гороха с к,-пффшиентам структурно сти (Г^-0, Ю5 £

¿ 0,266).

Водопроницаемость почвы в посевах ячменя самая низкая была в бессменных его посевах и составила 634,7 мм за б часов наблюдений.

Зерновые севообороты с концентрацией от 67 до 7Е^ колосовых культур значительно аревьшоли показатель водопроницаемости почвы в посевах ячменя четырехпольного зернопропашного севооборота на 159 мм или на Корреляционная свяь рскайности ячменя с водопроницаемостью почвы достаточно высокая 301).

Отмечена высокая связь между запасами продуктивной влаги в почве и водопроницаемостью: весной (/M),B50i0,304), в период уборки (Г=08 744±0,306) и в среднем за вегетацию (/-=0,79210,325).

Водопроницаемость во многом определяется количеством водоустойчивых агрегатов в почве. Вэдопроницаемость тесно связана с коэффициентом водоустойчивости агрегатов (Л=0,993i0,066).

Многолетними исследованиями лаборатории севооборотов НИИСХ ЦЧП им.В.В.Докучаева доказано,что бессменные иг.иевы кукурузы на зерно возмсшш более 10 лет. Показатель водопроницаемости почвы в посевах кукурузы подтверждает правильность данного вывода, поскольку он очень близок к севооборотному, т.е. состояние оетруктуренности почвы под кукурузой в зернопропаанон севообороте н в бессменных посевах практически одинаковое.

Корреляционная зависимость между коэффициентом структурности почвы и ее водопроницаемостью в посевах кукурузы достоверная (Г=0,717 ± 0,393).

АГРО#ШЧШШЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ В РАЗЛИЧНЫХ В^АХ СЫВООБОРОГОЬ С КОРОТКОЙ РОТАЦШ ПРИ ШРАЩИВАиНИ CbtlMüH ПШШЗД, ГОША, ЯЧ/,1ЕНЯ И 1СУКУРУЗЫ

Агрофизические свойства почвы и физические процессы, прот^кладио в Heft, являются одним из вакнейших факторов созда-

кия условий почвенного плодородия и получения высокого ураиап сельскохозяйственных нультур. Исследования "показали, что плотность почвы под озимой пшеницей в течение вегетации претерпевает изменения в зависимости от размещения ее в различных видах севооборотов (табл.1).

Таблица.I

Изменение агрофизических свойств почвы в посевах озимой пшеницы а различных вцдах севооборотов (1966-1991 гг.)

В среднем з^ |^гетацию в слое почвы,

Севообороты, плотно- .твердо- .козффи- КОзф+МЦИ-

сть поч- "сть поч- "циент ент эодо-

культуры вы, ;вы в гструктур- устойчи-

г/см3 .слое •0-30 см, .ност./ аости

:кг/см

Озимая пшеница-бессменно 1,04 13,2 2,44 0,70

Горох-озимая пшеница 1,06 14,6 2,69 0,79

Горох-озимая гпяеннца- 1,02 13,5 3,19 0,84

ячмень

Гошх-оэимая пменица- 1,05 14,2 3,39 0,65

овёс-ячмень

Гоиох-озимая тлэница- 1,С9 16,9 2,53 . 0,74

нунуруза, на зерно

Горох-озимая гпценица- 1,06 Г6,6 3,23 0,81

кукуруза на зерно-ячмень

Черный паю-озимая пшеница- 1,05 16,5 2,70 0,Ю

кукуруза на зерно-ячмень

НСР05 0,03 1,58 0,56 0,07

Наибольшие величины плс •тности почвы в среднем за вегета-

цию одимой пшеницы наблюдались в трехпольном и четырехпольном зернопропашных севооборотах. - -

В зерновом севообороте с ньсьяением зерновыми колосовыми культурами до плотность почвы под озимой гк ни- наименьшая, что объясняется разри:,..;саии съпмпгъ

способа посева зерновых культур. Различия в плотности почвы в период вегетации озимой пшеницы при повторных посевах в различных звеньях несущественны. Коэффициент корреляции между плотностью почвы и пак ни и но -ко рне вши остатками под озимой пшеницей достоверно отрицателен (/"^-0,776*0,314). В период уборки отмечена отрицательная корреляция ыакду плотностью почвы и содержанием в ней питательных веществ: по нитратному азоту

О.бВЙО.Жб); по под ыш ному фосфору - -0,714±0,350)} по обменному калию - (/'=-0,946*0,162).

Установлено, что при увеличении доли пропашных культур в

севообороте до твердость почвы под озимой пшеницей возра-р

стает на 16, 9 к г/си или на по сравнению с трехпольным севооборотом при насыцении зерновыми колосовыми культурами до б7%, В повторных: посевах озимой пшеницы в звене с черным паром твердость почвы на 10% вше чем о звена с горохом и кукурузой на силос. Отрицательная коррелятивная сеязь отмечена ыакду твердостью почвы под озимой пшеницей и коэффициентом водоустойчивости почвенных агрегатов (Г~0,780 ¿0,313).

Наименьшие коэффициенты структурности и водоустойчивости ■ агрегатов под озимой гшеницей отмечены при бессменном ее посеве.

С введением в двухпольное чередование? горох-озимая пшеница третьей культуры (ячменя) отмучается тенденция увеличения коэффициента структурности и коэффициента водоустойчивости почвы в сравнении двухпольным севооборотом.

|1ри замене ячменя в трехпольном зерновом севообороте кукурузой, коэффициент структурности почвы под озимой пшеницей снгаается на 21%, коэффициент водоустойчивости на в сравнении с трехпольны* зерновш севооборотам с насыщением зерновыми лочосовши культурами на

Структурно-агрегатный состав почвы при повторных посевах озимой пшеницы изменяется несущественно как на первом, так и на втором поле озимых культур. Наблюдается тенденция к снижению коэффициента структурности агрегатов под озимой пшеницей в звене с чернил паром.

Отмечается тесная коррелятивная связь между количеством пожнивно-корневьк" остатков и образованием структуры почвы под озимой пшеницей в различных чередованиях ее с зерновдаи и пропашными культурами (Г=0,805±0,296). Пзлскительная коррелятивная связь установлена между пожнивно-корневыми остатками почвы и коэффициентом водоустойчивости агрегатов (Г=0,£6В 1 0,248) и отрицательная иехду плотностью почвы и е& структурностью (/"--0,749 £ 0,331).

Наименьшая плотность почвы в период вегетации гороха была отмечена после ячменя в трехпольном зерновом севообороте при наенцении зерновыми колосовыми культурами до 67$. Максимальная плотность почвы под горохом отмечена после озимой пшеницы и после кукурузы на зерно .в двухпольном и трехпольном севообороте, соответственно меньше урожайность гороха.

Аналогичная закономерность отмечена по изменении тверцостн почвы под горохом.

Данные по структурно-агрегатному составу почвы под горохом в различных ввдах севооборотов' показывают, что наименьший коэффициент структурности и водоустойчивости почвы наблюдается в бессменном ее посеве; соответственно 1,99; 0,6Ь. При увеличении доли зерновых колосовых культур в севообороте до 67% коэффициент структурности почвы под горохом увеличиЕ^гтся на 515?; коэффициент водоустойчивости агрегатов на 1% по отношению к бессменному посеву. Яри дальнейшем увеличении доли зерновых и

пропашных культур в севообороте наблюдается тенденция к снтешю структурности и водоустойчивости почвы под горохом.

Наименьшая плотность почвы под ячменем отмечена при размещении его после озимой пшеницы в севооборотах с насыценией зерновыми колосовыми культурами от 67 до 75$.

В зернопропаином севообороте плотность почвы была на 13, вше, чем в зерновом. В бессменном посеве «гчменн твердость почвы в период вегетации наименьшая.

Коэффициент корреляции между твердостью почвы в посевах ячменя и ее влажностью отрицательный (Г=-0,90.110,250) при 1% уровне значемости. Максимальная величина твердости почвы под ячменем отмечена в четырехпольном зернопропашном и зернопаро-пропашном севооборотах с содержанием зерновых колосоиых культур. Ё зерновых севооборотах с насыщением зерновыми колосовыми культурами до 67-7Щъ твердость почвы снижается.

Увеличение твердости почвы вызвано разрушением агрегатного состава и уплотнением ее сложения. Улучшение структурности почвы положительно влияет на формирование урожая зерна ячменя, о чем свидетельствует коэффициент корреляции ^"=0,76610,357). Кроме того с увеличением' коэффициента структурности почвы увеличивается ее водоустойчивость (/"--0,85910,264), Данные по плотности и твердости почвы полученные в среднем за вегетацию кукурузы, показывают, что увеличение доли пропашных культур в севообороте до З^Й приводит к уплотнению и увеличению твердости почвы: соответственно снижается коэффициент структурности почвы под кукурузой на в сравнении с четырехпольном зернопропашным севооборотом.

Коэффициенты водоустойчивости агрегатов почвы,под кукурузой практически не зависели от размещения ее в_севооборотах.

ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ И АГРОХИМИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ПОЧШ В РАЗЛИЧНЫХ НЩАХ СЕВООВОГОТОВ С КОРОТКОЙ РОТАЦИЕЙ

В процессе исследований установлено, что сельскохозяйственные растения по разному влияют на содеркание нитратного азота в почве, что зависит от биологических особенностей растений, а также от агрофизических свойств почв,

В севооборотах, насиненных зерновыми колосовыми культ,1урами до процесс потребления питательных веществ озимой пшеницей • вдет более активно, чем процесс их образования, вследствие содертание нитратов в почве в среднем за вегетацию снижается на по сравнению с севооборотом насщеннш до 50$ Колосовым! культурами.

Усилению процесса потребления нитратного азота способствует возрастающая структурность почвы. Отмечена обратная коррелятивная зависимость мшду о струит,уренностыо и остаточным содержанием нитратного азе-та в почве (Г=~0,682 t 0,йбб).

Различия в содержании нитратного азота в почве под посевами гороха по вариантам несущественны. Исключение составляют бессменные посевы гороха. Здесь нитратов в среднем на 30$ больше, чем в севооборотах.

Коррелятивная связь мекду урожайностью семян гороха и содержанием нитратного азота в почве отрицательная (Г=-0,902 * 0,193).

На плодородие почвы п посевах гороха существенное влияние оказывало ее физические состояние. Так, при увеличении плотности и твердости почвы ухудшался нитратный режим почвы: (Г =-0,656 ~ 0,237, и /"=-0,604*0,256).

Содеркание нитратного азота в посевах ячменя варьировало.

от 18,6 до 24,4 МГ на I кг почвы. Наибольшее количество нитратного азота в почве наблюдалось при бессменном посеве ячменя и в трехпольном зерновом севообороте с 67%-нш насыщением колосовыми культурами.

При увеличении твердости почвы под ячменем уменьшается накопление нитратного азота (Г=_0,927 £ 0,216).

При бессменном посеве кукурузы на зерно содержание нитратного азота в почве во время посева было п эрно таким же как и в севообороте с -50%-ним насыцением зерновыми колосовыми культурами.

Коэффициент корреляции между содержанием в почве нитратного азота и урожайностью зерна кукурузы положительный (/"=0,В73 1 0,345).

1Цланс гумуса почвы в севооборотах с короткой ротацией

Гумус является важным элементом плодородия почвы, от его содержания и качественного состава зависят многие, прежде всего агрохимические, водно-физические свойства'почвы, ее строение и сложение.

Установлено, что под различными культурами в разных севооборотах количество вновь образованного гумуса и его потери на минерализацию не одинакова.

Баланс гумуса во всех рассматриваемых чередованиях культур получен отрицательный, однако величина дефицита гумуса в различных севооборотах разная.

фи насвдении севооборота зерноеьми колосовыми культурами до 67-75$ потери гумуса за счет его минерализации на 30% ниже в сравнении с зернопропашными севооборотом. В тоже время, образова-

ние гумуса в зерновых севооборотах за счет гумификации продуктов распада растительных остатков вше на Наибольшие потери Р.умуса в почве наблюдаются в зернопропвшном и зернопаропропаш-ном севооборотах с содержанием пропашных культур, от 25 до ЗЗЦ, ' Следовательно, чем вше в севообороте удельный вес пара и пропашньк культур, тем активнее цдет минерализация гумуса.

Следовательно, чередование культур в севооборотах имеет важное значение в регулировании содержания гумуса и ослаблении экологической напршенности. • ,

ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТОВ С КОРОТКОЙ РОТАЦИЕЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА, ЯЧШ1Б, ГОРОХ, КУКУРУЗА)

Урожайность сельскохозяйственных культур является основным показателем, характеризующим вот совокупность агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы, тех условий, в которых культура росла, развивалась и созревала (Белов, Подолько, 1985).

Самый высокий урожай зерна озимой пшблицы в среднем за 19ЕВ-1991 гг. получек при размещении ее по черному пару (табл.2).

Таблица 2

Урожайность зерна зерновых культ,ур ■ в различных вцдах севооборотов, ц/га (1916-199Г гг.)

Севообороты, культуры Удельный' вес зерновых колосовых, % К у л ы V л а

озимая пшеница ячмень горох 'Луку! груза . на •зерно »

I 2 3 4 ;> • 6

Бессменные-культуры ЮО 12,8 17,1 6,5 35,2

| Горох-озимая пшеница 50 34,3 • 12,9

Горох-озимая пшеница- 67 37, и 26,8 14,6 ячмень

Лродолзкение таблицы 2 I > й 3 j 4 5 j б

£6,3 14,0

13,6 36,7

27,7 14,1 35,0

40,6

14,0

1,0 0,7 1,9

Минимальная урожайность озимой пшеницы получена при бессменном ее возделывании. Прерывание бессменности через год горохом позволило увеличить урожайность в 2,7 раза, а при включении третьей ку;п<туры ячменя в 3,1 раза.

Исследования показали, что в условиях концентрации посевов зерновых культур и при уменьшении количества возделываемых культур их продуктивность не снижается, а в отдельных случаях дтсе возрастает и в среднем сохраняется на уровне эернопропавдао-го чередования.

Таким образом при содержании в структуре севооборота 67-7$ зерновых колосовых культур создаются лучшие условия для формирования физических свойств почвы, при атом .урожайность озимой шаеницн не сник&ется по сравнению с ее возделыванием в зерно-

Го рох-озимая гааеница-овес-ячменъ

Горох-озимая пшеница-кукуруза на аьрно

Горох-озимая пшеница-кукуруза на зерно-ячмень

Черный пар-озимая шеница-кукуруэа на зерно-ячм'онь

Черный пар-озимая

"шеница-оэимая

пшеница

Горох-озимая пшеница озимая пшеница

Кукураза на снлос-

оэиыая пшеница-озимая пшеница

75 33 60

50

67

67

67

НСР,

05

35,9 37,0 35,9

40,8

40.0

36.1

38.2 27|2

34,0 28*2

1.4

пропашном севообороте.

Эффективность повторных посевов озимой пшеницы определяется в основном предшественником. В среднем за четыре года исследований урожайность озимой пшеницы 5 повторном посеве в эвене с чфньтм паром снизилась на 3,9 ц/га, в звене с кукурузой на силос на 5,8 ц/га, а в звене с горохом на II ц/га.

Урожайность ячменя в бессменных посевах была на 10,2 ц/га нше, чем при его возделывании в севооборотах. С расширением состава чередующихся культур, урожайность ячменя возрастает.

Полученные данные свидетельствуют, что при насыцеши севооборота зерновыми колосовыми культурами 70$ урожайность ячменя остается на уровне зернопропашного чередования с содержанием зерновых колосовых культур - 50$.

Горох снижает продуктивность в бессменных посевах больше, чем другие зерновые культуры. Урожайность гороха в бессменном посеве была в 2,5 раза ниже, чем в севообороте. Наибольшая урожайность гороха получена при посеве его па ячменя в зерновых севооборотах с насщением зерновыми колосовыми культурами до 67-7 §5.

' Таким образом, урожайность гороха зависит в большей степени от агрофизических свойств почвы, нетели от степени наенцения севооборотов зерновыми колосовыми культурами. Отмечена высокая зависимость между коэффициентом структурности и урсгкайностыо гороха (Г=0,790£0,274), а такие коэффициентом водоустойчивости агрегатов (Л=0,80е±0,263).

Результаты исследований показывает, что кукуруза практически не реагирует на состав чередующихся культур в севооборотах. Поэтому урожайность кукурузы в севооборотах с различнш насыде-нием зерновыми Колосовыми культурами изменяется несущественно.

Продуктивность ее в севообороте равнозначна с бессменным посевом. ...

^ шолого-агономичюшш шективносгь РАЗЛИЧНЫХ севооборотов

Расчет экономической эффективности различных- видов севооборотов проводился по государственным расценкам на 1991 г., а себестоимость продукции по технологическим картам. "

Экономический анализ изучаемых севооборотов показал, что при насыдении севооборотов зерновыми колосовши культурами снижается себестоимость и увеличивается рентабельность. Однако следует отметить, что насыпение севооборотов зерновыми колосовыми культ,уреш имеет строгое ограничение (табл.3).'

Таблица 3

Экономическая эффективность различных ввдов севооборотов-(1968-1991 гг.)

'Процент'Выход ¡зерно- :зерна Севообороты.вьк ,ц/га культуры ;е0С0-': .куль- . ;тур ; Валовой доход руб. 'Себес-'Услов-: той- : но .мость .ЧИП-'всеР 'тый :продук ¡доход, .ции, . руб. •руб. ' "Себес-ГТОИМО-.СТЬ 1ц, • руб. * • Рентабельность, %

I : 2 2 3 4 : 5 : 6 : 7 В

Озимая пшени- ЮО ца-бессменно 12,9 258,0 219,3 38,7 17,0 17,6

Горох-бессмен-100 но 5,5 192,5 142,5 50,0 25,9 35,1

Ячмень-бессмен-100 но 17,1 307,8 162,5 145,0 9,5 89,2 '

Кукуруза на ЮО зерно-бес- смекно 35,2 1408,0 485,6 922,2 13,8 189,8

Горох-озимая 50 пшеница 23,6 568,8 186,4 382,4 7,9 205,2

Продолжение таблицы 3

; 2 : 3 ; 4 :_б j_6_

j_8

Горох-озимая 67 26,4 583,4 174,2 409,2 6,6 234,9 пшеница-

ячмень

Горох-озимая 75 26,8 544,4 168,8 375,6 6,3 222,5

пшеница-овес-

ячмень

Горох-озимая 33 29,1-894,7 285,2 609,5 9,8 213,7 пшеница-кукуруза на зерно

Горох-озимая 50 28,4 787,5 252,8 534,7 8,9 211,5 пшеница-кукуруза на зерно-ячмень

Ч, пар-озимая 50 27,5 740,3 233,8 505,5 8,5 216,6 пшеница-кукуруза на зерно-ячмень

Горох-озимая 67 25,4 578,0 IQB, 0 390,0 7,4 207,4

пшеница-озимая

пшеница

Черный пар- 67 25,4 507,3 153,9 353,4 5,5 229,6 озимая пшеница-озимая пшеница

Бессменно возделывание зерновых колосовых культур не допустимо как с агротехнической, так и экономической точек зрения.

Себестоимость продукции при бессменном посеве зерновых культур была в два раза выше, чем при их возделывании в севооборотах, соответственно стирается рентабельность- в 2,8 раза по отношению к севооборотам.

С увеличением доли зерновых колосовых культур до 67% рентабельности по отношению к зернопропашному севообороту с содержанием 5С% зерновых возрастает на 11%, при 75^-на %.

По себестоимости продукции и по рентабельности экономически наиболее выгодны чередования с повторным возделыванием

озимой пшеницы в звене с черным паром, здесь себестоимость наименьшая.

^Наибольшая по себестоимости продукция получена в севообороте о насыцением до Ща зерновых: колосовых культур, соответственно самая низкая рентабельность.

Наибольший вькод зерна на I гектар севооборотной площади получен в зернопропаином и зернопаропропашном севооборотах за счет введения кукурузы на. зерно, но при этом значительно увеличиваются как прямые затраты на выращивание культур, так и дополнительные затраты на восполнение потерь гумуса. Так, для восстановления бездефицитного баланса гумуса в этих севооборотах требуется дополнительно ввести 34-52 т/га навоза.

В то же время прямые затраты на выращивание культур в зерновых севооборотах на 20-50$ ниже, чем в севооборотах с пропашными культурами (кукурузой), ниже и дополнительные затраты" на восстановление гумуса. Для достижения бездефицитного баланса гумуса требуется вносить навоза в 2,4-3,7 раза меньше, чем при использовании зернопропашных и эернопвропропаиных севооборотов. Таким образом, анализ эколого-окономических показателей различных севооборотов убедительно показывает, что севообороты с короткой ротацией при насьщении до 67% зерновыми колосовыми. Культурами являются наиболее выгодными для их применения в сельскохозяйственном производстве.

ВЫВОДЫ

I. В условиях многоуклццности современного сольскохозяй-стгенного производства, в период становления крестьянских (фермерских) хозяйств, владеющих небольшими земельными участками целесообразно использовать специализированные севообороты с

короткой ротацией, исключив бессменные иосезы (кроме кукурузы на зерно).

Севообороты с короткой ротацией с насыценньми колосовыми культурами до высокорентабельны и экономически стабильны, имеет высокую устойчивую продуктивность, обеспечивают рациональное использование ресурсов плодородия обыкновенных черноземов.

2. В севооборотах с короткой ротацией при насыщении их зерновыми колосовыми культурами до 67% сюткоются коэффициенты водопотребления чередующихся культур, возрастает продуктивность использования влаги. При чередовании озимой-пшеницы с зерновыми колосовыми культурами ее водопотребленив сливается на 12$, а прй чередовании с пропашными - возрастает на 7%.

3. Водопроницаемость почвы, в зерновых севооборотах при . насыцении колосовыми культурами до 67-75$ увеличивается 21$ по сравнению с зернопропашным севооборотом.

По степени снижения водопроницаемости почва севообороты можно разместить в следующем г1ор>тцког с высокой водопроницаемостью - зерновые севообороты: со средней величиной- зерно-пропашные и зернопаропропашныз, с иизкой-пропашные севообороты ■ и бессменные посевы ячменя, гороха, озимой пшеницы.

4. Наименьшая плотность почвы отмечается в севооборотах при насыцении зерновыми Колосовыми культура',® до 67-75%, при этом твердость почвы снижается на 24,СЙ в сравнении с показателями в зернопропашныс севооборотах.

. 5. При концентрации зерновых холосовьх культур в севооборотах до 67% при включении - 335 гороха в почве создаются благоприятные условия для ее оструктуривакнп. Коэффициент структурности в сравнении с этим показателем б зернопропашном севообороте увеличивается на 21%.

6. Процесс потребления подвижных форм элементов питания растениями в зерновых севооборотах проходит более активно, чем процесс их образования, что приводит к снижению содержания питательных веществ в почве. При введении в севообороты пропашных культур и пара процесс образования питательных веществ в почве идет более активно, чем их потребление растениями, что приводит к большему накоплению питательных веществ в почве.

В повторных посевах озимой пшеницы значительно ослабляется и процесс потребления и процесс образования подвижных форм минерального питания.

7. Питательный раним почвы находится в тесной коррелятивной связи с.ее агрофизическим состоянием, при ухудшении агрофизических свойств почвы снимется накопление питательных веществ. Отрицательная корреляция отмечена между плотностью и содержанием питательных веществ в почве по нитратному азоту -(Г=-0,68Г£0, Зоб), по подвижному фосфору - (Г=-0,71410,350), по обменному калию - (Г--0,946^0,162).

В. Составом чередующихся культур в севооборотах определяется не только агрофизическое состояние но и потери гумуса. В зерновом севообороте с насыдениём до колосовыми культурами дефицит гумуса составляет 5,7 ц/га, в зернопропашном и зерно-паропропашном севообороте от 12,7 до 19,5 ц/га.

9. Повторные, посевы озимой пшеницы допустимы в течение двух лет только в звене с черным паром.

10. Кукуруза на зерно при бессменном ее выращивании в течение 10 лет не снижает продуктивности в сравнении о ее возделыванием в. севообороте с короткой ротацией.

11. Наибольший выход зерна на I гектар севооборотной

!

площади получен в зернопропашном и зернопаропропашном сево-

оборотах за счет введения кукурузы на зерно. Однако при этом пряные затраты в сравнении с зерновыми севооборотами увеличи-лсэтся на 20-5С$. Кроме того, для достижения, бездефицитного баланса гумуса требуется по расчетам дополнительно вносить в 2,4-3,7 раза больше навоза, чем а зерновых севооборотам. Рентабельность севооборота с насыщением зерно в млн культурами до 6 7$, возрастает на 11%.

Предложения производству

1. В хозяйствах по производству товарного зерна допустима концентрация посевов зерновке кояоеозж культур в севообороте до т.

При введении в севооборот оиса концентрация Колосовы? культур макет беть увеличена до 7Г$,

2. Лэвторкне посевы озимой шаетацч допустите! в течение •двух лет только в зкегго с черным парой.

3. В св;1зи с 7ем, что кукуруза не сшгкаег продуктивности s бессменных посевах, в интенсивные технологиях ез ижко гщра-пивать на зерно в течение Ю лет подряд, но.пдерглвая при этом баланс гумуса.

До материалам диссертации опубликованы. следуэдие работы;

1. Гренков В.В., Дзсугауцов Й,М. Влагообеспечонностъ. спвгдай

пшеница гч водопроницаемость почвы в различи'« ледсх севооборотов.Сб.nayti.тр. 1Ь)тенсифигсация злементоп сгот-м земледелия в ЦЧЗ.-Камэннпя Стспь-1993 г.

2. Дку»ауДОВ И.М. Пяотность И ЕО.г;ОПрО:шцае."ОеТЬ ПС-арч К 15ПЗЛ!'!»-

ньк вщгог севооборотов в уелорйяя Dro-Kíoros© // • ттзк Лгровром,-!^:;?.

- (Х> -

3. Котлярова О.Г., Черенков В.В., Дкушудов И.М. Изменение вод-

нофизических свойств почвы под озимой пшеницей в различ-, ных севооборотах Юго-Востока ЦЧЗ.Сб.науч.тр.Прогрессивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в ЦЧЗ.-Каменная Степь (в печати).

4. Котлярова О.Г„, Черенков В.В., Козлов E.H., Дкушуддв И.М.

Научно-агротехнические аспекты зерновых короткоротацион-ньк севооборотов в ЦЧЗ // Вестник Россельхозакадемии (в печати).

''"У' .о

Подписано в печать 17. ,09. УЗ. ^орм.п ы)лУ0 1/1с. Бумага дик ино-к. апплрлт-в. и&сешля печать. Усл. печ. л. 1,0. Тир« 100. Зчк. 330.

■ Ьорииечский телнологичоскиЯ институт ЗУ4017, Воронеж, пр. Революции, ХУ Участок опер.птпвноП полиграфии

I

Вороне хского те/.нолипичеекпги института