WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

ЛАЗАРЕВ

Александр Прокопьевич

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

(НА ПРИМЕРЕ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ)

06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Тюмень - 2012

Работа выполнена в Государственном научном учреждении научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северного Зауралья Сибирского отделения Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный консультант:  доктор сельскохозяйственных наук, профессор

        Скипин  Леонид  Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор 

Рендов Александр Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Манторова Галина Филипповна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Мингалев Сергей Кузмич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Курганская ГСХА

Защита диссертации состоится 30 марта  2012 года в 14.00 на заседании специализированного совета Д 220.064.01 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

Адрес: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7, тел/факс (3452) 46-87-77

E-mail: dissTGSHA@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии

Автореферат разослан «___» __________ 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат с.-х. наук ____________________ Рзаева В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В Тюменской области в фонде земель сельскохозяйственного назначения наиболее ценными являются черноземы. Они характеризуются высоким потенциальным плодородием и в пашне занимают 25%.        В тех хозяйствах, у которых в пашне преобладают черноземы в сочетании с темно-серыми лесными почвами, не случайно получают ежегодно наибольшие урожаи сельскохозяйственных культур (Каретин Л.Н., 1990).

По данным агрохимического обследования ФГУ ГСАС «Ишимская» характерной особенностью последних двух десятилетий является активизация негативных процессов, ведущих к деградации черноземных и других типов почв. При нарушении севооборотов баланс органического вещества сдвигается в сторону выноса продуктов его минерализации сельскохозяйственными культурами. Интенсивная обработка почвы особенно при возделывании пропашных культур вызывает изменение теплового, водного, газового и питательного режимов почвы, резко активизирует микробиологическую деятельность и последующую потерю гумуса.

Без научно обоснованной системы обработки почвы,  достаточного компенсирующего поступления растительных остатков, органических и минеральных удобрений складывается отрицательный баланс азота, фосфора и калия, снижается плодородие земель, разрушается структура почвы и увеличивается ее способность к уплотнению. Это явление сопряжено с последующей потерей продуктивности черноземных почв.

Возникла необходимость использования основополагающих факторов, влияющих на воспроизводство почвенного плодородия: выращивание в севооборотах бобовых растений, сидеральных культур, применение измельченной соломы, рациональных энергосберегающих технологий обработки почвы.

       В настоящее время проведение научно-исследовательских работ по совершенствованию основных элементов системы земледелия считается  весьма актуальным.

Цель исследований – повышение продуктивности культур в севооборотах при использовании систем обработки почвы, предшественников, органических, минеральных удобрений и мероприятий по сохранению и повышению плодородия чернозема.

Задачи исследований:

  1. Дать оценку влияния агрометеорологических условий и уровня влагообеспеченности чернозема в отдельные этапы органогенеза сельскохозяйственных культур на формирование их урожая.
  2. Выявить роль отдельных возделываемых культур в создании структурного состава и водопрочности агрегатов почвы.
  3. Дать оценку действия систем основной обработки почвы на снижение засоренности культур и повышение продуктивности севооборотов.
  4. Установить эффективность применения на чернозёме измельченной соломы зерновых культур, навоза, торфа и минеральных удобрений.
  5. Определить влияние отдельных предшественников и минеральных удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы.
  6. Установить параметры изменения плодородия чернозема в зависимости от количественного и качественного состава пожнивных и корневых остатков полевых культур.
  7. Дать биоэнергетическую и экономическую оценку севооборотам при применении  в них различных систем основной механической обработки почвы.

Научная новизна. Впервые в лесостепной зоне Тюменской области дано комплексное обоснование действия климатических факторов, предшественников и обработки почвы на рост развитие и урожайность сельскохозяйственных культур. Показана сравнительная оценка роли предшественников (пшеницы, озимой ржи, однолетних трав, гороха, кукурузы и чистого пара) на количественный и качественный состав агрономически ценных агрегатов в слое почвы 0-20 см.

Дана многолетняя оценка (более 20 лет) действия обработок почвы (отвальной, отвально-безотвальной, мелкой плоскорезной, разноглубинной отвально-плоскорезной) в зернопропашном севообороте на засоренность культур. Изучено влияние разных норм внесения соломы зерновых культур на процессы  аммонификации, нитрификации, целлюлозоразрушения, накопления гумуса и питательных элементов, почвенных ферментов, урожайность возделываемых культур и продуктивность севооборотов. Установлены возможности улучшения показателей  качества зерна яровой пшеницы Новосибирской 67 и Чернявы 13 в зависимости от предшественника (однолетние травы, кукуруза, овес, пшеница, пшеница бессменно, горох, чистый пар), обработки и минеральных удобрений. Проведена  оценка комплексного использования пожнивных остатков предшественников, органических и минеральных удобрений на действие и последействие  почвенных процессов, продуктивность сельскохозяйственных культур и плодородие чернозема. В стационарном многолетнем полевом опыте установлена возможность замены ежегодной вспашки на её чередование с безотвальной или плоскорезной обработкой. Выявлено действие ресурсосберегающих систем основной обработки почвы на культуры севооборота.

Теоретическая значимость работы. Определена степень влияния агроклиматических факторов на формирование урожая основных сельскохозяйственных культур. Установлена корреляционная связь между отдельными структурными фракциями почвы и урожайностью яровой пшеницы. Определена зависимость плотности почвы от содержания гумуса, массы послеуборочных остатков зерновых культур, коэффициента структурности. Разработана система основной обработки чернозема обыкновенного с элементами ресурсосбережения.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Проведенными исследованиями по совершенствованию элементов системы земледелия на черноземах лесостепи Западной Сибири установлена возможность использования комбинированной системы основной обработки почвы в зернопаропропашном севообороте, в которой вспашка чередуется через год с безотвальной обработкой плугом со стойками СибИМЭ. В пятипольном севообороте с занятым паром установлена эффективность дифференцированной ресурсосберегающей системы обработки почвы, включающей вспашку под горох, плоскорезное рыхление на 12-14 см под остальные культуры. Предлагаемые системы обработки чернозема могут применяться в Тюменской области на площади 200-300 тыс.га.

Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы в сочетании со вспашкой через 1-3 года внедрены в Ларихинском хозрасчетном участке ЗАО «Племзавод Юбилейный» Ишимского района Тюменской области на площади 5000 га и обеспечили ежегодную экономию горючего на сумму 0,4 млн. рублей без снижения урожайности культур. В ФГУП «Ишимское» Россельхозакадемии рациональные дозы минеральных удобрений обеспечивают экономический эффект 4,48 млн. руб.

Защищаемые положения.

1. Агроклиматические факторы влияют на продуктивность основных сельскохозяйственных культур: прослеживалась средняя положительная корреляция урожайности яровой пшеницы от величины относительной влажности воздуха и отрицательная – от дефицита влажности воздуха.

2. Предлагаемые элементы системы земледелия (севообороты, основная обработка почвы, внесение минеральных и  органических удобрений) обеспечивают сохранение и расширенное воспроизводство почвенного плодородия черноземов лесостепи Тюменской области.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на научно-практической конференции (Тюмень, 1992), региональной научно-практической конференции (Омск, 2000), зональном совещании директоров опытно-производственных и производственных хозяйств (Ишим, 2002, 2006 гг.), на международной научной конференции (Новосибирск, 2006), на ежегодных совещаниях агрономов хозяйств юга Тюменской области («День поля»), на ежегодных Ученых Советах ГНУ НИИСХ Северного Зауралья. Результаты исследований внедрены в ФГУП «Ишимское» Россельхозакадемии и ЗАО «Племзавод Юбилейный» Ишимского района Тюменской области.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 27 работ, в том числе 9 работ в изданиях рекомендованных ВАК.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 373 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, 10 глав, выводов и предложений производству. Содержит 68 таблиц, 26 рисунков и 30 приложений. Список литературы включает 395 источников, из них 28 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Основы совершенствования элементов системы земледелия

Успешное повышение урожайности возделываемых в области сельскохозяйственных культур возможно лишь на основе повсеместного применения научно обоснованной и постоянно совершенствующейся зональной системы земледелия, достижений сельскохозяйственной науки и практики.

В отдельных хозяйствах в зависимости от почвенно-климатических особенностей территории, целей, задач и экономических возможностей система земледелия может изменяться и совершенствоваться.

В главе приведен обзор литературы по применяемым в лесостепи Западной Сибири системам основной обработки почвы, совершенствованию и освоению в производстве энергосберегающих систем, теоретическим основам воспроизводства плодородия почв.

  1. Объекты, условия и методика проведения исследований

Исследования по теме диссертации проведены на Ишимском стационаре НИИСХ Северного Зауралья на территории землепользования ОПХ «Ишимское» Ишимского района Тюменской  области.

Объектами исследований являются: обыкновенный чернозем лесостепи Тюменской области, культуры севооборотов, системы основной обработки почвы, пожнивные и корневые остатки полевых культур. Стационарные полевые опыты на черноземе закладывались Ю.И. Абрашиным в 1974 г. Совместно и без него автор проводил исследования в течение 28 лет (1983-2010). Анализ агроклиматических ресурсов проводился автором с 1975- 2010 гг.

Климат Северного Зауралья, как и всей Западной Сибири, формируется под влиянием холодных арктических воздушных масс Северного Ледовитого океана, азиатского материка, а также сухих ветров, дующих из Казахстана и Средней Азии. Климат типично континентальный. Он характеризуется суровой и многоснежной зимой, теплым, но непродолжительным летом, короткими переходными сезонами весной и осенью, а также коротким безморозным периодом.

За годы исследований сельскохозяйственные культуры обеспечивались теплом и атмосферными осадками неодинаково. Сумма положительных температур воздуха выше 10оС за вегетационный период зерновых культур колебалась в пределах 1588-2483о. Два года (1992-1993) характеризовались низкой теплообеспеченностью – 1588 и 1696о, а четыре (1987, 1989, 1991, 1999) высокой – 2274-2483оС. В преобладающем количестве лет сумма температур воздуха выше 10о  находилась на уровне среднемноголетней нормы (1912 о С) или была несколько выше.

Для оценки влагообеспеченности вегетационного периода использовали гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова (ГТК), а также оценивали условия увлажнения по сумме выпавших атмосферных осадков, согласно  градациям, предложенным Ю.Г. Жилиным, А.Е. Кочергиным, А.Х. Кольцовым и др. (1983) по Тюменской области.

В годы исследований пользовались данными метеостанции г. Ишим.

Всего проведено 7 опытов: 5 полевых, 1 лабораторный,1 вегетационный.

Повторность полевого опыта, в котором на полях севооборотов изучались разные системы механических обработок трехкратная. Его площадь 16,32 га, делянок – 240 и 480 м2, учетная – 100 м2.

Органические удобрения (навоз) вносили до 1996 г. в зернопаропропашном севообороте в пару, в зернопропашном – после уборки однолетних трав в дозе 50 т/га (в расчете 10 т/га ежегодно).

С 1977 по 2004 г. на полях двух севооборотов изучалась эффективность применения соломенной резки зерновых культур в качестве удобрения.

Зерновые культуры и однолетние травы (горох + овес) выращивали на фоне внесения минеральных удобрений в дозе N60P90K60, кукурузу – N90P90K60. С 1998 г. в  почву вносили только азотно-фосфорные удобрения, а с 2006 г. – азотные.

Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур соответствовала зональным рекомендациям.

После уборки предшественников применяли следующие основные обработки почвы: 1) ежегодную вспашку плугом ПН-4-35 на глубину 20-22 см, весной общепринятые предпосевные обработки; 2) чередование безотвального рыхления плугом со стойками СибИМЭ (в первые годы применяли КПГ-250) и вспашки на глубину 20-22 см (через год); 3) ежегодную плоскорезную обработку КПЭ-3,8 (ранее КПП-2,2) на глубину 12-14 см. Весной боронование  игольчатой бороной БИГ-3 с последующим зональным комплексом предпосевной обработки, включающим культивацию КПС-4А на глубину заделки семян, посев СЗП-3,6, а  затем прикатывание; 4) чередование глубокой вспашки на глубину 28-30 см и  плоскорезной обработки КПЭ-3,8 на 12-14 см (через год). С 2003 г. глубину вспашки уменьшили до 20-22 см.

В опытах определяли: влажность почвы до глубины 0-100 см термостатно-весовым методом, объемную массу – по Н.А. Качинскому, наименьшую полевую влагоемкость – методом заливаемых площадок, структурный состав почвы –  методом Н.И. Саввинова, водопрочность почвенных агрегатов – методом И.М. Бакшеева, плотность твердой фазы почвы – пикнометрическим, углерод по методу Тюрина, валовой фосфор  - по Лебедянцеву, нитратный азот - по Грандваль – Ляжу, гидролитическую кислотность – по Каппену, сумму Cа и Mg – трилонометрическим, рН солевой – потенциометричеким методом, степень насыщенности основаниями –  расчетным методом. В органических удобрениях и растительных остатках углерод определяли по методу Анстета в модификации Пономарёвой-Николаевой, валовой фосфор – колориметрическим методом. Валовой калий во всех анализируемых образцах определялся пламенно-фотометрическим методом, азот – по Къельдалю, подвижный фосфор и калий – по Ф.В. Чирикову, биологическая активность почвы – по разложению льняного полотна.

Для учета корневых остатков зерновых культур (т/га) отбирали почвенные монолиты площадью поперечного сечения 0,1 м2 (30,233,2 см) на глубину 0-30 см.

Учет засоренности посевов полевых культур провели перед уборкой количественно-весовым методом по методике ВИЗР, учет урожая и его структура определялись по методике Госсортсети, дисперсионный анализ – по Б.А. Доспехову (1979).

Экономическую и биоэнергетическую эффективность севооборотов при различных системах основной обработки почвы определяли на основе технологических карт возделывания сельскохозяйственных культур в соответствии с методикой СибНИИСХОЗа (Неклюдов А.Ф. и др., 1993) и ТГСХА (Абрамов Н.В., Селюкова Г.П., 2001).

3 Влияние агрометеорологических условий и влагообеспеченности чернозема обыкновенного на формирование урожая полевых культур

В годы проведения стационарных исследований мы рассматривали тесноту связи урожая сельскохозяйственных культур с температурой, влажностью и дефицитом влажности воздуха, с суммой выпавших атмосферных осадков, с запасами продуктивной влаги в черноземе.

В число рассматриваемых вопросов вошли:

  1. определение влияния неодинаковых условий внешней среды, складывающихся по годам и в разные периоды вегетации растений (в том числе и их «критические периоды»), на формирование урожая;
  2. выявление оптимального режима произрастания сельскохозяйственных культур;
  3. установление характера изменчивости урожайности растений из-за неблагоприятных явлений климата.

Яровая пшеница. В годы (1976-2010) стационарных исследований на тяжелосуглинистом черноземе, с мощностью гумусового горизонта 40 см, наиболее благоприятные условия складывались в течение 44% лет, в которые культура формировала урожай зерна в пределах 3,0-5,15 т/га. Снижение в остальные годы происходило в основном под влиянием засушливых явлений (пониженной влажности воздуха и иссушения почвы), часто повторяющихся в июне, в период прохождения растениями фазы кущения.

Для растений яровой пшеницы в период фазы кущения водный режим чернозема обыкновенного часто складывался напряженно. В слое почвы 0-20 см запасы доступной влаги оказались неудовлетворительными (они в  среднем за годы исследований составили 17,3 мм, или 54% НВ). Увлажнение обрабатываемого слоя почвы находилось ниже уровня нижней границы оптимальной  влажности. Последняя устанавливается при запасах влаги равных 60-80% НВ (Сляднев А.П., Сенников В.А., 1977).

Нижележащие слои почвы, особенно расположенные глубже 50 см, удерживали больше влаги. Поэтому метровый слой почвы часто характеризовался удовлетворительной влагообеспеченностью. Здесь среднемноголетняя величина запасов доступной влаги равнялась 130±7 мм (это среднеарифметическая с абсолютной ошибкой средней).

Важно отметить, что в 42% лет от общего периода наших исследований мало выпадало дождевых осадков и за счет эвапотранспирации интенсивно расходовалась влага из всей метровой толщи чернозема. В слое 0-20 см содержание влаги не достигало 18% (а в запасах доступной  влаги – 14 мм). При таком количестве влаги, не превышающем 50% наименьший влагоемкости (НВ), согласно исследованиям Д.И. Шашко (1967), в обрабатываемом слое почвы устанавливалась влажность замедленного роста растений (ВЗР). В метровом слое почвы запасы доступной  влаги снижались до  неудовлетворительного уровня (они в период фазы кущения пшеницы в среднем составили менее 100 мм, а в отдельные годы – 90 мм).

В профиле почвы создавался значительный дефицит влаги: в слое 0-20 см он достигал 20-30 мм, а  метровом – 80-115 мм.

На рост и развитие растений пшеницы в период  фазы кущения нередко влияли такие неблагоприятные условия внешней среды: неудовлетворительные запасы доступной влаги в почве, относительная влажность воздуха в пределах 60% и ниже, дефицит влажности воздуха, превышающий 10 мб.

Благоприятные условия произрастания для яровой пшеницы складывались в те годы, когда относительная влажность воздуха находилась в интервале 64-74%, дефицит влажности воздуха не достигал 10 мб, а в обрабатываемом слое почвы обеспеченность запасами доступной влаги удерживалась на удовлетворительном уровне.

Кущение растений пшеницы обычно протекало при среднесуточных температурах воздуха 13,9-19,4о. Но в засушливые годы температура повышалась в среднем до 20,2о (выше среднемноголетней на 4оС) и понижалась относительная влажность воздуха, иногда даже менее 30% в  течение 2-5 дней.

В июне (в этом месяце у растений протекала фаза кущения) из-за недостатка почвенной влаги прослеживалась средняя положительная корреляция урожаев зерна пшеницы от величины относительной влажности воздуха (r = 0,52) и отрицательная – от дефицита влажности воздуха (r = -0,50).

Многолетними исследованиями установлено, что яровая пшеница, размещенная по двум предшественникам (озимая рожь, кукуруза), формировала часто пониженные и низкие урожаи зерна при изменении величины относительной влажности воздуха в пределах 57-63%. При этом средняя урожаность пшеницы равнялась  2,1 т/га. Когда относительная влажность воздуха в июне изменялась от 64 до 74%, то средняя урожайность пшеницы составила 3,4 т/га.

Рост урожайности пшеницы от повышения относительной влажности воздуха можно проследить по рисункам 1 и 2.

Рис. 1 – Урожайность яровой пшеницы, размещенной после озимой ржи,

в зависимости от относительной влажности воздуха в июне

Рис. 2 – Урожайность яровой пшеницы, размещенной после кукурузы,

в зависимости от относительной влажности воздуха в июне

В засушливые годы растения пшеницы в фазу кущения не могли заложить хорошие элементы колоса. Уже в этой фазе определялась пониженная урожайность основной продовольственной культуры.

Урожайность пшеницы коррелировала со среднесуточными температурами воздуха в период от фазы всходов растений до окончания выхода в трубку. Для пшеницы благоприятной оказалась температура воздуха в  интервале 15,9-18,9о. Повышение температуры до 19-20о и более отрицательно  влияло на формирование урожая.

За период кущения-колошения пшеницы сумма атмосферных осадков во многом решала судьбу урожая. В слое чернозема 0-20 см благоприятный уровень влагообеспеченности  складывался при запасах доступной влаги в интервале 18-41 мм.

В сильно засушливые и средне засушливые годы, в которые за вегетационный период ГТК изменялся от 0,56 до 0,73, а сумма выпадающих атмосферных  осадков колебалась от 100,4 до 137 мм (или от 51,3 до 70% нормы), урожайность  пшеницы была низкой. В слабозасушливые годы (с суммой осадков 70-80% нормы) формировались урожаи, которые в  среднем были не ниже, чем в нормальные (81-120% нормы).

В благоприятные годы с суммой дождевых осадков 121-140% нормы получали высокие и устойчивые урожаи. В отдельные переувлажненные годы (свыше 140% нормы осадков) падение урожайности достигало 43,8% от среднемноголетнего.

Для яровой пшеницы оптимальный режим произрастания устанавливался в 1997 году при  динамике запасов доступной  влаги в слое почвы 0-20 см в интервале 18-35 мм (58-79% НВ). Зерновая культура по предшественнику кукурузе сформировала наиболее высокую урожайность зерна – 51,5 т/га.

В засушливые годы при одинаковых гидротермических условиях выявлена высокая роль накопления влаги в почве ко времени посева. В течение  вегетационного периода 1988 и 1989 г. выпало малое количество атмосферных осадков (69% от среднемноголетнего), сумма температур более 10о превышала среднемноголетнюю (1615±27) на 102о и 175оС, ГТК равнялся 0,8. Но в 1988 году по сравнению с 1989, благодаря большим весенним влагозапасам в почве, яровая пшеница повысила урожайность  зерна на 1,1 т/га (табл. 1).

Таблица 1 – Влияние весенних запасов доступной влаги в метровом слое чернозема обыкновенного и агрометеорологических условий на урожайность яровой пшеницы

Влагообеспе-

ченность почвы при посеве

Год

Запасы влаги в почве в начале вегетации растений, мм

Осадки, мм

Сумма среднесуто-чных темпе-ратур выше 10оС

Гидротер-мический коэффици-ент

Относи-

тельная влажность воздуха в июне, %

Уро-жайн-ость, т/га

за вегетационный период

Удовлетво-

рительная

1976

132

104

1678

0,6

60

1,11

2010

136

101

1832

0,6

63

2,08

1990

131

120

1763

0,7

63

1,80

2004

154

148

1834

0,8

61

2,79

Хорошая

1989

166

137

1790

0,8

60

1,79

1984

179

145

1691

0,9

64

3,50

1999

175

192

1640

1,2

65

3,83

1980

169

228

1450

1,6

74

3,62

2001

161

266

1718

1,5

73

3,59

2002

177

286

1730

1,6

71

3,69

Очень хорошая

1988

192

138

1717

0,8

60

2,85

1997

180

138

1490

0,9

64

5,15

2000

224

221

1818

1,2

66

3,87

2008

200

166

1781

1,2

66

3,32

Полученные данные свидетельствуют о необходимости проведения мероприятий по улучшению водного режима чернозема.

В Тюменской области для сохранения и поддержания водных запасов почвы на благоприятном для растений уровне высокое значение имеют агротехнические приемы по борьбе с непроизводительными  потерями влаги в осенний и весенний периоды. Основную обработку и весеннюю культивацию совмещают с выравниваем поля. Особенно необходимо  выравнивание зяби в засушливые годы после раноубираемых культур: озимой ржи, гороха, однолетних и многолетних трав.

Озимая рожь. За 1974-2000 гг. исследований растения озимой культуры по занятому пару дважды погибали  от вымерзания. Гибель растений была связана с низкой влагообеспеченностью почвы. В ней медленно прорастали семена, а всходы появлялись изреженными и слабыми. У озимой ржи мало появлялось стеблей и слабо образовывались вторичные корни. Многие растения даже не кустились, не набирали необходимое количество пластических веществ и зимой подвергались вымерзанию.

В остальные годы растения ржи усваивали до 1% коротковолновой фотосинтетически активной радиации (ФАР) в течение 7, а 1-2% – 18 лет. Посевы озимой ржи по чистому пару повышали использование ФАР. За 1974-2008 гг. растения ржи усваивали до 1% ФАР в течение 6 лет; 1-2% – 25 и 2-3% – 4 лет. При указанных величинах аккумулирования ФАР максимальный урожай зерна достигал соответственно 2,23; 4,51 и 5,55 т/га.

Верхний слой почвы после уборки однолетних трав в большинстве лет характеризовался удовлетворительной  обеспеченностью влагой и при проведении основной механической обработки легко подвергался крошению.

В засушливые годы в слое чернозема 0-20 см запасы доступной влаги только единично достигали 10 мм (влажности 16 % веса сухой почвы). При  таком пониженном увлажнении между отдельными почвенными частицами возникали значительные силы сцепления.

Добиться качественной разделки почвы под посев продовольственной культуры было трудно. От вспашки в пахотном слое образовалось большое количество глыб и крупных комков. Глыбы диаметром больше 5 см занимали  поверхность пашни на 10-15%, а иногда 20% и более. С увеличением глыбистости ухудшалось качество пашни, а ее агрономическая оценка снижалась от хорошей до плохой.

Поверхностной обработкой в 2-3 следа и её сочетании со вспашкой добивались улучшения обрабатываемого слоя. Но от сева семян озимой ржи в иссушенную почву понижалась полнота всходов, ослаблялось образование вторичных корней и т. д. В таком случае перенос посева на весну следующего года оказался рациональным. От яровой пшеницы получали зерна больше на 1 т/га , чем от озимой ржи.

У растений ржи, размещенных на полях севооборотов, первые этапы органогенеза (всходы-кущения) проходили на неодинаково влагообеспеченном черноземе. Почва поля бывшего чистого пара по сравнению с ранее занятым однолетними травами в слое 0-20 см часто содержала влаги больше на 4-18 мм, а в 0-100 см – на 41-75 мм.

Уровень влагообеспеченности почвы в период всходов-кущения растений ржи во многом зависел от количества летних дождевых осадков. Если они выпадали в количестве менее 160 мм, то слой почвы 0-20 см  запасами доступной влаги обеспечивался неудовлетворительно (< 20 мм), а при 160-230 мм и более – удовлетворительно (> 20 мм).

От осенних неудовлетворительных запасов влаги в пахотном слое (8-17 мм) озимая рожь формировала низкую  и недостаточно высокую урожайность зерна (0,6-2,9 т/га), а при больших запасах (18-34 мм) высокую – 3,4-5,5 т/га.

Учет факторов, влияющих на продуктивность озимой ржи по разным предшественникам, позволяет легко дать объяснение величине выращенного урожая (табл. 2).

Таблица 2 – Урожайность озимой ржи в зависимости от влагообеспеченности чернозема обыкновенного и агрометеорологических условий

Предше-

ственник

В слое почвы запасы доступной  влаги, мм

Год посева и уборки

Осадки (мм) за период

Относи-тельная влаж-ность воздуха за период весеннего кущения -выхода в трубку, %

Средне-суточная темпера-тура воздуха за период выхода в трубку -цветения, оС

Уро-жай-

ность зерна, т/га

0-20 см

0-100 см

Весен-него кущения - выхода в трубку

май – 1-2 декада августа

в посевной период

при весеннем кущении

Однолет-ние травы

9

142

1983-1984

13

109

58

16,5

1,17

10

154

1990-1991

11

124

51

20,2

0,81

21

174

1991-1992

31

187

57

16,0

4,07

25

191

1992-1993

35

200

56

19,9

2,66

29

146

1994-1995

56

127

63

15,4

4,27

19

172

1984-1985

96

254

62

19,3

4,32

Чистый пар

27

165

1983-1984

13

109

58

16,5

4,78

26

162

1990-1991

11

124

51

20,2

2,31

27

166

2004-2005

10

129

54

18,6

4,46

30

180

2003-2004

9

116

48

15,3

3,56

30

179

1991-1992

31

187

57

16,0

4,14

27

194

1992-1993

35

200

56

19,9

2,95

31

167

2000-2001

33

142

5

16,7

4,51

33

162

1994-1995

56

127

63

15,4

5,55

32

191

1984-1985

96

254

62

19,3

4,95

Урожайность озимой ржи получилась наиболее высокой при следующих показателях условий внешней среды:

1) в период всходов-выхода в трубку в слое почвы 0-20 см запасы доступной влаги не  снижались ниже 18 мм, а в 0-100 см – 90 мм;

2) в период весеннего кущения-выхода в трубку выпадало дождевых осадков не менее 50 мм, а относительная влажность воздуха превышала 60 %;

3) в период выхода в трубку-цветения среднесуточные температуры воздуха были ниже 19оС.

На продуктивность растений озимой культуры по-разному действовали предшественники. При благоприятных агрометеорологических условиях и  достаточной обеспеченности чернозема влагой, питательными веществами озимая рожь после однолетних трав давала наибольшие урожайность зерна в интервале 3,6-4,3, а по чистому пару – 4,5-5,5 т/га.

За годы наших многолетних исследований средняя урожайность зерна озимой ржи по предшественнику однолетние травы на фоне отвальной обработки почвы составила 2,9, а по чистому пару – 3,7 т/га.

Однолетние травы. В период всходов горохо-овсяной смеси запасы доступной влаги в слое почвы 0-20 см в среднем за годы исследований составили 35 мм, 0-50 см – 89 мм и 0-100 см – 166 мм.

В июне за счет эвапотранспирации верхняя часть профиля почвы часто иссушалась. В среднезасушливые и сильнозасушливые годы в третьей декаде июня в  слое почвы 0-20 см запасы влаги уменьшались на 15-25 мм и более. В 25- 30% лет на вариантах опыта с разными обработками почвы обрабатываемый слой  имел минимальные запасы влаги – 9-14 мм и они не превышали 50% НВ.

В остальные годы расходы почвенной влаги на физическое испарение и десукцию в значительной мере компенсировались выпадающими дождевыми осадками. И в верхней части профиля почвы наблюдался удовлетворительный уровень обеспеченности запасами доступной влаги: в слое 0-20 см они составляли 25-29 мм, а в слое 0-50 см – 55-73 мм.

Между урожайностью однолетних трав и запасами доступной  влаги в почве прослеживалась слабая корреляционная связь (r <0,3).

Урожайность зеленой массы однолетних трав находилась в большей зависимости от относительной влажности воздуха и величины гидротермического коэффициента (ГТК) по Г.Т. Селянинову. Коэффициент корреляции для двух указанных последних связей в июне был положительным (r = 0,57) и свидетельствовал о средней степени зависимости. В июле влажность воздуха и ГТК слабее влияли на урожайность.

О зависимости величины урожайности однолетних трав от суммы дождевых осадков и дефицита влажности воздуха за вегетационный период можно проследить по таблице 3 и рисункам 3 и 4. Эта зависимость выражалась соответственно следующими уравнениями регрессии:

У=1,21х + 49,01

У= 371,65-26,23х

Таблица 3 – Влияние величины дефицита влажности воздуха и суммы атмосферных осадков за вегетационный период на урожайность зелёной массы однолетних трав (т/га), 1976-2009 гг.

Основная обработка почвы

Дефицит влажности воздуха, мб

Осадки, мм

< 7

7-8

> 8

< 60

60-100

> 100

Ежегодная вспашка на глубину 20-22 см

20,4

16,4

13,6

9,3

15,6

20,1

Чередование безотвальной обработки стойками СибИМЭ и вспашки на глубину 20-22 см (через год)

20,1

16,4

13,6

10,3

15, 9

19,5

Ежегодная плоскорезная обработка.

КПЭ-3,8 на глубину 12-14 см

19,1

17,2

13,1

10,5

15,5

18,5

Чередование вспашки на глубину 28-30 см (с 2003 г. на 20-22 см) и плоскорезной обработки КПЭ-38 на глубину 12-14 см (через год)

20,3

17,3

13, 8

10, 6

16,2

19,9

Рис. 3 – Урожайность зеленой массы однолетних трав на черноземе в зависимости от суммы выпадающих дождевых осадков за вегетационный период

Рис. 4 – Урожайность зеленой массы однолетних трав на черноземе в зависимости от среднесуточного дефицита влажности воздуха за вегетационный период

За годы исследований выяснилось, что изучаемые основные механические обработки почти одинаково влияли на влагообеспеченность почвы. Это явилось главной причиной, что среднемноголетняя  урожайность однолетних трав на вариантах опыта изменилась слабо – от 15,6 (мелкая плоскорезная обработка) до 16,3 т/га (чередование вспашки с мелкой плоскорезной обработкой).

Наши многолетние исследования показали, что смена по годам агрометеорологических условий и уровня влагообеспеченности чернозема обыкновенного приводила к значительным колебаниям урожайности однолетних трав. В 12% лет урожайность зелёной массы горохо-овсяной смеси не превышала 10 т/га, 36% – 15 т/га, а в остальные годы колебалась от 15,2 до 25 т/га и более.

Кукуруза. Культура требовательна к теплу, свету, влаге, плодородию почвы и культуре земледелия. За годы (1975-2004) проведения стационарных полевых опытов ежегодная смена агрометеорологических условий приводила к значительной изменчивости урожайности зеленой массы. Он колебался в довольно широком интервале – 8,6-70,6 т/га.

Коэффициент вариации урожайности для вариантов опыта, где силосная культура размещалась после озимой ржи, составил –  35-43%, а после другого предшественника – пшеницы – 48-51%. Большая стабильность урожайности биомассы кукурузы прослеживалась на варианте опыта с ежегодной осенней вспашкой почвы на глубину 20-22 см.

Во все годы с сильнозасушливым июнем (ГТК варьировал в интервале 0,2-0,5), но с общей суммой летних дождевых осадков более 100 мм, силосная культура всегда накапливала довольно значительную биомассу. Ее урожайность  в среднем составил 49,3 т/га.

Результаты наших исследований позволили установить следующее:

1) при недостаточной влагообеспеченности вегетационного периода формирование урожайность кукурузы существенно зависело от характера распределения дождевых осадков;

2) при сумме летних осадков более 100 мм засушливые условия июня на урожайность кукурузы не влияют;

3) урожайность зеленой массы кукурузы коррелирует с суммой дождевых осадков за критический период растений (10 суток до вымётывания и 20 суток после выметывания метелок), а за июль-август только на слабозасоренных делянках;

4) в половину теплообеспеченных лет выпадает недостаточное количество дождевых осадков и вследствие этого у кукурузы ежегодно испытывающей недостаток тепла, замедляется рост и развитие, а формирующая урожайность слабо коррелирует со среднесуточными температурами воздуха за вегетацию (в том числе от посева до выбрасывания метелок).

Кукуруза в последней декаде июня-первой июля с появлением 7 листа усиливала темпы роста и водопотребления. Она была особенно влаготребовательной в  течение 10 дней до вымётывания и 20 дней после вымётывания метелок. От суммы выпавших дождевых осадков за указанный критический период растений зависела  урожайность зеленой массы возделываемой культуры.

В посевах силосной культуры вредоностность сорняков в большей мере связана не с их численностью, а с массой. Когда сорные растения в общей биомассе посевов кукурузы достигали 17,5% и более, урожайность её зеленой массы существенно снижалась (табл. 4).

Таблица 4 – Влияние агрометеорологических условий и сорняков на урожайность зеленой массы кукурузы на черноземе

Год

Осад-ки, мм

Сумма среднесуточ-ных температур выше 10оС

Гидротерми-ческий коэффициент

Осадки (мм) в течение 10 суток до выметывания и 20 суток после выметывания метелок

% сорняков в биомассе посевов кукурузы

Урожай-ность,

т/га

за вегетационный период

1987

104

1692

0,6

41

4,9

47,1

1990

106

1703

0,6

47

15,9

48,6

1983

117

1705

0,6

46

17,5

32,8

1981

118

1688

0,7

1

17,9

28,9

1989

118

1754

0,8

67

13,2

37,2

2004

122

1553

0,8

38

23,0

31,8

1997

133

1444

0,9

23

8,2

35,2

1988

134

1717

0,8

55

6,0

57,7

1996

137

1595

0,9

66

3,9

51,0

1995

139

1608

0,9

26

51,1

29,9

1984

144

1549

0,9

24

6,0

40,5

1982

147

1592

0,9

82

5,3

48,9

2003

147

1535

0,9

56

26,1

34,7

1991

148

1655

1,0

52

14,7

44,1

1975

166

1505

1,1

112

3,4

54,5

2000

176

1653

1,1

62

12,1

54,3

1999

177

1551

1,2

34

42,6

42,7

2002

191

1443

1,3

62

22,1

35,5

1986

222

1411

1,6

91

8,7

49,9

1985

278

1523

1,8

112

2,7

70,6

За 1975-1996 гг. выявили, что предшествующие культуры по-разному влияли на продуктивность кукурузы. Она интенсивнее накапливала биологическую массу в звене севооборота после озимой ржи и снижала урожайность зеленой массы по предшественнику яровая пшеница в среднем на 5,8 т/га. В последние годы (1997-2004) у данной культуры урожайность  оставалась на прежнем уровне.

Из применяемых систем основной обработки почвы под кукурузу наиболее эффективной являлась отвальная (табл. 5).

Таблица 5 – Урожайность зеленой массы кукурузы в разных звеньях севооборотов в зависимости от основной обработки чернозема, т/га

Основная обработка почвы

однолетние травы-озимая рожь-кукуруза

озимая рожь-пшеница-кукуруза

1975-1996

1975-1996

1975-2004

Ежегодная вспашка, 20-22 см

39,8

34,6

35,0

Чередование безотвальной обработки  стойками СибИМЭ и вспашки на глубину 20-22 см (через год)

38,6

32,3

33,2

Ежегодная плоскорезная обработка КПЭ-3,8 на глубину 12-14 см

36,6

29,6

29,8

Чередование вспашки на глубину 28-30 см (с 2003 г. на 20-22 см) и плоскорезной обработки КПЭ-3,8 на глубину 12-14 см (через год)

38,2

33,5

33,8

4 Структурное состояние и плотность чернозема обыкновенного

и их влияние на урожайность пшеницы

Обрабатываемый слой почвы по сумме агрономически ценных макроагрегатов размером 0,25-10 мм, превышающей 60% от массы почвы, характеризовался хорошим структурным состоянием.

Яровая пшеница в годы с засушливыми условиями весны и лета теряла урожай и поэтому требовался серьёзный учёт роли отдельных структурных фракций  в экономическом расходовании влаги на испарение. Из них фракция средних комков (3-1 мм), как известно (Буров Д.И., 1952; Милащенко Н.З., Анохин В.С., 1974), в поверхностных слоях почвы снижает испарение. Яровая пшеница предъявляла определенные требования к степени оструктуренности и составу агрегатов почвы. Урожайность зерновой культуры по двум изучаемым предшественникам (кукуруза и пшеница) имела положительную корреляционную связь средней степени с суммой фракций размером 10-0,25 и 3-1 мм, а также коэффициентом структурности в слое почвы 0-20 см. Ежегодная группировка отдельных опытных делянок по содержанию агрономически ценных структурных фракций позволила установить прямую зависимость урожайности пшеницы от этого показателя (табл. 6).

Таблица 6 – Урожайность яровой пшеницы (М+ m в т/га) в зависимости

от предшественников и содержания агрономических ценных структурных фракций в слое почвы 0-20 см, 1982-1998 гг.

Предшест-венник

Фракция, % от массы почвы

10 - 0,25 мм

3 - 1 мм

< 60

60 – 80

> 80

< 20

20 - 30

> 30

Пшеница

Кукуруза

1,9 + 0,2

2,3 + 0,2

2,2 + 0,1

2,4 + 0,1

2,6 +0,2

2,9 +0,2

1,8 +0,2

2,3 +0,1

2,4 +0,2

2,5 +0,1

3,1 + 0,2

3,2 +1,7

На оструктуривание почвы и образование водопрочных агрегатов по-разному влияли возделываемые культуры. За 2004-2009 гг. после уборки пшеницы в слое почвы 0-20 см наблюдалось меньшее количество макроагрегатов размером 0,25-10 мм. Они составили в среднем 64,9±3,1%. Их количество после уборки гороха, кукурузы, однолетних трав, озимой ржи увеличивалось до 69,2 +3,5-71,8±3,1%, а в поле чистого пара – 72,2±3,4%.

Осенью 2004-2009 гг. после уборки пшеницы, озимой ржи, гороха, кукурузы,  однолетних трав и в поле чистого пара определили, что в слое почвы 0-20 см количество водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм изменялось преимущественно в пределах 60,1-68,6%. Более оструктуривающее действие на почву оказали однолетние травы (горох + овес).

5 Целлюлозолитическая активность чернозема под

сельскохозяйственными культурами

Исследования за 1991-2008 гг. позволили установить, что льняная ткань во все сроки экспозиции (30; 60 и 90 суток) разрушалась наиболее интенсивно в слое чернозема 0-10 см, менее – 10-20 и наименее – 20-30 см.

Летний период 2009 и 2010 гг. выделился от других условиями увлажнения. Величина ГТК в 2009 г. изменялась следующим образом: в июне она равнялась 0,6, июле – 0,8, августе – 1,7. Это сказалось на деятельности почвенных микроорганизмов. В июне, когда сильно иссушался верхний слой почвы, они интенсивнее разрушали ткань в слое 10-20 см, а в остальные месяцы – в слое 0-10 см. В 2010 г. в июне ГТК равнялся 0,7, июле – 0,3, августе – 0,5. Льняная ткань в первые 30 суток экспозиции разрушалась в верхних слоях почвы одинаково. В другие сроки (60; 90 суток) процесс целлюлозоразрушения в слоях почвы 10-20 и 20-30 см протекал активнее, чем в слое 0-10 см.

В почве под сельскохозяйственными культурами процесс целлюлозоразрушения протекал неодинаково и зависел от содержания влаги и нитратного азота. Целлюлоза более интенсивно разрушалась под кукурузой, слабее – под посевами пшеницы и на участке чистого пара, замедленно – под посевами озимой ржи и однолетних трав.

Только при высокой биологической активности микроорганизмов, когда под их воздействием разложение льняной ткани за 90 суток превышало 40%, начинало их существенное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. При этом проявлялась роль тех предшественников, которые после уборки оставляли большее количество растительных остатков.

6 Засоренность посевов полевых культур в севооборотах

В отдельные годы на полях севооборотов сорняки существенно снижали урожайность возделываемых полевых культур. За 1975-1997 гг. исследований установлено,  что в зернопропашном севообороте (горохо-овсяная смесь, озимая рожь, кукуруза, яровая пшеница, яровая пшеница) в большей мере засорялись сорняками однолетние травы и яровая пшеница по предшественнику пшенице.

О вредоностности сорняков судили по отрицательной корреляционной связи средней степени между их численностью и урожайностью зеленой массы однолетних трав (r = - 0,42). Посевы однолетних трав при средней и сильной засоренности по сравнению со слабой теряли урожайность соответственно на 12-20%. Прослеживалась и другая взаимосвязь. В  посевах озимой ржи и однолетних трав, формирующих при достаточно благоприятных агрометеорологических условиях хорошую урожайность, сорняки угнетались и  подавлялись. В частности, в сильно- и среднезасушливые годы в биологической массе посевов горохо-овсяной смеси сырые сорняки в среднем  соответственно составляли 10,7 и 16,4%, а в годы по количеству осадков близких к норме или выше 5,2%.

В посевах яровой пшеницы и кукурузы сорные растения находили для своей жизнедеятельности лучшие условия. В силосной культуре, под  которой почвенной влаги было больше, сорняки интенсивнее накапливали биологическую массу.

Наши исследования также показали, что яровая пшеница теряет от сорняков урожайность сильнее в засушливые годы, чем в благоприятные. Культура при лучших условиях увлажнения проявляет более высокие конкурентные способности в борьбе за влагу и элементы питания.

В наших опытах установлено, что в засушливые годы (с ГТК за май-август менее 1) наибольшая среднегодовая урожайность пшеницы (3 т/га) была получена при наличии сорняков до 5% от общей надземной биомассы, при их увеличении до 5-15 и 15-30% он снижался резко и одинаково на 0,8 т/га.

В благоприятные по увлажнению годы (с ГТК за май-август 1,0-2,0) при доле сорняков в биомассе возделываемой культуры до 15% сохранялась высокая средняя урожайность зерна (2,9 т/га), а при их увеличении до 15-30 и 30-50% она снижалась незначительно на 0,1-0,3 т/га.

Засоренность посевов возделываемых культур зависела от предшественника, удаленности от парового поля и однолетних трав.

В 2005-2009 гг. культуры зернопарового севооборота (чистый пар, озимая рожь, яровая пшеница, горох, яровая пшеница) оказались менее засоренными, чем зернового с занятым паром (горохо-овсяная смесь, яровая пшеница, яровая пшеница, горох, яровая пшеница).

В посевах культур последнего севооборота среднегодовое количество малолетних сорняков на вариантах опыта колебалось от 44,3 до 95,8 шт./м2, что свидетельствовало о слабой степени засоренности. Наибольшее число сорной растительности наблюдалось в посевах гороха и идущей за ним  пшенице.

7 Эффективность применения соломы, органических и минеральных удобрений

Органические удобрения. В 1983-1984 гг. в отдельном полевом стационарном опыте применяли сильно разложившийся навоз (перегной) с соотношением С:N равным 13 и валовым содержанием P2O5 – 0,53%, K2O – 1,0%, N – 1,06 и низинный сильно разложившийся торф с C:N = 14 и содержанием химических элементов соответственно 0,10; 0,26 и 2,08.

Норма перегноя 80 т/га, внесенная в чистом пару, под звено севооборота озимая рожь-яровая пшеница, оказалась наиболее результативной. С 1 га зерновых здесь собрали 3,67 т/га (на контроле 3,27). От такой же нормы торфа среднегодовой сбор зерна составил 3,58 т/га.

Из органических удобрений, в первый год их разложения, перегной больше влиял на пищевой режим почвы. От торфа, на второй год разложения, несколько больше поступило питательных элементов. В связи с этим навоз был наиболее эффективен в  прямом действии, а торф – в последействии.

Солома. Осеннее внесение соломы в норме 4,5 т/га угнетало деятельность целлюлозоразлагающих микроорганизмов в течение 40 суток с момента посева яровых зерновых культур. К 60 суткам в обрабатываемом слое почвы опытных делянок, в том числе и удобренных соломой, микроорганизмы  начинали разлагать целлюлозу почти с одинаковой интенсивностью.

Внесение соломы в почву замедляло процесс нитрификации на более длительное время. Микроорганизмы, разлагая в черноземе солому с широким отношением С:N, иммобилизировали нитратный азот.

В лабораторном опыте за первые 45 суток наблюдалась только иммобилизация N-NО3. К 90 суткам меньшая норма соломы (3 т/га) способствовала более быстрой и в большем количестве мобилизации нитратного азота, а незначительное поступление N от нормы 5 т/га связано с предшествующей усиленной и продолжительной иммобилизацией.

Соломенная резка в первый год использования в качестве удобрения снижала урожайность большинства (кроме бобовых) культур. Её положительное действие наблюдалось на второй год, а после пара – в первый.

При многолетнем применении соломы в почве возрастало содержание питательных элементов. На варианте опыта, где ежегодно проводилась мелкая плоскорезная обработка, за ротацию пятипольного зернопропашного севооборота с массой измельченной соломы зерновых культур в почву поступало N – 61,3; P2O5 – 21,0; K2O – 106,7, а на других вариантах в среднем соответственно – 65,2; 22,4 и 114,0 кг/га.

От внесения соломы в течение двадцати лет (1977-1996 гг.) увеличивались в почве запасы гумуса (рис. 5).

Рис. 5 – Влияние измельченной соломы зерновых культур и систем основной обработки на запасы гумуса в слое почвы 0-40 см

Внесение соломенной резки под зяблевую обработку влияло неодинаково на урожайность возделываемых культур. Озимая рожь по чистому пару повышала урожайность на вариантах опыта в 1978-2003 гг. в среднем на 0,2-0,4, а по предшественнику однолетние травы – в основном на 0,3-0,5 т/га.

Яровая пшеница по сравнению с озимой рожью от внесения в почву соломы повышала урожайность меньше. Солома действовала более эффективно в том случае, когда пшеницу размещали после кукурузы на вариантах опыта, где чередовали вспашку с безотвальной, а также с плоскорезной обработкой. Прибавка от соломы составила в среднем 0,3 т/га.

Внесение соломенной резки нередко существенно влияло и на пшеницу, размещенную на поле после пшеницы. Культура часто достоверно увеличивала урожайность зерна в пределах 0,2 т/га.

Солома зерновых культур, независимо от её заделки в черноземную почву разными приемами основной механической обработки, лишь незначительно повышала урожайность зерна яровой пшеницы после ржи, а также зеленой массы однолетних трав, кукурузы по предшественнику озимая рожь. Кукуруза после пшеницы даже снижала урожайность. Она выращивалась на удобренном фоне (N90P90K60), формировала хорошие урожаи и нуждалась в дополнительном внесении с каждой тонной соломы по 10 кг действующего вещества азотных удобрений.

Внесение соломы положительно действовало в 2000 и 2005 гг. на урожайность зерна гороха. Она повышалась в основном на 0,2-0,4 т/га. Не получили прибавки урожайности только на варианте опыта с ежегодной плоскорезной обработкой почвы на глубину 12-14 см.

Минеральные удобрения. В контрастные по агрометеорологическим условиям годы они неодинаково влияли на продуктивность яровой пшеницы на черноземных почвах (Лазарев А.П., Абрашин Ю.И., Цунина Н.М., Макаров А.А., 1986; Абрашин Ю.И., Лазарев А.П., Лушкова Л.П., Макаров А.А., 1987).

В сильнозасушливых условиях 1976 года, когда за лето количество выпавших дождевых осадков составило 95,5 мм (или 51,6% нормы), а ГТК равнялся 0,6, минеральные удобрения оказали слабое действие. От внесения в почву N45 прибавка урожайности зерна составила 0,2 т/га, от N45Р60 и N90Р60К40 – соответственно 0,2 и 0,4 т/га.

При избыточных условиях увлажнения в 1979 и 1985 гг. (ГТК за вегетационный период соответственно равнялся 2,13 и 2,04) азотно-фосфорные и азотно-фосфорно-калийные удобрения в основном повысили урожайность зерна на 0,8 и 0,9 т/га.

Более благоприятные агрометеорологические условия складывались для растений пшеницы в 1980 г. За лето общая сумма дождевых осадков составила 225,3 мм или в 1,2 раза больше нормы, а величина гидротермического коэффициента была равной 1,72. От азотно-фосфорных удобрений прибавка урожайности зерна пшеницы оказалась наибольшей и составила 1,2 т/га.

От азотно-фосфорного удобрения (N45Р60) 1 кг питательных веществ в сильнозасушливый, избыточно увлажненные годы и благоприятный оплачивался 2,4; 8,2 и 11,1 кг зерна, а от N90Р60К40  соответственно – 2,3; 4,8 и 5,3 кг. В годы исследований калийные удобрения почти не оказали действия на урожайность или были малоэффективными.

Таблица 7 – Действие систем основной обработки почвы и минеральных удобрений на урожайность зерна яровой пшеницы (т/га) после разных предшественников при удовлетворительных условиях увлажнения за летний период, 2001-2002 гг.

Система основной обработки почвы

Предшественники

Однолетние травы

Озимая рожь

Кукуруза

без удобрений

при внесении N60P90

при-бавка

без удобрений

при внесении N60P90

при-бавка

без удобрений

при внесении N60P90

при-бавка

Вспашка на глубину 20-22 см – ежегодно

3,43

4,20

0,77

3,66

4,11

0,45

2,84

3,64

0,80

Чередование мелкой обработки БДТ-3 и вспашки

3,42

4,22

0,80

3,30

3,95

0,65

2,71

3,61

0,90

Безотвальная обработка на глубину 20-22 см

3,16

4,22

1,06

3,22

4,10

0,88

2,62

3,6

0,98

Чередование безотвальной обработки и вспашки на 20-22 см

3,03

4,31

1,28

2,91

3,89

0,98

2,46

3,53

1,07

Плоскорезное рыхление КПЭ-3,8 на глубину 12-14 см – ежегодно

3,28

3,89

0,61

3,19

3,91

0,72

2,30

3,02

0,72

Чередование вспашки на глубину 28-30 см и плоскорезно-го рыхления на 12-14 см

3,43

4,22

0,79

3,63

4,16

0,53

2,67

3,29

0,62

Благоприятные агрометеорологические условия для роста и развития растений яровой пшеницы и формирования её хорошего урожая зерна складывались в 2001 и 2002 гг. За их летний период сумма выпавших дождевых осадков соответственно составила 239 и 257 мм (или 129 и 139% среднемноголетней нормы), а ГТК равнялся 1,6 и 1,8.

Пшеница на неудобренном фоне после гороха, однолетних трав и озимой ржи дала урожайность в основном в пределах 3,0-3,6 т/га, а после кукурузы – 2,3-2,7 т/га.

В указанные два года проявилось высокое действие минеральных удобрений. От дозы N60Р90, внесенных на вариантах опыта, урожайность пшеницы после гороха и однолетних трав составила 4,2, озимой ржи – 4,1, кукурузы – 3,4 т/га.

Удобрения, внесенные на полях после гороха, слабее действовали на урожайность пшеницы, чем после других предшественников. Наиболее эффективно действовали удобрения по фону комбинированной системы основной обработки почвы (чередовании через год безотвальной обработки и вспашки на глубину 20-22 см).

От внесения N60Р90 яровая пшеница, идущая после озимой ржи, повышала урожайность зерна на 1 т/га, после кукурузы – 1,1 и однолетних трав – 1,3 т/га (табл. 7). 1 килограмм питательных веществ удобрений оплачивался соответственно 6,5; 7,1 и 8,5 кг зерна.

От удобрений, внесенных по безотвальному фону обработки по сравнению с комбинированной, понижалась прибавка урожайности пшеницы в среднем на 0,14 т/га, а по фону других способов основной обработки – на 0,26-0,42 т/га.

В засушливых условиях 2010 г. от азотного удобрения в дозе N60 прибавка урожайности яровой пшеницы по предшественнику однолетние травы составила в среднем 0,65 т/га тритикале – 0,48 т/га. Наибольшую прибавку получили на варианте опыта, где чередовали безотвальную обработку со вспашкой.

8 Влияние послеуборочных остатков полевых культур 

на плодородие чернозема

Из-за ежегодно меняющихся условий внешней среды наблюдалась разная интенсивность микробиологических процессов в почве. В её обрабатываемом слое годовая потеря пожнивной  измельченной массы донника от разложения колебалась от 57,8 до 80,3%, гороха – 58,5-78,7, кукурузы – 73,0-80,2, пшеницы – 35,6-60,4, озимой ржи – 34,6-65,0, овса – 44,8-71,0, ячменя – 38,2-63,0%.

Разная годовая скорость разложения остатков сельскохозяйственных культур в основном определялась изменениями гидротермических условий осени и весны. В сентябре-октябре, а также апреле-мае, чернозем достаточно увлажнен и активность в нем микробиологических процессов зависела от температурного режима. Между суммой положительных температур в период с сентября по май и процентом убыли измельченной соломы овса в слое почвы 7-15 см коэффициент корреляции равнялся 0,50, озимой ржи – 0,56, пшеницы – 0,76, ячменя – 0,87, надземной измельченной массы донника – 0,72. В почве выявилась слабая корреляционная зависимость процента разложения надземной массы гороха от суммы положительных температур.

В осенние (сентябрь-октябрь) и весенние (апрель-май) месяцы, несмотря на преобладание дней с низкими для жизнедеятельности микроорганизмов температурами, процессы разрушения в почве надземных растительных остатков  протекали более усиленно, чем в летние. Объясняется это тем, что в растительных остатках, поступивших в почву, в первую очередь начинают интенсивно подвергаться разложению легкодоступные для микроорганизмов органические соединения.

В общей биомассе растительных остатков, оставляемых полевыми культурами после уборки урожая, доля пожнивных значительно меньше, чем корневых. Почвенные микроорганизмы намного активнее разрушали пожнивные остатки гороха и донника с содержанием азота 2,1-2,5% и величиной С:N 17-20. Интенсивно разрушались  пожнивные остатки кукурузы с содержанием азота 1,13% и отношением С:N равным 39. Это связано с тем, что культура в Сибири вызревает в основном до молочно-восковой и реже восковой спелости. Известно, что «молодые» по составу органические компоненты растительных остатков разрушаются быстрее, чем «старые».

Пожнивные остатки зерновых культур (яровая пшеница, овес, ячмень, озимая рожь) с содержанием азота 0,51-0,59% и высоким отношением С:N, изменяющемся в пределах 72-81, разлагались в почве медленнее.

В сроки наблюдений (сентябрь-май и за год) в черноземе корневые остатки большинства культур разлагались медленнее пожнивных. Лишь почти с одинаковой скоростью шло разложение корневых и пожнивных остатков донника. Во все периоды наблюдений с большей скоростью шла минерализация массы корневых остатков овса, гороха, донника, кукурузы и существенно меньшей – яровой пшеницы, ячменя и озимой ржи (рис. 6 и 7).

Рис. 6 – Потери надземной и корневой массы отдельных полевых культур от разложения в черноземе, % от исходной (сентябрьско-майский период 2001-2003 гг.)

Рис. 7 – Потери надземной и корневой массы отдельных полевых культур от разложения в черноземе, % от исходной (2001-2003 гг.)

На основании результатов наших исследований и данных И.И. Синягина, Н.Я. Кузнецова (1979) по выносу растениями химических элементов питания была составлена таблица 8. В ней представлено накопление важнейших элементов питания в растительном веществе отдельных полевых культур, вынос питательных веществ с урожаем основной и побочной продукции, поступление в почву элементов питания с послеуборочными растительными остатками полевых культур.

Таблица 8 – Количество важнейших элементов питания, вовлекаемое в биологический круговорот полевыми культурами, вынос питательных веществ с урожаем и их поступление в почву с послеуборочными растительными остатками

Культура

Урожайность, т/га

Накопление важнейших элементов питания в растительном веществе полевых культур, кг/га

Вынос элементов питания с урожаем основной в побочной продукции, кг/га

Поступление в почву элементов питания с растительными остатками, кг/га

N

Р2О5

К2О

N

Р2О5

К2О

N

Р2О5

К2О

Яровая пшеница

3

126,7

48,4

117,0

92,4

40,8

68,7

34,3

7,6

48,3

4

166,4

63,7

151,7

123,5

54,4

91,6

42,9

9,3

60,1

Ячмень

3

111,4

35,3

109,5

71,1

28,5

76,2

40,3

6,8

33.3

4

141,1

45,8

139,4

94,8

38,0

101,6

46,3

7,8

37,8

Овес

3

111,3

50,8

114,0

80,7

42,6

66,6

30,6

8,2

47,4

4

142,5

66,2

142,9

107,6

56,8

88,8

34,9

9,4

54,1

Кукуруза

30

161,5

37,4

136,6

126,0

30,0

81,0

35,5

7,4

55,6

40

211,1

49,0

175,6

168,0

40,0

108,0

43,1

9,0

67,6

9 Продуктивность зерновых севооборотов и влияние предшественников на формирование урожайности и качество зерна пшеницы

По выходу кормовых единиц с 1 га (4,1) лучшими были зернопропашные севообороты. Незначительно им уступали зерновые с занятым паром (горохо-овсяной смесью). В нашем опыте за 1979-1998 гг. зернопропашной и зернопаропропашной пятипольные севообороты, насыщенные зерновыми культурами на 60%, завершили четыре ротации. Замена в  изучаемых севооборотах одной пшеницы на зернофуражную культуру (овес или ячмень) обеспечила увеличение выхода зерна до 0,2 и кормовых единиц до 0,3 т/га севооборотной площади.

Наибольший выход кормовых единиц обеспечили пятипольные севообороты с занятым паром, а больше зерна получили от севооборота с чистым паром. Причем лучшим оказался вариант севооборота со следующим набором культур: чистый пар, озимая рожь, пшеница, кукуруза, ячмень. Для возделываемых зерновых культур лучшими предшественниками являлись чистый пар, кукуруза на силос, однолетние травы, горох, а из зерновых предшественников – овёс.

Исследования 2001-2005 гг. показали, что средняя урожайность яровой пшеницы, идущей после чистого пара равнялась 4,23 гороха – 3,55 озимой ржи – 3,4 горохо-овсяной смеси – 3,27, пшеницы – 3,09 и кукурузы – 3,06 т/га. Предшественники влияли по-разному и на качество зерна. Оно характеризовалось лучшим качеством, когда пшеницу размещали по чистому пару, и ухудшалось при следующем порядке расположения предшественников: однолетние травы, кукуруза, овес, пшеница. В опытах минеральные удобрения повышали содержание белка и клейковины. Основная роль в повышении качества зерна принадлежала азотному удобрению (Захаров А.А., Пшеничный А.Е., 1975, Синягин И.И., Кузнецов Н.Я., 1979).

За 6 лет исследований (2004-2009) от яровой пшеницы сорта Чернява 13, посеянной по чистому пару и гороху на фоне отвальной обработки почвы, часто получали зерно с высоким содержанием клейковины (более 30%), по пшенице, озимой ржи, горохо-овсяной смеси преимущественно среднее (26,9-29,8%). В зерне пшеницы, выращиваемой бессменно, содержание клейковины было в основном от ниже среднего до среднего (20,3-28,4%).

10 Экономическая и биоэнергетическая оценка севооборотов и применяемых в них систем основной обработки почвы

За 1979-1998 гг. от культур пятипольных севооборотов с занятым паром (однолетние травы-озимая рожь-кукуруза-пшеница-пшеница; однолетние травы-озимая рожь-кукуруза-пшеница-овес; однолетние травы-озимая рожь-кукуруза-пшеница-ячмень) с 1 га севооборотной площади получили наибольший выход кормовых единиц (3,6-3,9 т) и валовой энергии (110,91-119,37 ГДж). От культур севооборотов с чистым паром ( чистый пар-озимая рожь-пшеница-кукуруза-пшеница; чистый пар-озимая рожь-пшеница-кукуруза-ячмень) выход кормовых единиц был ниже (3,1-3,4 т) и сбор биоэнергии составил 105,18-107,81 ГДж. Для расчетов экономической эффективности севооборотов мы использовали цены реализации урожая сельскохозяйственных культур и затраты труда и средств, которые сложились в 2010 году.

За 20 лет (с 1985 по 2004 гг.) в зернопаропропашном севообороте (чистый пар-озимая рожь-яровая пшеница-кукуруза-яровая пшеница) подсчитали экономическую эффективность семи изучаемых систем основной обработки чернозема. Из них с ежегодной отвальной обработкой почвы на глубину 20-22 см были связаны наибольшие затраты труда и материально-денежных средств. Но этот вариант обработок обеспечивал для данного севооборота хороший выход зерна и кормовых единиц, а также наибольшую сумму чистого дохода (табл. 9). Равное действие со вспашкой на продуктивность культур изучаемого севооборота и на рентабельность затрат оказала отвально-безотвальная система обработок. 

Таблица 9 – Экономическая эффективность зернопаропропашного севооборота в зависимости от системы основной обработки почвы, 1985-2004 гг.

Основная обработка почвы

Получено с 1 га севооборотной площади

Рентабе-льность, %

Себесто-имость 1 т к. ед., руб.

Зер-на, т

к. ед., т

валовой продукции, руб.

прямых затрат, руб.

чистого дохода, руб.

Вспашка на глубину 20-22 см – ежегодно

1,9

3,3

13253,70

5542,10

7711,60

139,1

1684,5

Сочетание мелкой обработки БДТ-3 и вспашки

1,8

3,2

13058,54

5467,98

7590,56

138,8

1682,4

Вспашка под кукурузу, безотвальная обработка под остальные культуры

1,8

3,2

12943,58

5478,33

7465,2

136,3

1706,6

Сочетание безотвальной обработки и вспашки на глубину 20-22 см

1,9

3,3

13192,02

5502,95

7689,07

139,7

1677,7

Плоскорезное рыхление КПЭ-3,8 на глубину 12-14 см – ежегодно

1,8

3,1

12313,32

5365,48

6947,84

129,5

1753,4

Сочетание вспашки на глубину 28-30 см и плоскорезного рыхления на 12-14 см

18,3

3,2

12963,17

5462,62

7500,55

137,3

1696,5

Вспашка под кукурузу, плоскорезное рыхление на 12-14 см под остальные культуры

18,2

3,2

12881,89

5423,05

7458,84

137,5

1694,7

Остальные системы основной обработки почвы в зернопаропропашном севообороте в основном незначительно уступали вспашке (она являлась контролем) по количеству получаемой растениеводческой продукции и экономической эффективности.

Следует указать, что ежегодная плоскорезная обработка почвы, хотя и сокращала прямые затраты на возделывание сельскохозяйственных культур, но несколько снижала их урожайность.

На варианте опыта, где применяли эту обработку, получена самая низкая рентабельность затрат и более высокая себестоимость 1 т кормовых единиц. При чередовании плоскорезной обработки со вспашкой увеличивался выход зерна и кормовых единиц в севообороте, возрастала величина чистого дохода и снижалась себестоимость 1 т кормовых единиц.

Наши исследования также показали, что в тех севооборотах, в наборе культур которых есть однолетние травы и озимая рожь, рационально применять ресурсосберегающие системы обработки почвы (кроме ежегодной плоскорезной). Они снижают расходы горючего, сокращают прямые затраты и позволяют получить чистый доход от реализации продукции культур севооборотов одинаковый со вспашкой или даже несколько больший (рис. 8).

Рис. 8 – Величина среднегодового чистого дохода (тыс. руб./га) в зависимости от применения систем основной обработки чернозема в пятипольных севооборотах (2005-2009 гг.).

ВЫВОДЫ

  1. Уровень влагообеспеченности чернозема в период фаз роста и развития пшеницы кущения-выхода в трубку-колошения сильно влиял на величину урожайности. При колебании в слое почвы 0-20 см запасов доступной влаги в засушливые годы в основном от 5 до 20 мм, пшеница формировала урожайность зерна в пределах 1,1-1,8 и реже выше, а при запасах влаги 18-41 мм от 3,5 до 5,1 т/га.
  2. В вегетационные периоды с гидротермическим коэффициентом 2,0-2,1 в черноземе влажность приближалась к уровню наименьшей влагоемкости (НВ). Но такой режим увлажнения не обеспечивал благоприятных условий для возделываемых растений пшеницы, и они давали урожайность зерна часто ниже 3 т/га. В течение вегетационного периода 1997 года в черноземе для растений пшеницы складывался оптимальный водный режим. В слое почвы 0-20 см запасы доступной влаги колебались от 18 до 35 мм (от 58 до 79% НВ) и позволили яровой пшенице по предшественнику кукурузе сформировать максимальную урожайность зерна – 5,1 т/га.

3. Из-за засушливых условий весны и начала лета яровая пшеница предъявляла определенные требования к структурному состоянию почвы. Между урожайностью зерновой культуры по двум предшественникам (кукурузе и пшенице) и суммой структурных фракций размером 0,25-10 и 1-3 мм, а также коэффициентом структурности слоя почвы 0-20 см прослеживалась положительная корреляционная связь средней степени. В почве, благодаря хорошей оструктуренности, определилась оптимальная плотность. Она находилась в отрицательной корреляционной связи с содержанием гумуса, суммой послеуборочных растительных остатков зерновых культур, коэффициентом структурности.

4. В засушливые годы (за май-август ГТК не превышал 1), когда масса сорняков не достигала 5% от общей биомассы посевов пшеницы, ее среднегодовая урожайность на вариантах опыта была высокой и в среднем составила 3 т/га. При увеличении массы сорняков до 5-15 и 5-30% происходило значительное и почти одинаковое снижение урожайности на 0,8 т /га.

В благоприятные годы по увлажнению наибольший среднегодовой сбор зерна пшеницы (2,9 т/га) получили при удельной массе сорняков до 15%. Дальнейшее их увеличение до 15-30 и 30-50% обусловливало незначительное падение урожайности – на 0,1 и 0,3 т/га.

5. В посевах кукурузы вредоносность сорняков в большей мере связана не с их численностью, а с массой. Когда доля сорняков в биомассе посевов возделываемой культуры достигала 17,5%, то ее урожайность существенно снижалась. Между долей сорняков (в %) в биомассе посевов кукурузы и ее урожаем устанавливалась отрицательная корреляционная связь средней степени (r = -0,45).

6. В обрабатываемом тяжелосуглинистом обыкновенном черноземе прослеживается высокая целлюлозолитическая активность. Она находится в определенной зависимости от количества влаги и нитратного азота. На интенсивность микробиологических процессов оказывают влияние и возделываемые культуры. Целлюлоза более интенсивно разрушается под кукурузой, слабее – под посевами пшеницы и на участке чистого пара, замедленно – под посевами озимой ржи и однолетних трав. Только при высокой биологической активности микроорганизмов, когда под их воздействием разложение льняной ткани за 90 суток  превышает 40%, начинает проявляться их существенное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.

7. В черноземной почве от внесения измельченной соломы зерновых культур снижалась численность микроорганизмов, усваивающих минеральные и органические формы азота. При совместном внесении соломы и минеральных удобрений количество почвенной микрофлоры значительно увеличивалось. Это свидетельствовало о том, что минеральные удобрения улучшают условия для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов и способствуют усилению микробиологических процессов разложения соломы.

8. Осеннее внесение соломы в почву в норме 4,5 т/га угнетало деятельность целлюлозоразлагающих микроорганизмов в течение 40 суток с момента посева яровых культур. К 60 суткам в обрабатываемом слое почвы опытных участков, в том числе удобренных соломой, микроорганизмы начинали разлагать целлюлозу почти с одинаковой интенсивностью.

Внесение соломы в почву замедляло процесс нитрификации на более длительное время. В лабораторном опыте за первые 45 суток отмечалась только иммобилизация N-NО3. К 90 суткам меньшая норма соломы (3 т/га) способствовала более быстрой и в большем количестве мобилизации нитратного азота, а незначительное его поступление от нормы 5 т/га связано с предшествующей усиленной и продолжительной иммобилизацией.

9. Многолетнее внесение в почву измельченной соломы в качестве удобрения неодинаково влияло на урожайность возделываемых полевых культур. От озимой ржи, размещенной после чистого пара и однолетних трав, получали наибольшую прибавку урожайности зерна, которая соответственно достигала 0,4-0,5 т/га. Прибавка урожайности яровой пшеницы по двум предшественникам (кукуруза, пшеница) была меньше. Соломенная резка зерновых культур незначительно повышала урожайность зеленой массы однолетних трав и кукурузы по предшественнику озимая рожь.

10. От количества надземных и корневых послеуборочных остатков сельскохозяйственных культур, их химического состава и скорости разложения существенно зависело формирование урожая последующей культуры в севообороте. Кукуруза и горох оставляли наименьшую и одинаковую массу растительных остатков. Они при поступлении в почву минерализовались с одинаковой высокой скоростью. Но разлагающиеся остатки гороха в большей мере обогащали почву питательными веществами, и поэтому он являлся лучшим предшественником. За 2001-2003 годы средняя урожайность зерна пшеницы после гороха составила 4,0 ±0,1, после кукурузы – 3,4±0,1 т/га.

В массе послеуборочных остатков озимой ржи содержалось больше азота и фосфора, чем у гороха. В почве меньшая скорость минерализации остатков озимой культуры обусловливала замедленное  освобождение из них  элементов питания. Вследствие этого разница в урожайности зерна пшеницы по этим предшественникам составила 0,3 т/га в пользу гороха.

11. Зерно у яровой пшеницы сорта Новосибирская 67 имело наилучшие показатели качества (по содержанию белка, сырой клейковины), когда культура возделывалась по чистому пару. У пшеницы ухудшалось качество зерна при следующем порядке её размещения по предшественникам: однолетние травы (горох + овес), кукуруза, овес, пшеница.

За 2004-2009 гг. исследований от пшеницы сорта Чернява 13, посеянной по чистому пару и гороху на фоне отвальной обработки  почвы, зерно получали с высоким содержанием клейковины (более 30%), по пшенице, озимой ржи, горохо-овсяной смеси – преимущественно среднее (26,9-29,8%). В зерне пшеницы, выращиваемой бессменно, содержание клейковины изменялось в основном от ниже среднего до среднего (20,3-28,4 %).

12. Отвальная система основной обработки чернозема обеспечивала наибольшее получение зеленой массы кукурузы. На ее продуктивность по-разному влияли предшествующие культуры. Это  подтвердили и данные оптимального по почвенно-климатическим условиям 1985 года. Кукуруза по предшественнику озимая рожь на варианте опыта с плоскорезной обработкой почвы, сформировала урожайность зеленой массы равной 67,3, а с отвальной – 70,6 т/га, а после пшеницы, соответственно, по указанным обработкам – 57,1 и 65,4 т/га.

13. В агрометеорологических условиях 2001-2002 гг. наиболее эффективно действовали минеральные удобрения по фону комбинированной  системы основной обработки почвы (чередование через год безотвальной обработки и вспашки на глубину 20-22 см). Яровая пшеница по предшественнику озимая рожь на фоне удобрений в дозе N60Р90 повышала урожайность зерна в среднем на 1,0 после кукурузы – 1,1 и однолетних трав – 1,3 т/га. Один кг питательных веществ удобрений оплачивался соответственно 6,5; 7,1 и 8,5 кг зерна.

От удобрений, внесенных по безотвальному фону обработки, по сравнению с комбинированной понижалась прибавка урожайности пшеницы в среднем на 0,1 т/га, а по фону других способов основной обработки – на 0,3-0,4 т/га.

14. Из четырехпольных севооборотов наибольший чистый доход получили от двух зернопропашных и одного зернового с занятым паром. Культуры этих севооборотов по сравнению с зернопаровыми давали больше валовой продукции и увеличивали чистый доход с 1 га севооборотной площади соответственно на 632-925 и 663 рубля.

Из пятипольных севооборотов также экономически более эффективными были зернопропашные. Культуры этих севооборотов по сравнению с зернопаропропашными давали на 1 га больше валовой продукции и повышали чистый доход в среднем на 532 рубля.

15. В зернопаропропашном севообороте (чистый пар-озимая рожь-яровая пшеница-кукуруза-яровая пшеница), после уборки культуры, предшествующей чистому пару, целесообразна замена вспашки на безотвальную обработку стойками СибИМЭ на глубину 20-22 см или мелкие обработки (культивацию КПЭ-3,8 на 12-14, дискование БДТ-3 на 8-10 см).

При подготовке почвы под яровую пшеницу, идущую после озимой ржи, также рационально применение ресурсосберегающих способов основной обработки почвы (за исключением ежегодной плоскорезной обработки).

Для кукурузы лучшей обработкой почвы являлась вспашка. Она по сравнению с другими системами обработки почвы устойчиво повышала урожайность зеленой массы культуры в среднем на 2,1 т/га.

Применение вспашки под замыкающую севооборот пшеницу по сравнению с другими обработками повышало урожайность зерна на 1,6 т/га и чистый доход на 744,7 рубля.

Рекомендации производству

На черноземах лесостепи Тюменской области, несмотря на их высокое потенциальное плодородие, необходимо применять минеральные и органические удобрения, измельченную солому зерновых культур, сидераты в комплексе с минеральными удобрениями. Это позволяет сохранить и улучшить химические и физические свойства почвы, повысить урожайность и качество продукции сельскохозяйственных культур.

Яровую пшеницу, с целью получения большой урожайности и улучшения качества зерна, рациональнее размещать после чистого пара, бобовых культур, однолетних трав, озимой ржи. После других предшественников (кукурузы, ячменя, овса, пшеницы) можно получить менее качественное зерно и поэтому для его улучшения необходимо вносить в почву удобрения, содержащие азот.

Применяемые системы основной обработки почвы при комплексной химизации возделывания зерновых культур часто влияли на урожайность почти одинаково. Это позволяет отказаться от ежегодной вспашки, с которой связаны наибольшие затраты труда и значительные вложения материально-денежных средств.

Осенью после уборки культуры, предшествующей чистому пару (он являлся предшественником для озимой ржи), а также при подготовке почвы под яровую пшеницу (вторую культуру после чистого пара), и под однолетние травы оправдывает замена вспашки на ресурсосберегающие способы обработки почвы. Для их проведения целесообразно использовать стойки СибИМЭ, культиватор КПЭ-3,8 или тяжелую дисковую борону.

В севооборотах рационально использовать комбинированную ресурсосберегающую систему основной обработки почвы (чередование вспашки и рыхления плугами со стойками СибИМЭ), которая оказывает часто равное действие с ежегодной вспашкой на продуктивность культур и рентабельность затрат. В производстве на черноземах целесообразно чередовать вспашку на глубину 20-22 см под кукурузу и горох с плоскорезной обработкой на 12-14 см или 20-22 см под зерновые культуры и однолетние травы (горохо-овсяную смесь).

В пятипольных зерновых севооборотах, особенно с чистым и занятым паром, в которых выращиваются озимая культура и однолетние травы, рационально применение дифференцированной системы основной обработки почвы, включающей одну вспашку и четыре мелких плоскорезных обработки.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Публикации в периодической печати, рекомендованной ВАК

1. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И. Влияние соломы на нитрификацию, микробиологическую активность выщелоченного чернозема и урожай зерновых культур // Сибир. вестн. с.-х. науки. –1986. – № 6. – С. 1-6.

2. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И. Весенний посев озимой ржи // Земледелие. – 1993 – № 8. – С. 24.

3. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И. Влияние агрометеорологических условий на урожай зерновых культур и однолетних трав // Сибир. вестн. с.-х. науки. – 1999. – № 1.2. – С. 24-29.

4. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И. Структурное состояние и плотность чернозема обыкновенного и их влияние на урожай пшеницы // Почвоведение, 2000. – № 5. – С. 614-618.

5. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И. Влияние соломы в качестве удобрения на свойства, биологическую активность и эффективное плодородие чернозема // Почвоведение. – 2000. – № 10. – С. 1266-1271.

6. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И., Гордеюк Л.Л. Целлюлозолитическая активность обрабатываемого чернозема обыкновенного лесостепной зоны Ишимской равнины // Почвоведение. – 1997. – № 10. – С. 1230-1234.

7. Лазарев А.П., Майсямова Д.Р. Скорость разложения послеуборочных остатков полевых культур в черноземах за осенне-весенний и годовой периоды // Почвоведение. – 2006. – № 6. – С. 751-757.

8. Майсямова Д.Р., Лазарев А.П. Влияние соломы на численность микроорганизмов чернозема обыкновенного при минимальной обработке // Аграрный вестник Урала. – 2008. – № 6(48). – С. 33-35.

9. Никонов В.Н., Лазарев А.П., Макаров А.А. Зерновые севообороты для хозяйств лесостепи Тюменской области // Земледелие. – 1987. – № 2. – С. 22-24.

Другие публикации

10. Лазарев А.П. Причины обуславливающие водную эрозию и ее воздействие на почвы // Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов. – Хабаровск. – 1976. – С. 34-35.

11. Лазарев А.П., Суржуков В.П. Водно-физические свойства почв и их влияние на урожай // Сборник научных трудов ДальНИИСХ. – Хабаровск, 1974. – Т. XVI. – С. 74-77.

       12. Новиков М.Н., Лазарев А.П. Органическое вещество и его роль в плодородии почв // Сибирский вестник с.-х. науки. – 1976. – № 1. – С. 5-10.

       13. Сущинский С.В., Лазарев А.П. Борьба с водной эрозией почв // Информац. Листок № 367, ЦНТИ. – Хабаровск. –1972. – С.1-6.

       14. Сущинский С.В., Лазарев А.П. Водной эрозии – заслон. Необходимые приемы и способы // Земля Сибирская Дальневосточная. – 1972. – № 10. – С. 3-10.

15.Абрашин Ю.И., Лазарев А.П., Желудкова Л.П. Пути повышения урожайности пшеницы // Уральские Нивы. – 1987. – № 8. – С. 22-23.

16. Абрашин Ю.И., Лазарев А.П., Кулешов С.М. Возможности агрокомплекса // Уральские Нивы. – 1984. – № 11. – С. 19-20.

17. Абрашин Ю.И., Лазарев А.П., Макаров А.А. Подкормишь поле – получишь урожай // Уральские Нивы. –1986. – № 6. – С. 19-21.

18. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И. Эффективность весенних совместных посевов озимых и яровых культур // Тюменские ученые и практики развитию продовольственной базы Западной Сибири: Сб. тр. – Тюмень, 1992. – С. 10-11.

19. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И., Цунина Н.М., Макаров А.А. Агроклиматические условия и их влияние на эффективность минеральных удобрений // Уральские Нивы. – 1986. – № 11. – С. 20-22.

20. Лазарев А.П., Цунина Н.М., Абрашин Ю.И. Обработка почвы под озимую рожь // Уральские Нивы. – 1990. – № 8. – С. 10.

21. Лазарев А.П. Химический состав, скорость минерализации пожнивных, корневых остатков и влияние их и соломы на урожай // Биологические источники элементов минерального питания растений: Мат. Междунар. науч. конф. – Новосибирск, 2006. – С. 167-173.

22. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И. Роль и интенсивность разложения растительных остатков полевых культур в черноземе обыкновенном // 400 лет землепашества Омского Прииртышья: Мат. региональной науч.-практ. конф. – Омск, 2000. – С. 70-72.

23. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И. Влияние влагообеспеченности чернозёма обыкновенного и агрометеорологических условий на урожай пшеницы // Научное обеспечение агропромышленного комплекса Тюменской области. Сб. науч. тр. – Новосибирск. – 2003. – С. 45-56.

24. Лазарев А.П., Абрашин Ю.И. Влияние влагообеспеченности чернозёма обыкновенного и агрометеорологических условий на урожай озимой ржи // Научное обеспечение агропромышленного комплекса Тюменской области: Сб. науч. тр. – Новосибирск, 2003. – С. 57-68.

25. Лазарев А.П., Перфильев Н.В. Технология возделывания пшеницы на черноземах Ишимской равнины (рекомендации). – Тюмень. – 2007. – 47 с.

26. Майсямова Д.Р., Абрамов Н.В., Лазарев А.П. Фенолоксидазная активность основных типов почв лесостепи Северного Зауралья в агробиоценозах //Вестник Тюменской ГСХА. – 2008. – № 1 (4). – С. 16-19.

27. Никонов В.Н., Лазарев А.П. Эффективность торфа и навоза // Уральские Нивы. – 1986. – № 5. – С. 33-34.




© 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.