WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Зеленев Александр Васильевич

АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ СОХРАНЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВЫХ

СЕВООБОРОТОВ В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Волгоград - 2009

Диссертационная работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» на кафедре общего и орошаемого земледелия

Научный консультант:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,  Заслуженный мелиоратор РФ

Жидков Владимир Михайлович.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лобанов Михаил Петрович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ

Денисов Евгений Петрович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Оконов Мутул Максимович.

Ведущая организация: ГНУ «НИИ сельского хозяйства Юго-Востока»

Защита диссертации состоится «27» ноября 2009 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 220.008.01 при ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 400002, г. Волгоград, пр. Университетский, 26, ВГСХА, ауд. 214

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА

Автореферат разослан «____» _______________ 2009 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Иванцова Е.А.

Общая характеристика работы

Актуальность. Проблема увеличения конкурентоспособного товарного зерна входит в важнейшую задачу развития сельскохозяйственного производства РФ на ближайшую перспективу.

Основным биологическим фактором укрепления энергетики почвенного покрова остаются севообороты, максимальное насыщение их органическим веществом ввиде соломы озимой ржи, листостебельной массы кукурузы, донника на сидерат, пожнивно-корневых остатков эспарцета и их сочетаний в качестве удобрений. Применение этих приемов биологизации следует рассматривать как комплексный агроприем, положительно влияющий на почву, растения и экологические условия. Их можно применять в качестве альтернативы дефицитному навозу. Кроме того, эти приемы биологизации являются экономически оправданным способом повышения плодородия каштановых почв.

Целью исследований является теоретическое обоснование и разработка агробиологических приемов сохранения, стабилизации плодородия каштановых почв и повышение продуктивности, экономической эффективности, а также экологической устойчивости полевых севооборотов сухостепной зоны Нижнего Поволжья.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработать для сухостепной зоны каштановых почв Нижнего Поволжья приемы активизации биологических факторов с целью получения высокой продуктивности агроэкосистем;

- выявить эффективность соломы озимой ржи, листостебельной массы кукурузы, пожнивно-корневых остатков эспарцета и их совместного применения в севооборотах по сравнению с навозом;

- установить эффективность изучаемых биологизированных приемов на активность микробиологических процессов, нитрификационную и аммонификационную способность почвы и в связи с этим на обеспеченность питательными элементами;

- изучить баланс органического вещества в севооборотах и содержание гумуса в почве;

- установить влияние приемов биологизации на водно-физические свойства пахотного слоя почвы под культурами севооборотов;

- выяснить степень засоренности посевов культур в севооборотах в зависимости от способов использования биологизированных факторов;

- определить связь между приемами улучшения плодородия почвы и величиной урожая возделываемых культур, выходом зерна, кормовых единиц и переваримого протеина в севооборотах;

- дать экономическую оценку различным специализированным зерновым севооборотам в связи с применением приемов биологизации;

- провести производственную проверку результатов исследований и разработать рекомендации производству.

Личный вклад автора состоит в теоретических исследованиях по выявлению закономерностей между поступлением органического вещества в почву и сохранением их плодородия, а также повышением продуктивности полевых севооборотов. Разработаны и уточнены агробиологические приемы стабилизации плодородия каштановых почв, методические основы постановки исследований. При участии автора проведены полевые и лабораторные опыты, проанализированы экспериментальные данные, подготовлена диссертация, в которой отражены результаты исследований за период с 1994 по 2005 гг., сформулированы выводы и предложения производству. Доля личного участия диссертанта в получении и обобщении результатов исследований составляет 70%.

Достоверность результатов исследований. Разработанные принципы, методы и приемы базируются на фундаментальных положениях систем земледелия Нижнего Поволжья. Полученные результаты подтверждаются данными многолетних исследований в Волгоградской области, а также математической обработкой полученных результатов.

Научная новизна исследований состоит в теоретическом обосновании и экспериментальном решении проблемы сохранения и стабилизации плодородия зональных почв на основе малозатратной и экологически безопасной биологизации земледелия, позволяющей получать высокий уровень урожайности полевых культур, выход зерна, кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га пашни;

- изучены условия формирования устойчивых продуктивных агроценозов с эспарцетом, донником и горохом;

- обоснована продуктивность многолетних трав, донника в зависимости от биоклиматических ресурсов региона;

- предложен механизм сохранения и стабилизации плодородия каштановых почв под влиянием комплекса приемов биологизации земледелия с использованием многолетних трав, биомассы сидератов, соломы озимой ржи, листостебельной массы кукурузы;

- установлен круговорот органического вещества в севооборотах зерновой специализации;

- дана экономическая оценка полевых биологизированных севооборотов.

Практическая значимость заключается во внедрении научных разработок в сельскохозяйственное производство Нижнего Поволжья, что позволит повысить продуктивность полевых севооборотов по выходу зерна с 1 га пашни на 27,3-35,3% с уровнем рентабельности 76,9-77,1%, а кормовых единиц на 16,1-25,5%.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в ООО СХП «Лозное», КФХ «Выдрино» Дубовского района, КФХ «Коннова Л.Н.» Калачевского района, ООО «Липовские сады», КФХ «Орлов В.П.» Ольховского района, ООО «Николаевское» Николаевского района, ОНО ОПХ «Камышинское» Камышинского района, ИП КФХ «Свиридонов Ф.Ф.» Суровикинского района и других хозяйствах Волгоградской области.

Реализация результатов исследований проводилась через включение в:

- системы земледелия Нижнего Поволжья (Волгоград, 2007);

- модель адаптивно-ландшафтного обустройства территории и системы земледелия Волгоградской области (Волгоград, 2002);

- систему ведения агропромышленного производства Волгоградской области на 1996-2010 гг. (Волгоград, 1997);

- методику оптимизации полевых севооборотов зерновой специализации и структуру использования пашни с учетом ресурсного потенциала пахотных земель и сельскохозяйственных культур в агроландшафтах Нижнего Поволжья (Волгоград, 2004);

- концепцию развития систем «сухого» земледелия Волгоградской области на ландшафтно-экологической основе до 2010 года (Волгоград, 1995).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Приемы обогащения почвы органическим веществом за счет применения навоза, донника на сидерат, пожнивно-корневых остатков культур, соломы озимой ржи и листостебельной массы кукурузы.

2. Особенности роста и формирования урожайности сельскохозяйственных культур в севооборотах зерновой специализации в зависимости от применяемых приемов биологизации.

3. Водно-физические свойства почвы и засоренность посевов культур севооборотов на фоне использования различных видов органического вещества.

4. Баланс органического вещества в севооборотах, пищевой режим и содержание гумуса в почве при использовании приемов биологизации.

5. Биологическая активность, нитрификационная и аммонификационная способность почвы в севооборотах и в бессменных посевах при внесении в пахотный слой навоза, соломы озимой ржи, листостебельной массы кукурузы, донника на сидерат, пожнивно-корневых остатков эспарцета.

6. Продуктивность полевых культур и севооборотов по выходу зерна, кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га пашни в связи с приемами биологизации.

7. Обоснование экономической эффективности применяемых приемов биологизации в севооборотах зерновой специализации и бессменных посевах сельскохозяйственных культур.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на ежегодных - меж- и внутри-вузовских  конференциях  молодых  ученых  Волгоградской  области (1996-2009 гг.), научных конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской ГСХА (1996-2009 гг.), международных, региональных научно-практических конференциях Волгоградской ГСХА (1996-2009 гг.), Нижне-Волжском НИИСХ (2005 г.), Нижегородской ГСХА (2007 г.), Белорусской ГСХА (2007 г.), Смоленской ГСХА (2007 г.), Азово – Черноморской  ГАА  (2008 г.), Прикаспийского НИИ аридного земледелия (2006 и 2008 гг.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 35 печатных работах, в том числе 9 в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 413 страницах машинописного текста и состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. В работе содержится 9 рисунков, 118 таблиц. Список использованной литературы включает 496 наименований, в том числе 18 иностранных авторов.

Автор настоящей работы сердечно благодарен за консультации доктору с.-х. наук, профессору Жидкову Владимиру Михайловичу, а также за ценные советы, постоянную помощь и поддержку сотрудникам ОНО ОПХ «Камышинское» Нижне-Волжского НИИСХ – к. с.х. н. Смутневу Павлу Анатольевичу и  к. с.-х. н. Волынскову Валерию Петровичу, студентам-дипломникам агрономического факультета ВГСХА.

Содержание работы

Условия и методика проведения исследований. Экспериментальная часть работы выполнена в ОНО ОПХ «Камышинское» Нижне-Волжского НИИСХ в течение 1994-2005 гг. Решение поставленных задач осуществлялось постановкой и проведением стационарных однофакторных полевых опытов и серии опытно-производственных экспериментов, сопровождающихся агрометеорологическими наблюдениями, определением агрохимических, агрофизических показателей, влагообеспеченности, биологической активности, нитрификационной и аммонификационной способности почвы, химическими анализами растений, изучением баланса гумуса и органического вещества почвы и другими наблюдениями, учетами, измерениями и лабораторными исследованиями в соответствии с общепринятыми методиками. Размер опытной  делянки  составляет 360 м2, ее учетная часть 200 м2, повторность четырехкратная. Почва опытного участка каштановая тяжелосуглинистая с содержанием гумуса в пахотном слое 1,77-2,47%. Агротехника полевых культур общепринятая для зоны исследований.

Изучали следующие севообороты и бессменные посевы:

№1 – бессменный посев кукурузы на зерно;

№2 – бессменный посев ячменя;

№3 – пар черный – озимая рожь;

№4 – пар черный – озимая рожь – кукуруза на зерно;

№5 – пар черный – озимая рожь – ячмень;

№6 – пар черный – озимая рожь – яровая пшеница – ячмень (контроль);

№7 – пар черный – озимая рожь – кукуруза на зерно – ячмень;

№8 – пар черный – озимая рожь – кукуруза на зерно – кукуруза на зерно;

№9 – пар черный – озимая рожь – просо – ячмень;

№10 – пар черный (навоз 40 т/га) – озимая рожь – просо – ячмень;

№11 – пар черный – озимая рожь – горох – яровая пшеница – ячмень;

№12 – пар черный - озимая рожь – горох – кукуруза на зерно – ячмень;

№13 – пар черный – озимая рожь – просо – ячмень+донник – донник на сидерат;

№14 – пар черный – озимая рожь – горох – кукуруза на зерно – ячмень+донник – донник на сидерат;

№15 – пар черный – озимая рожь – ячмень +донник – донник на сидерат – яровая пшеница – кукуруза на зерно;

№16 – пар черный – озимая рожь – горох – яровая пшеница – кукуруза на зерно – ячмень+эспарцет – эспарцет 1 г.п. – эспарцет 2 г.п.;

№17 – пар черный – озимая рожь – ячмень+эспарцет - эспарцет 1 г.п. – эспарцет 2 г.п. – яровая пшеница – горох – кукуруза на зерно.

Солома озимой ржи и листостебельная масса кукурузы после уборки этих культур измельчается и запахивается в почву. Донник в фазу бутонизации скашивается, измельчается и заделывается в верхний слой почвы, а осенью запахивается ввиде сидерата под черный пар или яровую пшеницу. В варианте 10 в почву под черный пар вносится навоз нормой 40 т/га. После уборки на сено эспарцета 2-го г.п. его пожнивно-корневые остатки запахиваются под черный пар или яровую пшеницу.

Глава 1. Факторы, определяющие условия роста растений и

формирования урожайности сельскохозяйственных культур

в севооборотах с использованием приемов биологизации

Обогащение почвы органическим веществом при одинаковой норме выпадающих осадков способствовало экономному расходованию почвенной влаги культурами севооборотов (табл. 1).

Из таблицы видно, что внесение навоза под черный пар, а также включение в севооборот двух полей кукурузы с запашкой ее листостебельной массы в почву способствовало самому экономному расходованию влаги на формирование одной тонны зерна озимой ржи, где коэффициенты водопотребления составляют 77,8 мм. В севооборотах с запашкой донника на сидерат и пожнивно-корневых остатков эспарцета под пар коэффициенты водопотребления изменяются от 81,9 до 84,9 мм/т зерна.

Самый экономный расход почвенной влаги на формирование 1 т зерна ячменя отмечается в шестипольном севообороте с донником на сидерат под яровую пшеницу, при запашке под эту культуру соломы озимой ржи – 138,8 мм и в пятипольном севообороте, при запашке под ячмень листостебельной массы кукурузы – 136,0 мм/т зерна.

Наиболее рационально использовала влагу на формирование 1 т зерна яровая пшеница, размещенная по гороху и доннику на сидерат, соответственно 188,0 и 193,2 мм. В севообороте, где яровая пшеница размещается по эспарцету второго года пользования, экономия водных запасов по сравнению с контролем составляет 31,1 мм/т зерна.

Таблица 1 – Общее водопотребление и его коэффициенты у культур севооборотов в 1,5 м слое почвы

(среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Озимая рожь

Ячмень

Яровая пшеница

Просо

Общее водопотребление, мм

Коэффициент водопотребления, мм/т

Общее водопотребление, мм

Коэффициент водопотребления, мм/т

Общее водопотребление, мм

Коэффициент водопотребления, мм/т

Общее водопотребление, мм

Коэффициент водопотребления, мм/т

2

-

-

171,6

158,9

-

-

-

-

3

239,7

122,9

-

-

-

-

-

-

4

240,8

95,2

-

-

-

-

-

-

5

238,7

95,9

211,0

147,5

-

-

-

-

6 (к)

239,4

98,5

178,8

144,2

187,3

231,2

-

-

7

219,8

82,9

218,0

150,3

-

-

-

-

8

232,5

77,8

-

-

-

-

-

-

9

245,9

92,4

201,6

144,0

-

-

170,5

187,4

10

247,4

77,8

211,8

116,4

-

-

166,2

138,5

11

240,0

96,0

190,3

138,9

199,6

214,6

-

-

12

263,3

104,5

200,0

136,0

-

-

-

-

13

237,0

82,0

195,1

151,2

-

-

161,6

128,2

14

243,3

81,9

193,6

137,3

-

-

-

-

15

241,7

84,5

180,5

138,8

187,4

193,2

-

-

16

244,5

84,9

216,3

151,2

212,4

188,0

-

-

17

232,5

82,1

212,8

153,1

188,1

200,1

-

-

Самый низкий коэффициент водопотребления проса обеспечивается в пятипольном севообороте на фоне последействия донника на сидерат – 128,2 мм.

Поступление в почву органического вещества усиливает развитие микробиологических процессов.

Из рис. 1 видно, что внесение навоза под пар повышает биологическую активность почвы в посевах озимой ржи до 46,9 мг/м2, а в севообороте с двумя полями кукурузы до 46,8 мг/м2 СО2 в час. Внесение сидеральной массы донника под пар в пяти- и шестипольном севооборотах, а также запашка пожнивно-корневых остатков эспарцета под пар в восьмипольном севообороте повышает биологическую активность почвы в посевах озимой ржи соответственно на 17,6; 21,0 и 20,0% по сравнению с контролем.

Рисунок 1 – Интенсивность выделения диоксида углерода с поверхности почвы в посевах озимой ржи, мг/м2 в час (среднее за 1995-2005 гг.)

11

При выращивании ячменя (рис. 2) самая высокая биологическая активность почвы обеспечивается на фоне последействия навоза -55,0 мг/м2, а также при запашке соломы, где количество выделившегося диоксида углерода колеблется от 39,4 до 46,2 мг/м2 СО2 в час. Внесение послеуборочных остатков кукурузы в пахотный слой повышает интенсивность микробиологических процессов почвы в посевах ячменя по сравнению с контролем на 21,4-35,4%.

Рисунок 2 – Интенсивность выделения диоксида углерода с поверхности почвы в посевах ячменя, мг/м2 в час (среднее за 1995-2005 гг.)

Выделение диоксида углерода в посевах яровой пшеницы и проса представлено в таблице 2.

Таблица 2 – Интенсивность выделения диоксида углерода с поверхности почвы в посевах культур севооборотов, мг/м2 в час (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Культура

Предшественник

Выделилось СО2

6 (к)

11

15

16

17

Яровая пшеница

Озимая рожь

Горох

Донник (сидерат)

Горох

Эспарцет 2-го г. п.

33,9

42,8

46,6

51,3

44,7

9

10

13

Просо

Озимая рожь

Озимая рожь (навоз-последействие)

Озимая рожь (донник-последействие)

29,3

43,0

44,9

Из таблицы видно, что в посевах яровой пшеницы микробиологическая активность почвы повышается при размещении ее по гороху в восьмиполье – 51,3 мг/м2 СО2 в час. Запашка донника на сидерат и пожнивно-корневых остатков эспарцета под яровую пшеницу усиливает микробиологические процессы по сравнению с контролем соответственно на 27,3 и 24,2%.

При выращивании проса наиболее высокая биологическая активность почвы обеспечивается в севообороте с последействием донника на сидерат – 44,9 мг/м2.

Повышение плодородия почвы связано с ее нитрификационной способностью.

Исследованиями установлено (рис. 3), что самая высокая энергия нитрификации под озимой рожью обеспечивается в пяти- и шестипольном севооборотах с донниковым сидератом под черный пар соответственно +61,9 и +56,6 мг/кг.

Рисунок 3  – Нитрификационная способность почвы в фазу колошения озимой ржи, мг/кг почвы (среднее за 1995-2005 гг.)

Наибольшая энергия нитрификации под ячменем (рис. 4) достигается при возделывании этой культуры по просу в севообороте с последействием навоза.

Рисунок 4 – Нитрификационная способность почвы в фазу колошения ячменя, мг/кг

почвы (среднее за 1995-2005 гг.)

Нитрификационная способность почвы при выращивании яровой пшеницы и проса представлена в таблице 3.

Таблица 3 – Нитрификационная способность почвы в фазы колошения и выметывания культур севооборотов, мг/кг почвы (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Культура

Предшественник

Энергия

нитрификации

6 (к)

11

15

16

17

Яровая

пшеница

Озимая рожь

Горох

Донник (сидерат)

Горох

Эспарцет 2-го г. п.

+29,5

+33,8

+44,4

+34,6

+37,2

9

10

13

Просо

Озимая рожь

Озимая рожь (навоз-последействие)

Озимая рожь (донник-последействие)

+27,2

+36,7

+33,2

Из таблицы видно, что самая высокая энергия нитрификации под яровой пшеницей обеспечивается по доннику на сидерат +44,4 мг/кг почвы. По эспарцету энергия нитрификации повышается по сравнению с контролем на 20,7%.

Помимо соломы озимой ржи, повышает энергию нитрификации под просом последействие навоза и донника на сидерат.

Приемы биологизации способствуют усилению процессов аммонификации.

Из рис. 5 видно, что процесс аммонификации на полях с озимой рожью в пятипольном севообороте при запашке под черный пар сидеральной массы донника повышается по сравнению с контролем на 38,7%.

Самая высокая энергия аммонификации (рис. 6) отмечается при возделывании ячменя в севообороте с запашкой в почву навоза +29,4 мг/кг. Положительно влияет на увеличение аммонификационной способности почвы запашка листостебельной массы кукурузы под ячмень, где она составляет +22,7-29,2 мг/кг почвы.

Рисунок 5– Аммонификационная способность почвы в фазу колошения озимой ржи, мг/кг почвы (среднее за 1995-2005 гг.)

Рисунок 6 – Аммонификационная способность почвы в фазу колошения ячменя, мг/кг почвы (среднее за 1995-2005 гг.)

Аммонификационная способность почвы в посевах яровой пшеницы и проса представлена в таблице  4.

Таблица 4 – Аммонификационная способность почвы в фазы колошения и выметывания культур севооборотов, мг/кг почвы (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Культура

Предшественник

Энергия

аммонификации

6 (к)

11

15

16

17

Яровая

пшеница

Озимая рожь

Горох

Донник (сидерат)

Горох

Эспарцет 2-го г. п.

+60,7

+65,1

+69,2

+70,8

+67,3

9

10

13

Просо

Озимая рожь

Озимая рожь (навоз-последействие)

Озимая рожь (донник-последействие)

+147,0

+293,0

+271,0

Из таблицы видно, что более высокая энергия аммонификации отмечается при посеве яровой пшеницы в восьмипольном севообороте по гороху +70,8 мг/кг, а также доннику и эспарцету соответственно +69,2 и +67,3 мг/кг почвы.

При выращивании проса самый интенсивный процесс аммонификации обеспечивается в севообороте, где в почву вносится навоз и солома озимой ржи.

Органическое вещество является источником поступления минерального азота в почву (табл. 5).

Из таблицы видно, что более высокое содержание минерального азота в пахотном слое почвы к посеву озимой ржи было при внесении под черный пар навоза и донника в четырех- и пятипольном севооборотах соответственно – 46,3 и 46,7 мг/кг почвы. Самое высокое количество общего азота при весеннем отрастании озимой ржи обеспечивается при возделывании этой культуры в четырех- и пятипольном севооборотах с запашкой под пар навоза и донника на сидерат соответственно 52,4 и 50,6 мг/кг, а также в севообороте с двумя полями кукурузы на зерно – 49,9 мг/кг почвы.

Концентрация подвижного фосфора в пахотном слое почвы во время посева озимой ржи (табл. 6) колеблется от 12,0 мг/кг в двуполье и до 19,8 мг/кг при внесении в почву навоза. Весной при возобновлении  вегетации озимой ржи в севооборотах с навозом и двумя полями кукурузы, при запашке ее листостебельной массы в почву содержание легкодоступного фосфора в пахотном слое соответствует 20,3 и 21,7 мг/кг почвы.

Исследованиями установлено, что при посеве ячменя (табл. 7) самое высокое количество общего минерального азота отмечается в шестипольном севообороте при запашке в почву листостебельной массы кукурузы – 42,8 мг/кг.

К посеву яровой пшеницы содержание минерального азота повышается при выращивании этой культуры по доннику на сидерат и эспарцету по сравнению с контролем соответственно на 38,4 и 28,9%.

Самое высокое содержание общего минерального азота под просом после его посева отмечается в варианте с последействием навоза 50,9 мг/кг почвы, что выше, чем в варианте с последействием донника на 29,1%.

Нами установлено (табл. 8), что ко времени посева ячменя содержание в пахотном слое почвы подвижного фосфора увеличивается в севообороте с  последействием навоза до 29,1 мг/кг почвы. Использование донника на сидерат увеличивает содержание легкодоступного фосфора ко времени посева яровой пшеницы в пахотном слое почвы до 19,1 мг/кг почвы. Эспарцет как предшественник этой культуры увеличивал содержание фосфора по сравнению с контролем на 10,8%. Ко времени посева проса последействие навоза и донника на сидерат повышает запасы фосфора в почве.

Из всех изучаемых зерновых культур наиболее урожайной была озимая рожь по черному пару (табл. 9). Из таблицы видно, что наибольшая урожайность озимой ржи была в 1997, 2001, 2002 и 2004 гг. В среднем наиболее высокая урожайность озимой ржи получена на фоне внесения навоза нормой 40 т/га под черный пар – 3,18 т/га. При выращивании озимой ржи по черному пару с предварительной запашкой донника на сидерат увеличивает урожайность этой культуры по сравнению с контролем на 15,9-18,2%, пожнивно-корневых остатков эспарцета на 15,6% и листостебельной массы кукурузы в севообороте с двумя полями этой культуры на 18,7%.

Таблица 5 – Динамика общего минерального азота в пахотном 0-0,25 м слое почвы в черном пару и посевах озимой ржи, Nmin мг/кг почвы (среднее за 1994-2005 гг.)

№ варианта

Предшественник

В пару

весной

При посеве

Перед уходом

в зиму

Весной при отрастании

Ко времени

уборки

3

Пар черный

28,4

28,4

31,3

36,9

20,6

4

Пар черный (л/с масса кукурузы)

32,3

31,4

34,8

37,2

20,2

5

Пар черный

30,7

34,3

34,5

40,5

19,3

6 (к)

Пар черный

30,2

31,5

32,9

35,5

20,9

7

Пар черный

32,0

34,1

33,9

37,8

19,8

8

Пар черный (л/с масса кукурузы)

39,2

37,4

40,6

49,9

22,0

9

Пар черный

39,2

35,5

36,5

40,8

19,1

10

Пар черный (унавоженный)

43,5

46,3

46,3

52,4

19,4

11

Пар черный

28,4

30,3

32,0

36,8

19,5

12

Пар черный

30,6

32,9

33,6

39,5

20,2

13

Пар черный (донник сидерат)

41,0

46,7

49,9

50,6

21,8

14

Пар черный (донник сидерат)

44,2

40,4

40,4

44,1

21,3

15

Пар черный (л/с масса кукурузы)

38,8

43,4

43,0

44,3

20,7

16

Пар черный (эспарцет)

43,2

37,3

41,8

41,5

20,1

17

Пар черный (л/с масса кукурузы)

37,3

34,9

37,0

40,1

17,8

Таблица 6 – Динамика подвижного фосфора в пахотном 0-0,25 м слое почвы в черном пару и посевах озимой ржи, P2O5

мг/кг почвы (среднее за 1994-2005 гг.)

№ варианта

Предшественник

В пару

весной

При посеве

Перед уходом в зиму

Весной при отрастании

Ко времени

уборки

3

Пар черный

11,9

12,0

11,0

12,7

15,4

4

Пар черный (л/с масса кукурузы)

14,4

14,8

13,9

15,3

19,8

5

Пар черный

13,9

14,6

13,9

14,3

17,3

6 (к)

Пар черный

12,8

14,1

13,0

13,3

15,1

7

Пар черный

14,3

13,4

13,3

14,2

16,9

8

Пар черный (л/с масса кукурузы)

19,9

19,5

16,8

21,7

22,5

9

Пар черный

14,0

13,8

12,6

14,9

14,6

10

Пар черный (унавоженный)

20,5

19,8

19,9

20,3

25,5

11

Пар черный

15,4

15,9

13,8

12,6

16,3

12

Пар черный

14,0

13,5

13,0

14,6

16,1

13

Пар черный (донник сидерат)

20,6

16,6

13,5

16,5

19,9

14

Пар черный (донник сидерат)

18,4

17,3

15,3

14,5

15,8

15

Пар черный (л/с масса кукурузы)

19,2

17,6

15,7

16,0

15,5

16

Пар черный (эспарцет)

19,2

19,3

15,1

14,1

15,6

17

Пар черный (л/с масса кукурузы)

17,2

16,3

13,4

13,6

15,4

Таблица 7 – Содержание общего минерального азота в пахотном 0-0,25 м слое почвы под яровыми культурами, Nmin мг/кг почвы (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Культура

Предшественник

Посев

Уборка

2

5

6 (к)

7

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Ячмень

Ячмень

Озимая рожь

Яровая пшеница

Кукуруза на зерно

Просо

Просо (навоз-последействие)

Яровая пшеница

Кукуруза на зерно

Просо

Кукуруза на зерно

Озимая рожь

Кукуруза на зерно

Озимая рожь

21,8

31,2

40,2

29,7

36,7

33,7

30,3

29,1

41,2

42,8

36,2

38,4

37,1

20,4

20,1

21,2

23,8

20,7

25,7

23,7

20,9

18,5

27,9

18,7

26,0

20,2

6 (к)

11

15

16

17

Яровая

пшеница

Озимая рожь

Горох

Донник (сидерат)

Горох

Эспарцет 2-го г. п.

26,3

34,5

42,7

35,8

37,0

19,7

22,6

22,8

19,0

19,4

9

10

13

Просо

Озимая рожь

Озимая рожь (навоз)

Озимая рожь (донник)

38,6

50,9

36,1

16,4

19,4

16,0

Урожайность проса (табл. 10) в зависимости от предшественников была самой высокой в 1997 г. при размещении этой культуры по озимой ржи с запашкой ее соломы на фоне последействия донника на сидерат – 2,74 т/га. В среднем за годы исследований более высокая средняя урожайность проса формируется при возделывании ее в этом же севообороте – 1,26 т/га.

В период исследований более высокая урожайность ячменя (табл. 11) формировалась в 1997, 2000 и 2001 гг. и в среднем за годы проведения опытов она равнялась 1,82 т/га в севообороте, где в почву вносится навоз, а после кукурузы на зерно с запашкой ее листостебельной массы – 1,41-1,47 т/га.

Таблица 8 – Содержание подвижного фосфора в пахотном 0-0,25 м слое почвы под яровыми культурами, P2O5 мг/кг почвы (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Культура

Предшественник

Посев

Уборка

2

5

6 (к)

7

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Ячмень

Ячмень

Озимая рожь

Яровая пшеница

Кукуруза на зерно

Просо

Просо (навоз-последействие)

Яровая пшеница

Кукуруза на зерно

Просо

Кукуруза на зерно

Озимая рожь

Кукуруза на зерно

Озимая рожь

11,9

15,4

15,5

15,0

16,2

29,1

15,3

14,7

15,9

14,5

16,7

14,3

15,1

12,1

14,7

14,9

14,7

14,6

19,4

14,8

14,9

17,2

16,2

16,7

14,9

15,2

6 (к)

11

15

16

17

Яровая

пшеница

Озимая рожь

Горох

Донник (сидерат)

Горох

Эспарцет 2-го г. п.

15,7

18,4

19,1

18,9

17,6

23,0

22,7

24,2

23,4

23,3

9

10

13

Просо

Озимая рожь

Озимая рожь (навоз)

Озимая рожь (донник)

14,5

29,9

20,9

13,2

28,4

18,9

Выращивание яровой пшеницы в восьмипольном севообороте по гороху обеспечивает получение урожайности на уровне 1,13 т/га (табл. 12).  Запашка донника на сидерат под яровую пшеницу способствует формированию урожайности этой культуры до 0,97 т/га, распашка пласта эспарцета - до 0,94 т/га.

Таблица 9 – Урожайность озимой ржи в зависимости от предшественников, т/га

№ варианта

Предшественник

1995 г.

1996 г.

1997 г.

1998 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

Среднее

3

Пар черный

1,29

1,50

3,32

0,69

2,06

2,87

3,37

2,77

1,28

0,97

1,39

1,95

4

Пар черный (л/с м. кукурузы)

1,25

1,41

4,07

0,98

2,68

3,06

4,12

3,76

2,66

2,72

1,09

2,53

5

Пар черный

1,21

1,72

3,86

0,89

2,39

2,86

4,57

3,28

2,70

3,17

0,77

2,49

6 (к)

Пар черный

1,17

1,70

3,50

0,86

2,27

3,06

3,86

3,16

2,96

3,36

0,84

2,43

7

Пар черный

1,27

1,54

3,66

1,08

2,38

3,16

4,53

3,69

2,97

4,01

0,84

2,65

8

Пар черный (л/с м. кукурузы)

1,45

1,91

4,18

1,19

2,66

3,27

4,86

4,08

3,99

4,00

1,26

2,99

9

Пар черный

1,28

1,63

3,57

0,97

2,36

2,77

4,66

3,80

3,29

3,76

1,17

2,66

10

Пар черный (унавоженный)

1,71

1,80

3,89

1,21

2,74

3,33

5,32

4,31

3,92

4,89

1,92

3,18

11

Пар черный

1,29

1,79

3,16

0,77

2,56

3,08

4,07

3,18

2,97

3,67

1,00

2,50

12

Пар черный

1,30

1,60

3,57

0,70

2,37

2,78

4,59

3,47

2,78

3,58

1,04

2,52

13

Пар черный (донник сидерат)

1,29

1,75

4,49

1,05

3,35

3,35

4,83

3,83

3,24

3,65

1,01

2,89

14

Пар черный (донник сидерат)

1,78

2,04

4,55

1,03

2,75

3,33

4,64

4,23

3,45

3,85

1,05

2,97

15

Пар черный (л/с м. кукурузы)

1,51

1,67

3,87

0,84

3,33

3,15

4,79

3,84

3,03

4,34

1,08

2,86

16

Пар черный (эспарцет)

1,62

1,88

3,85

1,14

2,64

3,24

4,35

4,32

3,43

4,04

1,19

2,88

17

Пар черный (л/с м. кукурузы)

1,55

1,69

3,76

0,90

2,53

3,05

4,50

4,14

3,30

4,20

1,51

2,83

НСР 05

0,12

0,07

0,10

0,14

0,13

0,13

0,09

0,13

0,14

0,07

0,11

-

Таблица 10 – Урожайность проса в зависимости от предшественников, т/га

№ варианта

Предшественник

1995 г.

1996 г.

1997 г.

1998 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

Среднее

9

Озимая рожь

1,61

1,01

2,17

0,37

0,47

1,18

0,59

0,48

0,98

0,73

0,47

0,91

10

Озимая рожь (навоз)

2,50

1,10

2,40

0,45

0,62

1,41

0,81

0,62

1,30

1,08

0,87

1,20

13

Озимая рожь (донник)

2,00

1,67

2,74

0,43

0,85

2,14

0,76

0,64

1,23

1,02

0,35

1,26

НСР 05

0,16

0,08

0,11

0,06

0,12

0,11

0,10

0,06

0,07

0,11

0,19

-

Таблица 11 – Урожайность ячменя в зависимости от предшественников, т/га

№ варианта

Предшественник

1995 г.

1996 г.

1997 г.

1998 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

Среднее

2

Ячмень

0,33

1,00

1,96

0,06

0,92

2,26

1,88

0,57

1,46

1,06

0,39

1,08

5

Озимая рожь

0,92

1,20

2,17

0,09

1,09

2,60

2,87

0,90

1,89

1,13

0,83

1,43

6 (к)

Яровая пшеница

0,41

1,40

2,10

0,06

0,97

2,67

2,16

0,66

1,65

1,07

0,50

1,24

7

Кукуруза на зерно

0,87

0,98

2,25

0,07

1,07

2,87

2,67

0,88

2,28

1,39

0,61

1,45

9

Просо

0,88

1,42

1,87

0,06

1,08

2,69

2,49

0,79

1,87

1,42

0,79

1,40

10

Просо (навоз-последействие)

1,20

1,50

2,39

0,15

1,24

3,03

3,80

1,22

2,40

2,01

1,11

1,82

11

Яровая пшеница

0,46

1,51

2,16

0,07

0,99

2,69

2,18

0,68

1,97

1,56

0,78

1,37

12

Кукуруза на зерно

0,83

1,51

2,16

0,06

0,88

2,56

2,43

0,89

2,76

1,14

0,91

1,47

13

Просо

0,80

0,79

1,74

0,12

1,05

2,65

3,05

0,85

1,73

0,84

0,62

1,29

14

Кукуруза на зерно

0,97

1,09

1,69

0,12

1,04

2,83

3,04

0,93

2,21

0,85

0,75

1,41

15

Озимая рожь

0,60

1,28

2,19

0,13

0,94

2,54

3,03

0,73

1,54

0,75

0,59

1,30

16

Кукуруза на зерно

0,59

1,01

2,22

0,12

1,03

2,94

3,23

0,75

2,42

0,75

0,73

1,43

17

Озимая рожь

0,60

1,07

2,24

0,13

0,95

3,05

3,20

0,72

1,95

0,73

0,71

1,39

НСР 05

0,08

0,08

0,12

0,05

0,14

0,12

0,13

0,11

0,13

0,07

0,18

-

Таблица 12 – Урожайность яровой пшеницы в зависимости от предшественников, т/га

№ варианта

Предшественник

1995 г.

1996 г.

1997 г.

1998 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

Среднее

6 (к)

Озимая рожь

0,50

0,32

1,16

0,07

0,46

1,46

2,07

0,47

1,27

0,41

0,70

0,81

11

Горох

0,51

0,44

1,56

0,08

0,57

1,48

2,19

0,56

1,49

0,71

0,69

0,93

15

Донник (сидерат)

0,60

0,57

1,55

0,15

0,45

1,65

2,25

1,03

1,05

0,65

0,72

0,97

16

Горох

0,53

0,45

1,64

0,13

0,62

1,94

2,52

0,64

1,93

1,05

0,93

1,13

17

Эспарцет 2-го г. п.

0,58

0,49

1,45

0,11

0,54

1,75

1,74

0,62

1,53

0,73

0,83

0,94

НСР 05

0,07

0,07

0,11

0,03

0,10

0,17

0,11

0,17

0,12

0,06

0,08

-

Глава 5. Продуктивность эспарцета и донника в полевых севооборотах зерновой специализации

Исследованиями установлено (табл. 13), что с растительными остатками донника в почву поступает до 3,87 т/га органического вещества в пятипольном и шестипольном севооборотах, где он запахивается под черный пар. В шестипольном севообороте, где донник вносится в пахотный слой в качестве сидерата под яровую пшеницу до 3,75 т/га, что на 3,1% ниже первых вариантов. Следует отметить, что в почву поступает с надземной массой донника приблизительно в 1,5 раза больше органического вещества, чем с корнями.

Таблица 13 – Возврат органического вещества в пахотный слой почвы с растительными остатками трав, т/га (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Культура

Возвращено в почву

надземная масса

стерня

корни

всего

13

14

15

Донник

2,32

2,28

2,19

-

-

-

1,55

1,59

1,56

3,87

3,87

3,75

16

17

Эспарцет 2-го г. п.

-

-

0,57

0,53

1,70

1,60

2,27

2,13

С эспарцетом, при выращивании его на сено, в почву возвращается только пожнивно-корневая масса этой культуры. Она значительно ниже, чем масса, поступающая с донником. Наибольшее количество растительных остатков поступает в восьмипольном севообороте, где эспарцет является предшественником озимой ржи – 2,27 т/га, что на 6,2% выше, чем в таком же севообороте, но где эспарцет является предшественником яровой пшеницы. Причем доля корней поступающих в почву у эспарцета в 3 раза выше, чем стерни.

Как известно, у различных культур даже одного семейства колеблется не только количество корневых и пожнивных остатков, но и их химический состав (табл. 14).

Из таблицы видно, что содержание азота в надземной и корневой массе донника приблизительно одинаковое и соответственно составляет 1,48-1,56 и 1,50-1,51%. У эспарцета второго года пользования содержания азота в надземной части повышается до 1,70%, что на 0,18% выше, чем в корневой массе.

Таблица 14 – Содержание азота, фосфора и калия в растительных остатках трав, %  от абсолютно-сухого вещества (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Культура

Надземная масса

Корни

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

13

14

15

Донник

1,50

1,56

1,48

0,60

0,58

0,57

1,19

1,22

1,17

1,51

1,50

1,50

0,31

0,30

0,30

0,63

0,63

0,62

16

17

Эспарцет

2-го г. п.

1,70

1,70

0,52

0,53

1,32

1,32

1,52

1,52

0,37

0,37

0,72

0,72

Установлено, что содержание фосфора в надземной части донника накапливается в 1,9 раза больше, чем в его корнях. У эспарцета второго года пользования эти различия составляют в 1,4 раза.

Содержание калия в надземной и корневой массе донника значительно ниже, чем у эспарцета соответственно в 1,1 и 1,1-1,2 раза.

Различное количество растительных остатков, возвратившееся с травами и содержание в них азота, фосфора и калия способствовало повышению в почве основных элементов питания (табл. 15).

Таблица 15 – Масса основных элементов питания, поступивших в слой почвы 0-0,3 м с растительными остатками трав, кг/га (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Культура

Возвращено в почву

N

P2O5

K2O

13

14

15

Донник

58,2

59,4

55,8

18,7

18,0

17,2

37,4

37,8

35,3

16

17

Эспарцет 2-го г.п.

35,5

33,3

9,2

8,7

19,7

18,5

Как видно из таблицы, с надземной и корневой массой донника в пахотный слой почвы поступает азота от 55,8 до 59,4 кг/га, фосфора от 17,2 до 18,7 кг/га и калия от 35,3 до 37,8 кг/га.

С пожнивно-корневыми остатками эспарцета второго года пользования в почву возвращается значительно меньше питательных элементов, в связи с отчуждение с поля сена на кормовые цели. Масса азота колебалась от 33,3 до 35,5 кг/га, фосфора от 8,7 до 9,2 кг/га, калия от 18,5 до 19,7 кг/га, что соответственно в 1,6-1,8; 1,9-2,1 и 1,8-2,0 раза ниже, чем у донника.

Урожайность сухой массы донника представлена в таблице 16.

Из таблицы видно, что самая высокая сухая масса донника формировалась в пятипольном севообороте в 1994 г. – 5,0 т/га, самая низкая в 1999 г. при возделывании донника в шестипольном севообороте, где он является предшественником яровой пшеницы – 1,12 т/га. В среднем, за годы исследований, наибольшая урожайность сухой массы донника обеспечивается в шестипольном севообороте, где он запахивается в почву на сидерат под черный пар – 2,48 т/га, наименьшая при выращивании донника также в шестипольном севообороте, но где его сидеральная масса запахивается в почву под яровую пшеницу – 2,41 т/га, что на 0,07 т/га ниже, чем в первом варианте.

Таблица 16 – Урожайность сухой массы донника по севооборотам, т/га

Год

№ севооборота

НСР05

13

14

15

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Среднее

1,59

5,00

2,14

2,02

3,30

1,25

1,14

2,32

2,51

1,61

3,30

4,30

1,65

2,47

2,47

4,65

2,07

1,53

2,83

1,96

3,23

2,72

1,95

1,61

2,73

2,90

1,53

2,48

2,42

4,60

2,03

1,74

1,81

1,93

1,12

2,84

2,53

1,70

2,41

4,40

1,85

2,41

0,09

0,09

0,08

0,08

0,11

0,07

0,13

0,08

0,10

0,07

0,09

0,12

0,13

-

Анализ таблицы 17 показывает, что урожайность сена эспарцета первого и второго года пользования ниже, чем урожайность сухой массы донника.

Самая высокая урожайность сена эспарцета первого года пользования достигается в 1995 г. при выращивании его в севообороте, где он является предшественником яровой пшеницы – 2,56 т/га, низкая в 1996 г. при возделывании эспарцета в севообороте, где его пожнивно-корневая масса запахивается в почву под черный пар – 0,9 т/га. В среднем за годы исследований, урожайность сена эспарцета первого года пользования снижается, при возделывании его в севообороте, где он является предшественником яровой пшеницы до 1,59 т/га. В севообороте, где пожнивно-корневые остатки эспарцета запахиваются под черный пар, увеличивает урожайность сена на 0,03 т/га по сравнению с первым вариантом.

Таблица 17 – Урожайность сена эспарцета по севооборотам, т/га

Год

Культура

№ варианта

НСР05

16

17

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Среднее

Эспарцет 1-го г.п.

1,12

1,78

2,41

0,90

0,92

1,53

1,02

2,15

1,64

2,53

2,12

1,10

1,89

1,62

1,33

1,70

2,56

0,91

1,03

1,44

0,91

2,23

1,02

1,64

2,12

1,20

2,50

1,59

0,12

0,06

0,03

-

0,09

0,05

0,08

0,06

0,11

0,08

-

0,09

0,10

-

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Среднее

Эспарцет 2-го г.п.

2,11

1,60

2,90

2,94

1,60

1,42

2,34

3,94

1,15

1,65

2,44

1,70

2,23

2,15

2,17

1,60

2,93

2,72

1,61

1,44

2,24

4,03

1,12

1,73

2,62

0,80

2,98

2,15

0,06

-

-

0,16

-

-

0,03

0,08

0,03

0,02

0,18

0,02

0,13

-

Урожайность сена эспарцета второго года пользования формируется самой высокой в 2000 г. при возделывании его в севообороте, где он является предшественником яровой пшеницы – 4,03 т/га, низкой в 2004 г. в этом же севообороте. В среднем за 1993-2005 гг., урожайность сена эспарцета второго года пользования была практически одинаковой и равнялась 2,15 т/га.

Глава 6. Плодородие пахотного слоя и продуктивность полевых севооборотов

Как известно, органическое вещество является первичным материалом для образования гумуса.

Установлено (табл. 18), что наибольшее количество растительных остатков  возвращается  в  пахотный  слой  почвы  в  четырехпольных севооборотах с

внесением навоза  и  двумя  полями  кукурузы  на  зерно соответственно 7,84 и 3,76 т/га. В двух севооборотах с донником на сидерат под черный пар и одном под яровую пшеницу объем растительных остатков, поступающих в почву выше контроля соответственно на 0,58; 0,85 и 0,86 т/га. Причем, наибольший возврат органического вещества в почву достигается в шестипольных, а не пятипольном севооборотах, в структуру которых включена кукуруза на зерно, листостебельная масса которой запахивается в почву. Масса органического вещества возделываемых культур, поступающая в почву в восьмипольных севооборотах с эспарцетом выше контроля на 0,28-0,31 т/га, но ниже, чем в севооборотах с донником.

Плотность сложения почвы и ее взаимосвязь с содержанием органического вещества в пахотном слое представлена в таблице 19.

Из таблицы видно, что плотность пахотного слоя почвы к посеву культур в севооборотах изменяется от 1,22 в варианте с запашкой навоза и соломы озимой ржи до 1,32 т/м3 в двуполье, где используется только солома. В севооборотах, где в почву поступает сидеральная масса донника и пожнивно-корневые остатки эспарцета плотность почвы ниже контроля на 0,02-0,04 т/м3.

Общая засоренность посевов возделываемых культур (табл. 20) была самая высокая в четырехпольном севообороте с двумя полями кукурузы на зерно – 40 шт./м2, самая низкая – в пятипольном с донником на сидерат под черный пар, трехпольном зернопаропропашном и двупольном севооборотах.

Масса основных элементов питания, поступивших в почву в зависимости от качества и объема органического вещества, представлена в таблице 21.

Таблица 18 – Круговорот органического вещества, поступившего в слой почвы 0-0,3 м по севооборотам, т/га

(среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Образовано

Возвращено

зерно

пожнивно-корневая

масса и солома

надземная масса и

корни трав

листостебельная

масса

всего

на 1 га

навоз

пожнивно-корневая масса и солома

надземная масса и

корни трав

листостебельная

масса

всего

на 1 га

1

1,48

1,43

-

2,16

5,07

5,07

-

1,43

-

2,16

3,59

3,59

2

1,08

2,80

-

-

3,88

3,88

-

1,48

-

-

1,48

1,48

3

1,95

4,86

-

-

6,81

3,40

-

4,86

-

-

4,86

2,43

4

4,35

7,41

-

2,78

14,54

4,85

-

7,41

-

2,78

10,19

3,40

5

3,92

9,00

-

-

12,92

4,31

-

7,21

-

-

7,21

2,40

6(к)

4,48

11,19

-

-

15,67

3,92

-

8,40

-

-

8,40

2,10

7

5,84

11,13

-

2,66

19,63

4,91

-

9,33

-

2,66

11,99

3,00

8

6,42

9,64

-

5,41

21,47

5,37

-

9,64

-

5,41

15,05

3,76

9

4,97

11,57

-

-

16,54

4,13

-

9,00

-

-

9,00

2,25

10

6,20

13,23

-

-

19,43

4,86

21,44

9,92

-

-

31,36

7,84

11

5,67

13,83

-

-

19,50

3,90

-

9,70

-

-

9,70

1,94

12

6,51

12,58

-

2,51

21,60

4,32

-

9,79

-

2,51

12,30

2,46

13

5,44

12,29

3,87

-

21,60

4,32

-

9,54

3,87

-

13,41

2,68

14

7,19

13,87

3,87

2,84

27,77

4,63

-

10,99

3,87

2,84

17,70

2,95

15

6,96

14,37

3,75

2,85

27,93

4,65

-

11,18

3,75

2,85

17,78

2,96

16

8,17

17,01

7,91

2,77

35,86

4,48

-

12,49

4,05

2,77

19,31

2,41

17

7,90

16,51

7,67

2,86

34,94

4,37

-

12,27

3,87

2,86

19,00

2,38

Таблица 19 – Плотность сложения почвы в бессменных посевах и севооборотах, т/м3 (среднее за 1995-2005 гг.)

варианта

Прием биологизации

Срок

определения

Слой почвы, м

0-0,1

0,1-0,2

0,2-0,3

0-0,3

2

-

посев

уборка

1,17

1,24

1,33

1,33

1,34

1,35

1,28

1,31

3

Солома озимой ржи

посев

уборка

1,22

1,27

1,35

1,36

1,38

1,38

1,32

1,34

4

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

посев

уборка

1,21

1,24

1,33

1,32

1,35

1,34

1,30

1,30

5

Солома озимой ржи

посев

уборка

1,17

1,23

1,31

1,29

1,33

1,33

1,27

1,28

6 (к)

Солома озимой ржи

посев

уборка

1,18

1,24

1,30

1,30

1,33

1,35

1,27

1,30

7

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

посев

уборка

1,17

1,22

1,29

1,29

1,33

1,33

1,26

1,28

8

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

посев

уборка

1,18

1,20

1,31

1,28

1,32

1,30

1,27

1,26

9

Солома озимой ржи

посев

уборка

1,15

1,21

1,30

1,28

1,34

1,34

1,26

1,28

10

Навоз, солома озимой ржи

посев

уборка

1,12

1,17

1,25

1,26

1,29

1,31

1,22

1,25

11

Солома озимой ржи

посев

уборка

1,17

1,23

1,29

1,29

1,32

1,33

1,26

1,28

12

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

посев

уборка

1,17

1,23

1,30

1,29

1,33

1,32

1,27

1,28

13

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи

посев

уборка

1,14

1,19

1,26

1,26

1,30

1,31

1,23

1,25

14

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

посев

уборка

1,14

1,18

1,27

1,25

1,29

1,29

1,23

1,24

15

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

посев

уборка

1,15

1,22

1,28

1,28

1,32

1,31

1,25

1,27

16

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

посев

уборка

1,14

1,20

1,25

1,25

1,30

1,30

1,23

1,25

17

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

посев

уборка

1,15

1,21

1,29

1,27

1,31

1,31

1,25

1,26

Таблица 20 – Общая засоренность посевов культур в севооборотах в расчете на 1 га пашни (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Прием биологизации

Количество, шт./м2

Сырая масса, г/м2

Сухая масса, г/м2

1

Листостебельная масса кукурузы

26

247,0

73,5

2

-

86

224,6

58,7

3

Солома озимой ржи

9

49,1

12,6

4

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

13

100,1

29,6

5

Солома озимой ржи

16

77,7

32,5

6 (к)

Солома озимой ржи

19

97,3

24,5

7

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

20

131,4

39,4

8

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

40

144,1

45,2

9

Солома озимой ржи

24

106,2

30,7

10

Навоз, солома озимой ржи

25

137,4

36,6

11

Солома озимой ржи

27

123,8

30,3

12

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

30

146,2

42,7

13

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи

16

71,7

19,5

14

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

31

111,1

31,9

15

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

22

98,2

26,7

16

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

23

101,4

27,9

17

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

23

115,8

30,9

Таблица 21 – Динамика основных элементов питания, поступивших с органическим веществом возделываемых культур

по севооборотам, кг/га (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Образовано

Возвращено

всего

на 1 га

всего

на 1 га

N

Р2О5

К2О

N

Р2О5

К2О

N

Р2О5

К2О

N

Р2О5

К2О

1

56,2

23,3

46,5

56,2

23,3

46,5

28,1

13,2

40,9

28,1

13,2

40,9

2

41,4

15,8

27,7

41,4

15,8

27,7

12,0

3,6

9,6

12,0

3,6

9,6

3

73,5

27,7

52,3

36,7

13,8

26,1

33,5

11,7

41,6

16,7

5,8

20,8

4

169,0

67,8

125,4

56,3

22,6

41,8

76,9

32,9

104,3

25,6

11,0

34,8

5

141,5

56,5

98,9

47,2

18,8

33,0

50,8

18,9

60,3

17,0

6,3

20,1

6(к)

176,4

69,2

119,0

44,1

17,3

29,7

62,5

22,5

67,9

15,6

5,6

16,9

7

225,9

88,9

162,3

56,5

22,2

40,6

91,7

36,5

115,6

23,0

9,1

28,9

8

253,7

97,8

189,3

63,4

24,4

47,3

114,0

49,8

159,5

28,5

12,4

39,9

9

187,8

71,4

130,8

46,9

17,8

32,7

65,9

23,6

76,1

16,4

5,9

19,0

10

235,2

94,8

156,7

58,8

23,7

39,2

192,3

75,6

216,9

48,1

18,9

54,2

11

238,9

89,0

150,5

47,8

17,8

30,1

77,1

26,5

76,8

15,4

5,3

15,4

12

263,7

99,8

177,0

52,7

20,0

35,4

97,2

37,5

114,2

19,4

7,5

22,8

13

268,9

99,0

181,2

53,8

19,8

36,2

132,2

45,4

120,1

26,4

9,1

24,0

14

365,6

132,4

236,1

60,9

22,1

22,1

172,3

60,8

168,4

28,7

10,2

28,0

15

342,0

126,7

234,4

57,0

21,1

39,1

165,5

60,6

168,2

27,6

10,1

28,1

16

487,5

169,1

314,9

60,9

21,1

39,4

191,3

63,5

174,9

23,9

7,9

21,9

17

464,0

160,9

306,3

58,0

20,1

38,3

184,6

60,9

171,9

23,1

7,6

21,5

Из таблицы видно, что наибольшее количество азота, фосфора и калия с органическим веществом возвращается в пахотный слой почвы в четырехпольном севообороте, в котором в почву вносится навоз, и солома озимой ржи соответственно – 48,1; 18,9 и 54,2 кг/га. В четырехпольном севообороте с двумя полями кукурузы, где в почву запахивается вся ее листостебельная масса и солома озимой ржи в почву поступает – азота 28,5; фосфора 12,4 и калия 39,9 кг/га. В  шестипольном  севообороте,  где в почву  запахивается  органическое  вещество  ввиде  сидеральной  массы  донника,  листостебельной  массы  кукурузы  и соломы озимой ржи соответственно 28,7; 10,2 и 28,0 кг/га. В восьмипольных севооборотах с эспарцетом, где помимо его пожнивно-корневых остатков в почву запахивается солома озимой ржи и листостебельная масса кукурузы возвращается азота 23,1-23,9; фосфора 7,6-7,9 и калия 21,5-21,9 кг/га.

Исследованиями установлено, что состояние гумуса в почве во многом зависит от количества поступающих растительных остатков и технологии возделываемых культур.

Данные таблицы 22 свидетельствуют, что в севообороте с внесением навоза под вспашку черного пара содержание гумуса в пахотном слое почвы увеличивается на 0,35 т/га в год. В других севооборотах бездефицитный баланс гумуса не обеспечивался. Однако следует отметить, что наименьшие потери гумуса в почве обеспечиваются в шестипольных севооборотах с донником на сидерат, где помимо этой культуры в почву поступает листостебельная масса кукурузы и солома озимой ржи – 0,117 т/га. В пятипольном севообороте, где в почву поступает только сидеральная масса донника и солома озимой ржи – 0,14 т/га, а в севооборотах с эспарцетом – 0,131 т/га в год.

Выход зерна с 1 га севооборотной площади свидетельствует (табл. 23), что самую высокую продуктивность обеспечивает четырехпольный севооборот с двумя полями кукурузы на зерно – 1,56 т/га. В севообороте с навозом сбор зерна составил 1,46 т/га, а в трехпольном зернопаропропашном севообороте – 1,39 т/га. Самый высокий выход зерна из вариантов с донником обеспечивается в шестипольном севообороте, где он вносится под черный пар – 1,12 т/га.

Таблица 22 – Баланс гумуса в слое почвы 0-0,3 м в севооборотах

№ варианта

Прием биологизации

Расход или приход гумуса в год, т/га

1

Листостебельная масса кукурузы

-0,700

2

-

-0,350

3

Солома озимой ржи

-0,525

4

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

-0,237

5

Солома озимой ржи

-0,233

6 (к)

Солома озимой ржи

-0,175

7

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

-0,175

8

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

-0,262

9

Солома озимой ржи

-0,175

10

Навоз, солома озимой ржи

+0,350

11

Солома озимой ржи

-0,140

12

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

-0,210

13

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи

-0,140

14

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

-0,117

15

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

-0,117

16

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

-0,131

17

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

-0,131

Таблица 23 – Выход зерна в севооборотах, т/га (среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Прием биологизации

Всего

На 1 га

1

Листостебельная масса кукурузы

1,46

1,46

2

-

0,91

0,91

3

Солома озимой ржи

1,80

0,90

4

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

4,18

1,39

5

Солома озимой ржи

3,60

1,20

6 (к)

Солома озимой ржи

4,03

1,01

7

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

5,50

1,37

8

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

6,23

1,56

9

Солома озимой ржи

4,63

1,16

10

Навоз, солома озимой ржи

5,86

1,46

11

Солома озимой ржи

5,01

1,00

12

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

5,94

1,19

13

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи

5,17

1,03

14

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

6,71

1,12

15

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

6,56

1,09

16

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

7,54

0,94

17

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

7,27

0,91

Выход кормовых единиц показывает (табл. 24), что самый высокий он обеспечивается в четырехпольном севообороте с двумя полями кукурузы и в севообороте с внесением навоза, соответственно 1,96 и 1,97 т/га. В шестипольных севооборотах с донником на сидерат разница с контролем соответственно составляет 0,1 и 0,05 т/га в их пользу. В восьмипольных севооборотах с эспарцетом выход кормовых единиц превышает контроль соответственно на 0,16 и 0,11 т/га.

Таблица 24 – Выход кормовых единиц в севооборотах, т/га

(среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Прием биологизации

Всего

На 1 га

1

Листостебельная масса кукурузы

1,95

1,95

2

-

1,66

1,66

3

Солома озимой ржи

2,16

1,08

4

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

5,21

1,74

5

Солома озимой ржи

4,97

1,66

6 (к)

Солома озимой ржи

5,84

1,46

7

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

7,47

1,87

8

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

7,85

1,96

9

Солома озимой ржи

6,31

1,58

10

Навоз, солома озимой ржи

7,90

1,97

11

Солома озимой ржи

7,61

1,52

12

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

8,55

1,71

13

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи

6,86

1,37

14

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

9,37

1,56

15

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

9,07

1,51

16

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

12,97

1,62

17

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

12,55

1,57

Данные таблицы 25 свидетельствуют, что самый высокий выход переваримого протеина обеспечивается в восьмипольных севооборотах с эспарцетом, что выше контроля на 0,046 и 0,04 т/га. Самый высокий выход переваримого протеина из вариантов с донником на сидерат обеспечивается в шестипольном севообороте при запашке его под черный пар – 0,133 т/га.

Таблица 25 – Выход переваримого протеина в севооборотах, т/га

(среднее за 1995-2005 гг.)

№ варианта

Прием биологизации

Всего

На 1 га

1

Листостебельная масса кукурузы

0,115

0,115

2

-

0,103

0,103

3

Солома озимой ржи

0,195

0,097

4

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

0,395

0,132

5

Солома озимой ржи

0,386

0,129

6 (к)

Солома озимой ржи

0,488

0,122

7

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

0,540

0,135

8

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

0,567

0,142

9

Солома озимой ржи

0,492

0,123

10

Навоз, солома озимой ржи

0,612

0,153

11

Солома озимой ржи

0,731

0,146

12

Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

0,727

0,145

13

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи

0,537

0,107

14

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

0,801

0,133

15

Сидеральная масса донника, солома озимой ржи,

листостебельная масса кукурузы

0,706

0,118

16

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

1,348

0,168

17

Пожнивно-корневые остатки эспарцета, солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы

1,299

0,162

Глава 7. Экономическая оценка полевых севооборотов

Наряду с агротехнической оценкой зерновых специализированных севооборотов, большую роль играет экономический анализ с целью определения их эффективности (табл. 26). Из таблицы видно, что самый высокий уровень рентабельности производства зерна с 1 га севооборотной площади достигается в четырехпольном с двумя полями кукурузы на зерно и трехпольном с одним полем этой культуры севооборотах, соответственно 76,9 и 77,1%. В восьмипольных севооборотах с эспарцетом на сено рентабельность производства зерна превышает контрольный вариант соответственно на 5,1 и 9,2%. Более эффективным севооборотом с донником на сидерат является шестипольный, где он запахивается под пар, рентабельность зерна в этом севообороте составляет  66,1%.

Расчет экономических показателей по выходу кормовых единиц (табл. 27) свидетельствует, что самую высокую рентабельность имеет трехпольный севооборот с озимой рожью и ячменем – 142,1 %,  также четырехпольный севооборот с одним полем озимой ржи и двумя полями кукурузы – 138,2%.

Таблица 26 – Экономическая эффективность специализированных зерновых

севооборотов по выходу зерна в расчете на 1 га севооборотной площади, 2008 г.

№ севооборота

Себестоимость 1 т, руб.

Расчетная прибыль, руб.

Уровень рентабельности, %

1 т

1 га

1

2248,1

351,9

513,8

15,6

2

3141,2

-641,2

-583,5

-20,4

3

1839,8

1160,2

1044,2

63,1

4

1581,2

1218,8

1694,1

77,1

5

1713,9

1036,1

1243,3

60,5

6 к

2234,7

765,3

772,9

34,2

7

1724,9

975,1

1335,9

56,5

8

1582,7

1217,3

1899,0

76,9

9

1972,1

794,6

921,7

40,3

10

2037,3

729,4

1064,9

35,8

11

2380,0

870,0

870,0

36,6

12

2071,2

953,8

1135,0

46,1

13

1743,5

1023,2

1053,9

58,7

14

1820,9

1204,1

1348,6

66,1

15

1869,0

1031,0

1123,8

55,2

16

2175,6

944,4

887,7

43,4

17

2239,9

880,1

800,9

39,3

Таблица 27 – Экономическая эффективность специализированных зерновых севооборотов по выходу кормовых единиц в расчете на 1 га севооборотной площади, 2008 г.

№ севооборота

Себестоимость 1 т, руб.

Расчетная прибыль, руб.

Уровень рентабельности, %

1 т

1 га

1

1683,2

1316,8

2567,8

78,2

2

1722,0

1278,0

2121,5

74,2

3

1533,1

1466,9

1584,2

95,7

4

1263,2

1736,8

3022,0

137,5

5

1239,0

1761,0

2923,3

142,1

6 к

1546,0

1454,0

2122,8

94,0

7

1263,7

1736,3

3246,9

137,4

8

1259,7

1740,3

3411,0

138,2

9

1447,8

1552,2

2452,5

107,2

10

1509,8

1490,2

2935,7

98,7

11

1565,8

1434,2

2180,0

91,6

12

1441,3

1558,7

2665,4

108,1

13

1310,8

1689,2

2314,2

128,9

14

1307,3

1692,7

2640,6

129,5

15

1349,1

1650,9

2492,9

128,8

16

1262,4

1737,6

2814,9

137,6

17

1298,3

1701,7

2671,7

131,1

Выводы

1. В условиях сухостепной подзоны каштановых почв Нижнего Поволжья в севооборотах зерновой специализации на фоне естественных запасов влаги полнота всходов озимых культур изменяется от 52 до 58,5%. В посевах ранних яровых зерновых культур от 55,3 у ячменя до 68% у гороха, поздних яровых культур (просо) от 45,7 до 47,3%. Внесение в почву навоза, соломы озимой ржи, листостебельной массы кукурузы, сидеральной массы донника, а также пожнивно-корневых остатков эспарцета способствует повышению полевой всхожести возделываемых культур или находится на уровне с контролем, за исключением вариантов, где донник и пожнивно-корневые остатки эспарцета запахиваются под черный пар в пятипольном и восьмипольном севооборотах, снижая полевую всхожесть озимой ржи.

2. В севообороте, где вносится навоз, перезимовка озимой ржи составляет 90,6%, что выше, чем в контроле, на 4,8%. В вариантах с запашкой сидеральной массы донника и пожнивно-корневых остатков эспарцета перезимовка повышается относительно контроля соответственно на 0,3-2,9 и 6,9%. Запашка листостебельной массы кукурузы под черный пар повышает перезимовку озимой ржи только в короткоротационных севооборотах до 88,0-93,0%. В шестипольном и восьмипольном севооборотах зависимость между перезимовкой озимой ржи и этим приемом биологизации не проявляется.

3. При использовании донника на сидерат под черный пар повышается сохранность озимой ржи в пятипольном севообороте, при незначительной разнице с контролем в шестиполье. При выращивании яровой пшеницы на фоне донника на сидерат сохранность растений этой культуры повышается на 16,4%. При использовании эспарцета в качестве предшественника под яровую пшеницу увеличивается сохранность растений по сравнению с контролем на 8,3%. Запашка соломы озимой ржи обеспечивает сохранность культур севооборотов на уровне с контролем, увеличивая ее только у ячменя в трех- и восьмипольном севооборотах. При запашке листостебельной массы кукурузы в почву сохранность растений повышается, за исключением ячменя при возделывании его в восьми- и пятипольном севооборотах.

4. Продуктивная кустистость повышается при использовании навоза под озимую рожь в прямом действии и последействии под ячмень. При запашке донника на сидерат и пожнивно-корневых остатков эспарцета под черный пар увеличивается этот показатель на озимой ржи в шестипольном и восьмипольном севооборотах соответственно на 9,2 и 15,2%. Использование этих приемов биологизации под яровую пшеницу повышает ее продуктивную кустистость по сравнению с контролем на 4,4%. Внесение соломы озимой ржи повышает продуктивную кустистость ячменя во всех изучаемых севооборотах, а листостебельной массы кукурузы увеличивает этот показатель, кроме ячменя еще и на озимой ржи, снижая его только в восьмипольном севообороте на 1,8%, по сравнению с контролем.

5. Плотность сложения пахотного слоя почвы к посеву культур севооборотов колеблется от 1,22 в варианте с запашкой навоза и соломы озимой ржи до 1,32 т/м3 в двуполье, где используется только солома. В севооборотах, где в почву поступает сидеральная масса донника и пожнивно-корневые остатки эспарцета плотность сложения пахотного слоя ниже контроля на 0,02-0,04 т/м3. К уборке изучаемых культур самая низкая плотность почвы обеспечивается в шестипольном севообороте с донником на сидерат под черный пар – 1,24, что ниже контроля на 0,06 т/м3.

6. В севооборотах с поступлением органического вещества ввиде донникового сидерата содержание общего минерального азота повышается как в период действия, так и в последействии. Поступление в почву листостебельной массы кукурузы и пожнивно-корневых остатков эспарцета повышает концентрацию минерального азота в почве только на первой культуре севооборотов. На фоне внесения соломы озимой ржи содержание минерального азота под культурами севооборотов не превышает контроль. Внесение навоза повышает содержания минерального азота в почве в период вегетации культур.

7. Содержание подвижного фосфора в почве повышается при внесении навоза под все культуры севооборотов. При поступлении сидеральной массы донника и пожнивно-корневых остатков эспарцета в почву увеличивает содержание фосфора в пахотном слое под озимой рожью и яровой пшеницей. В последействии эффективность донника проявляется при выращивании гороха и поздних яровых культур (просо, кукуруза). На фоне использования листостебельной массы кукурузы под пар самое высокое содержание фосфора в почве обеспечивается при выращивании озимой ржи в четырехпольном севообороте с двумя полями кукурузы и в шестипольном севообороте с донником на сидерат. С поступлением соломы в пахотный слой почвы повышается содержание фосфора только при выращивании кукурузы на зерно.

8. В пятипольном с донником на сидерат под черный пар, трехпольном зернопаропропашном и двупольном севооборотах общая засоренность посевов возделываемых культур снижается. Наименьшая воздушно-сухая масса сорняков была в двупольном севообороте, а самая высокая – при бессменных посевах ячменя и кукурузы на зерно соответственно превышая контроль на 58,3 и 66,7%.

9. Самые низкие потери почвенной влаги в пару обеспечиваются в севооборотах с двумя полями кукурузы и в севообороте с внесением навоза. Внесение навоза под черный пар увеличивает содержание продуктивной влаги в посевах озимой ржи и последующих культур. При запашке сидеральной массы донника под пар наибольшее содержание влаги обеспечивается под озимой рожью в пятипольном севообороте. При распашке пласта эспарцета содержание влаги под яровой пшеницей и озимой рожью повышается. Использование листостебельной массы кукурузы способствует увеличению запасов воды под озимой рожью только в короткоротационных севооборотах, а под ячменем повышается независимо от агротехнического профиля севооборота. Внесение соломы озимой ржи под ячмень повышает содержание влаги ко времени посева по сравнению с контролем на 19,7-55,8 мм. Наибольшие запасы продуктивной влаги в почве содержатся при весеннем отрастании эспарцета второго года пользования 143,3-158,7 мм. Большие запасы влаги остаются для последующей культуры после донника, наименьшие после эспарцета.

10. Применение навоза, сидерации, а также запашка пожнивно-корневых остатков эспарцета в севооборотах способствует более экономному расходованию почвенной влаги на формирование урожаев зерновых культур. Коэффициенты водопотребления яровых культур при использовании соломы озимой ржи и листостебельной массы кукурузы находятся на уровне с контролем. Среди трав, наиболее экономно расходуется продуктивная влага при выращивании донника 62,1-63,9 мм/т, менее  – у эспарцета первого года пользования 107,7-117,2 мм/т.

11. Биологическая активность каштановых почв более интенсивно протекает при внесении навоза в севообороте  под озимой рожью, просом и ячменем по сравнению с контролем соответственно на 12,2; 13,7 и 23,8 мг/м2. При запашке донника на сидерат и пожнивно-корневых остатков эспарцета активизируются биологические процессы в почве под озимой рожью соответственно на 7,4-9,2 и 8,7; а под яровой пшеницей на 12,7 и 10,8 мг/м2 по сравнению с контролем. Внесение соломы способствует усилению биологической активности почвы в посевах ячменя на 8,2-15 мг/м2 по сравнению с контролем, а листостебельной массы кукурузы в посевах озимой ржи на 2,4-12,1 и ячменя на 8,5-17,1 мг/м2 СО2 в час.

12. Самая высокая интенсивность процессов нитрификации и аммонификации достигается в севообороте при внесении навоза в паровом поле под озимой рожью соответственно на +18,4 и +45,2; ячменем +17,9 и +13,4; а также просом +9,5 и 146 мг/кг почвы по сравнению с контролем. Поступление сидеральной массы донника в почву повышает нитрификационную и аммонификационную способность почвы по сравнению с контрольным вариантом соответственно под озимой рожью на +24,6-29,9 и +42,6-63,9; а под яровой пшеницей на +14,9 и +8,5 мг/кг почвы. После распашки пласта эспарцета нитрификация и аммонификация в почве под озимой рожью усиливается соответственно на +15,2 и +35,2; яровой пшеницей на +7,7 и +6,6 мг/кг почвы. Запашка соломы озимой ржи в почву повышает интенсивность микробиологических процессов под ячменем по сравнению с контролем соответственно на +2,7-9,9 и +2,6-6,5 мг/кг почвы, а при запашке листостебельной массы кукурузы усиливает эти процессы, как при выращивании озимой ржи, так и ячменя.

13. В изучаемых севооборотах возврат органического вещества в почву превышает контроль, кроме бессменного посева ячменя и пятипольного зернопарового севооборота, где с поля отчуждается солома всех возделываемых культур, кроме озимой ржи соответственно 1,48 и 1,94 т/га. Наибольшее количество растительных остатков возвращается в пахотный слой почвы в четырехпольных севооборотах с внесением навоза и двумя полями кукурузы на зерно соответственно 7,84 и 3,76 т/га. В двух севооборотах с донником на сидерат под черный пар и одном под яровую пшеницу этот показатель выше контроля соответственно на 0,58; 0,85 и 0,86 т/га. Масса органического вещества возделываемых культур, поступающая в почву в восьмипольных севооборотах с эспарцетом выше контроля на 0,28-0,31 т/га, но ниже, чем в севооборотах с донником.

14. Наибольшее количество азота, фосфора и калия с органическим веществом возвращается в пахотный слой почвы в четырехпольном севообороте с навозом и соломой озимой ржи соответственно – 48,1; 18,9 и 54,2 кг/га. В четырехпольном севообороте с двумя полями кукурузы, где запахивается вся ее листостебельная масса и солома озимой ржи в почву поступает 28,5 кг/га азота; 12,4 фосфора и 39,9 кг/га калия. В шестипольном севообороте с донником на сидерат, где в почву запахивается еще и листостебельная масса кукурузы и солома озимой ржи в пахотный слой поступает 28,7 азота; 10,2 фосфора и 28,0 кг/га калия. В восьмипольных севооборотах с эспарцетом, где помимо его пожнивно-корневых остатков в почву запахивается солома озимой ржи и листостебельная масса кукурузы возвращается азота 23,1-23,9; фосфора 7,6-7,9 и калия 21,5-21,9 кг/га.

15. В севообороте с внесением навоза под вспашку черного пара увеличилось содержание гумуса в пахотном слое почвы за последнюю ротацию на 0,04% или 0,35 т/га в год. В других севооборотах бездефицитный баланс гумуса не обеспечивался. В шестипольных севооборотах с донником на сидерат, где помимо его в почву поступает листостебельная масса кукурузы и солома озимой ржи, содержание гумуса снижается на 0,117 т/га, а в пятипольном севообороте, где в почву поступает только сидеральная масса донника и солома озимой ржи – на 0,14 т/га в год. В восьмипольных севооборотах с эспарцетом на сено, при запашке в почву его пожнивно-корневых остатков, соломы озимой ржи и листостебельной массы кукурузы содержание гумуса за ротацию севооборотов снижается на 0,131 т/га в год.

16. Внесение в почву навоза повышает урожайность, как первой культуры севооборота, так и последующих в среднем по сравнению с контролем соответственно озимой ржи на 0,75, проса – 0,29 и ячменя на 0,58 т/га. Запашка сидеральной массы донника и пожнивно-корневых остатков эспарцета под культуры севооборотов повышают урожайность озимой ржи в среднем соответственно на 0,46-0,54 и 0,45 т/га, а яровой пшеницы на 0,16 и 0,13 т/га по сравнению с контролем. Поступление в почву листостебельной массы кукурузы на зерно повышает урожайность озимой ржи по сравнению с контролем в среднем на 0,1-0,56 т/га, ячменя на 0,17-0,23 т/га в зависимости от севооборотов. Самое высокое повышение урожайности ячменя при внесении соломы озимой ржи отмечается в трехпольном зернопаровом севообороте, в севооборотах с большей ротацией прибавка снижается.

17. Четырехпольные севообороты с внесением навоза и двумя полями кукурузы на зерно способствуют более высокому выходу зерна по сравнению с контролем соответственно на 0,45 и 0,55 т/га. В севооборотах с донником на сидерат сбор зерна увеличивается по сравнению с контролем от 0,02 т/га в пятипольном севообороте, где он запахивается под черный пар до 0,11 т/га в шестипольном севообороте, где донник вносится также под черный пар. В севооборотах с многолетними травами (эспарцетом) и в двуполье выход зерна на 1 га севооборотной площади по сравнению с контролем  снижается соответственно на 0,07-0,1 и 0,1 т/га.

18. Наибольший выход кормовых единиц достигается в четырехпольном зернопаропропашном севообороте с двумя полями кукурузы и четырехпольном зернопаровом севообороте с внесением навоза соответственно 1,96 и 1,97 т/га, что выше контроля на 0,5 и 0,51 т/га. В шестипольных зернопаротравянопропашных севооборотах с донником на сидерат, где он запахивается под черный пар и яровую пшеницу, разница с контролем соответственно составляет 0,1 и 0,05 т/га в их пользу. В восьмипольных зернопаротравянопропашных севооборотах с эспарцетом под черный пар и яровую пшеницу выход кормовых единиц превышает контроль соответственно на 0,16 и 0,11 т/га.

19. Самый высокий выход переваримого протеина обеспечивается в восьмипольных зернопаротравянопропашных севооборотах с эспарцетом 0,162-0,168 т/га, что выше контроля на 0,04-0,046 т/га. В четырехпольном зернопаровом севообороте с навозом выход переваримого протеина увеличивается по сравнению с контрольным вариантом на 0,031 т/га. В зернопаротравянопропашном шестипольном севообороте с донником на сидерат под черный пар выход переваримого протеина превышает контроль на 0,011 т/га, в других севооборотах с донником выход переваримого протеина снижается.

20. В трех- и четырехпольных севооборотах с одним и двумя полями кукурузы на зерно достигается более высокий уровень рентабельности производства зерна с 1 га севооборотной площади соответственно 76,9 и 77,1%, что выше контроля на 42,7 и 42,9%. При внесении навоза в четырехпольном севообороте и в восьмипольных севооборотах с эспарцетом на сено рентабельность производства зерна превышает контрольный вариант соответственно на 1,6; 5,1 и 9,2%. Более эффективным севооборотом с донником на сидерат является шестипольный, где он запахивается под пар – 66,1%. В двупольном севообороте рентабельность производства зерна повышается по сравнению с контролем на 28,9%.

21. Самая высокая рентабельность производства кормовых единиц достигается в трехпольном зернопаровом севообороте с озимой рожью и ячменем при запашке в почву соломы озимой ржи – 142,1%. Практически такой же уровень рентабельности обеспечивается в трехпольном зернопаропропашном севообороте с одним полем  кукурузы на зерно, в четырехпольных севооборотах с одним и двумя полями кукурузы, а также в восьмипольном зернопаротравянопропашном севообороте с эспарцетом на сено. Уровень рентабельности в севооборотах с донником практически одинаковый. Рентабельность производства кормовых единиц в двупольном и четырехпольном с внесением навоза севооборотах обеспечивается на уровне 95,7 и 98,7%.

Предложения производству

1. Для сохранения и стабилизации плодородия почвы в условиях сухостепной подзоны каштановых почв Нижнего Поволжья с низкой обеспеченностью почв органическим веществом и дефицитом навоза необходимо использовать солому озимой ржи, листостебельную массу кукурузы, сидерат донника и пожнивно-корневые остатки эспарцета и их сочетания в севооборотах в качестве органического удобрения.

2. Для стабилизации производства зерна в хозяйствах зерновой специализации необходимо внедрять трех-, четырехпольные зернопаропропашные севообороты с одним или двумя полями кукурузы на зерно с запашкой в почву ее листостебельной массы, а также соломы озимой ржи.

3. В целях повышения эффективности применения донника на сидерат необходимо использовать шестипольный зернопаротравянопропашной севооборот с запашкой в почву его массы под черный пар, послеуборочных остатков кукурузы на зерно и озимой ржи.

4. В хозяйствах зерновой специализации для укрепления кормовой базы необходимо иметь восьмипольный севооборот, где кроме полевых культур предлагается возделывать эспарцет на сено с двулетним использованием травостоя.

Список печатных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Пожилов, В.И. Биологизированные севообороты в Нижнем Поволжье / В.И. Пожилов., В.М. Жидков., А.В. Зеленев // Земледелие. – 1999. - №3. – С. 18.

2. Жидков, В.М. Донник как сидерат в полевых севооборотах на каштановых почвах Нижнего Поволжья / В.М. Жидков., А.В. Зеленев // Достижения науки и техники АПК. – 1999. - №2. – С. 21-22.

3. Волынсков, В.П. Севообороты зерновой специализации и приемы улучшения плодородия каштановых почв Волгоградской области / В.П. Волынсков, П.А. Смутнев, Е.Н. Островская, А.В. Зеленев // Научный вестник. Сер. Агрономия. – вып. 1 / ВГСХА. – Волгоград, 1999. – С. 84-91.

4. Жидков, В.М. Донник как сидерат в полевых севооборотах на каштановых почвах Нижнего Поволжья / В.М. Жидков, А.В. Зеленев // Совершенствование научного обеспечения сельскохозяйственного производства Волгоградской области: материалы науч.-практ. конференции. Раздел Совершенствование систем ведения агропромышленного производства в Нижнем Поволжье / ВГСХА. – Волгоград, 1999. – С. 63-65.

5. Жидков, В.М. Биологизированные севообороты и плодородие каштановых почв / В.М. Жидков., А.В. Зеленев // Вестник АПК. – 1999. - №4. – С. 17-18.

6. Пожилов, В.И. Биологизированные севообороты на каштановых почвах в сухостепной зоне Нижнего Поволжья / В.И. Пожилов, В.М. Жидков, А.В. Зеленев // Научный вестник. Сер. Агрономия. – Вып. 2 / ВГСХА. – Волгоград, 2000. – С. 54-60.

7. Зеленев, А.В. Использование донника на сидерат в полевых севооборотах на каштановых почвах Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Научный вестник. Сер. Агрономия. – вып. 2 / ВГСХА. – Волгоград, 2000. – С. 62-64.

8. Зеленев, А.В. Динамика элементов питания почвы в биологизированных севооборотах Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Проблемы научного обеспечения и экономической эффективности земледелия в рыночных условиях: материалы международной науч.-практ. конференции. Раздел Водосберегающие технологии сельскохозяйственных культур / ВГСХА. – Волгоград,  2001. – С. 112-115.

9. Жидков, В.М. Биологизированные севообороты в подзоне каштановых почв Нижнего Поволжья / В.М. Жидков, А.В. Зеленев // Научный вестник. Сер. Агрономия. – Вып. 3 / ВГСХА. – Волгоград, 2002. – С. 70-75.

10. Зеленев, А.В. Предшественники озимой ржи и яровой пшеницы на каштановых почвах Волгоградской области / А.В. Зеленев // Научный вестник. Сер. Агрономия. – Вып. 3 / ВГСХА. – Волгоград, 2002. – С. 78-82.

11. Зеленев, А.В. Биологизация полевых севооборотов на каштановых почвах Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев., П.А. Смутнев // Научно-агрономический журнал. – 2005. - №3. – С. 49-52.

12. Зеленев, А.В. Эффективность биологизированных севооборотов на каштановых почвах Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев., П.А. Смутнев // Вестник ВГСХА. – 2006. - №2. – С. 4-8.

13. Зеленев, А.В. Биологизированные севообороты и плодородие каштановых почв в сухостепной зоне Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев, П.А. Смутнев // Биологизированные основы устойчивого развития Волго-Каспийского природного комплекса. – М., 2006. – С. 140-144.

14. Зеленев, А.В. Биологизированные севообороты Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Аграрный вестник Урала. – 2007. - №3. – С. 35-37.

15. Зеленев, А.В. Биологизированные севообороты и их продуктивность / А.В. Зеленев // Научные основы систем земледелия и их совершенствование: материалы международной науч.-практ. конференции. Раздел Агрономия / НГСХА. – Нижний Новгород. – 2007. – С. 36-39.

16. Зеленев, А.В. Севообороты Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Молодежь в науке – 2007: материалы международной науч.-практ. конференции. Раздел Агрономия, зоотехния, экология / Белорусская ГСХА. - Горки, 2007. – С. 42-44.

17. Зеленев, А.В. Биологизированные севообороты Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев., П.А. Смутнев // Зерновое хозяйство. – 2007. - №5. – С. 14-15.

18. Зеленев, А.В. Полевые севообороты Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев., П.А. Смутнев // Поле деятельности. – 2007. - №11. – С. 17-18.

19. Зеленев, А.В. Предшественники озимой ржи на каштановых почвах Волгоградской области / А.В. Зеленев // Известия Нижне-Волжского агроуниверситетского комплекса. – 2007. - №4. – С. 3-7.

20. Зеленев, А.В. Севообороты в агроландшафтах Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев, П.А. Смутнев // Проблемы и перспективы развития аграрного производства: материалы международной науч. конференции / Смоленская ГСХА. – Смоленск, 2007. – С. 17-19.

21. Сухов, А.Н. Системы земледелия Нижнего Поволжья / А.Н. Сухов, В.В. Балашов, В.И. Филин и др.; ВГСХА. – Волгоград, 2007. – 344с.

22. Зеленев, А.В. Перспективные полевые севообороты для сухостепной зоны Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Кормопроизводство. – 2008. - №1. – С. 18-20.

23. Зеленев, А.В. Эффективность предшественников озимой ржи в севооборотах Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Поле деятельности. – 2008. - №4. – С. 24-25.

24. Беленков, А.И. Биологизированные севообороты и плодородие каштановых почв Нижнего Поволжья / А.И. Беленков., А.А. Зеленев // Известия ТСХА. – 2008. - №2. – С. 18-24.

25. Зеленев, А.В. Продуктивность зерновых севооборотов в Нижнем Поволжье / А.В. Зеленев // Вестник аграрной науки Дона: материалы межвузовской науч.-практ. конференции. Раздел Агрономия, лесное хозяйство и биологические науки / Азово-Черноморская агроинженерная академия. - Зерноград, 2008. – С. 64-65.

26. Зеленев, А.В. Продуктивность севооборотов и плодородие каштановых почв Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Известия Нижне-Волжского агроуниверситетского комплекса. – 2008. - №2. – С. 41-49.

27. Зеленев, А.В. Плодородие каштановых почв и продуктивность биологизированных севооборотов Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Известия Нижне-Волжского агроуниверситетского комплекса. – 2008. - №4. – С. 35-41.

28. Зеленев, А.В. Агробиологические приемы повышения плодородия каштановых почв и продуктивность полевых севооборотов в агроландшафтах сухостепной зоны Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Проблемы и тенденции устойчивого развития аграрной сферы: материалы международной науч.-практ. конференции. Раздел Проблемы и перспективы развития растениеводства. – Том. 1 / ВГСХА. – Волгоград, 2008. – С. 66-70.

29. Гаврилов, А.М. Продуктивность севооборотов на каштановых почвах Нижнего Поволжья / А.М. Гаврилов., В.М. Жидков., А.В. Зеленев // Доклады РАСХН. – 2008. - №6. – С. 36-37.

30. Зеленев, А.В. Полевые севообороты Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Аграрная наука. – 2008. - № 12. – С. 10-12.

31. Зеленев, А.В. Агробиологические приемы сохранения плодородия каштановых почв и продуктивность полевых севооборотов в агроландшафтах сухостепной зоны Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Перспективы развития аридных территорий через интеграцию науки и практики. – М., 2008. – С. 33-38.

32. Зеленев, А.В. Плодородие каштановых почв и продуктивность севооборотов Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Применение инновационных технологий в подготовке специалистов высшей квалификации для агропромышленного комплекса Волгоградской области: материалы региональной науч.-практ. конференции. Раздел Применение инновационных технологий при решении задач повышения выхода продукции растениеводства и прогрессивного функционирования животноводческих комплексов / ВГСХА. – Волгоград, 2008. – С. 34-38.

33. Зеленев, А.В. Биологизированные севообороты на каштановых почвах Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Использование инновационных технологий для решения проблем АПК в современных условиях: материалы международной науч.-практ. конференции. Раздел Инновационные аспекты развития растениеводческой отрасли. – Том. 1 / ВГСХА. – Волгоград, 2009. – С. 85-90.

34. Жидков, В.М. Динамика органического вещества и элементов питания почвы в севооборотах Нижнего Поволжья / В.М. Жидков., А.В. Зеленев // Агрохимический вестник. – 2009. - №2. – С. 30-31.

35. Зеленев, А.В. Предшественники озимой ржи на каштановых почвах Нижнего Поволжья / А.В. Зеленев // Земледелие. – 2009. - №3. – С. 40-41.







© 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.