759.влияние разных по интенсивности систем обработки,...

д~ззз~зз На правах рукописи

ЩУКИН Сергей Владимирович

ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ПО ИНТЕНСИВНОСТИ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ, УДОБРЕНИЙ И ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ ГЕРБИЦИДОВ НА ОСНОВНЫЕ

ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ИЗБЫТОЧНОГО УВЛАЖНЕНИЯ ПОЧВЫ И

ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ

Специальность 06.01.01. — общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Ярославль 2004

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Работа выполнена на кафедре земледелия ФГОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Б.А. Смирнов.

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки Российской Федерации, академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор В.Ф. Ладонин; кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии (ВНИИФ) М.С. Раскин.

Ведущее учреждение: Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина

Защита диссертации состоится « Д6>> tM^*J( 2004 года в « п тгчасов на заседании диссертационного совета К 220.043.01. в Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева.

Адрес: 12755< Москва И-550, Тимирязевская ул., д. 49. Ученый совет МСХА.

С диссертацией мс; :нб о.ячОТ№ • 7 ' '

Приглашаем В-:н. ••,">• !-.;•• «i • отзыв в двух эзг;ам';-':ь;тл указанному выые.

, :*G. •- совета или прислать свой -.•ерД-гБай печатью, по адресу,

Авто tv,'J~ par разослан «^/ » ОШ-^Л-^-Р : 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета • Ъ Н.Г. Тазияа


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Системы земледелия, существующие в настоящее время, далеко не полностью учитывают специфику земельных угодий и биологические особенности выращиваемых культур, их естественный потенциал, что зачастую приводит к негативным последствиям. Так, свойственные недалекому прошлому неудержимые земледельческие экспансии со сплошными массовыми распашками земель, экстенсивные системы хозяйствования способствовали резкому падению почвенного плодородия.

Адаптивно-ландшафтный подход в системе земледелия определяет эффективный путь в решении такой важной задачи, как сохранение и приумножение ресурсного потенциала агрофитоценоза. Он обеспечивает получение высоких урожаев и возможность уменьшения затрат энергии, что в конечном счете позволяет вести более эффективную производственную деятельность.

Для дерново-подзолистых почв была разработана система обработки почвы, условно названная поверхностно-отвальной, включающая отвальную обработку на глубину 20-22 см один раз в 4 года и поверхностную дисковую одно-, двукратную обработку на глубину до 8-10 см в остальные 3 года (Б.А. Смирнов, 1988,2002). Однако данная технология обработки была изучена и апробирована только на почвах с нормальным увлажнением, в то время как пахотные угодья с избыточным увлажнением в Ярославской области занимают 131,6 тыс. га, что составляет 16,3% от всей площади пашни.

Кроме этого, существует недостаточная изученность вопроса по использованию соломы в качестве наиболее дешевого органического удобрения, а также ее взаимодействия с другими видами удобрений при ресурсосберегающих обработках почвы. Причем на землях с избыточным увлажнением научная информация по данному вопросу практически отсутствует.

Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлось определение влияния разных систем ресурсосберегающей обработки, удобрений и последействия гербицидов на основные показатели плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой кратковременного избыточного увлажнения почвы и сорный компонент полевого фитоценоза в условиях Центрального района Нечерноземной зоны. Особое внимание при этом было уделено изучению агрофизических и агрохимических свойств почвы.

В связи с этим предусматривалось решение следующих задач: 1. Определить действие и взаимодействие систем обработки и

удобрений на основные показатели плодородия: 1.1 содержание гумуса в почве пахотного слоя; 1.2 агрохимические свойства почвы;

ЦНБ МСХА »ш ндучной,литооатур


1.3 агрофизические свойства почвы. 2. Изучить изменения в обилии сорного компонента под влиянием раз

личных систем обработки почвы, удобрений и последействия гербицидов. 3. Дать хозяйственную и экономическую оценку перспективных техноло

гий производства продукции полевых культур и энергетическую оценку различных систем основной обработки почвы.

Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России изучено влияние поверхностно-отвальной обработки, базирующейся на сочетании отвальной 1 раз в 4 года и поверхностной обработки в остальные 3 года как по фону без удобрений, так и с их применением, на агрофизические и агрохимические показатели плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой кратковременного избыточного увлажнения почвы.

Практическая ценность работы. Полученные экспериментальные данные позволили обосновать эффективность проведения поверхностно-отвальной системы обработки как по фону без удобрений, так и, особенно, с внесением соломы совместно с минеральными удобрениями. Установлено, что данная система обработки способствует улучшению ряда агрофизических и агрохимических показателей и тем самым предотвращает деградацию почвы, не ведет к усилению вредоносности сорного компонента агрофитоценоза и снижению урожайности полевых культур, уменьшает в 2,5 раза энергетические затраты на основную обработку и повышает экономическую эффективность производства продукции полеводства по сравнению с классической системой отвальной обработки.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научных конференциях ЯГСХА в 2001,2002, 2003 и 2004 годах.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура н объем работы. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, включает 40 таблиц, 2 рисунка и состоит из введения, трех глав, выводов, предложений производству и 1 приложения. Список используемой литературы включает 268 источников, в том числе 27 — иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика исследований

Экспериментальная работа проводилась в 2000-2003 гг. в полевом стационарном трехфакторном опыте, заложенном на опытном поле ЯГСХА мето-

т


дом расщепленных делянок с рендомизированным размещением вариантов в повторениях. Повторность опыта четырехкратная.

Почва опытного участка дерново-среднеподзолистая слабоглееватая среднесуглинистая кратковременного избыточного увлажнения на карбонатной морене. Перед закладкой опыта почва пахотного горизонта содержала: гумуса -3,29%, легкодоступного фосфора - 356,5; обменного калия — 71,5мг/кг почвы, сумма обменных оснований составляла 22,15, гидролитическая кислотность -1,38 мг.экв. на 100 г. почвы, рН солевой вытяжки- 6,13.

Опыт был заложен в севообороте во времени: многолетние травы (1995) -озимая пшеница (1996) - однолетние травы (1997) - ячмень (1998) - овес (1999) - однолеттше травы (2000) - озимая рожь (2001) - однолетние травы (2002) - озимая рожь (2003). Сорта: Мироновская-808 (озимая пшеница), Яро-славская-136 (вика полевая) + Скакун (овес) - однолетние травы; Московский-121 (ячмень), Скакун (овес), Волхова (озимая рожь).

Все элементы технологий выращиваемых культур (кроме изучаемых) использовались в опыте рекомендованные для региона.

Схема трехфакторного (4x6x2) опыта включхта 48 вариантов. На делянках первого порядка площадью 756 м2 (54 м х 14 м) изучались системы обработки почвы, на делянках второго порядка площадью 126 м2 (14 м х 9 м) -удобрения и на делянках третьего порядка площадью 63 м2 (9м х 7м) - гербициды.

Схема полевого стационарного трехфакторного ( 4 x 6 x 2 ) опыта

Фактор А. Система основной обработки почвы, «О». 1. Отвальная: вспашка на 20-22 см с предварительным дискованием или

лущением на 8-Ю см, ежегодно, «Oi». 2. Сочетание 1: вспашка на 20-22 см с предварительным дискованием или

лущением на 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на глубину 6-8 см во 2-й год после вспашки + безотвальное рыхление на 20-22 см в 3-й год после вспашки + поверхностная обработка до начала депрессии в урожайности полевых культур (поверхностно-отвальная с рыхлением), «Ог».

3. Сочетание 2: вспашка на 20-22 см с предварительным дискованием или лущением на 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на 6-8 см в остальные 3 года (поверхностно-отвальная), «Оз».

4. Поверхностная обработка: однократное дисковое лущение на 6-8 см ежегодно, без вспашки (вспашка была проведена при закладке опыта — в 1995 г.), «04».

3


Система обработки Сочетание 1 - «О;» на время проведения исследований соответствовала Сочетанию 2 - «Оз», в этой связи сравнительная оценка изучаемых показателей велась по системам обработок Oi, O3 и Од.

Фактор В. Система удобрений, «У». 1. Без удобрений, «У |». 2. Njo (азотное удобрение в расчете 10 кг.д.в. на 1 т соломы), «У;». 3. Солома 3 т/га, «Уз». 4. Солома 3 т/га + N30 (азотное удобрение в расчете 10 кг.д.в. на 1 т соло

мы), «У.»». 5. Солома 3 т/га + NPK (доза минеральных удобрений, рассчитанная на

планируемую прибавку урожая), «У5». 6. NPK (доза минеральных удобрений, рассчитанная на планируемую

прибавку урожая), «У*». Фактор С. Система защиты растений от сорняков, «Г»:

1. Биотехнологическая (без гербицидов), «1*1». 2. Интегрированная (с гербицидом), «Гг».

Гербициды применялись в первые 3 года исследований: 2,4-ДА в норме 2,0 кг/га весной в фазу кущения озимой пшеницы (1996); раундап 5 кг/га (1997) за две недели до посева вико-овсяной смеси по всходам пырея ползучего (10-15см), гранстар- 15 г/га в фазу кущения ячменя.

Численность и накопление сухой массы определяли по методике Б.А. Смирнова и В.И. Смирновой (1976).

Для определения агрохимических и агрофизических исследований отби-рались образцы с глубины 0-10 и 10-20 см. Лабораторные и полевые исследования проводили по общепринятым методикам:

- содержание гумуса определяли по методу Тюрина (в модификации ЦИНАО)

- подвижные формы фосфора и калия - по методу Кирсанова (в модификации ЦИНАО)

- определение реакции почвы - иотенциометрическим методом (в модификации ЦИНАО)

- плотность почвы - объемно-весовым методом - структуру почвы — методом Н.И. Савинова при сухом просеивании че

рез комплект сит разного диаметра с последующим отбором средней навески для просеивания в воде на приборе И.М. Бакшеева для определения ее водо-прочности.

- влажность почвы - термостатно-весовым методом - твердость почвы (кг/см2) - твердомером Ревякина

4


- урожайность полевых культур определялась сплошным поделяночным методом с пересчетом на абсолютно чистую продукцию и стандартную влажность зерна 14% и сена- 16%.

Экономическая эффективность технологий выращивания полевых культур рассчитывалась по фактическим затратам.

Энергетические затраты на основную обработку почвы рассчитывали по меюдике ВАСХНИЛ (1983) с использованием учебного пособия (Г.С. Посыиа-нов, В.Е. Долгодворов, 1995).

Полученные экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анхтиза с использованием пакета прикладных программ "STRAZ".

За период исследований 2000 и 2001 гг. характеризовались метеорологическими условиями, близкими к средним многолетним, в то время как 2002 год был резко засушливым, а 2003 год характеризовался избыточным количеством атмосферных осадков.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние различных по интенсивности систем обработки и удобрений на динамику гумуса и агрохимические показатели плодородия почвы

На начальном этапе проведения опыта (1996) в пахотном слое почвы содержалось в среднем 3,29% гумуса. До закладки опыта эти земли использовались под сенокос и не обрабатывались в течение 12 лет. Четыре года механической обработки (1996-1999) привели к резкому уменьшению содержания гумуса. Относительная стабилизация его содержания произошла лишь в 2000 году.

Некоторому снижению темпов минерализации гумуса за первые четыре года опыта способствовала система поверхностно-отвальной обработки почвы (Oj), особенно на фоне применения минерхчьных удобрений совместно с соломой (У5).

В среднем за период исследований (2000-2002) система поверхностно-отвальной обработки характеризовалась лучшими показателями по содержанию гумуса в почве пахотного слоя (табл. 1).

Проведение ежегодной поверхностной обработки способствовало перераспределению гумуса в пределах пахотного горизонта, заметно увеличивая его количество в верхнем слое и снижая - в нижнем. Системы отвальной и поверхностно-отвальной обработки в среднем за 3 года имели практически одинаковое по слоям содержание гумуса, с некоторым превышением его в пахотном горизонте по системе «03».

5


Применение одних азотных удобрений в среднем за 2000-2002 гг. вело к уменьшению содержания гумуса в пахотном горизонте за счет существенного его снижения в верхнем слое (0-10) по сравнению с вариантом без удобрений. Внесение соломы как отдельно, так и совместно с азотом сопровождалось увеличением его запасов относительно контрольного фона (У)). Наилучшие характеристики по этому показателю при достоверных различиях были свойственны системам с полным минеральным удобрением, особенно по фону совместного внесения с соломой (У5).

Таблица 1 Содержание гумуса в почве и реакция почвенной среды

(в среднем по факторам за период 2000-2002 гг.)

Вариант

А. Отвальная, «Oi» Поверхностно-огвадьная, «Оэ» Поверхностная, «О*» НСР<«

Без удобрений, «Yi» N)o«yj» Солома 3 т/га, «У3» Солома 3 т/га -*- NJO. «У*» Солома 3 т/га + NPK, «У$» NPK. «У6» НСРо,

Гумус, % слон почвы, см

0-10 | 10-20 | 0-20 Обработка почвы, «О»

2,37 2,42 2,40

2.36 2,46 2,27

Fi}><Fe< I F<t><Fr<

2^7 2,44 2 3 4

F<{><F(« В. Удобрение. «У»

2,26 2,02 2.35 2,38 2,65 2,48 0,17

2,20 231 2,37 2,36 2,62 2,48 0,15

2,23 2,17 2.36 2,37 2,64 2,48 0,14

0-10

5,85 5,87 5,87

F(j><Fo<

5,85 5,77 5,75 5,84 5,93 5,97 0,10

PHlcl

10-20

5,88 5,87 5,92

FIJKFM

5,87 5,78 5,86 5,85 5,95 5,99 0,09

0-20

5,87 5,87 5,90

F<j><F<„

5,86 5,78 5,81 5.85 5.94 5,98 0,08

Реакция почвенной среды с момента закладки опыта несколько изменилась в кислую CTopoiry, что объясняется снижением буферности почвы, за счет потери органического вещества при механических обработках.

Кислотность почвы за время проведения исследований в зависимости ог изучаемых систем обработки изменялась незначительно (табл. 1).

Применение полных минеральных удобрений в среднем за три года исследований (2000-2002) способствовало формированию более нейтральной реакции среды (5,94-5,98), в то время как одни азотные удобрения вели к подкис-лению почвы, относительно фона без удобрений.

Уменьшение содержания в почве подвижного фосфора и увеличение обменного калия в течение всего периода исследований главным образом было связано с несбалансированностью исходных показателей. Вынос элементов

6


культурными растениями, а также используемые удобрения несколько нивелировали эту разницу.

Динамика подвижного фосфора по обработкам почвы за три года исследований носила волнообразный характер, что отражалось в незначительном снижении его содержания на ресурсосберегающих обработках (8,7-9,2%) при выращивании озимой ржи и стабилизации на уровне отвальной - при выращивании однолетних трав. Дифференциация пахотного горизонта на слои была свойственна лишь системе с ежегодной поверхностной обработкой, где наблюдалось увеличение этого элемента в верхнем слое и снижение - в нижнем (табл. 2). При этом все различия были несущественны.

Таблица 2 Содержание элементов питания в почве

(мг/кг, в среднем по факторам за период 2000-2002 гг.)

Вариант

А Отвальная, «Oi» Поверхностно-отвальная, «Оз» Поверхностная, «О*» НСР<*

Без удобрений, «Yt» N'!O.«VJ» Солома 3 т/га, «Уз» Солома 3 т/га + NJO, «Уд» Солома 3 т/га *• NPK, «У$» NPK, «У6» НСР«

Р;0, слой почвы, см

0-10 [ 10-20 0-20 . Обработка почвы, «О»

271,6 263,6 274,1 FcfxFos

269,1 1 270,4 265.8 253,8 F<t><Fo5

264,7 264,0 F<l><Fo5

В. Удобрение, «У» 244,0 269,3 248,8 259,3 307,6 288,9 22,1

235,9 265,4 240,1 255,0 300,8 280,7

22 4

240,0 267,4 244,5 257,2 304.2 284,8 21,4

0-10

84,9 96,3 98,9

Fifc<F<4

79,7 81,5 86,8 78.8 116,0 117,1 10,6

к:о 10-20

83,4 87.0 83,7

F<}><F(K

74,2 74,7 77,3 76.2 108,7 97,1 10.5

0-20

84,2 91.2 91,3

F(J)<FC<

77,0 78,1 82.1 77,5 112,4 107,1

93.

Применение удобрений в среднем за 2000-2002 гг. способствовало накопление подвижного фосфора в почве пахотного слоя. Достоверное же увеличение этого элемента было при внесении одного азота (У2), полного минерального удобрения (У6) и, особенно, при совместном использовании соломы и NPK. (Vs).

Проведение систем ресурсосберегающей обработки способствовало проявлению несущественной тенденции накопления обменного калия в верхнем слое пахотного горизонта, при этом содержание его в нижнем слое оставалось на уровне отвальной обработки (табл. 2). Особенно это было заметно по фону с поверхностным внесением полных минеральных удобрений, а также соломы -на следующий год после ее применения.

7


Использование удобрений определяло достоверное увеличение обменного калия лишь при системах с полным минеральным удобрением.

Влияние различных по интенсивности систем обработки и удобрений на агрофизические показатели плодородия почвы

Коэффициент структурности и водопрочность почвенных агрегатов зависели главным образом от возделываемой культуры и сопутствующих ей метеорологических условий.

Применение систем ресурсосберегающей обработки сопровождалось тенденцией к увеличению коэффициента структурности и водопрочности структуры почвы, особенно по фону внесения соломы совместно с NPK (табл. 3).

Таблица 3 Структурное состояние почвы

(в среднем по факторам за период 2001-2002 гг.)

Вариант

А Ствольная. »0|» Поверхностно-отвальная. «СЬ» Поверхностная. вО«» НСР<«

Без удобрений, «У|» NjoeYj» Солома 3 т/га, «Уз» Солома 3 т/га + N}». «У4». Солома 3 т/га + NPK. «У5» NPK. «У6» НСРо<

Коэффициент структурности

% водопрочных агрегатов

слой почвы, см 0-10 | 10-20 | 0-20

. Обработка почвы, «О» 4,18 4,54 4,33

F4><Fo<

4,10 4,41 4,35

F<J><F(«

4,14 4,48 4,34

F4><F(« В. Удобрение, «У» 4,18 4,05 4,13 4,44 4,93 4,50 0,53

3,63 4,00 4,28 4,53 4,69 4,59 0,55

3,91 4,03 4,21 4,49 4.81 4,55 0,47

0-10

60,4 63,6 603

F4><Fc,

58,0 60,5 62,0 61,5 62,8 63,6 4,1

10-20 0-20

60,8 I 60,6 63,2 I 63,4 63,0 1 61,7

F<S><Fp, j F.}«Fo<

59,3 62,8 63.0 62,6 61,9 63,4 4.8

58.7 61,7 62,5 62,1 62,4 63,5 3,4

Использование удобрений в среднем за 2001-2002 гг. способствовало увеличению на 0,12-0,90 коэффициента структурности и на 3,0-4,8% массы водопрочных агрегатов в почве пахотного слоя. При этом лучшие показатели были свойственны системам, где удобрения вносились на планируемую прибавку урожая (У3 и У6).

Плотность почвы в течение трех лет и в среднем за три года исследований (2001-2003) под посевами культур по всем изучаемым системам обработки

8


и удобрений (У| и У») находилась в пределах оптимальных значений (1,15-1,35 г/см3) табл. 4.

Таблица 4 Плотность почвы (г/см3, в среднем за вегетацию культур)

Вариант обработка

почвы

Отвальная, «О,»

Поверхностно-отваль

ная, «Оз»

удобрение

Без удобрений, «У,» Солома 3 т/га + N30, «Уд» Без удобрений, «У1» Солома 3 т/га + Njo, «У4»

Слой почвы,

см 0-10 10-20 0-20 0-10 10-20 0-20 0-10 10-20 0-20 0-10 10-20 0-20

Озимая рожь, 2001

1,25 1,27 1,26 1,24 1,26 1,25 1,26 1.33 1.30 1,23 1,33 1,28

Однолетние травы,2002

1.19 1,23 U 1 1,20 1,23 2,22 1 22 1,28 1,25 1 22 1,26 1,24


1,30 1.22 1,26 1,26 1.25 1.26 1,29 1.18 1.24 1,27 1,19 1,24

Примечательным остается тот факт, что в 2003 году проведение трехлетней поверхностной обработки в системе поверхностно-отвальной определяло более рыхлое сложение по всем слоям и вариантам удобрений, по сравнению с ежегодной отвальной обработкой. При этом по всем системам обработки и удобрений уплотнение шло в основном за счет верхнего слоя. Это обусловлено тем, что проведенная в условиях резкой засухи 2002 года основная обработка почвы способствовала распылению структуры, особенно верхнего слоя. А обильные осадки в 2003 году как за счет своей ударной силы, так и за счет более интенсивного увлажнения верхнего слоя вели к еше большему его уплотнению.

Твердость почвы за время исследований (2002-2003) значительно варьировала в зависимости от количества выпавших осадков в течение вегетационного периода.

Увеличение твердости почвы в среднем за вегетацию на 15,2% в 2002 г. и на 28,6% в 2003 г. по системам с ресурсосберегающими обработками обусловлено отсутствием механического воздействия на глубине более 6-8 см. При эюм твердость на глубине 5 см оставалась одинаковой по всем системам обработки. Следует также отметить, что в 2002 году твердость почвы на глубине 25 см по поверхностно-отвальной обработке оставалась на уровне ежегодной отвальной (рис. 1).

9


кг/см кв.

б 10 16 20 2S глубина, см

Рис 1. Твердость почгы в зависимости от системы обработки (в среднем по системам удобрений), 2002 г.

В Отвальная •Поеерхностно-отвальнзя

Применение удобрений вело к увеличению влажности почвы пахотного слоя на 0,4-2,5%. Данное обстоятельство в условиях засушливого 2002 года способствовало незначительному снижению (6,4%) твердости при внесении соломы с полным минеральным удобрением (У$). А во влажное лето 2003 года твердость почвы при внесении удобрений имела тенденцию к увеличению, что объясняется более быстрым ее уплотнением.

Изменение сорного компонента полевого фитоценоза пол действием разных по интенсивности систем обработки

почвы, удобрений и гербицидов

В среднем за четырехлетнюю ротацию обработок почвы (2000-2003) наибольшее обилие сорных растений обеих биогрупп наблюдалось при проведении ежегодной поверхностной обработки. Чередование вспашки 1 раз в 4 года и поверхностных обработок в остальные 3 года способствовало некоторому уменьшению количества побегов малолетних сорных растений и формированию ими сухой массы на уровне ежегодной отвальной обработки. Это и обуславливало уменьшение количественных и весовых показателей обилия сорняков по данной системе обработки. Численность и биомасса многолетних сорных растений на системах с ресурсосберегающими обработками была практически одинаковой и достоверно превосходна показатели ежегодной отвальной на 6,0-6,6

ю


шт/м2 и на 7,8-7,9 г/м2, соответственно (табл. 5). При этом различия в накоплении обшей сухой массы сорных растений по отвальной и поверхностно-отвальной системам обработки были недостоверны.

Таблицз 5 Влияние систем обработки почвы,

удобрений и гербицидов на обилие сорных растений (к среднем за вегетацию и но факторам, 2000-2003 гг.)

Вариант

А Отвальная. «Oi» Поверхностно-отвальная, «0>» Поверхностная, «О4» НСР(*

Бел удобрений, «У]» Nn«yj» Солома 3 т/га. «У?» Солома 3 т/га + N jn. «У4» Солома 3 т/га + NPK, «У?» NPK. «У*» НСР«

Ьел гербицидов, «Г|» С гербицидом «IV> НСР0<

Численность, шт/м2

всего многолетние

. Обработка почвы, «О» 147,3 134.2 1S0.6

Гф<ЬЪ

4.3 103 10,9 3,6

В. Удобрение, «У» 123.6 133.8 153.0 147.3 171.6 165.5 10,7

10.3 8.6 9.5 8,5 6.9 8.4 1.6

С. Гербицид, «Г» 150,8 147.8

F4><F^

10,3 7,2 1.3

малолетние

143,0 124.2 169,7

Кф<Ь>,

113 J 125 2 143.5 138.8 164,7 157,1 11,0

140.5 140.5

Кф<Рс<

Сухая масса, г/м2

всего

25.5 32.6 38,7 7,7

27,1 26,4 28,7 31.5 42,5 39,3 7,5

34,8 30,1 4.1

Применение удобрений в среднем за четыре года (2000-2003) способствовало увеличению общей численности (33,9%) и массы (45,3%) сорных растений. Причем увеличение шло за счет малолетних видов. Многолетние сорные растения при внесении удобрений снижали свои количественные и весовые значения. Наиболее контрастно в этом плане проявила себя система удобрений «солома + NPK», которая сопровождалась максимумом значений по малолетникам и минимумом - по многолетним видам сорняков. Это обусловлено высокой обсеменяемостью мхчолетних сорных растений и стимулирующим действием удобрений на прорастание семян. Уменьшение же числа и массы многолетних сорняков объясняется повышением напряженности конкурентных взаимоотношений корневых систем культурных и сорных растений за лимитирующие факторы жизни. В этом случае корнепые системы культурных растений занимали доминирующее положение, а многолетники уступхтн им в конкуренции.

11


Изучение последействия гербицидов в среднем по системам обработки и удобрений свидетельствует о постепенном ослаблении их влияния на показатели обилия сорных растений. Однако в среднем за четыре года (2000-2003) сохранялась частично положительная роль ранее применявшихся гербицидов в снижении обилия наиболее злостных многолетних видов сорных растений, а также общей биомассы сорняков.

Хозяйственная, экономическая и энергетическая эффективность разных по интенсивности технологий

Применение в течение 4 лет подряд поверхностной обработки привело в 2000 году к достоверному снижению урожайности (16,9%) сена однолетних трав по сравнению с урожайностью по системе ежегодной отвальной обработки (табл. 6). Проведенная в 1999 году вспашка через три года поверхностной обработки на делянках с поверхностно-отвальной обработкой обусловливала формирование урожая однолетних трав на уровне ежегодной отвальной обработки по всем фонам удобрений и гербицидов.

Таблица 6 Роль изучаемых факторов в изменении урожайности полевых культур

(ц/га, основная продукция)

Вариант Однолетние травы,

2000


Однолетние травы,

2002


А. Обработка почвы «О» Отвальная, «Oi» Поверхностно-огвальная, «Oj» Поверхностная, «О»» НСР05

51,4 50,4 42,7 2,8

27,0 27,6 26,1

Рф<Р05

17,6 17.3 16,3

21,3 21,0 19,7

Рф<Р05 1 РФ<Р<К В. Удобрение «У»

Без удобрений, «У|» 1М}0.«У2» Солома 3 т/га, «Уз» Солома 3 т/га + Njo. «Уд» Солома 3 т/га + NPK, «У$» NPK, «У6» НСР<*

41,6 47,4 45,2 50,7 56,0 53,1 2,6

16,9 22.7 23,1 24,5 40,4 34.8 1.5

14,4 16,0 16.3 16.8 21,1 20,6 1,3

13,6 14,6 16,3 20,2 30,0 28,3 2.9

С. Гербицид «Г» Без гербицидов, «П» С гербицидами, «Г;» НСРо<

47,0 51,1 1,4

27,2 | 17,6 I 20,5 27,0

Рф<Р05

17,7 1 20,6 Рф<Рс | Рф<Рс*

12


Дальнейшее проведение ежегодной поверхностной (О») обработки (2001-2003) хоть и способствовало сохранению тенденции к уменьшению урожайности в сравнении с ежегодной отвальной, однако данные изменения были несущественны. Это связано с прогрессирующим снижением вредоносности сорного компонента по всем изучаемым системам обработки с момента закладки опыта, что и определило меньигее варьирование урожайности в период второй ротации систем обработки.

Использование удобрений в течение всего периода исследований способствовало существенному увеличению урожайности культурных растений. При этом внесение соломы с минеральными удобрениями в расчете на планируемую прибавку урожая (У5) обеспечивало увеличение урожайности сена однолетних трав на 36,6-68,2%, а зерна озимой ржи - в 2,2-2,4 раза. Причем урожайность озимой ржи в 2001 году была наибольшей (40,9 ц/га) при применении этих удобрений по системе поверхностно-отвальной обработки.

Положительное влияние гербицидов, применявшихся в 1996-1998 гг., продолжалось до 2000 года. Однако, начиная с 2001 года, их действие на урожайность культур не отмечалось.

Расчет экономической эффективности технологий производства зерна озимой ржи (2001) обозначил преимущество поверхностно-отвальной обработки почвы над ежегодной отвальной (табл. 7). Это было обусловлено увеличением выхода продукции и снижением затрат, что обеспечило более высокие чистый доход и уровень рентабельности.

Применение удобрений как в системе отвальной, так и в системе поверхностно-отвальной обработок способствовало увеличению чистого дохода и уровня рентабельности. Это было особенно характерно для вариантов с совместным использованием соломы и полных минеральных удобрений. Наибольший уровень рентабельности (153%) был получен при проведении поверхностно-отвальной обработки по фону «солома + NPK».

Аналогичная картина была свойственна и при производстве однолетних трав (2000), где система поверхностно-огвальной обработки по фону совместного внесения соломы и полных минеральных удобрений характеризовалась наибольшим уровнем рентабельности - 116%.

Неблагоприятный по метеорологическим условиям 2003 год из-за большого количества атмосферных осадков сопровождался частичным снижением уровня рентабельности на фонах без удобрений (У|) и «солома + NPK» (У3) по поверхностно-отвальной обработке в сравнении с технологией по ежегодной отвальной, что связано с более ранним и сильным полеганием озимой ржи из-за более плотного стеблестоя культуры. При этом средний по интенсивности фон

13


«солома + N30» на поверхностно-отвальной обработке по экономическим показателям превосходил аналогачиый вариант с ежегодной отвальной обработкой.

Таблица 7 Экономическая эффективность технологий производства зерна озимой ржи по разным системам обработки почвы

(фон без гербицидов. 2001)

Показатель

Выход продукции: ц/га

руб/га

Производственные затраты: руб/га Затраты труда,

чел-час/га

чел-час/ц

Себестоимость зерна, руб/ц

Чистый доход, руб/га

Уровень рентабельности, %

Отвальная, «Oi»

без удобрений, «У1»

16,0

5328,0

4521,8

11,74

0,73

282,6

806,2

17,8

солома + N30

«У4»

23,2

7725,6

4248,9

8,39

0,36

183,1

3476,7

81,8

солома + NPK, «У«»

40,5

13486,5

5752,2

10,26

0,25

142,0

7734,3

134,5

Поверхностно-отвальная, «Оч»

без удобрений, «У,»

19,7

6560,1

4477,9

9,64

0,49

227,3

2082,1

46,5

солома •+• N,o

«У*»

24,9

8291,7

3929,7

6,88

0,28

157,8

4362,0

111,0

солома + NPK, «У?»

40,9

13620,0

5383,7

8,22

0,20

131,6

8236^

153,0

Более точным отражением энергоемкости различных технологий обработки почвы является объем затрат совокупной энергии (табл. 8).

Таблица 8 Затраты совокупной энергии на 1 га при разных по интенсивности

системах основной обработки почвы (сумма за 2000-2003 гг.) Система обработки

почвы Отвальная. «Oi» Поверхностно-отвальная, «Oi»

МДж 451232,4 178456,8

Всего % к контролю

100 39,6

14


Отказ от ежегодной вспашки в системе основной обработки и проведение ее 1 раз в 4 года, способствовал сокращению затрат совокупной энергаи в 2,5 раза, что при существующих приоритетах делает более перспективным внедрение энергосберегающей поверхностно-отвальной обработки.

ВЫВОДЫ

1. Система поверхностно-отвальной (Oj) обработки предотвращала снижение запасов гумуса в почве пахотного слоя в сравнении с отвальной, что наиболее четко проявлялось по фону совместного применения соломы и полных минерхтьных удобрений (У$).

2. Ежегодная поверхностная обработка (ОО способствовала перераспределению гумуса в пределах пахотного горизонта, заметно увеличивая его содержание в верхнем слое (0-10 см) и снижая - в нижнем (10-20 см). Системы отвальной (Oi) и поверхностно-отвальной (03) обработок в среднем обеспечивали однородность пахотного горизонта но слоям.

3. Динамика подвижного фосфора по обработкам почвы за три года исследований носила волнообразный характер, что отражалось в незначительном снижении его содержания на ресурсосберегающих обработках (8,7-9,2%) при выращивании озимой ржи и стабилизации на уровне отвальной при выращивании однолетних трав.

4. Проведение ресурсосберегающих "обработок стимулировало накопление обменного калия в почве верхнего слоя (0-10 см) пахотного горизонта, при этом содержание его в нижнем слое (10-20 см) оставалось на уровне содержания по отвальной обработке. Особенно это проявилось по фону с поверхностным внесением полных минеральных удобрений и соломы.

Применение соломы совместно с NPK способствовало увеличению в почве подвижного фосфора на 21,9-31,1%, а обменного калия -на 32,5-53,4%.

5. Реакция почвенной среды не зависела от системы обработки почвы. Использование одних азотных удобрений обусловливало некоторое под-

кисление почвы (0,5-2,3%). Применение полных минеральных удобрений в среднем за 2000-2002 гт. снижало кислотность, что объясняется лучшей гуму-сированностью почвы.

6. Коэффициент структурности и водопрочность почвенных агрегатов зависели главным образом от возделываемой культуры и сопутствующих ей метеорологических условий.

Применение системы поверхностно-отвальной обработки почвы (Oj) сопровождалось тенденцией к улучшению структурного состояния почв, особенно по фону внесения соломы совместно с NPK (У;)-

15


7. Изменение плотности почвы пахотного горизонта в 2001 и 2002 гг. при проведении поверхностно-отвальной обработки (Oj) находилось в пределах оптимальных значений (1,15-1,35 г/см3) и не влияло на рост и развитие полевых культур. А в 2003 году данная система обработки вела к разуплотнению почвы пахотного слоя, по сравнению с ежегодной отвальной обработкой.

8. Твердость почвы на глубине 5 см была одинаковой по всем системам обработок. Увеличение твердости почвы в среднем за вегетацию на 15,2% в 2002 г. и на 28,6% в 2003 г. по ресурсосберегающим обработкам обусловлено отсутствием механического воздействия на глубине более 6-8 см.

9. Влажность почвы пахотного слоя при применении удобрений увеличивалась на 0,4-2,5%. В условиях засушливого 2002 года это способствовало снижению твердости почвы на 6,4% при внесении соломы с полным минеральным удобрением (Уг). При обильных атмосферных осадках в 2003 году твердость почвы при внесении удобрений имела тенденцию к увеличению.

10. Общая численность и биомасса как многолетних, так и малолетних сорных растений но системе ежегодной поверхностной обработки (04) в среднем за 4 года исследований была больше на 22,6 и 51,6%, соответственно, по сравнению с этими показателями по системе отвальной обработки. Применение вспашки в 1999 году в системе поверхностно-отвальной обработки способствовало снижению численности и массы сорняков обеих биогрупп, а также сближению уровня вредоносности сорных растений с уровнем вредоносности их по системе отвальной обработки.

11. Общая численность и сухая масса сорных растений при применении удобрений в течение периода исследований (2000-2003 тт.) увеличивались на 33,9 и 45,3%, соответственно. Увеличение в основном наблюдалось за счет малолетних видов. Многолетние сорные растения при внесении удобрений снижали свои количественные и весовые значения. При этом наиболее контрастно проявила себя система удобрений с совместным использованием соломы и полного минерального удобрения (У5).

12. Последействие ранее применявшихся гербицидов (1996-1998) способствовало достоверному уменьшению количества побегов многолетних и общей сухой массы сорных растений. Однако положительное действие гербицидов к концу периода исследований уже не наблюдалось.

13. Выращивание озимой ржи способствовало снижению численности и вредоносности сорного компонента.

14. Ежегодное четырехлетнее проведение поверхностной обработки почвы характеризовалось достоверным снижением (16,9%) урожайности сена однолетних трав в 2000 году. Однако в дальнейшем депрессия в урожайности полевых культур носила характер несущественной тенденции.

16


Урожайность полевых культур по системе поверхностно-отвальной обработки была на уровне урожайности системы ежегодной отвальной обработки.

Применение удобрений в течение всего периода исследований способствовало существенному увеличению урожайности полевых культур. Внесение соломы с минеральными удобрениями в расчете на планируемую прибавку урожая (У}) обеспечивало увеличение урожайности сена однолетних трав на 36,6-68,2%, а зерна озимой ржи в - 2,2-2,4 раза.

15. Система основной поверхностно-отвальной обработки почвы способствовала снижению затрат совокупной энергии за 4 года в 2,5 раза в сравнении с энергоемкостью системы отвальной обработки.

16. Экономическая эффективность технологий, базирующихся на системе поверхностно-отвальной обработки, включающей классическую отвальную 1 раз в 4 года и поверхностную в течение 3 лет, была наибольшей, особенно по фону применения соломы с азотными или полными минеральными удобрениями. Здесь был получен наиболее высокий уровень рентабельности - 116% по однолетним трзвам и 153% по озимой ржи.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На дерново-подзолистой среднесуглинистой временного избыточного увлажнения в сильной степени засоренной многолетними сорняками почве Центрального района Нечерноземной зоны России в качестве основной предлагается система поверхностно-отвальной обработки, базирующаяся на сочетании вспашки на глубину 20-22 см с предварительным дискованием пласта многолетних трав или лущением стерни на 8-10 см 1 раз в 4 года и поверхностной дисковой обработки на 6-8 см в последующие 3 года.

Для повышения плодородия почвы и получения более высоких хозяйственного и экономического эффектов рекомендуется в качестве органического удобрения использовать солому совместно с минеральными удобрениями.

Система поверхностно-отвальной обработки почвы и внесение соломы совместно с минеральными удобрениями сдерживает дегумификацию почвы, не ухудшает ее агрофизические и агрохимические свойствз, не вызывает усиления вредоносности сорного компонента полевого фитоценоза и снижения урожайности полевых культур, повышая при этом энергетическую и экономическую эффективность технологий производства продукции.

В связи с особенностями почв с временным избыточным увлажнением предлагается выращивать в чередовании однолетние травы (вико-овсяная смесь) и озимую рожь. Это позволяет за счет биологических особенностей

17


культур проводить агротехнические приемы при оптимальных условиях увлажнения.

Высокий уровень грунтовых вод на этих землях не позволяет выдерживать сроки эффективного применения гербицидов. Поэтому в данных условиях для борьбы с сорными растениями особое внимание должно быть уделено механическому методу — проведению технологических приемов обработки в срок с соблюдением всех других качественных показателей.

В целях дальнейшего совершенствования технологий выращивания полевых культур в направлениях энергосбережения, уменьшения деформирующего действия движителями тяжелых технических средств на почву и вредоносности сорных растений представляет интерес создание специальной системы машин и орудий в технологическом звене: уборка зерновых культур — основная обработка почвы.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Кощеев М А , Шмелёва С.Г., Смирнов Б.Л. Щукин СВ. Влияние ресурсосберегающих систем обработки на основные агрохимические показатели плодородия почвы по разным фонам питания. // Сборник научных трудов. ЯГСХЛ. - 2002. - с. 113-120.

2. Чебыкина Е.В., Смирнова В.И., Щукин СВ. Изменение сорного компонента полевого фитоценоза под влиянием разных систем обрзботки почвы, удобрения соломой и гербицидов в условиях временного избыточного увлажнения. // Сборник научных трудов. ЯГСХА. - 2002. - с. 93-98.

3; Чебыкина Е.В., Щукин СВ. Труфанов A.M. Действие систем минимальной обработки и удобрения соломой на биологические показатели плодородия в условиях временного избыточного увлажнения почвы. // Сборник научных трудов. ЯГСХА. - 2002. - с. 98-105.

4. Щукин СВ. Изменение агрохимических показателей плодородия почвы под действием разных по интенсивности систем обработки и удобрений. // Сборник научных трудов. ЯГСХА. - 2003. - с. 116-122.

5. Щукин СВ., Кочевых М.Ю., Чебыкина Е.В. Влияние разных по интенсивности систем обработки и удобрений на динамику плотности и твердости дерново-подзолистой почвы. // Сборник научных трудов. ЯГСХА. -2004.-е. 115-124.

6. Щукин СВ., Чебыкина Е.В., Кочевых М.Ю. Изменение структурного состояния дерново-подзолистой почвы под действием различных но интенсивности систем обработки и удобрений. // Сборник научных трудов. ЯГСХЛ. - 2004. - с. 125-132.

18


Лицензия ИД № 04135 от 27.02.01. Подписано в печать14.04.04. Формат 60x90 1/16.

Бумага белая. Условных печ. листов 1.1 Тираж 100 экз. Заказ № 29.

Типография Ярославской государственной сельскохозяйственной академии.

150042, г. Ярославль, Тутаевское шоссе, 58.

19


759.влияние разных по интенсивности систем обработки,...

Documents