WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Полоус Виктор Стефанович

РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ
ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЗЕРНОПРОПАШНОМ

СЕВООБОРОТЕ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ

В ЗОНЕ НЕДОСТАТОЧНОГО УВЛАЖНЕНИЯ

Специальность 06.01.01 Общее земледелие

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

пос. Персиановский – 2012

Работа выполнена в государственном научном учреждении «Донская опытная станция имени Л.А. Жданова» Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур имени В.С. Пустовойта Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный консультант:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный работник сельского хозяйства РФ

ШУРУПОВ Василий Георгиевич

Официальные оппоненты:

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  ФЕТЮХИН Игорь Викторович

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  ШЕВЧЕНКО Петр Давыдович

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  ВАХРУШЕВ Николай Александрович

Ведущая организация – Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур им. И.Г. Калиненко» Россельхозакадемии

Защита состоится 25 мая 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.028.02 при Донском государственном аграрном университете по адресу: 346493, Ростовская область, Октябрьский (с) район, пос. Персиановский, тел., факс – 8-(86360)-3-61-50.

Автореферат диссертации размещен на официальном сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ в сети Интернет: http://vak.ed.gov.ru/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донского государственного аграрного университета

Автореферат разослан «____» апреля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент  Громаков А.А.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Одним из важнейших элементов технологии, влияющим на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур, является система основной обработки почвы и применения удобрений, имеющая широкий диапазон – от традиционной вспашки до нулевой обработки с множеством вариантов безотвальных комбинаций и разных условий минимизации. Основной обработкой почвы можно коренным образом изменить ее профиль и тем самым повысить эффективное плодородие.

Проблема широкого освоения прогрессивных ресурсосберегающих технологий на основе минимальной и даже нулевой обработки почвы с использованием различных почвообрабатывающих и посевных комплексов исключительно актуальна и вместе с тем наименее изучена в условиях Северного Кавказа.

В настоящее время для условий северной зоны Краснодарского края по-прежнему актуальны разработка и совершенствование системы основной обработки почвы, особенно минимальной и нулевой. Значимость исследований, посвященных этому, возрастает еще и потому, что за последние 15 лет появились принципиально новые трактора, сельскохозяйственные машины, новые высокопродуктивные сорта и гибриды, гербициды и другие средства защиты растений отечественного и зарубежного производства, позволяющие повысить эффективность производства сельскохозяйственных культур по энергосберегающим обработкам.

Цель и задачи исследования. Цель исследования – разработка и совершенствование приемов и способов ресурсосберегающей почвозащитной системы основной обработки почвы в 8-польном зернопропашном севообороте на черноземе обыкновенном в северной зоне Краснодарского края, научное обоснование эффективности приемов сохранения и воспроизводства почвенного плодородия, формирования высокой продуктивности возделываемых культур, повышения устойчивости производства продукции в зернопропашном севообороте.

Это потребовало решения следующих задач:

– изучить влияние адаптивных приемов и способов основной обработки почвы на ее агрофизические свойства, плодородие и ветровую эрозию;

– определить засоренность почвы и посевов в зависимости от способов основной обработки, применения преимущественно жидких удобрений при обычном и интенсивном уходе за посевами;

– усовершенствовать приемы уничтожения и подавления однолетних и многолетних сорняков в посевах полевых культур и пожнивной период;

– выявить эффективность приемов и сроков внесения удобрений в зависимости от способов и приемов основной обработки почвы;

– установить влияние способов и приемов основной обработки почвы, применения удобрений, ухода на рост и развитие растений, урожайность культур севооборота;

– дать оценку биоэнергетической составляющей возделывания культур в севообороте при различных способах и приемах основной обработки почвы, применения удобрений и ухода за посевами, а также их экономической эффективности.

Научная новизна. Впервые на черноземе обыкновенном в зоне недостаточного увлажнения в зернопропашном севообороте установлены засоренность почвы и посевов при различных способах и приемах ухода за культурами, формирование их продуктивности, определен хозяйственный баланс гумуса, азота, фосфора и калия в зависимости от количества поступающих в почву послеуборочных растительных остатков, доз и состава удобрений, дана оценка культурам как предшественникам.

Обосновано использование послеуборочных надземных растительных остатков и удобрений для стабилизации уровня плодородия чернозема обыкновенного и продуктивности зернопропашного севооборота.

В условиях зоны недостаточного увлажнения научно обоснована и доказана возможность возделывания сельскохозяйственных культур в зернопропашном севообороте с применением энергосберегающих основных обработок почвы (без вспашки) и эффективных гербицидов, комплексных удобрений на почвах, подверженных ветровой эрозии.

Основные положения, выносимые на защиту:

– отвальная вспашка, минимальная, поверхностная и нулевая основная обработка позитивно влияет на агрофизические свойства почвы, устойчивость ее к ветровой эрозии;

– энергосберегающие обработки, удобрения, гербициды обусловливают пищевой режим и накопление биомассы в почве, способствуют сохранению плодородия зернопропашного севооборота;

– засоренность почвы и посевов предопределяет выбор способов и приемов основной обработки почвы, комбинаций внесения удобрений и ухода за культурами севооборота;

– способы и приемы основной обработки почвы, применения удобрений, ухода за посевами повышают рост, выживаемость растений, урожай и его качество;

– различные способы и приемы основной обработки почвы, применения удобрений и гербицидов увеличивают экономическую эффективность и биоэнергетическую ценность возделываемых культур в севообороте;

– производственная проверка возделывания культур по ресурсосберегающей почвозащитной технологии, в том числе нулевой, свидетельствует о перспективности ее применения.

Практическая значимость. На основании полученных многолетних экспериментальных данных разработаны и усовершенствованы ресурсосберегающие почвозащитные элементы технологии возделывания культур, включающие минимальную, поверхностную и нулевую основную обработку почвы, предложены эффективные способы применения жидких удобрений, уничтожения однолетних и многолетних сорняков. Усовершенствованные и разработанные элементы технологии позволяют рекомендовать производству эффективное применение послеуборочных растительных остатков в сочетании с оптимизацией внесения минеральных удобрений, обеспечивающих устойчивую урожайность культур и стабилизацию плодородия чернозема обыкновенного в зернопропашном севообороте.

Основные положения диссертации включены в рекомендации по индустриальной технологии возделывания подсолнечника на Кубани (1982) и по защите почв от эрозии на Северном Кавказе (1983).

Результаты научных исследований использовались при разработке систем земледелия Краснодарского края, г. Краснодар, 2009 г.

Апробация и реализация результатов исследований. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на научных конференциях Кубанского аграрного университета (1986–1987 гг.), семинаре по индустриальной технологии возделывания масличных культур (ВДНХ, Москва, 1988 г.), в Школе повышения квалификации работников сельского хозяйства при МСХ СССР (1988), Ставропольском НИИ сельского хозяйства (1990), Краснодарском региональном институте агробизнеса (1998–2002 гг.), на зональной научно-практической конференции «Совершенствование систем земледелия в различных агроландшафтах Краснодарского края» (Краснодар, 2004), на краевых и районных совещаниях в Краснодарском крае (1985–2009 гг.) и Ростовской области (1988–2009 гг.).

Результаты исследований использовались при подготовке книг «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, 2002 г.), «Системы удобрения основных полевых культур» (Краснодар, 2001 г.)

Основные положения разработанных адаптивных энергосберегающих приемов и способов основной обработки почвы использовались при подготовке рекомендаций по возделыванию озимой пшеницы, подсолнечника, кукурузы в Краснодарском крае (2000–2005 гг.) и внедрены в хозяйствах северной зоны Краснодарского края, приазовской и южной зонах Ростовской области на площади более 45 тыс. га, о чем свидетельствуют акты внедрения.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 48 печатных работах, в том числе 14 в изданиях, определенных ВАК Минобразования и науки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 330 страницах машинописного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Она включает 14 рисунков, 105 таблиц в тексте и 66 в приложениях. Список использованной литературы включает 493 наименований, в том числе 22 иностранных. Автор признателен и выражает благодарность научному консультанту профессору В.Г. Шурупову, профессору А.С. Найденову, профессору Г.Р. Дорожко за ценные советы при подготовке и оформлении диссертации.

1 НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Приведены сведения о развитии теории и практики основной обработки почвы и ее влияния на водно-физические, эрозионные процессы, применении удобрений под отдельные культуры в севообороте и их влияние на плодородие, засоренность почвы, посевов, а также урожайность.

2 ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОНЫ, МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Климат и условия погоды

В Кущевском районе Краснодарского края, где проводились исследования, по температурному режиму климат является континентальным. Зимой наблюдаются низкие температуры воздуха, лето жаркое и сухое. По многолетним данным метеостанции станицы Кущевской (1978–1992 гг.), для этого агроклиматического района характерны среднегодовая температура воздуха + 9,7 °С, сумма осадков за год – 517 мм, продолжительность безморозного периода – 175–180 дней (таблица 1). В самые холодные месяцы (январь и февраль) среднемесячная температура воздуха за годы исследований опускалась до –5,4–8,7 °С. В самые жаркие месяцы (июль и август) средняя температура воздуха самого жаркого месяца – июля + 22,5 С. Сумма эффективных температур составляет 3200–3315 С.

По обеспеченности влагой район относится к зоне недостаточного увлажнения. Большая часть осадков выпадает в осенне-зимний, в отдельные годы в весенне-летний периоды, гидротермический коэффициент составляет 0,7.

В зимний и весенний периоды часто повторяются ветры, вызывающие пыльные бури.

В период проведения исследования в 1983–1984, 1988–1992 гг. складывались благоприятные условия для развития ярового ячменя, подсолнечника, кукурузы на зерно, суданской травы.

Несколько сельскохозяйственных лет (1979–1980, 1981–1982, 1984–1985 гг.) не имели значительных отклонений по температурному режиму и характеру выпадения осадков. Это способствовало формированию оптимальных урожаев культур зернопропашного севооборота в районе проведения опытов.

В 2000–2006 гг. складывались преимущественно благоприятные погодные условия для возделывания и получения устойчивых урожаев подсолнечника, кукурузы и озимой пшеницы.

В отдельные годы в зимне-весенний период отмечалось усиление ветра до 15–25 м/с. Это способствовало сносу мелкозема с ветроударных участков полей, на которых проводилась отвальная вспашка.

В целом климат района благоприятен для возделывания большинства сельскохозяйственных культур, однако здесь необходимы эффективные мероприятия по накоплению и рациональному расходованию влаги, защите почв и посевов от эрозии и засухи.

2.2 Характеристика почв

Почвенный покров территории, где проводились исследования, представлен обыкновенными малогумусными сверхмощными тяжелосуглинистыми черноземами. Эти почвы распространены и преобладают на Северном Кавказе, в частности, в Краснодарском крае.

Положительной особенностью указанных почв является невысокая плотность сложения, значительная (37–39 %) полевая влагоемкость.

Эти почвы имеют мощный горизонт А – 31–47 см, а общая мощность гумусового слоя (А + В) составляет 120–167 см:

По механическому составу чернозем обыкновенный относятся к тяжелосуглинистым почвам.

Чернозему обыкновенному присущи хорошая оструктуренность пахотного горизонта.

Чернозем обыкновенный имеет высокую водопроницаемость, это способствует хорошему накоплению влаги. Предельная полевая влагоемкость указанной почвы высокая. В пахотном слое она достигает 30,3 %, на глубине 120–130 см – 24,5, от 140 до 200 см – 22,5–22,6 %. Общие запасы влаги весной в метровом слое составляют 345–353 мм, однако на долю доступной воды приходится лишь 45 %.

Содержание гумуса в пахотном слое 4,8–5 %. Общие запасы перегнойных веществ в метровом слое почвы достигают 520 т/га, общего азота в слое (0–30 см) – 0,25 %, количество его наряду с содержанием гумуса постепенно уменьшается. Содержание гидролизуемого азота в слое 0–30 см колеблется от 44 до 57 мг/кг почвы и определяется, главным образом, агротехническими приемами возделывания полевых культур. Такие почвы нуждаются в азотных удобрениях.

Запасы валового фосфора в метровом слое чернозема обыкновенного Краснодарского края составляют 18–20 т/га. В черноземе обыкновенном Кубани доступного для растений фосфора небольшое количество. Углекислородорастворимых фосфатов в пахотном слое содержится 21–23 мг/кг, т.е. доли процента валового фосфора, уксусно-кислорастворимых несколько больше – 118–122 мг/кг, т.е. лишь 8 % общих запасов этого элемента.

Таким образом, фосфорный режим черноземов обыкновенных для растений неблагоприятен.

Содержание валового калия в черноземе обыкновенном Кубани высокое по всему профилю. В пахотном слое его запасы достигают 2,6–2,14 %, на глубине 100–150 мм – 1,8–1,9 %. На долю обменного калия приходится 1,2–1,4 %.

2.3 Схема опытов и методика исследований

Исследования проводились в 1979–1992 и 2000–2006 гг. в стационарном севообороте колхоза «Маяк Коммунизма» и ООО Сельскохозяйственное научно-производственное общество (СХНПО) «Кущевское», расположенных в северной зоне Краснодарского края в соответствии с государственным планом НИР ВНИИМК (№ регистрационного задания 01200113474). Для решения поставленной задачи закладывались полевые многолетние стационарные одно- и 3-факторные опыты методом расщепленных делянок. Исследования проводили полевыми и лабораторными методами.

В звене севооборота общая площадь под изучаемыми вариантами основной обработки почвы составляла 4,5 га. Площадь, где вносились минеральные удобрения и проводился интенсивный и обычный уход, составляла 1,2 га, учетная площадь делянок – 300 м2 при 4-кратной повторности. Размещение вариантов в повторениях систематическое. Повторность во времени 3-кратная.

Чередование культур в зернопропашном севообороте: подсолнечник (1979, 1984, 1985), яровой ячмень (1980, 1985, 1986), кориандр (1981, 1986, 1987), озимая пшеница (1982, 1987, 1988), клещевина (1983, 1988, 1989), яровой ячмень ( 1984, 1989, 1990), кукуруза на зерно (1985, 1990, 1991), суданская трава (1986, 1991, 1992).

Чередование масличных, зерновых культур и суданской травы является типичным для севооборотов северной зоны Кубани.

Приемы и способы основной и допосевной обработки почвы и ухода за посевами включали:

А) основная и допосевная обработка почвы:

  1. лущение стерни (8–10 см), отвальную вспашку (22–24 см), две культивации весной (6–8 см);
  2. лущение стерни (8–10 см), осенняя минимальная обработка (12–14 см) дисковой бороной БДТ-3, две культивации весной (6–8 см);
  3. осенняя нулевая (без обработки). Весна – обработка игольчатой бороной БИГ-3 (8–10 см), две культивации (6–8 см);

4) обработка пропашных предшественников под яровой ячмень, суданскую траву – 2-кратное рыхление (8–10 и 12–14 см), весной – две культивации (6–8 см). Под озимую пшеницу две обработки (8–10 и 12–14 см).

На варианте 3 (нулевая обработка) – применение гербицида 2,4 Д аминная соль (2,0–2,2 л/га) или диалена (2,0 л/га) совместно с реглоном (2,0 л/га) до осеменения сорняков. На других участках первого порядка (1 и 2) – 2,4 Д аминная соль (2,0–2,2 л/га) или диален (2,0 л/га) по куртинам многолетних корнеотпрысковых сорняков.

Б) внесение минеральных удобрений:

  1. осень – поверхностно перед основной обработкой почвы;
  2. весна – одновременно с посевом;
  3. без удобрения.

Удобрения под изучаемые культуры севооборота вносили в следующем количестве: подсолнечник, кориандр, клещевина N40Р60, при этом использовали 1,8 ц/га физического веса ЖКУ марки 10-34-0, что равноценно N18Р60, и дополняли дозу азота за счет карбомидно-аммиачной смеси марки 28-0-0 в количестве 78 кг физического веса.

ЖКУ и КАС вносили осенью опрыскивателями ОП-2000, весной – комбинированным агрегатом.

Под кукурузу, озимую пшеницу, яровой ячмень основные удобрения вносили из расчета N60Р60К60. Под кукурузу хлористый калий вносили осенью. Под зерновые колосовые культуры фосфор и калий вносили осенью под основную обработку почвы. Озимую пшеницу и яровой ячмень подкармливали весной азотом N42;

В) способы ухода за растениями:

1) интенсивный уход. Внесение гербицидов, довсходовое боронование, две междурядные обработки;

2) обычный уход. Довсходовое и повсходовое боронование, две междурядные культивации.

Посев подсолнечника, клещевины и кукурузы на зерно – широкорядный с междурядьями 70 см, кориандра – 45 см. В опытах использовали сорта масличных, зерновых культур и суданской травы, занесенные в Государственный реестр селекционных достижений и допущенных к возделыванию в СевероКавказском регионе.

В 2000–2006 гг. опыты были продолжены в звене изучаемого севооборота следующих культур: подсолнечник – 2001–2003; озимая пшеница – 2002–2004; кукуруза на зерно – 2003–2005; озимая пшеница – 2004– 2006 гг.

Общая площадь делянок первого порядка (вариантов основной обработки почвы) – 3 га. Учётная площадь делянки составляла 500 м2. Повторность 4-кратная, во времени – 3-кратная. Размещение в вариантах повторений – систематическое.

А) Схема опытов включала различную основную обработку почвы под пропашные культуры и озимую пшеницу с внесением удобрений и применением гербицидов.

1. Отвальная вспашка (22–24 см); 2) минимальная (12–14 см); 3) поверхностная (6–8 см); 4) нулевая. На первых двух вариантах – лущение стерни на (8–10 см), варианте 3 – (6–8 см). Смесь гербицидов раундапа (3,5–4 л/га) и банвела (0,1 л/га) по куртинам многолетних сорняков. Вариант 4 – обработка почвы не проводилась, применяли смесь гербицидов раундапа (2–2,5 л/га) и банвела (0,1 л/га) в начале августа и сентябре.

1.1. Допосевная обработка почвы на пропашных культурах. Вариант 1, 2, 3 – культивация 6–8 см. До посева кукурузы на зерно и подсолнечника – раундап (2–2,5 л/га), при второй волне сорняков на подсолнечнике раундап с той же нормой.

2. Озимую пшеницу возделывали по пропашным предшественникам. В опытах изучались: 1) минимальная (10–12 см); 2) поверхностная (6–8 см);
3) нулевая (прямой посев).

2.1. По предшественнику подсолнечник проводили обработку:

– минимальную – дискование (8–10 и 10–12 см), одна предпосевная культивация (6–8 см), посев;

– поверхностную – однократное лущение (6–8 см), посев.

2.2. По предшественнику кукуруза на зерно:

– поверхностная обработка – однократное лущение (6–8 см), посев;

– прямой посев (нулевая обработка).

Б) Удобрения. На варианте 1, 2, 3 – под основную обработку, вариант 4 – при посеве. В опытах использовали ЖКУ 10-34-0, КАС- 28-0-0, аммиачную селитру, и хлористый калий: подсолнечник – N40P60 , озимая пшеница и кукуруза на зерно – N90P60К60, в том числе N80 для подкормки озимой пшеницы весной.

В) Уход. Гербицид харнес (2 л/га) до всходов подсолнечника.

На посевах кукурузы в фазе 4–5 листьев – смесь гербицидов банвела
(0,4 л/га) и базиса (20 г/га).

При необходимости на пропашных культурах проводилась одна междурядная обработка. В отдельные годы десикация посевов подсолнечника и кукурузы на зерно реглоном (2 л/га) при влажности семян 30–35 %. Гербицид банвел (0,2 л/га) применяли в фазу кущения озимой пшеницы, смесь фалькона (0,4 л/га) и Би-58 (1–1,2 л/га) при появлении флагового листа, каратэ (0,2 л/га) в фазу молочно-восковой спелости.

Агротехника в опытах (1979–1992, 2000–2006 гг.)­ соответствовала рекомендациям для производственных посевов возделываемых культур.

Вся побочная продукция возделываемых культур севооборота измельчалась и заделывалась в почву на глубину основной обработки, по нулевой – распределялась на поверхности почвы.

Урожай учитывали сплошным методом путем обмолота зерновых и масличных культур комбайном. Урожай приводили к стандартной чистоте, влажности и пересчитывали на га. Урожайные данные подвергали математической обработке методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1979, 1985).

В летне-осенний период перед каждой обработкой почвы и после учитывали количество и массу стерни по методике, предложенной ВНИИ зернового хозяйства.

Снос почвы ветром определяли методом реперов.

Влажность почвы определяли весовым методом (ГОСТ 28268-89). Влагопроницаемость почвы выявляли весной методом заливки площадок в 3-кратной повторности по каждому варианту основной обработки почвы до посева кориандра.

Плотность сложения почвы устанавливали патронным методом по горизонтам 0–10, 10–20 и 20–30 см при ненарушенном строении. Пробы отбирали перед началом весенне-полевых работ и перед уборкой урожая.

Агрегатный анализ почвы выполняли по методу А.И. Савинова.

Содержание в почве нитратного азота выявляли по Гранваль-Ляжу, подвижные соединения фосфора по методу Б.П. Мачигина. Гумус определяли по методу Л.В. Тюрина (ГОСТ 26213-91).

Содержание в растениях общего азота определяли по методу Къельдаля (ГОСТ 13496.4-93); фосфора и калия – калориметрическим методом (Руководство по анализу кормов: ЦИНАО. М.: Колос, 1982). Отбор растений для анализа производили общепринятым методом.

Биологическую активность почвы определяли методом аппликаций (И.С. Востров и др. (1961)).

В исследованиях 1978–1992 гг. использовали сорта подсолнечника Юбилейный-60; клещевины – Донская крупнокистная; суданской травы – Краснодарская-75; кориандра – Янтарь; озимой пшеницы – Краснодарская 39; ярового ячменя – Темп; кукурузы – гибрид первого поколения Краснодарский 362 СВ; 2001–2006 гг. – сорта подсолнечника – сорт Мастер, озимой пшеницы – сорт Таня; кукуруза на зерно – гибрид первого поколения Краснодарский 194 МВ.

В летне-осенний период и до уборки урожая учет засоренности проводился количественно – видовым методом, во втором случае – с взвешиванием массы.

Густоту стояния растений определяли при полных всходах и перед уборкой полевых культур. На вариантах с механическими способами ухода дополнительно учитывали количество растений, поврежденных в результате боронования.

Масличность семян определяли методом ядерно-магнитного резонанса (ЯМР).

Расчет экономической эффективности основной обработки почвы, применения удобрений и ухода за культурами зернопропашного севооборота проводили по методике экономической оценки агротехнических мероприятий (1967). Расчет биоэнергетической эффективности проводили по методике И.Е. Базарова и Е.В. Глинка (1983), определение баланса гумуса – расчетным путем по культурам севооборота по методике Л.П. Леплявчеко и др. (1989).

3 ВЛИЯНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

3.1 Влажность и влагопроницаемость почвы

Влага – важнейший фактор для роста и развития растений в зонах неустойчивого и тем более недостаточного увлажнения.

Как показали исследования, определяющим фактором накопления продуктивной влаги в слое 0–200 см являлись не столько способы основной обработки почвы, сколько количество осадков, выпавших в осенне-зимний период. Разница по запасам влаги в 1981 и 1984 гг. по вспашке составила более 135,9 мм, 117,3 – по осенней нулевой и 122,1 мм по минимальной основной обработке почвы.

В среднем по севообороту в варианте, состоящем из вспашки под пропашные культуры и минимального рыхления под зерновые колосовые и суданскую траву в слое почвы 0–100 см накапливалось продуктивной влаги 140,1 мм, в 2-метровом слое – 217,2, по энергосберегающим способам и приемам основной обработки почвы в метровом и 2-метровом слое – меньше на 2,5–3,4 мм.

В годы с осадками менее 400 мм различия в ее содержании по всем вариантам основной обработки почвы были незначительными.

В годы с осадками более 600 мм в вариантах с осенней нулевой обработкой под пропашные культуры и минимальной под зерновые колосовые и суданскую траву, минимальной основной под все культуры севооборота доступной влаги накапливалось на 67–87 м больше в метровом слое по сравнению с вариантом, где проводили вспашку под пропашные культуры и минимальное рыхление под зерновые колосовые и суданскую траву.

Весенне-летние осадки существенно влияют на накопление и поддержание доступной влаги в корнеобитаемом слое почвы.

В засушливые годы перед уборкой пропашных культур в опытах доступной влаги было больше в слое 0–100 см при минимальной обработке на подсолнечнике (1979 г.) и по минимальной и осенней нулевой обработке на кукурузе (1990 г.) – 37 и 72 м3. В верхних слоях почвы 0–10, 10–20 и 20–
30 см эти преимущества были менее заметны.

В годы (1991, 1992 гг.) с хорошим весенне-летним накоплением влаги, когда превышение среднемноголетней нормы достигало 39–52 %, преимущество в содержании доступной влаги в метровом слое отмечалось по традиционной вспашке. В целом по всем вариантам основной обработки почвы влаги в метровом слое почвы накапливалось на 21–37 мм больше, чем в годы с дефицитом осадков.

Способы и приемы основной обработки почвы на пропашных культурах слабо влияли на показатели продуктивной влаги в метровом слое (таблица 1). В варианте с отвальной вспашкой в слое 0–100 см в среднем содержалось 51,5 мм доступной влаги, по энергосберегающим обработкам почвы на 14–15 м больше.

В целом по изучаемому севообороту перед уборкой сельхозкультур, которые возделывались при различной основной обработке почвы, не отмечено отрицательного влияния энергосберегающих обработок на количество продуктивной влаги в почве. В слое почвы 0–30 см в среднем по севообороту содержалось доступной влаги 17,1–18,4 мм, в метровом слое почвы 58,6–59,6 мм.

В вариантах опытов с осенней нулевой обработкой под пропашные культуры и минимальным рыхлением под зерновые колосовые и суданскую траву перед уборкой отмечено снижение количества продуктивной влаги в слое почвы 0–30 см на 5–7 % по сравнению с другими изучаемыми приемами и способами основной обработки почвы в зернопропашном севообороте.

Таблица 1 – Влияние способов и приемов основной обработки почвы на содержание продуктивной влаги перед уборкой, мм (среднее за 1979–1992гг.)

Культуры

Вспашка под пропашные, минимальная - под зерновые колосовые и суданскую траву

Минимальная обработка под все культуры севооборота

Осенняя нулевая под пропашные, минимальная под зерновые колосовые и суданскую траву

Слой почвы, см

0–30

0–100

0–30

0–100

0–30

0–100

Подсолнечник

11,2

32,3

13,3

34,7

15,0

40,0

Яровой ячмень

20,0

79,6

18,5

77,4

13,6

71,0

Кориандр

13,3

60,0

12,4

62,5

10,7

58,2

Озимая пшеница

27,7

79,9

25,8

78,0

22,8

76,9

Клещевина

26,7

69,1

26,5

68,5

27,1

67,8

Яровой ячмень

16,5

61,8

15,6

64,0

15,8

63,6

Кукуруза на зерно

20,2

44,7

21,1

45,9

22,0

45,9

Суданская трава

11,5

46,7

10,4

46,0

9,7

45,6

Среднее по севообороту

18,4

59,3

18,0

59,6

17,1

58,6

Отклонение, мм

0

0

-0,4

+0,3

-1,3

-0,7

Определение влажности почвы в звене севооборота весной и перед уборкой в опытах 2000–2006 гг. показало, что применение под подсолнечник, кукурузу на зерно и озимую пшеницу различной основной обработки почвы не приводило к значительным изменениям показателя влажности в слое 0–100 см.

Содержание продуктивной влаги весной в слое 0–100 см в среднем на пропашных культурах составило по вариантам: нулевому, поверхностному, минимальному и по отвальной вспашке 163,4; 166,6; 168,1; 171,0 мм. На посевах озимой пшеницы при возобновлении весенней вегетации продуктивной влаги содержалось 161,1–165,7 мм.

Перед уборкой в метровом слое почвы продуктивной влаги под озимой пшеницей было 49,2 мм, подсолнечником – 57,5. При этом основное влияние на ее содержание оказывали не способы основной обработки почвы, а количество выпадающих осадков в весенне-летний период.

Таким образом, на черноземе обыкновенном замена отвальной вспашки (22–24 см) на минимальное рыхление (12–14 см) и осеннюю нулевую обработку, а также их чередование с минимальной основной обработкой почвы за полную ротацию севооборота не привели к отрицательным показателям. Влажность почвы в слоях 0–200 см весной, 0–100 см перед уборкой изучаемых культур была практически одинаковой.

В многофакторном полевом опыте при проведении исследований не выявлено существенного влияния способов и приемов обработки почвы на впитывание влаги перед посевом кориандра.

Впиталось влаги за три часа при вспашке ­– 102 мм, минимальной обработке – 101, без обработки – 99 мм.

Следовательно, энергосберегающие обработки почвы не оказали отрицательного влияния на влагопроницаемость обыкновенного чернозема.

3.2 Характеристика слоя почвы 030 см после обработки

Структура – один из важнейших факторов плодородия почвы, так как во многом определяет водный и воздушный режимы.

Большое значение в структурообразовании играют пожнивно-корневые остатки и минеральные удобрения.

За годы проведения опытов количество структурных агрегатов диаметром 10 – 5 мм в слое 0–30 см весной в вариантах основной обработки почвы было примерно одинаковым.

В варианте, где под пропашные культуры проводилась осенняя нулевая обработка и минимальное рыхление под зерновые колосовые, почвенные агрегаты диаметром 10 – 5 мм в слое 0–30 см составляли 40 %, что на 4–5 % больше, чем по другим вариантам основной обработки почвы под пропашные и колосовые культуры.

В варианте с осенней нулевой основной обработкой под кориандр указанных почвенных фракций было на 1,6 раза больше, чем по вспашке и минимальному рыхлению, что, по нашему мнению, связано с ранней подготовкой почвы.        

После нескольких лет чередования отвальной вспашки и минимальной обработки, осенней нулевой и минимальной также проявлялась тенденция увеличения почвенных частиц диаметром 10 – 5 мм на 4 и 5-й культуре севооборота.

Агрономически ценные фракции 3–0,25 мм в диаметре (более 50 %) преобладали на большинстве делянок изучаемых культур (рисунок 1). На посевах кориандра указанный показатель был ниже и составлял по осенней нулевой обработке 45,5 %. Однако это не сказалось отрицательно на агрофизических свойствах почвы. Энергосберегающие способы основной обработки почвы, применяемые под культуры севооборота, не показали существенных различий по содержанию почвенных фракций (3–0,25 мм) в сравнении со вспашкой. За ротацию севооборота применение различных способов и приемов основной обработки почвы и их чередований способствовало уменьшению количества пылеватых частиц (менее 0,25 мм) в слое 0–30 см.

Рисунок 1 – Содержание почвенных агрегатов размером 3–0,25 мм в слое 0–30 см весной при различных вариантах основной обработки почвы (среднее за 1980-1991 гг.): 1 – яровой ячмень; 2 – кориандр; 3 – озимая пшеница; 4 – клещевина; 5 – кукуруза на зерно

По изучаемым вариантам основной обработки весной в почве содержалось пылеватых частиц (менее 0,25 мм) 4,5–6,8 %.

Большое практическое значение имеет наличие пылеватых частиц размером менее 0,25 мм в слое почвы 0–10 см, так как это придает ей устойчивость к ветровой эрозии.

Таким образом, исследования показывают, что у чернозема обыкновенного при проведении вспашки под пропашные и минимальном рыхлении под зерновые колосовые, осенней нулевой обработки почвы под пропашные и минимальной под зерновые колосовые, а также при использовании только минимального рыхления под все культуры севооборота структурный состав почвы слоя 0–30 см мало изменялся и содержал преимущественно фракции диаметром менее 10 и более 0,25 мм. Содержание пылеватых частиц менее 0,25 мм на посевах зерновых и пропашных культур не превышало придельного уровня 13–15 %.

Особенно остро на физические свойства почвы реагируют черноземы. Равновесная плотность почвы, или плотность естественного сложения, практически редко соответствует оптимуму.

Сопоставляя показатели оптимальной и равновесной плотности почвы, можно с помощью обработки создавать необходимую плотность посевного и корнеобитаемого слоев почвы с учетом требований растений на каждом поле: в одних случаях рыхлением, в других – уплотнением.

Максимально предельная величина плотности обыкновенных предкавказских черноземов колеблется от 1,17 г/см3 в верхнем 10-сантиметровом слое до 1,26–1,28 г/см3 на глубине 10–30 см.

Как свидетельствуют данные  исследований плотность сложения в слое 0–30 см до посева и перед уборкой при различных вариантах основной обработки почвы изменялась незначительно.

На варианте с отвальной вспашкой плотность сложения слоя 0–10 см практически не изменялась и составила 0,99–1,00 г/см, в слое 10–20 см изменялась от 1,05 до 1,10 г/см. На поле подсолнечника в слое почвы 20–30 см плотность сложения почвы составила 1,09 г/см. На посевах кориандра и клещевины наблюдалось увеличение этого показателя до 1,16 и 1,19 г/см. На опытных делянках под кукурузой на зерно плотность сложения почвы не превышала 1,13 г/см.

На нулевом варианте без осенней обработки почвы отмечалось увеличение плотности сложения почвы в слое 0–10 см на 0,04 г/см, в слое 10–20 см – на 0,06 по сравнению со вспашкой. Максимальный показатель плотности сложения почвы слоя 20–30 см на делянках кориандра и кукурузы на зерно не превышал 1,20 г/см3, на варианте с клещевиной – 1,23 г/см (таблица 4).

Плотность сложения почвы весной по вспашке и минимальному рыхлению в слое 0–10 см составила 0,99–1,01 г/см и 1,00–1,03 г/см по осенней нулевой. На варианте с энергосберегающими основными обработками в звене севооборота подсолнечник – яровой ячмень и клещевина – яровой ячмень для слоя 20–30 см она была 1,19–1,23 г/см, что несколько больше, чем по пропашным культурам, а на делянках, предназначенных для посева ярового ячменя и суданской травы, колебалась от 1,11 до 1,23 г/см, что соответствует оптимальным значениям.

На посевах озимой пшеницы последействие основной обработки предшественника не оказало заметного влияния на плотность сложения почвы.

Перед посевом озимой пшеницы плотность сложения слоя почвы 0–
10 см не превышала 1,02 г/см. При этом заметнее проявлялось последействие способа и глубины основной обработки почвы в звене севооборота. Применение под кориандр осенней нулевой обработки и минимального рыхления под озимую пшеницу, увеличивало ее в слое 10–20 см до 1,24 г/см, что больше на 0,04 г/см варианта, где вспашка чередовалась с минимальной обработкой, и на 0,03 г/см по сравнению с вариантами, где в звене севооборота проводились только минимальные обработки.

На опытных делянках с энергосберегающими обработками плотность сложения почвы в слое 20–30 см достигала 1,28 г/см.

Весной на всех вариантах основной обработки почвы в звене севооборота кориандр – озимая пшеница в слоях 10–20 и 20–30 см наблюдалось незначительное разуплотнение почвы на 0,06–0,12 г/см, что было связано с промерзанием почвы и формированием в слое 0–30 см равновесной плотности.

В целом по севообороту среднее значение плотности сложения почвы в зависимости от способов и приемов основной обработки почвы не превышало 1,12 г/см. Наименьшим (1,07 г/см) этот показатель был на варианте, где применяли вспашку под пропашные культуры и минимальную обработку под зерновые колосовые и суданскую траву.

В зернопропашном севообороте на озимой пшенице, клещевине, яровом ячмене происходило увеличение плотности сложения почвы слоя 0–
30 см до посева культур по всем вариантам основной обработки почвы. Больше по энергосберегающим вариантам. Показатели плотности в этот период не превышали равновесной величины.

В изучаемом севообороте, с учетом действия и последействия способов основной обработки почвы, среднее значение показателя плотности сложения почвы колебалось от 1,17 до 1,22 г/см (таблица 2).

Таблица 2 – Влияние способов и приемов основной обработки почвы на плотность сложения слоя 0–30 см перед уборкой, г/см

Культуры севооборота, годы

Варианты основной обработки почв

1

2

3

Подсолнечник 1979, 1984, 1985

1,24

1,28

1,28

Яровой ячмень 1980, 1985, 1986

1,15

1,17

1,19

Кориандр 1981, 1986, 1987

1,13

1,16

1,18

Озимая пшеница 1982, 1987, 1988

1,17

1,22

1,24

Клещевина 1983, 1988, 1989

1,15

1,19

1,21

Яровой ячмень 1984, 1989, 1990

1,14

1,16

1,17

Кукуруза на зерно 1985, 1990, 1991

1,16

1,19

1,22

Суданская трава 1986, 1991, 1992

1,21

1,23

1,24

Среднее по севообороту

1,17

1,20

1,22

Примечание. 1 – вспашка под пропашные, минимальная под зерновые колосовые и суданскую траву; 2 – минимальная основная обработка под все культуры севооборота; 3 – осенняя нулевая под пропашные, минимальная под зерновые колосовые и суданскую траву.

Некоторое увеличение показателей плотности почвы в слое 0–30 см наблюдалось перед уборкой пропашных культур и суданской травы по всем вариантам основной обработки почвы. Однако фактические показатели плотности почвы не превышали предельно допустимых

Таким образом, вспашка почвы (22–24 см), осенняя нулевая и минимальная обработка (12–14 см) под пропашные культуры, а также минимальное рыхление (12–14 см) под зерновые колосовые и суданскую траву не привели к увеличению плотности сложения чернозема обыкновенного как под отдельными культурами, так и за ротацию зернопропашного севооборота. В слоях почвы 0–10, 10–20 и 20–30 см полученные данные не превышали предельно допустимых значений.

4 ОСНОВНАЯ ОБРАБОТКА И ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ

Одним из факторов, влияющих на урожайность полевых культур, является пищевой режим почвы, а от приемов обработки зависит способность почвы к накоплению питательных веществ.

При механическом воздействии на почву можно изменить ее физические свойства, отношение к воде и к воздуху, а следовательно, в какой-то мере и ее химические свойства.

В интенсивном земледелии, несмотря на применение химических и органических удобрений, роль обработки почвы в оптимизации ее пищевого режима не потеряла своего значения.

4.1 Удобрения и пищевой режим почвы

Максимальное содержание подвижных форм основных элементов питания в почве отмечено на тех опытных делянках, где под пропашные культуры применялась осенняя нулевая, а под зерновые колосовые и суданскую траву – минимальная основная обработки почвы (таблица 3).

Таблица 3 – Содержание подвижных форм азота, фосфора и калия
при различных способах основной обработки почвы за ротацию севооборота

Основная обработка почвы

Срок определения

NO3

P2O5

K2O

Вспашка на 22–24 см, контроль

Перед закладкой опыта, 1985

26

повышенная

30

средняя

294

средняя

Вспашка под пропашные. Минимальная – под зерновые культуры и суданскую траву

За ротацию севооборота, 1992

35

высокая

33

повышенная

365

повышенная

Минимальная основная обработка почвы под все культуры севооборота

» »

39

высокая

37

повышенная

372

повышенная

Осенняя нулевая под пропашные. Минимальная под колосовые и суданскую траву

» »

40

высокая

39

повышенная

384

повышенная

Примечание. В числителе – содержание подвижных форм элементов питания, в знаменателе – группировка почв по содержанию подвижных форм элементов питания.

Энергосберегающие основные обработки почвы в сочетании с минеральными удобрениями, пожнивными и корневыми остатками, преимущественно расположенными в слое 0–14 см, способствовали увеличению содержания нитратного азота на посевах ярового ячменя, кориандра и кукурузы на зерно (38–46 мг/кг почвы), на посевах озимой пшеницы этот показатель был наивысшим – 49 мг/кг почвы.

При этих способах обработки увеличилось содержание подвижного фосфора в почве под культурами севооборота на 10 % и более, обменного калия – на 3. Минимальные обработки почвы под все культуры севооборота способствовали накоплению в почве подвижных форм азота, фосфора и калия, но их содержание несколько уступало варианту, где применялась осенняя нулевая обработка под пропашные культуры.

При закладке опыта на контроле (ежегодная вспашка на 22–24 см) нитратного азота содержалось 26 мг/кг почвы в слое почвы 0–30 см, подвижного фосфора – 30 и обменного калия 294 мг/кг почвы.

4.2 Влияние растительных остатков на пищевой режим

Наблюдения показали, что убыль массы ткани, характеризующая биологическую активность почвы при осенней нулевой и минимальной обработке, была в 2,0–2,3 раза больше, чем при вспашке.

Важным представляется содержание гумуса при различной основной обработке почвы, использовании удобрений, пожнивных и корневых остатков за ротацию зернопропашного севооборота (таблица 4).

Таблица 4 – Содержание гумуса за ротацию севооборота при различных способах и приемах основной обработки почвы, применении удобрений, %

Основная обработка почвы

Срок определения

Слой почвы, см

Отклонение от контроля

0–10

10–20

20–30

0–30

Ежегодная вспашка

(22–24 см) (контроль)

Перед закладкой опыта, 1985 г.

4,29

4,31

4,24

4,28

0

Чередование вспашки (22–24 см) с минимальной обработкой (12–14 см)

За ротацию севооборота, 1992 г.

4,38

4,32

4,28

4,33

+0,05

Ежегодная минимальная обработка (12–14 см)

» »

4,47

4,45

4,31

4,41

+0,13

Чередование осенней нулевой обработки с минимальной обработкой (12–14 см)

» »

4,50

4,46

4,30

4,42

+0,14

Примечание. Под подсолнечник, кориандр, клещевину вносили удобрения, N40P60 кг/га/д.в., зерновые колосовые, кукурузу на зерно N60P60K60 кг/га/д.в., под суданскую траву удобрения не вносились.

За полную ротацию севооборота чередование отвальной вспашки и минимального рыхления, а также осенней нулевой обработки и минимального рыхления или ежегодного минимального рыхления под культуры севооборота не снизило содержание гумуса в почве изучаемого севооборота. Уменьшение числа оборотов пласта в сочетании с применением удобрений, пожнивных остатков способствовало некоторому увеличению содержания гумуса в почве на 0,05–0,14 %.

Таким образом, применение энергосберегающих приемов и способов основной обработки почвы при ежегодном применении преимущественно жидких удобрений, использовании растительных остатков культур севооборота положительно сказалось на пищевом режиме почвы, способствовало увеличению содержания в почве подвижных форм азота, фосфора и калия, положительно влияло на микробиологическую активность почвы, создало оптимальные условия для сохранения и даже некоторого увеличения гумуса в слое почвы 0–30 см.

5 БИОЛОГИЗАЦИЯ И СОХРАНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ В СЕВООБОРОТЕ

5.1 Биомасса растительных остатков при различных способах
и приемах основной обработки почвы

Биологизация – одно из перспективных направлений в земледелии. Наиболее устойчиво она проявляется в хозяйствах, достигших высокого уровня интенсификации земледелия.

Общеизвестно, что использование растительно-корневых остатков позволяет сократить расходы на применение органических удобрений (навоза), свести к минимуму энергетические затраты.

Наличие в растительных остатках макро- и микроэлементов и других веществ объясняет их высокую биологическую ценность при внесении в почву.

Разложение растительных остатков в почве всегда происходит с участием микроорганизмов.

Поверхностная заделка растительных остатков при минимальной основной обработке усиливает биологическую фиксацию азота, поскольку все виды органических удобрений положительно воздействуют на процесс азотофиксации.

Из общей массы растительных остатков масличных, зерновых культур и суданской травы 49–52 % приходилось на побочную продукцию, более 33 – на корневые остатки. Наибольшее количество корневых остатков накапливалось в посевах кукурузы на зерно и суданской травы – 5,4 и 9,6 т/га.

5.2 Баланс гумуса в зернопропашном севообороте

Сохранение и накопление органического вещества (гумус) в почве зависит от основной обработки почвы, севооборота, применения минеральных удобрений и других факторов (таблица 5).

Таблица 5 – Баланс гумуса по культурам севооборота при различной основной обработке почвы (среднее за 1979–1992 гг.), ц/га

Культура

Урожайность, ц/га

Минерализация гумуса, ц/га

Накопление пожнивно- корневых остатков, ц/га

Накопление гумуса в почве, ц/га

Баланс гумуса, ц/га

Вспашка под пропашные. Минимальная под зерновые культуры и суданскую траву

Подсолнечник

22,3

19,6

86,3

12,5

-7,1

Яровой ячмень

31,0

9,8

71,2

14,2

+4,4

Кориандр

12,1

10,6

53,8

8,1

-2,5

Озимая пшеница

44,2

16,1

115,7

23,1

+7,0

Клещевина

12,6

11,5

54,3

8,3

-3,2

Яровой ячмень

36,8

11,6

79,3

15,9

+4,3

Кукуруза на зерно

60,9

26,8

162,4

24,4

-2,4

Суданская трава

630/126

29,2

126,9

25,4

-3,8

Итого по варианту

135,2

749,9

131,9

-3,3

Минимальная основная обработка почвы под все культуры севооборота

Подсолнечник

22,7

18,4

87,7

13,2

-5,2

Яровой ячмень

30,4

9,6

70,5

14,1

+4,5

Кориандр

11,8

9,6

52,7

7,9

-1,7

Озимая пшеница

45,3

16,5

117,4

23,5

+7,0

Клещевина

12,4

10,4

54,7

8,2

-2,2

Яровой ячмень

37,0

11,7

79,6

15,9

+4,2

Кукуруза на зерно

59,1

23,9

158,6

23,8

-0,1

Суданская трава

680/136

31,5

135,9

27,2

-4,3

Итого по варианту

131,6

757,1

133,8

+2,2

Осенняя нулевая под пропашные. Минимальная под колосовые и суданскую траву

Подсолнечник

21,9

16,5

85,1

12,8

-3,7

Яровой ячмень

30,5

9,6

70,5

14,1

+4,5

Кориандр

9,4

7,1

45,1

6,8

-0,3

Озимая пшеница

45,6

16,5

117,3

23,5

+7,0

Клещевина

11,6

9,1

52,1

7,8

-1,3

Яровой ячмень

37,2

11,7

79,9

15,9

+4,2

Кукуруза на зерно

49,2

18,5

136,5

20,5

+2,0

Суданская трава

570/114

26,4

116,1

23,2

-3,2

Итого по варианту

115,4

702,6

124,6

+9,2

       

Возделывание пропашных культур по отвальной вспашке, зерновых колосовых и суданской травы – по минимальной основной обработке почвы приводило к более активной минерализации гумуса в почве, показатель которого за ротацию севооборота составил 135,2 ц/га. С урожаем полевых культур в почву поступило до 750 ц/га растительных остатков, что равноценно образованию гумуса в количестве 131,9 ц/га. В данном варианте основной обработки почвы за ротацию севооборота сложился отрицательный баланс гумуса – 3,3 ц/га. Это объясняется тем, что пропашные культуры в изучаемом севообороте возделывались по вспашке, а это способствовало высокой минерализации органических веществ и приводило к формированию отрицательного баланса гумуса от –2,4 до –7,1 ц/га.

Минимальная основная обработка почвы под все культуры севооборота снизила минерализацию гумуса за ротацию севооборота на 2,7 %. При проведении осенней нулевой обработки под пропашные культуры и минимальной основной обработки почвы под колосовые и суданскую траву показатель минерализации уменьшился на 14,7 % по сравнению с вариантом, где вспашка чередовалась с минимальным рыхлением.

Возделывание полевых культур по энергосберегающим основным обработкам почвы формировало положительный расчетный баланс гумуса за ротацию севооборота (по расчетам с использованием уравнений регрессии), который составил суммарно +2,2 и +9,2 ц/га.

Применение энергосберегающих основных обработок почвы за ротацию севооборота способствовало не только сохранению гумуса (4,28 %) в слое 0-30 см, по сравнению с вариантом, где применялась отвальная вспашка под пропашные и минимальная основная обработка почвы под зерновые колосовые культуры и суданскую траву.

Таким образом, применение осенней нулевой и минимальной основной обработок почвы, использование минеральных удобрений создавало благоприятные условия для снижения уровня минерализации гумуса, а также обеспечило поддержание положительного баланса органического вещества в почве.

5.3 Стерня как фактор защиты почвы от эрозии

В северной зоне Краснодарского края за последние 30 лет пыльные бури различной интенсивности повторялись 7 раз.

Усилению ветровой эрозии способствуют частые промерзания и оттаивания почвы в зимний период.

Среди почвозащитных мероприятий важное значение имеет основная обработка почвы с оставлением стерни на ее поверхности. Поверхностные обработки, а также нулевая обработка защищают почву от выдувания.

Более надежно защищает от дефляции стоящая и наклонная стерня в совокупности с лежащей.

Учитывая, что вопрос о почвозащитной роли стерни до конца не решен, нами проводились наблюдения и учет пожнивных остатков при различных обработках почвы, выяснялась их роль в защите пашни от эрозии.

В зависимости от орудий, используемых для основной обработки почвы, количество стерни и ее положение на поле было различным.

За годы исследований перед уборкой колосовых культур насчитывалось от 445 до 560 стеблей на 1 м2. После двукратного дискования 8–10 и 12–
14 см перед уходом в зиму сохранялась треть стерни и массы от ее первоначального количества.

По осеннему нулевому фону стерня сохранялась полностью и находилась в вертикальном или наклонном положении.

5.4 Зависимость эрозии почвы от скорости и продолжительности ветра

Растительный покров обладает способностью многократно уменьшать либо полностью предотвращать ветровую эрозию почвы. В настоящее время использование противоэрозионной роли растительного покрова возрастает из экологических соображений.

За период 1984–1991 гг. неоднократно проявлялись пыльные бури различной интенсивности. При этом по вспашке суммарно было снесено 89 т/га, минимальной обработке 24 т/га почвы. По осенней нулевой обработке во все годы исследований сноса почвенных частиц не наблюдалось.

В 2000–2006 гг. неоднократно создавались условия для проявления ветровой эрозии в феврале, марте и апреле месяце. В отдельные периоды 1–3 дня скорость ветра достигала 20–26 м/с. В результате на делянках с отвальной вспашкой отмечался снос почвенных частиц с суммарным показателем 26 т/га. На фонах с минимальной обработкой он составил 5 т/га. По поверхностной и нулевой обработке почвы с наличием стерни на поле проявление ветровой эрозии не наблюдалось.

Исследования и производственная проверка показали, что на черноземе обыкновенном в условиях северной зоны Краснодарского края эффективной мерой борьбы с ветровой эрозией верхнего слоя почвы в зернопропашном севообороте являются пожнивные остатки и их положение на пашне, а также количество ветроустойчивых агрегатов в верхнем слое почвы. Наличие 100 и более шт. стерни на 1 м, по наблюдениям, было достаточным, чтобы защитить почву от сноса при скорости ветра 13–16 м/с.

6 ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ И ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ, УДОБРЕНИЙ, УХОДА НА ЗАСОРЕННОСТЬ ПОЧВЫ И ПОСЕВОВ

6.1 Влияние засоренности посевов на урожайность подсолнечника

Многие хозяйства северной зоны Краснодарского края практикуют проведение плоскорезной основной обработки почвы под подсолнечник. В связи с этим нами в 1978–1979 гг. был проведен поисковый полевой опыт

При слабой и средней засоренности (30 шт./м сорняков) снижение показателей структуры урожая было незначительным. Увеличение количества однолетних и многолетних сорняков до 45–50 шт./м2 снижало вес семян подсолнечника с одного растения на 14–15 %, а наличие в посеве 81 и более сорняков – на 20. Масса 1000 семян снижалась с увеличением засоренности посевов. Масличность семян колебалась незначительно и составила от 54,9 до 54,4 %.

За годы наблюдений засоренность взлущенных делянок была значительно ниже, чем без этой обработки. Однолетних сорняков в первом случае насчитывалось 26 шт./м, во втором – в 2,2 раза больше. Это объясняется тем, что на необработанных опытных участках для прорастания семян сорняков в слое почвы (0–10 см) скла­дывались благоприятные условия. Данный слой почвы был в состоя­нии равновесной плотности (1,10–1,15 г/см3), что обеспечивало хоро­ший контакт семян с почвенными частицами в течение длительного перио­да как до уборки колосового предшественника, так и после ее заверше­ния.

За годы исследований в пожнивной период, по наблюдениям и учетам, прорастало 7–8 видов сорняков, а также падалица колосовых культур и кориандра.

На опытных делянках, где не проводилось лущение стерни, многолетников в среднем насчитывалось в 2 раза больше. В условиях северной зоны Краснодарского края некоторые виды сорняков в пожнивной период успевают сформировать полноценные семена, что подтверждается данными.

Исследования показали, что способы основной обработки почвы оказывают огромное влияние на засорение почвы сорняками весной (рисунок 2).

Рисунок 2 – Количество сорняков до посева пропашных культур в зависимости от способов основной обработки почвы и применении удобрений (среднее за 1979-1991 гг.), шт./м

Так, при минимальной обработке почвы (12–14 см) число сорняков возрастало в 1,6 раза, при осенней нулевой обработке – в 2 раза по сравнению с отвальной вспашкой (22–24 см). Засоренность многолетними сорняками на энергосберегающих обработках почвы также увеличилась более чем в 2 раза.

Внесение удобрений под основную обработку почвы увеличивало число сорняков по всем изучаемым вариантам.

6.2 Механическое уничтожение сорняков в посевах пропашных культур (безгербицидный уход)

На посевах пропашных культурах без применения гербицидов, по наблюдениям, наибольшее количество однолетних сорня­ков было на удобренных фонах с применением энергосберегающих обработок почвы, меньшее – по отвальной вспашке. Боронование посевов до всходов снижало число однолетних сорняков на 95–96% по вспашке, по минимальной и осенней нулевой обработке – на 76–86.

За период наблюдений по энергосберегающим основным обработкам почвы с примене­нием удобрений численность сорняков была на 51–62 % больше, чем по вспашке.

Удобрения на опытных делянках увеличивали количество сорняков на 11–25 % по отвальной вспашке и на 10–31 – по минимальному рыхлению. По осенней нулевой обработке при общей высокой засоренности почвы
(156 шт./м2 однолетних сорняков) применение удобрений увеличивало их число на 17–32 %.

Повсходовым боронованием пропашных культур, возделываемых по вспашке, уничтожалось 84–85, по минимальной обработке – 81–82 и осенней нулевой – 79–81 % однолетних сорняков.

Междурядные обработки посевов уничтожали 62–66 % однолетних сорняков по отвальной вспашке, 62–65 – по осеннему нулевому варианту и 63–70 % по минимальному рыхлению. При этом подрезалось 55–75 % многолетних сорняков.

Количество однолетних сорняков (амброзия полыннолистная, канатник теофраста, гречишка вьюнковая, щирица запрокинутая, мышей сизый) было различным при разноглубинной основной обработке почвы и внесении удобрений.

Засоренность посевов пропашных культур перед их уборкой при применении удобрений составила на делянках кукурузы и клещевины 33–70 шт./м, при их массе 448 и 505 г/м.

При возделывании кориандра и клещевины по осенней нулевой обработке почвы количество сорняков в посевах достигало 65–84 шт./м при их массе 441 и 1084 г/м2. Число однолетних и многолетних сорняков в опытах по минимальной обработке почвы с удобрениями за ротацию севооборота в среднем составило 65 шт./м, в том числе по кукурузе на зерно – 61, кориандру – 68, при их массе 608 и 462 г/м2.

На неудобренных делянках опыта по всем вариантам основной обработки почвы сорняков насчитывалось на 12–47 % меньше по количеству и на 9–40 % по весу на каждом квадратном метре.

Было также установлено, что количество сорных растений перед уборкой в посевах пропашных культур мало зависело от сроков внесения удобрений. Самая высокая засоренность посевов отмечалась при осенней нулевой обработке почвы (84–92 шт./м), более низкая – по отвальной вспашке (33–
70 шт./м).

Аналогичные результаты получены по массе сорняков на единицу площади, причем при весеннем внесении удобрений масса сорных растений (г/м) была выше, чем при осеннем (таблица 6). При локально-ленточном способе внесения удобрений сорные растения, как и культурные, лучше росли и развивались.

Из таблицы 6 видно, что на опытных делянках, где не вносились удобрения (контроль), количество сорняков по отвальной вспашке составило
41 шт./м2 при их массе 336 г/м2, на вариантах с осенней нулевой обработкой почвы засоренность опытных участков была на 36 %, а масса сорняков на
37 – выше. По минимальной обработке без внесения удобрений засоренность опытных посевов однолетними сорняками превышала контроль по количеству и их массе на 18 %.

Таблица 6 – Количество и масса сорняков в посевах пропашных культур в зависимости от способов и приемов основной обработки почвы, сроков внесения удобрений и обычного ухода (среднее за 1979-1991 гг.)

Основная обработка почвы

Сорняки, всего

В том числе многолетники

отклонения за счет

обработки почвы

удобрений

обработки почвы

удобрений

осень

весна

осень

весна

Отвальная вспашка

22–24 см

41

336

55

391

58

478

0,9

50

1,9

16

1,3

41

Минимальная

50

413

67

444

62

703

1,8

69

1,8

24

2,8

92

Осенняя нулевая

64

537

81

725

77

905

1,9

64

1,9

65

2,8

89

Примечание. В числителе – количество сорняков (шт./м2), в знаменателе – масса сорняков (г/м2).

Применение минеральных удобрений весной также увеличивало засоренность посевов многолетними сорняками: по осенней нулевой обработке их численность в среднем составляла 2,8 шт./м2, а масса – 89 г/м2.

При минимальном поверхностном рыхлении почвы применение удобрений увеличивало засоренность посевов на 19–25 %, при этом масса сорняков возрастала в 1,4 раза, особенно при весеннем применении удобрений.

По отвальной вспашке сроки внесения удобрений не оказали существенного влияния на общее количество сорняков, а их численность увеличилась по сравнению с неудобренными делянками на 26–29 %. При локально-ленточном внесении удобрений наблюдалось заметное увеличение массы сорняков: 87 г/м2 по отвальной вспашке, 180 и 259 г/м2 по осенней нулевой и минимальной основной обработке почвы. На энергосберегающих вариантах обработки почвы осеннее поверхностное внесение удобрений увеличивало засоренность посевов в 1,1–1,8 раза в сравнении с отвальной вспашкой. Припосевное внесение удобрений также приводило к увеличению массы сорняков на 142, 290 и 368 г/м2 по всем вариантам основной обработки почвы по сравнению с неудобренными делянками.

Припосевное локально-ленточное внесение удобрений также способствовало росту и развитию многолетних сорняков, особенно на вариантах опыта, где применялись энергосберегающие обработки почвы.

Предпосевная культивация, до- и повсходовые боронования, междурядные культивации на фоне энергосберегающих осенних обработок почвы не уменьшали количество сорняков до уровня, не оказывающего отрицательного влияния на продуктивность культурных растений.

После уборки колосовых культур (1983) также проводился подсчет количества семян сорных растений в почве.

В слое 0–30 было обнаружено около 11 тыс. шт./м семян различных сорняков, при этом они распределялись в почве неравномерно. В слое почвы 0–10 см располагалось около 4 тыс. шт. (34 %), в слое 10–20 см – 4 (36 %), в слое 20–30 см – 3 тыс. шт., или 28 % от общего коли­чества семян сорняков.

Наибольший процент содержания семян сорных растений приходился на щирицу обыкновенную – 28, дискурению софьи – 16, марь белую – 15, щетинники – 12, остальные 29 % представляли другие виды семян.

Таким образом, даже на высокоокультуренных полях имеются большие запасы семян сорных растений в пахотном слое. При отвальной вспашке семена сорняков распределяются по всему пахотному слою. На опытных делянках, где пропашные культуры возделывались только с применением механического ухода, засорение почвы происходило по всем основным способам обработки почвы. За ротацию севооборота (1983–1991 гг.), как показали подсчеты, количество семян сорных растений заметно изменилось по сравнению с 1983 г. На вариантах, где применялись энергосберегающие почвозащитные основные обработки почвы, количество семян сорных растений было наибольшим.

За период проведения исследований основные способы обработки почвы в севообороте (отвальные и безотвальные) чередовались по глубине, различным уходам, что ска­залось на количестве семян сорняков и их распределении в слое почвы 0–30 см.

При чередовании отвальной вспашки с минимальной обработкой запасы семян сорняков в почве увеличились в 1,5 раза и составили 17 тыс. шт./м2 в слое 0–30 см. Разноглубинные основные обработки почвы (22–24 и 12–
14 см) способствовали заделке семян сорняков на различную глубину.

При чередовании отвальной вспашки и минимальной обработки почвы (1991) количество семян сорных растений в слое 0–10 см достигало 8 тыс. шт./м.

В слое 20–30 см семян сорных растений уменьшилось по сравнению с контролем на 16 % в долевом соотношении.

Многолетние чередования осенней нулевой с минимальной основной обработкой почвы в севообороте 4-кратно увеличили количество семян сорных растений в слое 0–30 см. В слое почвы 0–10 см их находилось 35 тыс. шт./м2, или 80 %, в слое 10–20 см – 14.

Засоренность слоя почвы 20–30 см не превышала контроля, хотя в долевом отношении этот показатель уменьшился с 28 до 6 %.

Ежегодное минимальное поверхностное рыхление почвы также приводило к увеличению засоренности почвы слоя 0–30 см в 2,7 раза. При этом
67 % семян сорняков было в слое 0–10; 23 – в слое 10–20 см. В слое 20–
30 см количество семян сорняков было таким же, как и на контроле.

Комплекс механических приемов ухода (боронование, культивация) не обеспечивает снижение засоренности посевов до уровня, не оказывающего отрицательного влияния на развитие культур севооборота и их продуктивность при за­мене традиционной ежегодной отвальной вспашки на минимальную обработку или исключении осенней обработки вообще.

6.3 Уничтожение гербицидами сорняков на пропашных культурах

Гербициды уничтожали, сдерживали рост и развитие сорняков по всем способам основной обработки почвы, но особенно их эффективность была заметна по осенней нулевой и минимальной обработкам почвы, где численность сорняков была в 2–2,5 раза больше. Засоренность опытных делянок сорняками была низкой и средней (20–40 шт./м2).

Хороший эффект в борьбе с сорной растительностью показали механические обработки почвы в сочетании с применением гербицидов, которые уничтожали или устойчиво сдерживали развитие сорняков. Средняя численность однолетних сорняков на удобренных осенью делянках составляла по отвальной вспашке 21 шт./м2 при их массе 134 г/м2, по осенней нулевой обработке – 30 шт./м2 при массе сорняков 232 г/м2, по минимальной обработке – 22 шт./м2 при массе 184 г/м2. На делянках, где не вносились удобрения, количество сорняков было на 6–39, а их масса – на 7–48 % меньше.

Интенсивный уход за пропашными культурами севооборота в течение 4 лет с применением энергосберегающих обработок почвы позволил зна­чительно снизить засоренность пашни, гарантированно перейти к минимальным энергосберегающим обработкам, в том числе к нулевой.

6.4 Применение гербицидов на посевах зерновых колосовых культур и суданской травы

Разработки по использованию энергосберегающих обработок почвы, применению удобрений, гербицидов и уходу за растениями в системе севооборота имеют большое практическое значение, так как позволяют повысить урожай и сохранить плодородие почвы.

Перед применением повсходовых гербицидов засоренность посевов ярового ячменя, посеянного по подсолнечнику (вторая культура се­вооборота), была высокой. По отвальной вспашке под подсолнечник как предшественник насчитывалось сорняков более 100 шт./м, при проведении осенней нулевой и минимальной обработке чис­ленность сорняков возрастала на 40–27 %.

Озимая пшеница, возделываемая по кориандру, заметно угнетала всходы сорняков и снизила засоренность посева на 8–42 % по сравнению с яровым ячменем, возделываемым по подсолнечнику, по всем способам основной обработки почвы. Посевы ярового ячменя по клещевине были засорены на 32 % больше по сравнению с посевами озимой пшеницы при всех способах основной обработки почвы.

На посевах зерновых колосовых культур севооборота в третьей декаде апреля насчитывалось сорняков от 55 до 239 шт./ м2.

Количество сорняков в посевах суданской травы при интенсивном уходе за кукурузой как предшественником было в 1,2–1,4 раза меньше, чем при обычном механическом уходе. При этом на делянках с удобрениями сорняков было в 1,1–1,4 раза больше по сравнению с неудобренными.

В опытах, где применялся интенсивный уход за предшественником, увеличение засоренности посевов зерновых культур и суданской травы происходило при осенней нулевой обработке на 26–49 %, уменьшения ее глубины на 13–27 %. При применении удобрений под предшественники число сорняков возрастало на 21–32, 4–61 и 10–38 % соответственно вариантам основной обработки почвы.

На вариантах, где применялся обычный уход за предшественником, максимальная численность сорняков в посевах озимой пшеницы отмечалась на варианте осенней нулевой обработки почвы (215 шт./м), что больше на
57 шт./м, чем при интенсивном уходе за предшественником. При минимальной обработке почвы пропашных предшественников количество сорняков в посевах ярового ячменя, идущего после клещевины, увеличилось на 21 шт./м.

В опытах, где на предшественнике применялась отвальная вспашка, малозатратные, энергосберегающие способы обработки почвы, вносились удобрения и применялся обычный уход за растениями, наблюдалось увеличение засоренности посевов зерновых культур: отвальная вспашка – 12–
38 %; минимальная обработка – 18–40; осенняя нулевая – 9% и более.

Применение гербицидов на посевах зерновых культур и суданской травы значительно уменьшило численность сорняков, что способствовало повышению урожая.

В посевах озимой пшеницы перед уборкой насчитывалось 15–38 шт./м однолетних и многолетних сорняков при их массе 40–46 г/м. Последействие обработок почвы и удобрений, проведенных на предшественнике (кориандре), существенно не сказалось на засоренности озимой пшеницы. Засоренность посевов ярового ячменя перед уборкой по разным приемам и способам основной об­работки почвы, удобрений и способам ухода за предшественни­ком (подсолнечником) колебалась от 32 до 38 шт./м при их массе 42–60 г/м, а посевов ярового ячменя по клещевине достигала 26–43 шт./м2, при их массе 64–66 г/м2.

Таким образом, применение гербицида диалена (1,8–2,0 л/га) в фазе кущения озимой пшеницы, ярового ячменя и суданской травы, возделываемых по пропашным предшественникам с применением энергосберегающих обработок почвы, удобрений, интенсивного и обычного ухода за растениями, снизило засоренность опытных посевов в 4–5 раз.

Увеличение засоренности посевов до средней и сильной приводило к снижению продуктивности культурных растений по всем фонам основной обработки почвы: по вспашке – 22 %; по минимальной – 27% и более; осенней нулевой – 46–57 %. Наиболее сильно снижали урожайность кори­андр и кукуруза на зерно при высокой засоренности.

6.5 Система мер борьбы с сорняками в звене зернопропашного севооборота

По различным вариантам основной обработки почвы количество однолетних сорняков колебалось от 42 до 72, многолетних 3,9–5,4 шт./м.

На подсолнечнике и кукурузе на зерно весенняя культивация почвы на 6–8 см позволила уничтожить 95–97 % сорняков.

Перед первым применением гербицида (раундапа) наибольшее количество однолетних сорняков на делянках до посева подсолнечника насчитывалось по поверхностной и нулевой обработке почвы – 92–146 шт./м и 1,3–
1,9 шт./м – многолетних.

На третьей культуре севооборота (кукурузе на зерно) их численность сократилась на 43 – 38 и 62 – 68 %. Повторное применение гербицида раундапа (2,5 л/га) до посева подсолнечника (по второй волне сорняков) также позволило снизить засоренность до минимума.

Применение харнеса (2,5 л/га) до всходов подсолнечника, смеси гербицидов банвела (0,4 л/га) и базиса (20 г/га) по кукурузе на зерно в фазе 4–
5 листьев, банвела (0,2 л/га) в фазу кущения озимой пшеницы значительно снизило численность сорняков, создало благоприятные условия для роста и развития культурных растений.

Перед уборкой подсолнечника, который возделывали по различной основной обработке почвы, засоренность однолетними сорняками составляла 18–25 шт./м и 0,2–0,5 – многолетними. Общая их масса колебалась от 168 до 244 г/м.

Перед уборкой кукурузы на зерно засоренность посевов многолетними сорняками по энергосберегающим малозатратным основным обработкам не превышала 0,2 шт./м при общем их количестве 32,2 шт./м, что на 28 % больше, чем по варианту со вспашкой.

На посевах озимой пшеницы, возделываемой после кукурузы на зерно, засоренность посевов составила от 12 до 22 шт./м при их массе 162–202 г/м. При этом многолетние сорняки (0,1 шт./м) встречались на опытных делянках, где под кукурузу проводилась поверхностная и нулевая основная обработки почвы.

За период исследований (2000–2006 гг.) приемы и способы основной обработки почвы влияли на количество и размещение семян сорняков в слое 0–30 см: на первом варианте их было меньше на 13, втором – на 24, третьем – на 34 % по сравнению с 2000 г.

Система мер борьбы с сорняками при применении минимальной и нулевой основной обработки почвы и минеральных удобрений приобретает особое значение, так как засоренность посевов сорняками резко возрастает (таблица 7).

Таблица 7 – Засоренность посевов перед уборкой и вынос основных элементов питания при различной основной обработке почвы в звене севооборота

Культура, показатели, годы

Основная обработка почвы, см

вспашка 22–24

минимальная 12–14

поверхностная 6–8

нулевая

1

2

3

4

Подсолнечник (среднее 2001, 2002, 2003), шт./м, г/м

18,2/168

20,3/224

22,3/193

25,5/244

Озимая пшеница по поверхностной основной обработке (среднее 2002, 2003, 2004), шт./м, г/м

15,1/128

18,1/153

21,2/164

24,2/182

Кукуруза на зерно (среднее 2003, 2004, 2005), шт./м, г/м

23,1/182

25,2/201

29,2/227

32,2/248

Озимая пшеница по кукурузе на зерно, по поверхностной основной обработке (среднее 2004, 2005, 2006), шт./м, г/м

12,1/162

15,1/174

19,1/187

22,1/202

Итого масса сорняков, г/м

640

752

771

876

В пересчете на 1 га, кг

6400

7520

7710

8760

Вынос сорными растениями элементов питания, в том числе:

Азот (1,53%), кг/га

97

115

118

134

Фосфор (0,59%), кг/га

38

44

45

52

Калий (2,0%), кг/га

128

150

154

175

Масса сорняков по различным культурам звена севооборота составляла 128–168 г/м – по вспашке (22–24 см), по минимальной (12–14 см) – 153–224; по поверхностной (6–8 см) – 164–193 и по нулевой обработке почвы 182–244 г/м.

В пересчете на 1 га суммарная масса сорняков по различным способам основной обработки почвы составляла от 6400 по вспашке до 8760 кг/га по нулевой обработке. Более ранними исследованиями (1979–1992 гг.) было также установлено, что в среднем сорные растения содержали 1,53 % азота; 0,59 – фосфора и 2 % калия.

Следовательно, суммарно в звене севооборота, даже при низкой численности и массе сорняки перед уборкой уносят из почвы, согласно подсчетам, по культурной вспашке до 100 кг/га азота; 40 – фосфора и 130 кг/га калия.

Таким образом, возделывание подсолнечника, кукурузы на зерно и озимой пшеницы по различным основным обработкам почвы при применении минеральных удобрений и высокоэффективных гербицидов позволило существенно снизить засоренность посевов изучаемых культур, создать оптимальные условия для формирования урожая.

6.6 Влияние пестицидов на растения и почву (окружающую среду)

В интенсивном адаптивном земледелии невозможно получение устойчивых и высоких урожаев сельскохозяйственных культур без применения минеральных удобрений и средств защиты растений, в том числе гербицидов, фунгицидов и инсектицидов.

В связи с этим важное значение приобретает научно обоснованное применение пестицидов при возделывании сельскохозяйственных культур, особенно при минимизации основной обработки почвы, когда применение гербицидов является обязательным агротехническим приемом.

При минимальной (12–14 см), поверхностной (6–8 см) и нулевой основной обработках (прямой посев) применение средств защиты растений на пропашных культурах, особенно гербицидов, дает большую прибавку урожая, чем удобрения.

В опытах особенно заметно проявилась положительная роль гербицидов в формировании урожая масличных культур и кукурузы на зерно. На опытных делянках кориандра гербицид пропанид сильно снизил засоренность посевов, что способствовало заметному увеличению урожайности эфиромасличной культуры – по вспашке на 0,47 т/га (39 %), минимальной обработке – 0,67 т/га (57 %), осенней нулевой – 0,42 т/га (52 %), что выше, чем прибавки от применения удобрений. На подсолнечнике и клещевине внесение почвенного гербицида трефлана также обеспечило значительные прибавки урожая, чем удобрения от 0,20 т/га и более. Применение гербицида диалена на кукурузе (вспашка 22–24 см, минимальная 12–14 см и осенняя нулевая) повысило урожайность на 23–27–41 % соответственно. На этой культуре большое значение в повышении сбора зерна также имели и минеральные удобрения – 33–45–47 % соответственно основным обработкам почвы.

На вариантах опыта, где не вносились гербициды, урожайность культур севооборота была значительно ниже, особенно по нулевой и минимальной обработках, даже при применении удобрений.

Вопрос выбора наименее вредных для окружающей среды быстро разлагающихся в почве и растениях пестицидов при массовом переходе на ресурсосберегающие и особенно нулевые обработки почвы является чрезвычайно актуальным для сельскохозяйственного производства и требует детального изучения последействия повышенной химической нагрузки на агрофитоцинозы, учитывая продолжающиеся изменения климата.

7 ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ И ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, УДОБРЕНИЙ, УХОДА НА ВЫЖИВАЕМОСТЬ РАСТЕНИЙ, РОСТ, УРОЖАЙ И ЕГО КАЧЕСТВО КУЛЬТУР СЕВООБОРОТА

Различные культуры севооборота по-разному реагировали на систему основной обработки почвы, удобрения и приемы ухода, которые напрямую воздействовали на рост, выживаемость растений, урожай и его качество.

7.1 Подсолнечник

Подсолнечник – основная масличная культура в Краснодарском крае. В масличном клине на долю подсолнечника приходится 70–75 %. Увеличение валовых сборов этой ценной технической культуры возможно при совершенствовании и разработке способов и приемов основной обработки почвы, применения удобрений, ухода с использованием высокопродуктивных гибридов и сортов.

На опытных посевах подсолнечника выживаемость растений к уборке зависела от способов основной обработки почвы, удобрений и приемов ухода за растениями.

Довсходовое и повсходовое боронование его посевов в опытах уничтожило и повредило культурных растений на 5–9 тыс. шт./га больше по сравнению с делянками, где применялся почвенный гербицид трефлан
(6 л/га) по всем способам основной обработки почвы. К уборке на делянках с механическим уходом насчитывалось растений подсолнечника от 32 по вспашке до 30 тыс.шт./га по минимальной основной обработке почвы, что меньше, чем при интенсивном уходе на 3–4 тыс. шт./га.

При полных всходах густота стояния культурных  растений в 2001-2003 гг. составила 49–52 тыс.шт./га. Перед уборкой подсолнечника количество растений уменьшилось: по вспашке – на 4,8, минимальной – на 5,9, поверхностной – на 7,1 и нулевой основной – на 8,6 %.

В опытах, где применялась отвальная вспашка и минимальное поверхностное рыхление, растения подсолнечника при обычном уходе перед уборкой были на 12–14 см ниже по сравнению с делянками, где использовали интенсивный уход за растениями. На всех вариантах основной обработки почвы, где был интенсивный уход и вносились удобрения, растения подсолнечника имели более крупную корзинку диаметром 20,6–23,2 см. При систематическом внесении удобрений под культуры севооборота заметно сказывалось их последействие, что позволяло получать достаточно высокие урожаи подсолнечника. На делянках, где не вносились удобрения и применялся обычный уход, диаметр корзинки был меньше и колебался от 16,3 до 16,8 см.

Урожайность семян подсолнечника изменялась в зависимости от приемов и способов основной обработки почвы, применения удобрений, способов ухода (таблица 8).

Таблица 8 – Влияние способов и приемов основной обработки почвы, удобрений и приемов ухода на урожайность подсолнечника, т/га

Основная

обработка почвы

Год

Среднее

1979

1980

1981

1984

1985

Удобрения, механический уход

Отвальная вспашка

1,72

2,60

1,77

0

0

2,03

Минимальная

1,58

2,38

1,72

0

0

1,89

Удобрения, интенсивный уход

Отвальная вспашка

1,91

2,67

1,86

2,26

2,47

2,23

Минимальная

1,93

2,75

1,91

2,34

2,43

2,27

Осенняя нулевая

1,89

2,74

1,87

2,16

2,29

2,19

Без удобрений, интенсивный уход

Отвальная вспашка

1,69

2,39

1,68

1,95

2,12

1,97

Минимальная

1,50

2,51

1,69

1,98

2,20

1,98

Осенняя нулевая

1,96

-

-

1,79

1,98

1,88

НСР 0,05

0,15

0,22

0,14

0,19

0,21

-

Наименьшая урожайность подсолнечника получена в опытах, где применялись минимальная обработка почвы, обычный механический уход, вносились удобрения – 1,89 т/га, при осенней нулевой основной обработке, интенсивном уходе, применении удобрений – 2,19 т/га.

В 2000–2006 гг. были продолжены исследования по возделыванию подсолнечника при различной основной обработке почвы с применением удобрений и гербицидов (таблица 9).

Урожайность подсолнечника по вспашке и минимальной основной обработке была близкой и составила 2,3 т/га, по поверхностной на 0,1 и нулевой на 0,2 т/га меньше.

Влияние основной обработки почвы, удобрения, гербицида положительно сказалось на качестве семян подсолнечника и сборе масла с гектара (таблица 10).

Таблица 9 – Урожайность подсолнечника в зависимости от основной обработки почвы, удобрений и гербицидов, т/га

Основная обработка почвы

Год

Среднее

2001

2002

2003

Вспашка 22–24 см

2,17

2,27

2,34

2,26

Минимальная 12–14 см

2,24

2,32

2,39

2,31

Поверхностная 6–8 см

2,11

2,14

2,29

2,18

Нулевая

1,99

2,11

2,17

2,09

НСР 0,05

0,04

Таблица 10 – Влияние основной обработки почвы, удобрений, гербицида на качество семян и сбор масла подсолнечника

Основная

обработка почвы

Натура, г/л

Масса 1000 семян, г

Масличность, %

Сбор масла, т/га

Удобрения, интенсивный уход (среднее 1979, 1984, 1985 гг.)

Отвальная вспашка

406

66,1

53,6

1,18

Минимальная

405

66,0

53,7

1,20

Осенняя нулевая

375

64,4

53,8

1,14

Без удобрений, интенсивный уход (среднее 1979, 1984, 1985 гг.)

Отвальная вспашка

376

65,1

54,9

1,05

Минимальная

368

64,9

54,2

1,02

Осенняя нулевая

343

62,6

55,0

1,03

Удобрения, интенсивный уход (среднее 2001, 2002, 2003 гг.)

Отвальная вспашка

412

65,7

54,2

1,22

Минимальная

406

66,4

54,5

1,26

Поверхностная

394

65,2

54,8

1,19

Нулевая

388

64,8

54,7

1,14

На удобренных опытных делянках натура семян была на 9–10 % больше, чем на участках, где не вносились удобрения. В зависимости от основной обработки почвы и применения удобрений масса 1000 шт. семян различалась на 2–3 %.

7.2 Яровой ячмень после подсолнечника

В Краснодарском крае яровой ячмень возделывается преимущественно на фуражные цели. Яровой ячмень является хорошим предшественником для пропашных культур. Эта культура в севообороте возделывалась после подсолнечника и клещевины.

Урожайность ярового ячменя по подсолнечнику колебалась от 2,86 т/га, где под подсолнечник проводилась осенняя нулевая обработка и не вносились удобрения, до 3,10 т/га по отвальной вспашке с внесением удобрений.

7.3 Кориандр

Кориандр – ценная эфиромасличная культура, спрос на которую ныне повышен.

Он является хорошим предшественником для озимой пшеницы и других культур.

В период полных всходов количество растений кориандра по вариантам было близким и составляло около 1,3 млн шт./га, или 55–60 растений на погонный метр.

К уборке урожая происходило заметное снижение густоты стояния растений на тех делянках, где не применялись удобрения и гербициды.

Снижение густоты стояния растений было особенно заметно по осенней нулевой обработке, где количество всходов культурных растений уменьшилось к уборке на 20,9 %.

Интенсивный уход за растениями кориандра уменьшал разницу показателей структуры урожая в зависимости способа основной обработки почвы, удобрений и приемов ухода.

При механическом уходе за посевами вес плодов на растениях кориандра по отвальной вспашке был в 1,2–1,3 раза больше, чем по минимальной обработке, и в 1,8–2,2 – по сравнению с осенней нулевой, а при интенсивном уменьшалась разница показателей структуры урожая в зависимости от способов основной обработки.

Способы и приемы основной обработки почвы, минеральные удобрения и приемы ухода сущест­венно влияли на формирование урожая кориандра.

При интенсивном уходе за посевами, внесении удобрений урожайность, сбор жирного и эфирного масел по отвальной вспашке и минимальной обработке были близки по показателям. Урожайность семян составляла в первом случае 1,20–1,21 т/га; во втором – 1,15–1,18; сбор эфирного масла – 21,5–21,6 и 20,1–20,5 кг/га.

По осенней нулевой обработке почвы даже при использовании гербицидов и удобрений наблюдалось снижение урожайности плодов кориандра на 0,33 и 0,30 т/га. При этом сбор жирного масла снижался на 83, эфирного – на 7,9 кг/га в сравнении с делянками, где применялась вспашка почвы.

При обычном уходе за посевами (без гербицидов) и применении удобрений по всем вариантам основной обработки почвы продуктивность кориандра значительно снижалась.

Показатели массы 1000 семян и натуры находились в прямой зависимости от условий выращивания эфиромасличной культуры. При использова­нии удобрений и гербицидов в опытах, где применялась отвальная вспашка и минимальная обработка почвы масса 1000 семян достигала 6,0 г. На делянках, где применялись энергосберегающие обработки, проводился обычный уход за посевом и не вносились удобрения, этот показатель уменьшился на 0,4–0,5 г, а натура – на 25–40 г/л.

7.4 Озимая пшеница

Последействие основной обработки почвы, удобрений и способов ухода, примененных на кориандре как предшественнике, незначительно влияли на рост расте­ний озимой пшеницы, урожайность и его структуру. Минимальная и осенняя нулевая основная обработка почвы на кориандре как предшественнике также не оказали заметного влияния на количество продуктивных стеб­лей озимой пшеницы при обоих сроках применения удобрений. На делянках, где не вносились удобрения, количество продуктивных стеблей по всем вариантам основной обработки почвы и ухода было меньше на 3,2 и 7,3 %. Число зерен в колосе также уменьшилось (на 0,9–1,1 шт.) при всех способах осенней обработки почвы на фонах с обычным уходом без применения удобрений (таблица 11).

Энергосберегающие основные обработки почвы под кориандр как предшественника обеспечивали прибавку урожая зерна озимой пшеницы до 3,5 % по сравнению с делянками, где применялась отвальная вспашка.

Таблица 11 – Последействие основной обработки почвы, удобрений и ухода на структуру и урожайность озимой пшеницы (среднее за 1982, 1987, 1988 гг.)

Основная обработка почвы

Сроки внесения удобрений

Число продуктивных стеблей шт./м

Число зерен в колосе, шт.

Масса зерна, г/м

Урожайность т/га

Интенсивный уход за кориандром

Отвальная вспашка

Осень

506

30,5

521

4,42

Весна

512

31,0

546

4,41

Без удобрений

473

30,0

507

4,36

Минимальная

Осень

531

30,2

533

4,51

Весна

516

31,0

540

4,57

Без удобрений

497

29,9

520

4,42

Осенняя нулвая

Осень

522

30,1

547

4,49

Весна

518

30,5

556

4,56

Без удобрений

497

29,8

518

4,38

НСР 0,05 для главных эффектов

0,030

НСР 0,05 для парных взаимодействий

0,052

На делянках, где под эфиромасличный предшественник не применялись удобрения, урожай озимой пшеницы снижался: при интен­сивном уходе на 4,1 %, при обычном – на 3,3–5,6. Это происходило за счет уменьшения массы 1000 зерен и его натуры. Качество зерна озимой пшеницы на всех вариантах опыта соответствовало 4-му классу.

Нами в 2002 – 2006 гг. были изучены 3 способа основной обработки почвы под озимую пшеницу: после подсолнечника – минимальная (10–
12 см) с использованием дискатора и поверхностная (6–8 см) с использованием дискового агрегата «Rubin», кукурузы на зерно – поверхностная (6–8 см) и нулевая (прямой посев).

Энергосберегающие, нулевая основная обработки почвы, применяемые под подсолнечник и кукурузу на зерно как предшественники, не оказали существенного влияния на растения, структуру и урожайность озимой пшеницы.

Наибольшее количество продуктивных стеблей (515–561 шт./м) формировалось на вариантах опыта, где пропашные предшественники озимой пшеницы обрабатывались поверхностно (6–8 см). Проведение минимальной (10–12 см) и нулевой основной обработок почвы снижало этот показатель на 8–10 %, число зерен в колосе – на 0,5–0,9 шт., массу зерна с одного 1 м2 – на 10–12 % и урожайность озимой пшеницы – на 0,5 т/га.

При прямом посеве последней по кукурузе на зерно урожайность зерна составила 3,86 т/га. Проведение поверхностной обработки пропашных предшественников обеспечивало урожайность зерна этой культуры 4–4,5 т/га.

На качество зерна озимой пшеницы большое влияние оказывают предшественники. Удобрения как средство сильно влияют на качество зерна (таблица 12).

Таблица 12 – Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от удобрений, предшественников и основной обработки почвы

Основная обработка почвы под

Показатели

Урожайность, т/га

Натура, г/л

Стекловидность, %

Содержание сырой клейковины, %

Качество клейковины, ИДК

предшественник

озимую пшеницу

Предшественник – кориандр. Озимая пшеница (среднее 1982, 1986, 1987)

Вспашка

22–24 см

Минимальная

12–14 см

4,42

722

55

21,8

90

Минимальная

12–14 см

4,51

726

56

22,4

90

Осеняя

нулевая

4,49

714

56

21,0

95

Предшественник – подсолнечник. Озимая пшеница (среднее 2002, 2003, 2004)

Вспашка

22–24 см

Поверхностная

6–8 см

4,52

750

59

25,0

85

Минимальная

12–14 см

4,55

755

59

24,5

80

Поверхностная

6–8 см

4,51

740

57

24,0

85

Нулевая

4,49

745

57

24,2

90

Предшественник – кукуруза на зерно. Озимая пшеница (среднее 2004, 2005, 2006)

Вспашка

22–24 см

Нулевая

3,84

740

58

24,4

90

Минимальная

12–14 см

3,79

745

58

24,0

90

Поверхностная

6–8 см

3,82

744

57

23,8

95

Нулевая

3,86

738

56

23,6

95

Применение минеральных удобрений, в том числе азотных, защита посевов от болезней и вредителей обеспечили получение качественного зерна озимой пшеницы, соответствующего ГОСТу Р 5254-2006, независимо от способа основной обработки почвы в звене севооборота: подсолнечник – озимая пшеница; кукуруза на зерно – озимая пшеница.

Вместе с тем наблюдалась тенденция снижения урожайности зерна озимой пшеницы от 3,6 до 5,6 % на делянках, где под предшественник не вносились удобрения или на предшественнике применялся обычный уход за его посевами.

7.5 Клещевина

Клещевина – очень ценная масличная культура.

Способы и приемы основной обработки почвы, удобрений и приемов ухода оказали заметное влияние на густоту стояния растений клещевины.

В опытах, где применялась осенняя нулевая обработка почвы и обычный уход за растениями, насчитывалось к уборке растений клещевины на неудобренных делянках 39,2 тыс. шт./га, что меньше показателя полных всходов на 28,3 %. По отвальной вспашке и минимальной обработке почвы гибель культурных растений при безгербицидном уходе составила 20 и 24 %.

Высота растений клещевины при интенсивном уходе с применением удобрений составила 161 см по отвальной вспашке, 147 – по осенней нулевой и 153 см по минимальной обработке. При обычном (безгербицидном) уходе культурные растения были ниже на 31–45 см по всем вариантам основной обработки почвы.

При проведении интенсивного ухода рас­тения клещевины имели развитую центральную кисть, насчитывающую 37–38 коробочек, а также больше боковых кистей.

Менее развитыми с меньшим количеством коробочек на кисте были расте­ния при осенней нулевой обработки, без внесения удобрений и гербицидов. Высота растений клещевины достигала 97 см. На центральной кисти формировалось 13 коробочек.

Максимальный урожай клещевины 1,26 т/га был получен на делянках по отвальной вспашке с осенним внесением удобрений при интенсивном уходе. По варианту с минимальным рыхлением почвы – 1,24 т/га (таблица 13).

Таблица 13 – Влияние различных способов и приемов основной обработки почвы и удобрения на урожайность клещевины

(среднее за 1983, 1988, 1989 гг.), т/га

Основная обработка почвы

Урожайность без удобрений при обычном уходе, контроль, т/га

Отклонение за счет

обработки почвы

удобрений

ухода

среднее

в том числе

осень

весна

Отвальная вспашка

1,03

0

+0,20

+0,23

+0,18

+0,39

Минимальная

0,94

-0,09

+0,26

+0,23

+0,30

+0,42

Осенняя нулевая

0,88

-0,15

+0,23

+0,18

+0,28

+0,55

НСР0.05

0,08

По осенней нулевой обработке почвы клещевина дала урожайность семян 1,16 т/га на делянках, где применяли удобрения и гер­бициды.

Масса 1000 штук семян также зависела от способов основной обработки почвы, применения удобрений. Масличность семян, по данным, не зависела от изучаемых приемов возделывания клещевины.

Замена отвальной вспашки на минимальную обработку почвы снижала урожай­ность клещевины на 0,09 т/га, осенняя нулевая обработка – на 0,15 т/га.

На всех вариантах основной обработки почвы с применением удобрений повышалась урожайность семян: отвальная вспашка – 0,20 т/га, почвозащитные энергосберегающие обработки – 0,18–0,30 т/га.

Применение гербицида трефлана при уходе за посевами по отвальной вспашке и энергосберегающей основной обработке почвы также повысило урожайность клещевины на 0,39–0,55 т/га.

7.6 Яровой ячмень после клещевины

Урожайность ярового ячменя в зависимости от основной обработки почвы, удобрений и приемов ухода за предшественником составила от 3,47 до 3,76 т/га. Заметное влияние на урожай ярового ячменя оказали удобрения.

Последействие минеральных удобрений, вносимых под предшественник увеличило урожайность ярового ячменя на 4,3–6,2 %, массу 1000 шт. зёрен – на 1,6–2,3 г, натуру зерна – на 12–19 г.

7.7 Кукуруза на зерно

Кукуруза занимает значительные площади посева в Краснодарском крае и возделывается для получения зерна и качественных кормов.

Способы и приемы основной обработки почвы, удобрения, уход за растениями существенно влияли на формирование урожая кукурузы. На удобренных делянках с применением гербицидов на початках кукурузы было больше зерен и выше их масса. Без применения удобрений число зерен в початках в среднем снижа­лось на 142 шт., вес зерна с початка – на 29–61 г.

На вариантах с обычным (безгербицидном) уходом растения кукурузы сильнее угнетались сорняками в течение всего периода вегетации по всем вариантам основной обработки почвы, что также отрицательно влияло на количество зерен в початке и массу 1000 зерен. Так, по отвальной вспашке с применением удобрений число зерен в початке снижалось на 19, по минимальной – на 31, по осенней нулевой – на 46 %.

Учет урожая зерна кукурузы наглядно показал влияние способов основной обработки почвы, сроков внесения удобрений и приемов ухода за посевами (таблица 14).

На делянках, где использовалась осенняя нулевая обработка почвы, минеральные удобрения и интенсивный уход, урожайность зерна кукурузы была на 14 – 28 %  ниже, чем по другим основным обработкам почвы.

Следует отметить, что на экспериментальных делянках, где не вносились удобрения, урожайность зерна кукурузы была ниже на 1,43-2,83 т/га, чем на удобренных при всех способах основной обработки почвы и интенсивном уходе.

В вариантах, где применяли обычный уход за посевами и вносили удобрения, урожайность кукурузы также снижалась по всем фонам основной обработки почвы на 1,61–2,21 т/га из-за более высокой засоренности посевов.

Наименьший урожай зерна кукурузы был получен в опытах по осенней нулевой обработке почвы при внесении удобрений, где он составил в среднем за три года 1,54 т/га при обычном уходе и 2,97 т/га при применении гербицида.

Таблица 14 – Влияние способов и приемов основной обработки почвы, сроков внесения удобрений и приемов ухода на урожайность зерна кукурузы

(среднее за 1985, 1990, 1991 гг.), т/га

Обработка почвы

Сроки внесения удобрений

Урожай, т/га

Отклонение за счет, т/га

обработки

удобрений

Интенсивный уход

Отвальная вспашка

Осень

6,09

0

+2,83

Весна

5,72

0

+2,46

Без удобрений

3,26

0

0

Минимальная

Осень

5,58

0

+2,00

Весна

5,91

0

+2,33

Без удобрений

3,58

+0,32

0

Осенняя нулевая

Осень

4,40

0

+ 1,43

Весна

4,92

0

+1,95

Без удобрений

2,97

- 0,29

0

НСР 0,05 для главных эффектов

0,01

НСР 0,05 для парных взаимодействий

0,017

Недобор урожая зерна от применения осенней нулевой ос­новной обработки почвы при интенсивном уходе составил 0,29 т/га, а при применении удобрений прибавки урожая достигали 1,43 и 1,92 т/га. Посевы кукурузы по осенней нулевой обработке с применением обычного ухода за растениями снижали урожай зерна по сравнению с отвальной вспашкой на 1,6 т/га.

Анализ структуры урожая початков кукурузы (2003-2005 гг.) показал, что с уменьшением глубины основной обработки почвы,  сокращалась длина початка на 3,9–7,7–11,4 %, число зерен в початке – на 5,4–11,2–12,6; масса зерна в початке на 5,4–11,5–16,0 % по минимальной, поверхностной и нулевой основной обработках почвы.

По вспашке и минимальной основной обработке почвы урожайность зерна кукурузы составила 5,6–5,5 т/га. Существенное снижение сбора зерна этой культуры наблюдалось по поверхностной и нулевой основной обработках почвы на 0,8–0,9 т/га.

7.8 Суданская трава

Суданская трава – высокоурожайное однолетнее кормовое растение, возделываемое для получения зеленой массы и сена.

По данным учетов, урожайность суданской травы при минимальной обработке предшественника была выше, чем при отвальной вспашке: в первом укосе на 2, втором – на 3 т/га. Урожайность зеленой массы за два укоса составила по вспашке 63, по минимальной 68, по осенней нулевой 57 т/га.

Последействие способов ухода на предшественнике проявлялось слабо, однако на делянках с осенней нулевой обработкой и применением обычного ухода посевы суданской травы были больше засорены.

Приемы основной обработки почвы предшественника практически не влияли на содержание питательных веществ в зеленной массе суданской травы (таблица 15). На варианте с минимальной обработкой почвы предшественника наблюдалась тенденция повышения содержания клетчатки и сниже­ния протеина. Это может быть связано с более высокой урожайностью данного варианта, так как продуктивность часто отрицательно коррелирует с качест­вом. В то же время растения данного варианта содержали больше каротина, что можно объяснить повышенной облиственностью.

Таблица 15 – Содержание питательных веществ и влаги в растениях суданской травы в зависимости от приемов и способов основной обработки почвы за предшественником (среднее за 1986, 1991, 1992 гг.)

Основная обработка почвы под

Показатели, %

кукурузу

суданскую  траву

Протеин

Каротин

Клетчатка

Влажность

Отвальная вспашка

Минимальная

7,88

59

32,5

65,8

Минимальная

Минимальная

7,44

61

33,0

66,8

Осенняя нулевая

Минимальная

7,65

60

32,7

64,2

7.9 Доля факторов, влияющих на урожайность культур севооборота

При проведении многофакторных опытов необходимо с помощью дополнительной математической обработки методом пошаговой множе­ственной регрессии различных факторов (способов основной обработки почвы, сроков внесения удобрений, приемов ухода, погодных условий) определить их среднее со­вокупное влияние на урожайность культур севооборота.

Доля влияния способов и глубины основной обработки почвы на урожай культур севооборота была наименьшей среди других факторов и колебалась в пределах 2,4–4,9–10,2 % на колосовых культурах и суданской траве, 4,3–7,5 – на про­пашных. Доля способов ухода в урожайности составила по клещевине 39,1 и кориандру 48,2 %.

Погодные условия заметно влияли на урожайность всех культур. Влияние удобрений проявилось в меньшей степени, чем два последних фактора, однако на кукурузе расчетная доля прибавки урожая от внесения удобрений составила 19,2 %, на озимой пшенице – 18,1 %.

8 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СПОСОБОВ И ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СЕВООБОРОТЕ

Эффективность системы основной обработки почвы определяется уровнем продуктивности сельскохозяйственных культур, валовым сбором различных видов продукции и ее качеством, ресурсозатратами на производство единицы продукции.

Проведение вспашки под масличные культуры и кукурузу на зерно, минимального рыхления под зерновые культуры и суданскую траву позволило получить в рамках севооборота с одного га валовой продукции на сумму 130,5 тыс. руб. Суммарный условный чистый доход в расчете на 1 га всех культур севооборота составил 34,2 тыс.руб.

Минимальная основная обработка почвы под все культуры севооборота обеспечила наивысший общий условный чистый доход 41,2 тыс. руб./га.

Минимальная основная обработка почвы снизила расход дизельного топлива на 10 %, затраты труда на 5,5 чел.ч./га по сравнению с отвальной вспашкой.

Проведение вспашки под пропашные культуры (22–24 см) и поверхностной (6–8 см) основной обработки под озимую пшеницу в звене севооборота позволяло получить продукцию на сумму 90,3 тыс.руб./га.

Применение минимальной (12–14 см) обработки под подсолнечник и кукурузу на зерно и поверхностной (6–8 см), обеспечило чистый доход – 33,4 при рентабельности производства 59 %.

Поверхностная основная обработка почвы под все культуры звена севооборота обеспечила условный чистый доход – 29,2 руб./га.

В варианте, где подсолнечник, кукуруза на зерно и озимая пшеница после кукурузы на зерно возделывались по нулевой обработке, а озимая пшеница после подсолнечника по поверхностной обработке, несмотря на снижение производственных затрат до 53,6 тыс.руб./га, условный чистый доход составил 27,6 тыс.руб./га.

Различные способы и приемы основной обработки почвы обеспечивали неодинаковое накопление энергии в основном урожае.

Биоэнергетическая оценка урожая, учет затрат энергии основных и оборотных средств при возделывании культур севооборота приведены в таблице  16.

Таблица 16 – Биоэнергетическая эффективность возделывания культур в севообороте, при различной основной обработке почвы, МДж/га

(среднее за 1979-1992)

Варианты основной

обработки почвы

Содержание энергии в основном урожае

Затрачено энергии на получение основного урожая

Прирощеная энергия

Коэффициент энергетической эффективности

Вспашка (22–24 см) +

минимальная (12–14 см)

403639

141135

262504

2,9

Минимальная (12–14 см) под все культуры

405331

136054

269277

3,1

Осенняя нулевая +

минимальная (12–14 см)

376163

130948

245215

2,8

ВЫВОДЫ

1. Различные приемы и способы энергосберегающей, почвозащитной основной обработки почвы, в том числе нулевой (no-till) с использованием удобрений, интенсивного ухода за культурами, пожнивных и корневых остатков, позволяют сохранить уровень плодородия почвы в зернопропашном севообороте, получить высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.

2. Запасы продуктивной влаги в мертвом слое почвы весной по отвальной вспашке были на 1,4–2,7 % больше, чем по минимальной и осенней нулевой обработке. В звене севооборота эти показатели составили 1,7–4,5 %.

3. Чередование минимальной (12–14 см) и поверхностной (6–8 см) обработок почвы, использование только поверхностной (6–8 см), а также поверхностной (25 %) и нулевой (75 %) в звене зернопропашного севооборота не привело к значительному уплотнению чернозема обыкновенного. Плотность почвы в слое 0–30 см до посева и перед уборкой возделываемых культур находилась в пределах оптимальных значений, в том числе в звене севооборота, для нормального роста и развития растений 1,07–1,12 и 1,17–1,28 г/см.

4. Замена отвальной вспашки на ежегодные или периодические минимальные рыхления почвы на 12–14 см мало изменила структурный состав пахотного слоя. Количество пылеватых частиц (менее 0,25 мм в диаметре) за ротацию севооборота в слое 0–10 см составило 4,7–5,5 % при допустимых показателях 13–15 %. Распыление верхнего слоя почвы не достигало пределов, влияющих на ее физические свойства.

5. Внесение ЖКУ марки 10-34-0 и КАС марки 28-0-0 показало их высокую эффективность с использованием локально-ленточного способа при посеве пропашных культур и поверхностного под основную обработку почвы на зерновых колосовых.

Минимальная (12–14 см), осенняя нулевая основная обработки почвы с применением ЖКУ при сохранении пожнивных остатков на поле способствует созданию условий для поддержания почвенного плодородия, сохранению и даже некоторому увеличению гумуса (на 0,03 %).

Расчет баланса гумуса по урожаю и пожнивно-корневым остаткам показал, что большее количество органического вещества (гумуса) формировалось за ротацию севооборота в вариантах опыта, где применялись энергосберегающие основные обработки почвы, минеральные удобрения и интенсивный уход за посевами пропашных культур от +2,2 до +9,2 ц/га.

6. Минимальное безотвальное рыхление (12–14 см), исключение механической основной обработки почвы (осенняя нулевая) при сохранении стерни повышают ветроустойчивость почвы до 82–95 %, полностью устраняют развитие процессов ветровой эрозии при скорости ветра 16–25 м/с.

7. Посевы полевых культур изучаемого севооборота (звена севооборота) при энергосберегающей основ­ной обработке почвы, особенно осенней нулевой и нулевой, были засорены в 1,9–2,0 раза и более, чем по вспашке. Применение полного комплекса приемов механического ухода на пропашных культурах не обеспечило очищения посевов от сорняков, что приводило к изреживанию куль­турных растений и снижению их урожая на 27–60 %.

Применение почвенных и контактных гербицидов отдельно или со­вместно с механическими приемами ухода за растениями уничтожило 72–
80 % сорняков в зависимости от погодных условий, характера засоренности, не оказало угнетающего воздействия на посевы.

8. Минимальное безотвальное рыхление (12–14 см), поверхностная (6–
8 см), осенняя нулевая, нулевая обработки почвы при использовании минеральных удобрений и интенсивного ухода обеспечили урожайность семян: подсолнечника 2–2,3; кориандра и клещевины 1–1,2; озимой пшеницы 3,9–4,5; ярового ячменя 3,1–3,7; зерна кукурузы 4,7–6,0; зеленой массы суданской травы 53–67 т/га. Эти урожаи равны или на 3–5 % больше, чем по отвальной вспашке.

9. Системы основной обработки почвы не оказали заметного влияния на содержание клейковины у озимой пшеницы, а также масла у подсолнечника, клещевины, кориандра. Минеральные удобрения в дозе N90P60K60 в сочетании со средствами защиты растений повысили урожайность зерна озимой пшеницы, содержание клейковины и ее качества (23,6–25,0 % и ИДК 85–95 единиц), возделываемой по подсолнечнику и кукурузе на зерно.

10. В зерне озимой пшеницы, кукурузы, ярового ячменя, маслосеменах подсолнечника, клещевины, кориандра, зеленой массе суданской травы и почве остаточных количеств гербицидов к уборке не обнаружено.

11. Наибольший условный чистый доход получен при проведении минимальной основной обработки почвы (12–14 см) под все культуры севооборота и составил суммарно 41,2 тыс. руб./га. При применении минимальной основной обработки под пропашные культуры и поверхностной в звене севооборота этот показатель составил 33,4 тыс.руб./га.

Нулевая обработка почвы под подсолнечник, кукурузу на зерно и озимую пшеницу, а также поверхностная под озимую пшеницу после подсолнечника обеспечила суммарный условный чистый доход 27,6 тыс. руб. га в звене севооборота.

12. Применение минимальной, поверхностной, осенней нулевой и нулевой основной обработок почвы уменьшило производственные затраты на возделывание культур на 3,3–8,0 %; снизило расход топлива на 56–100 %; уменьшило затраты труда на основную обработку почвы на 52–100 %.

13. Содержание энергии в основном урожае было наивысшим при минимальной основной обработке почвы (12–14 см) под все культуры севооборота и составило 405331 Мдж/га, что больше, чем на варианте, где осенняя нулевая чередовалась с минимальной основной обработкой почвы, – на 7,2 %. Коэффициент энергетической эффективности был наивысшим там, где применялась минимальная основная обработка почвы под все культуры севооборота и составил 3,1.

Предложения производствУ

Лучшими энергосберегающими адаптивными приемами и способами основной обработки почвы на черноземе обыкновенном в зернопропашном севообороте, согласно многолетним исследованиям, являются под подсолнечник, кукурузу на зерно, клещевину, яровой ячмень, суданскую траву минимальная (12–14 см), под озимую пшеницу – поверхностная (6–8 см).

1. При высокой культуре земледелия возможно возделывание подсолнечника, кукурузы на зерно по поверхностной (6–8 см) и даже нулевой (прямой посев) – подсолнечника, кукурузы на зерно, озимой пшеницы.

2. Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ марки 10-34-0) и карбомид-аммонийно-нитратное удобрение КАС-28 значительно повышают урожайность возделываемых культур и их качество. Эти удобрения рекомендуется вносить под основную обработку: N40P60 – для масличных культур; N90Р60К60 – для озимой пшеницы и кукурузы на зерно; N60Р60К60 – для ярового ячменя, в том числе 60-70% азота, под зерновые культуры  вносить весной в подкормку.

При прямом посеве (нулевая обработка) подсолнечника и кукурузы на зерно лучшим является локально-ленточный способ внесения удобрений.

3. Минимальная, поверхностная и особенно нулевая основные обработки почвы заметно повышают засоренность почвы и посевы однолетними и многолетними сорняками. При этих основных энергосберегающих почвозащитных обработках применение гербицидов – обязательный агротехнический прием. Почвенные и системные гербициды эффективно уничтожают сорняки по всем основным обработкам почвы на 82–95 %.

4. Целесообразно и экономически оправдано возделывать подсолнечник, кукурузу на зерно, яровой ячмень, суданскую траву по минимальной, озимую пшеницу по поверхностной основной обработках почвы, которые обеспечивают условный чистый доход от 1,7 до 11,6 тыс. руб./га при рентабельности 15–87 % в зависимости от культуры.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ, ОТРАЖАЮЩИХ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, определенных ВАК Минобразования и науки РФ

  1. Полоус, В.С. С заботой о земле / В.С. Полоус // Сахарная свекла. – 1985. – № 11. – С. 16-17.
  2. Полоус, В.С. Совершенствование системы земледелия / В.С. Полоус, В.П. Бешкуров // Земледелие. – 1988. – № 9. – С. 35-37.
  3. Полоус, В.С. Пчеловодству внимание агрономов / В.С. Полоус // Пчеловодство. – 1989. – № 7. – С. 30-33.
  4. Полоус, В.С. Повышать урожайность технических культур / В.С. Полоус, В.П. Бешкуров // Земледелие. – 1990. – № 2. – С. 55-58.
  5. Полоус, В.С. Компетентная творческая работа на земле / В.С. Полоус, В.П. Бешкуров // Земледелие. – 1990. – № 8. – С. 19-21.
  6. Полоус, В.С. Влияние энергосберегающей основной обработки почвы и удобрений на продуктивность кориандра / В.С. Полоус // Резервы повышения продуктивности кормовых и технических культур в Краснодарском крае: труды Куб ГАУ. – Краснодар, 1991. – Вып. 314 (342). – С. 117-123.
  7. Полоус, В.С. Влияние способов основной обработки почвы и приемов ухода на засоренность масличных культур в севообороте / В.С. Полоус // Труды Куб ГАУ. – Краснодар, 2009. – № 1 (16). – С. 112-115.
  8. Полоус, В.С. Влияние приемов осенней нулевой и минимальной обработки почвы на урожайность масличных культур / В.Г. Шурупов, В.С. Полоус // Труды Куб ГАУ. – Краснодар, 2009. – № 1 (16). – С. 120-124.
  9. Полоус, В.С. Влияние способов основной обработки почвы на засоренность и урожайность масличных культур в севообороте / В.Г. Шурупов, В.С. Полоус // Достижения науки и техники АПК. – 2009. – № 2. – С. 43-44.
  10. Полоус, В.С. Влияние удобрений, приемов обработки почвы и ухода за растениями на засоренность масличных культур в зернопропашном севообороте / В.С. Полоус // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень ВНИИМК. – Краснодар, 2010. – Вып. 1 (142-143). – С. 111-115.
  11. Полоус, В.С. Минимизация основной обработки почвы в звене зернопропашного севооборота / В.С. Полоус // Достижения науки и техники АПК. – 2010. – № 12. – 24-26.
  12. Полоус, В.С. Системы основной обработки и их влияние на гумификацию почвы в зернопропашном севообороте / В.С. Полоус // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень ВНИИМК. – Краснодар, 2011. – Вып. 1 (146-147). – С. 109-112.
  13. Полоус, В.С. Влияние способов основной обработки почвы и других факторов на засоренность в звене севооборота / В.Г. Шурупов, В.С. Полоус // Земледелие. – 2011. – № 1. – С. 28-30.
  14. Полоус, В.С. Способы борьбы с сорняками в звене зернопропашного севооборота подсолнечник – озимая пшеница – кукуруза на зерно / В.С. Полоус // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень ВНИИМК. – Краснодар, 2011. – Вып. 2 (148-149). – С. 109-112.

Монография

  1. Полоус, В.С. Адаптивная система основной обработки почвы в зернопропашном севообороте на черноземе обыкновенном / В.С. Полоус, В.Г. Шурупов // Ростов-на-Дону. Изд.: СКНЦ ВШ ЮФУ АПСН, 2011. – 169 с.

Учебные пособия и методические рекомендации

  1. Полоус, В.С. Применение микроэлементов на Кубани (методические рекомендации) / Э.К. Эйсерт, Т.А. Миронова, В.С. Полоус, И.Н. Чумаченко // Краснодарский Региональный Институт Агробизнеса. – Краснодар, 1994. – 43 с.
  2. Полоус, В.С. Исторические аспекты и влияние минимальной обработки на агрономические свойства почвы (учебное пособие) / Э.К. Эйсерт, В.С. Полоус // Краснодарский Региональный Институт Агробизнеса. – Краснодар, 1998. – 160 с.

Авторские свидетельства, патент и рационализаторское предложение

  1. Полоус, В.С. Удостоверение на рационализаторское предложение, принятое Агропромышленным комитетом Краснодарского края от 27.12.1988. Устройство для внесения биоприманок в борьбе с мышевидными грызунами на сельскохозяйственных посевах / В.С. Полоус, В.Н. Рожков, А.А. Ерешко, А.М. Зиновец, Б.П. Пособило, Н.И. Ивахненко // № 36 от 15.12.1988.
  2. Полоус, В.С. Авторское свидетельство СССР № 1172464, кл. А 01 В № 79/02. Способ возделывания кориандра // Заявл. 08.10.87 № 4324625/30-15. Опубл. 15.10.89. Государственный комитет по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР. Бюл. № 38.
  3. Полоус, В.С. Авторское свидетельство СССР № 1514259, кл. А 01 В № 79/02. Способ возделывания масличных культур // Заявл. 05.03.90 № 4838180/15. Опубл. 15.02.93. Государственное патентное ведомство СССР (Госпатент СССР). Бюл. № 6.
  4. Полоус, В.С. Патент Российской Федерации МКИ А 01 D 91/04. Способ уборки семян кормовых культур // Заявл. 30.04.91 № 4932931/15. Опубл. 15.12.93. Комитет РФ по патентам и товарным знакам. Бюл. № 45-46.

Публикации в материалах всероссийских научных конференций

  1. Полоус, В.С. Элементы почвозащитной технологии подсолнечника в Краснодарском крае / В.С. Полоус // Сб.: Вопросы обработки почвы и практика защиты почвы от эрозии и охране окружающей среды. Тезисы докладов. – Курск, 1982. – М.: 1982. – С. 40-42.
  2. Полоус, В.С. Эффективность трефлана на посевах подсолнечника, возделываемого по противоэрозионной обработке почвы / П.Н. Ярославская, В.С. Полоус // Сб.: Химические средства защиты растений. Тезисы докладов. – Уфа, 1982. – С. 88.

Публикации в других изданиях

  1. Полоус, В.С. Засоренность посевов и урожайность подсолнечника по противоэрозионной обработке почвы / В.С. Полоус // Бюллетень НТИ по масличным культурам. – Краснодар, 1980. – Вып. № 2. – С. 18-21.
  2. Полоус, В.С. Подсолнечник Юбилейный 60 при новой технологии / Н.А. Рец, В.П. Васько, В.С. Полоус // Масличные культуры. – М.: ВО «Агропромиздат», 1981. – № 1. – . 30-31.
  3. Полоус, В.С. Противоэрозионная обработка почвы / В.С. Полоус // Масличные культуры. – М.: ВО «Агропромиздат», 1983. – № 5. – С. 18-19.
  4. Полоус, В.С. Внедряем почвозащитную обработку / В.В. Рещенко, В.С. Полоус // Масличные культуры. – М.: ВО «Агропромиздат», 1984. – № 5. – С. 26.
  5. Полоус, В.С. Что обеспечило успех? / А.В. Морозов, В.С. Полоус // Масличные культуры. – М.: ВО «Агропромиздат», 1985. – № 4. – С. 40.
  6. Полоус, В.С. Резервы кориандрового поля / В.С. Полоус // Масличные культуры. – М.: ВО «Агропромиздат», 1987. № 5. – С. 35-36.
  7. Полоус, В.С. Совершенствование системы земледелия в северной зоне Краснодарского края / В.С. Полоус // Депонированная рукопись. – М.: ВНИИТЭИ, Агропром. 5.12.1988 № 689/2. ВС-88 ДСП. – С. 9-18.
  8. Полоус, В.С. Особенности борьбы с сорняками на посевах масличных культур при противоэрозионной обработке почвы / П.Н. Ярославская, В.Н. Бородин, Т.Я. Богомолов, В.С. Полоус // Сб.: Научные основы почвозащитного земледелия в Краснодарском крае. – Краснодар, 1988. – С. 61-72.
  9. Полоус, В.С. Клещевине – заботу и внимание / В.С. Полоус, М.С. Стрючален // Сельские зори. – Краснодар, 1989. – № 4. – С. 41-42.
  10. Полоус, В.С. Растет эффективность средств химизации / В.С. Полоус // Химизация сельского хозяйства. – 1989. – № 7. – С. 30-33.
  11. Полоус, В.С. Продуктивность кормового гектара растет / Б.Е. Москвич, В.С. Полоус, В.П. Бешкуров // Достижения науки и техники АПК. – 1990. – № 10. – С. 22-24.
  12. Полоус, В.С. Резервы повышения урожайности клещевины / В.С. Полоус // Технические культуры. – 1990. – № 6. – С. 24-25.
  13. Полоус, В.С. Технология и комплексы машин при возделывании масличных культур в Кущевском районе Краснодарского края / В.С. Полоус // Сб.: Механизация производства масличных культур (сборник научных работ ВНИИМК). – Краснодар, 1990. – С. 115-122.
  14. Полоус, В.С. Какой предшественник лучше? / В.С. Полоус // Сельские зори. – Краснодар, 1990. – № 3. – С. 21-22.
  15. Полоус, В.С. Пути увеличения продуктивности клещевины на обыкновенных черноземах Северного Кавказа / В.С. Полоус, В.И. Медведев, А.А. Ерешко // Книжное издательство. – Ростов-на-Дону, 1990. – 48 с.
  16. Полоус, В.С. Особенности системы земледелия зоны недостаточного увлажнения Краснодарского края / В.С. Полоус // Краснодарское книжное издательство. – Краснодар, 1991. – 71 с.
  17. Полоус, В.С. Окупаемость удобрений / В.С. Полоус, Э.К. Эйсерт // Химизация сельского хозяйства. – 1992. – № 2. – С. 69-70.
  18. Полоус, В.С. Электронизация агрохимического обслуживания сельского хозяйства Северного Кавказа / Э.К. Эйсерт, В.С. Полоус, А.Г. Донцов // Книжное издательство. – Ростов-на-Дону, 1992. – 48 с.
  19. Полоус, В.С. Исторические аспекты минимальной обработки почвы / Т.А. Миронова, Э.К. Эйсерт, В.С. Полоус // Сб.: Научные труды Краснодарского регионального института агробизнеса. – Краснодар, 1998. – Вып. 6. – С. 3-36.
  20. Полоус, В.С. Минимальная обработка и питательный режим почв / Т.А. Миронова, Э.К. Эйсерт, В.С. Полоус // Сб.: Научные труды Краснодарского регионального института агробизнеса. – Краснодар, 1998. – Вып. 6. – С. 36-66.
  21. Полоус, В.С. Влияние способов основной обработки обыкновенных черноземов Северного Кавказа, удобрений и приемов ухода на рост и урожая культур в севообороте / В.С. Полоус // Депонированная рукопись в ВНИИЭСХ № 28/19465. 11 ВС. – 2006. – 86 с.
  22. Полоус, В.С. Совершенствование приемов основной обработки почвы, как способ защиты почв от ветровой эрозии, сохранения плодородия и снижения затрат в земледелии / В.С. Полоус // Депонированная рукопись в ВНИИЭСХ № 29/19466. 12 ВС. – 2006. – 94 с.
  23. Полоус, В.С. Агрофизические показатели обыкновенных предкавказских черноземов при различных способах основной обработки почвы / В.С. Полоус // Депонированная рукопись в ВНИИЭСХ № 30/19467. 13 ВС. – 2006. – 51 с.
  24. Полоус, В.С. Засоренность культур севооборота в зависимости от основной обработки почвы обыкновенного чернозема Северного Кавказа, удобрений и приемов ухода за посевами / В.С. Полоус // Депонированная рукопись в ВНИИЭСХ № 31/19468. 14 ВС. – 2006. – 80 с.
  25. Полоус, В.С. Агротехнологические особенности возделывания зерновых и пропашных культур в севообороте по поверхностной и нулевой обработке на обыкновенных черноземах Северного Кавказа / В.С. Полоус // Депонированная рукопись в ВНИИЭСХ № 32/19469. 15 ВС. – 2006. – 256 с.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.