WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Каипов Яхия Зайнуллович

СОХРАНЕНИЕ И ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМОВ В РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЯХ ПОЛЕВОГО КОРМОПРОИЗВОДСТВА НА ЮЖНОМ УРАЛЕ

Специальность: 06.01.03 – агропочвоведение, агрофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Уфа – 2007

Работа выполнена в Башкирском научно-исследовательском институте сельского хозяйства.

Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ и РБ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Гарифуллин Ф.Ш.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Мукатанов А.Х., доктор сельскохозяйственных наук Азанова – Вафина Ф.Г., доктор сельскохозяйственных наук Нурмухаметов Н.М.

Ведущая организация: Институт степи УрО РАН (г. Оренбург).

Защита состоится в декабре 2007 года в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.003.01 в Башкирском государственном аграрном университете по адресу: 450001, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34.

Просим Вас принять участие в работе совета или прислать письменный отзыв о данном автореферате (в двух экземплярах, заверенных печатью).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан  17  сентября  2007 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент  В.А.Печаткин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемыЧерноземы на Южном Урале имеют наибольшее распространение среди типов почв. Общая площадь пахотных черноземных почв составляет около 11 млн. га или 77 % от площади пашни. На территории региона встречаются все основные подтипы черноземов: лесостепные (оподзоленные, выщелоченные и типичные) и степные (обыкно-венные и южные). Преобладающими в почвенном покрове пахотных угодий являются черноземы выщелоченные, которые занимают на Южном Урале 21 % в целом  и в Башкортостане 28 % от общей площади пашни (Гарифуллин, Ишемъяров, 1987).

За последние десятилетия вследствие интенсивной эксплуатации черноземов лесостепной и степной зоны Южного Урала произошло заметное снижение уровня их эффективного плодородия. В пахотных почвах отмеча-ется  отрицательный баланс гумуса и питательных элементов, гумусовый горизонт утрачивает благоприятный структурно-агрегатный состав, ухудшаются водно-физические свойства (Мукатанов, 1992). 

Одним из главных противоречий, требующих разрешения в современных технологиях, является несоответствие темпов роста затрат антропогенной энергии на производство растениеводческой продукции и аккумулированной биологической энергии в урожае и в органической части почвы. Это несоответствие  чревато опасностью усиления деградации земельных ресурсов и почв. В целях поиска путей сокращения затрат энергии выделены наиболее энергозатратные статьи технологий. К ним относятся обработка почвы, на которую приходится примерно половина энергетических затрат и внесение минеральных удобрений, "поглощающее" от 25 до 45 % общих энергозатрат. Разработка энергосберегающих систем обработки почвы и удобрения позволит не только снизить материальные и энергетические затраты на производство растениеводческой продукции, но и оптимизировать агрофизические и другие свойства почв.

В своих 18-летних исследованиях, проведенных в Башкирском госагроуниверситете и Башкирском НИИСХ, мы затронули вышеназванные вопросы и постарались вносить научный вклад в их решение.

Цель и задачи исследования.  Целью исследований было установ-ление влияния кормовых севооборотов, системы удобрения, обработки на гумусовое состояние и агрофизические свойства выщелоченного и обыкновенного черноземов  на богаре и при орошении в условиях степной зоны Южного Урала; разработка агротехнических приемов возделывания кормовых культур в севооборотах, обеспечивающие высокую продуктивность пашни,  сохранение и воспроизводство плодородия почвы.

Для осуществления указанной цели предусматривалось решение  следующих задач:

1. Установить влияние рекомендуемых и расчетных доз удобрений, обычной и минимальной обработки на агрофизические свойства почвы.        2. Выявить возможность снижения доз азотных удобрений посредством накопления биологического азота в бобово-злаковых травостоях.

3. Выявить влияние боронования, сроков и частоты скашивания многолетних трав на их продуктивное долголетие.

4. Определить влияние исследуемых агроприемов и в целом севооборотов на плодородие почвы.

Основные положения, выносимые на защиту:

- на высокоплодородных выщелоченных и обыкновенных черноземах Южного Урала с оптимальными агрофизическими свойствами при соблюдении научно-обоснованных систем полевого кормопроизводства – севооборотов, удобрений, обработки почвы, регулирования водного режима, способов использования посевов – обеспечивается высокая, биоклиматически обусловленная продуктивность пашни.

- в условиях естественного увлажнения для достижения бездефицитного баланса гумуса в пахотном слое выщелоченного чернозема в 7-8- польных лугопастбищных и 5-6- польных прифермских севооборотах необходимо применять рекомендуемые дозы удобрений. В орошаемых прифермских севооборотах расчетные дозы удобрений обеспечивают бездефицитный (5-польный) и положительный (6-польный) баланс гумуса. В орошаемых лугопастбищных севооборотах достигается бездефицитный баланс гумуса и на фоне без удобрения, в условиях применения расчетных доз – расширенное воспроизводство запасов гумуса. Применение рекомендуемых доз удобрений на богаре, расчетных доз – при орошении способствует формированию положительного баланса гумуса в обыкновенных черноземах в лугопастбищном севообороте.

- основные агрофизические свойства выщелоченных и обыкновенных черноземов эффективно регулируются в системах севооборотов и обработки почвы. Для улучшения агрофизических свойств необходимо освоить интенсивные лугопастбищные и прифермские севообороты, применять преимущественно безотвальные и комбинированные обработки почвы. В системе отвальной обработки применять умеренную минимализацию путем уменьшения глубины рыхления по сравнению с обычной вспашкой. При орошении агрофизические свойства выщелоченных черноземов остаются стабильными, обыкновенных черноземов – несколько улучшаются.

- продуктивность кормовых севооборотов на обыкновенных черноземах в условиях Южного Урала повышается при возделывании бобово-злаковых травостоев многолетних трав, применении на них ранневесеннего боронования, двухкратного скашивания. Достигается экономия дорогостоящих азотных удобрений за счет использования биологического азота.

Научная новизна:

- теоретически обоснованы и разработаны наиболее продуктивные кормовые севообороты интенсивного типа, обеспечивающие высокий сбор кормового сырья на богаре и орошении в условиях Зауральской степи Республики Башкортостан.

- установлена направленность влияния элементов системы кормопроизводства – севооборотов, удобрения, обработки почвы, приемов ухода за посевами – на гумусное состояние, агрофизические свойства наиболее распространенных черноземов степи Южного Урала, кормовую продуктивность пашни.

- впервые в условиях зоны исследований изучено влияние комплекса агротехнических мероприятий на свойства и плодородие выщелоченных и обыкновенных черноземов в масштабе кормовых севооборотов одновременно на богаре и орошении, что дает возможность корректировать режим орошения в зависимости от состояния почвы и продуктивности севооборотов.

- показана возможность формирования биоклиматически обоснованных программируемых урожаев культур в отдельности и в целом по кормовым севооборотам с использованием расчетных доз удобрений и орошения.

- разработана система минимальной обработки выщелоченных и обыкновенных черноземов с оптимальными агрофизическими свойствами на основе уменьшения глубины вспашки под культуры лугопастбищных и прифермских севооборотов на богаре и при орошении.

Практическая значимость и реализация полученных результатов.

Основные результаты исследований вошли в «Почвозащитные системы земледелия (учебное пособие)» (Ульяновск, 1989); «Технология залужения деградированной пашни (рекомендации)» (Уфа, 1999); «Агротехнические рекомендации по возделыванию кормовых культур в Республике Башкортостан (рекомендации)» (Уфа, 2001); «Возделывание кормовых культур на орошаемых землях Башкортостана (рекомендации)» (Уфа, 2002); «Адаптивные технологии кормопроизводства в Башкортостане (рекоменда-ции)» (Уфа, 2004); «Технология возделывания козлятника восточного в Республике Башкортостан (рекомендации)» (Уфа, 2005); «Высокопродуктив-ные кормовые севообороты для степной зоны Башкортостана (рекомендации)» (Уфа, 2006).

Разработанные приемы прошли производственную проверку и внедрены в ОПХ "Абзелиловское", ОПХ "Баймакское", народном предпри-ятии «Заветы Ильича» Абзелиловского района на общей площади 3500 га.

Апробация работы.  Материалы диссертации доложены на республиканских научно-практических конференциях: «Роль молодых ученых и специалистов в ускорении НТП в сельскохозяйственном производстве» (Уфа, 1986); «Изучение, охрана и рациональное использование природных ресурсов» (Уфа, 1987); на региональных научно-практических конференциях «Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья» (Уфа, 1988), «Агро – 2001» (Уфа, 2001); «Резервы повышения эффективности агропромышленного производства» (Уфа, 2004); на всероссийских научно-практических конференциях: «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России» (Уфа, 2003); «Повышение эффективности и устойчивости развития агропромышленного комплекса» (Уфа, 2005); «Сельскохозяйственная наука Республики Мордовия: Достижения, направления развития» (Саранск, 2005);  «Пути решения экологических проблем в сельскохозяйственном производстве Урала» (Екатеринбург, 2006); на международных научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы развития прикладных исследований и пути повышения их эффективности в сельскохозяйственном производстве» (Казань, 2001); «Перспективы развития производства продовольственных ресурсов и рынка продуктов питания» (Уфа, 2002).

Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 32 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 231 страницах компьютерного текста, содержит 56 таблиц, 9 рисунков. Список использованной литературы включает 380 наименований, в т.ч. 7 иностранных.

1. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили на экспериментальной базе учхоза БГАУ (1986-1988 гг.), в ОПХ "Абзелиловское" и ОПХ "Баймакское" БНИИСХ (1992-2005 гг.). По почвенно-климатическим условиям, рельефу районы исследований типичные для Южного Урала. В учхозе БГАУ опытное поле расположилось на юго-восточном склоне крутизной 3-5 0, в лесостепном ландшафте (Южная лесостепь Башкортостана), почва – чернозем выщелоченный тяжелого гранулометрического состава. Проводился полевой опыт «Влияние способов обработки почвы на плодородие эродированных земель и урожайность сельскохозяйственных культур в севообороте». На данном участке был развернут в пространстве 6-польный зернопаропропашной севооборот: пар – озимая рожь – яровая пшеница – кукуруза – яровая пшеница – ячмень. Изучалось 3 способа обработки почвы: вспашка на глубину 25-27 см с предварительным лущением, бесплужная - обработка КПЭ-3,8 на глубину 6-8 см и рыхление КПГ-2,2 на глубину 25-27 см  с предварительным лущением, комбинированная – плоскорезная обработка КПГ-2,2 на глубину 25-27 см и один раз в севообороте после кукурузы вспашка на глубину 25-27 см.

Полевой опыт «Изучение различных схем орошаемых лугопастбищных и прифермских севооборотов для зеленого и сырьевого конвейеров в условиях Зауралья Башкортостана» проводился в ОПХ "Абзелиловское" БНИИСХ. Почва опытного поля была представлена черноземом выщелоченным тяжелого гранулометрического состава: содержание гумуса в пахотном слое – 7,5-8,2 %, подвижного фосфора – 8,5 мг, обменного калия – 15 мг на 100 г почвы, рН – 5,8.

На делянках первого порядка (S = 972 м2) изучали 5 кормовых севооборотов:

№ 1 – 7-польный лугопастбищный:

1-5 – многолетняя злаковая травосмесь (контрольное звено);

6 – ячмень, пожнивно рапс на зеленый корм;

7 – вика + овес на на сенаж, сено, поукосно суданская трава на выпас.

№ 2 – 7-польный лугопастбищный:

1-5 – многолетняя бобово-злаковая травосмесь;

6 – кукуруза на зеленый корм или силос;

7 – просо на сено, поукосно суданская трава на выпас.

  № 3 – 8-польный лугопастбищный:

1-4 – многолетняя злаковая травосмесь;

5- многолетние травы, поукосно озимая рожь;

6 – озимая рожь на зеленую массу, поукосно суданская трава;

7 – подсолнечник+горох, поукосно рапс на зеленую массу, выпас;

8 – ячмень +овес, поукосно просо на зеленую массу, сено.

№ 4 – 6-польный прифермский:

1 – вика+овес на зеленую массу, поукосно вика+овес на зеленую массу; 2 – могар + люцерна на сенаж, сено;

3-5 – люцерна на зеленый корм, сено, выпас;

6 – вика+овес на зеленую массу, сено, поукосно рапс на зеленую массу.

№ 5 – 5-польный прифермский:

1 – кукуруза на силос, поукосно озимая рожь;

2 – озимая рожь, поукосно вика+овес на зеленую массу ;

3 – вика+овес , поукосно вика+овес на зеленую массу, сенаж;

4 – могар на зеленую массу + донник ;

5 – донник первого года пользования. 

На делянках второго порядка (S = 27 м х 9 м – 243 м2) изучали влияние рекомендуемых и расчетных доз минеральных удобрений на урожайность культур севооборотов и плодородие почвы. Севообороты и удобрения изуча-ли на двух фонах – без орошения и с орошением. Опытные делянки поливали дождевальной машиной фронтального действия ДКШ-64 «Волжанка». Сроки и нормы полива назначались исходя из расчета поддержания влажности 0-70 см слоя почвы на уровне не ниже 70-75 % НВ.

Полевой опыт «Разработка системы удобрения и обработки почвы в лугопастбищном и прифермском севооборотах при орошении в условиях Зауралья РБ" проводился в 2000-2005 гг. в ОПХ "Баймакское" БНИИСХ. Почва – чернозем обыкновенный тяжелого гранулометрического состава,  с агрохимическими показателями в пахотном слое: содержание гумуса 7,5-7,8%; подвижного фосфора – 13, обменного калия – 17 мг на 100 г почвы  и рН 6,5. В обоих хозяйствах опытные поля представлены предгорной степью с равнинным рельефом,

На делянках первого порядка (S = 620 м2) размещались культуры севооборотов. Методом расщепления были сформированы делянки второго порядка для изучения орошения (S = 310 м2), третьего порядка – для системы основной обработки почвы (43 х 3,6 = 155 м2), четвертого порядка – системы удобрения (14,3 х 7,2 = 103 м2). В опыте осваивали два перспективных кормовых севооборота, отобранных в предыдущем этапе исследований: 7-польный лугопастбищный севооборот (многолетние травы 1-5 г.г. жизни – ячмень с поукосным рапсом – вико-овсяная смесь с поукосной суданской травой), 5-польный прифермский (кукуруза – озимая рожь с поукосной вико-овсяной смесью – вика+овес в основном и поукосном посевах – могар+донник - донник второго года жизни ). Влияние удобрения, обработки почвы изучали на фонах без орошения и с орошением. Методика определения сроков и норм орошения аналогична примененной в опыте по изучению кормовых севооборотов. Орошали дождевальной установкой кругового действия «Фрегат». Изучали следующие варианты систем основной обработки почвы: 1. Обычная. 2. Минимальная. Система основной обработки почвы заключалась в следующем.

В лугопастбищном севообороте:

а)  обычная обработка почвы :

- под многолетние травы – вспашка на глубину 28-30 см (Всп 28-30 – усл.);

- под ячмень после многолетних трав – дискование БДТ-3 на глубину  8-10 см в два следа, Всп 28-30;

- под вико-овсяную смесь после ячменя  – Всп 25-27.

б) минимальная обработка:

- под многолетние травы – Всп 20-22;

- под ячмень по многолетним травам – дискование БДТ-3 на глубину 8-10 см в два следа, Всп 20-22;

- под вико-овсяную смесь – от Всп 16-18 до Всп 20-22 в зависимости от засоренности поля.

В прифермском севообороте:

а) обычная обработка почвы:

- кукуруза – Всп 28-30;

- вика+овес, идущая после озимой ржи – Всп 20-22;

- вика+овес, идущая после вики-овса – Всп 23-25;

- могар+донник после вики-овса – Всп 25-27 ;

б) минимальная обработка :

- кукуруза – Всп 25-27;

- вика+овес, идущая после озимой ржи – Всп 16-18;

- вика+овес, идущая после вики-овса – от Всп 16-18 до Всп 20-22 в зависимости от засоренности поля;

- могар+донник после вики-овса – Всп 23-25.

Под поукосные культуры применялась одинаковая, общепринятая система основной обработки почвы независимо от варианта обработки под предшествующие основные культуры.

В двухфакторном опыте «Эффективность сочетания бобовых трав и азотных минеральных удобрений» изучали количественное сокращение доз азотных удобрений на травостоях с участием бобовых (люцерны) за счет ис-пользования атмосферного азота. На делянках размером 108 м2 размещались злаковый (кострец безостый) и бобово-злаковый (люцерна+кострец) траво-стои, возделываемые на фонах удобрений по схеме:

Злаковый травостой:

1. Р90К106 – расчетные дозы РК *

2. N94Р90К106 – расчетные дозы NРК

  3. N167Р90К106 – полуторная доза N, расчетные – РК.

Бобово-злаковый травостой:

1. Р90К106 – расчетные дозы РК

2. N54Р90К106 – доза азота уменьшена 50 %

       3. N94Р90К106 – расчетные дозы NРК

* - приведены средние за 4 года дозы удобрений.

Полевой опыт «Разработка сенокосооборота для сохранения продуктивного долголетия травостоев при интенсивном использовании». На делянках первого порядка (14 м х 7,2 м = 100 м2) с многолетним злаковым травостоем (кострец безостый ) методом расщепления были размещены делянки второго порядка по схеме:

  Вариант

Число скашиваний по годам

  2002

  2003

  2004

  2005

1

  2

3

2

2

2

  3

2

3

2

Исследования проводили согласно общепринятым методикам. Полу-ченные результаты обрабатывали статистически (Доспехов, 1979; Дмитриев, 1995) с помощью программы Microsoft Excel, statistica for Windows 4.5 и stadia  6.2.

Климат Южного Урала континентальный и характеризуется относительно жарким летом, холодной зимой, резкими суточными и годовы-ми колебаниями температуры, преимущественно недостаточным количес-твом осадков.

Среднегодовая температура воздуха в Южной лесостепи Башкортостана + 2,5 0, сумма температур за период выше 10 0 составляет 2150 0 С. Средняя сумма осадков за год 575 мм. ГТК составляет 1,1-1,2, что характеризует территорию как слабозасушливую. В годы проведения опыта погодные условия различались. 1985 год – несколько  повышенное количес-тво осадков (ГТК = 1,26), 1986 – с повышенным увлажнением (ГТК= 1,86), 1987 – с засушливым и жарким вегетационным периодом, 1988 – с прохладным началом и увлажненным концом вегетационного периода (ГТК = 1,14).

Для степной части Южного Урала – Зауральской степи Башкортостана, где проводилась вторая серия опытов, характерна более высокая напряжен-ность климата по сравнению с типичными степями Европейской части РФ. Территория Зауральской степи меньше обеспечена теплом (среднегодовая температура +1,40) по сравнению с Южной лесостепью. Сумма активных температур 2200 0. Сумма осадков за год 355 мм, за 10 0 – ный период 180 мм. ГТК составляет 0,8, что указывает на умеренную засушливость региона (Селянинов, 1958).

Годовая сумма осадков за годы исследований оставалась  на уровне среднемноголетних значений – 335-350 мм. Однако увлажнение  по годам было  неравномерное. 4 года из 10-ти (1996, 1998, 2001, 2005) были засушливыми. В то же время  4 года (1999, 2000, 2003, 2004) были с повышенным увлажнением. 1997 и 2002 годы характеризовались среднемно-голетней суммой осадков.

Одной из характерных особенностей черноземов Южного Урала явля-ется характер гумификации их профиля. Короткая осень, длительная зима и низкие температуры начала весны способствуют замедлению разложения  органических остатков. Это способствует повышению накопления в почве гумуса, по содержанию которого башкирские черноземы существенно пре-восходят одноименные почвы других областей.

Черноземы Южного Урала имеют вторую отличительную особенность – пониженную мощность гумусового горизонта ( в среднем 60 см) из-за неглубокого промачивания почвы в теплый период и обусловленного этим ограничением глубины сферы микробиологической деятельности.

Тяжелый гранулометрический состав является третьей особенностью исследуемых черноземов.

Выщелоченные и обыкновенные черноземы Южного Урала в пределах Республики Башкортостан обладают достаточным потенциальным плодородием для обеспечения высокой продуктивности пашни. Их эффективное плодородие реализуется на основе рационального использования таких генетически обусловленных свойств, как высокое содержание гумуса, хороший структурно-агрегатный состав, оптимальные равновесная плотность сложения, водопроницаемость и влагоемкость. Однако в условиях бессистемного использования (монокультура, недостаточное применение удобрений, нарушения в агротехнике, допущение эрозии или дефляции) исследуемые черноземы склонны к значительному снижению плодородия.

2. ИЗМЕНЕНИЕ ГУМУСОВОГО СОСТОЯНИЯ И АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ СЕВООБОРОТОВ, СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ И ОБРАБОТКИ, ОРОШЕНИЯ

В своих исследованиях мы установили, что под влиянием полевого кормопроизводства происходит определенное изменение в гумусовом состоянии выщелоченных и обыкновенных черноземов. На богаре без применения удобрения во всех исследуемых севооборотах содержание гумуса в пахотном слое с течением ротации уменьшилось от 0,20 до 0,41 % по отношению с исходным уровнем. Применение удобрений, создавая условия для формирования более высоких урожаев биомассы, способствовало улучшению баланса гумуса в выщелоченном черноземе. Содержание гумуса в почве к концу ротации севооборотов оставалось практически на уровне исходного состояния, что свидетельствует  о стабили-зации баланса органического вещества в почве на фоне рекомендуемых доз минеральных удобрений (табл. 1).

1. Влияние севооборотов, удобрений и орошения на содержание гумуса в пахотном слое выщелоченного  чернозема  (ОПХ "Абзелиловское", 1992-2000гг.)

Севооборот

  Вариант

  Содержание

  гумуса, %

Изменение к исходному содержанию

оро-шение

удо-бре-ние

исход-ное

(1992 г.)

в конце

ротации

сево-оборота

абс.

отн.

7-польный лугопастбищный:

многолетние травы-  72,0 %,

зерновые -14,0 %,

однолетние травы-14,0 %

Без

орош.

0

7,13

6,93

  -0,20

-2,8

  NРК

8,20

8,20

0

0

С

орош.

0

7,65

7,53

  -0,12

-1,6

  NРК

7,82

8,15

  +0,33

  +4,2

7-польный лугопастбищный:

многолетние травы-  72,0 %,

кукуруза на силос-14,0%, однол. травы-14,0%

Без

орош.

0

7,48

7,11

  -0,37

  -4,9

  NРК

7,54

7,66

  +0,12

  +1,6

С

орош.

0

7,43

7,30

  -0,13

-1,7

  NРК

7,33

7,53

  +0,20

  +2,7

8-польный лугопастбищный:

многолетние травы-62,0%,

озимые на зел.корм-13,0%,

однолетние травы-25,0%

Без

орош.

0

7,76

7,56

-0,20

-2,6

  NРК

7,87

7,96

  +0,09

  +1,1

С

орош.

0

7,13

7,00

-0,13

-1,8

  NРК

7,89

8,02

  +0,13

  +1,6

6-польный прифермский:

люцерна на зел. м.-50,0%,

однолетние травы- 50,0%

Без

орош.

0

7,87

7,46

-0,41

-5,2

  NРК

7,93

8,01

  +0,08

  +0,1

С

орош.

0

8,22

7,95

-0,27

-3,3

  NРК

7,48

7,73

  +0,25

  +3,3

5-польный прифермский:

кукуруза -20,0%, ози-

мые- 20,0%, донник, однолетние травы-60,0%

Без

орош.

0

7,24

6,84

-0,40

-5,5

  NРК

8,14

7,87

-0,27

-3,3

С

орош.

0

7,62

7,16

-0,46

-6,0

  NРК

7,32

7,15

-0,17

-2,3

НСР05  по севооборотам                       0,16

НСР05 по удобрениям  0,21

В орошаемых кормовых севооборотах гумусовое состояние чернозема выщелоченного сложилось несколько иначе, чем в условиях богары. В луго-пастбищных севооборотах на фоне без удобрения установился близкий к без-дефицитному баланс гумуса. На фоне расчетных доз минеральных удобрений установился положительный баланс гумуса в пахотном слое почвы. Превы-шение содержания гумуса в конце ротации лугопастбищных севооборотов над исходным уровнем составляет 0,20-0,33 %.

На варианте без удобрения в орошаемых прифермских севооборотах за счет улучшения водного режима формируется достаточно высокая урожайность надземной кормовой массы – 47,1 ц/га сухого вещества (СВ) в 6-польном и 50,3 ц/га в 5-польном в среднем за 1993-2000 гг. В условиях отсутствия поступления питательных веществ извне урожаи такого порядка приводили к истощению запасов почвы, в том числе – и гумуса.

Содержание гумуса в почве в конце ротации 6-польного севооборота снизилось на 0,27 %, 5-польного – на 0,46 % к исходному состоянию. Применение расчетных доз удобрений в среднем N95 Р125 К65 на 1 га севооборотной площади привело к увеличению содержания гумуса в пахотном слое почвы с 7,48 % в 1992 году до 7,73 % в 2000 году в 6-польном прифермском севообороте. Такая существенная прибавка гумуса объясняется формированием высокой урожайности надземной биомассы ( по севообороту – 72,8 ц/га СВ) и соответственным накоплением корневых остатков культур севооборота, особенно – люцерны.

В 5-польном прифермском севообороте на фоне орошения произошло некоторое ухудшение гумусового состояния чернозема выщелоченного и при внесении расчетных доз минеральных удобрений. К концу ротации севообо-рота содержание гумуса в пахотном слое уменьшилось на 0,17 % по сравне-нию с начальным периодом. Этому способствует преобладание в севообороте однолетних культур (три поля из пяти), оставляющих в почве меньшее коли-чество корневых остатков по сравнению с многолетними травами.

Закономерность изменения содержания гумуса в пахотном слое выщелоченного чернозема под влиянием экспериментальных севооборотов повторилась и в обыкновенных черноземах под 7-польном лугопастбищным и 5-польным прифермским севооборотами.

В лугопастбищном севообороте изменение содержания гумуса в пахотном слое обыкновенного чернозема на обоих фонах увлажнения носит однотипный характер. На фоне без удобрения происходит слабое уменьшение содержания в почве гумуса. Применение удобрения в средних по севообороту дозах  N57 Р43 К23 на богаре, N128 Р60 К43 (рекомендуемые) и N90 Р64 К45 (расчетные) при орошении привело к установлению положительного баланса гумуса, с увеличением его содержания на 0,09-0,15 % по сравнению с исходным состоянием. Таким образом, рекомендуемые и расчетные дозы минеральных удобрений, применяемые в лугопастбищных севооборотах степной зоны Южного Урала способствуют формированию положительного баланса гумуса в пахотном слое обыкновенных черноземов.

В пятипольном прифермском севообороте с полем пропашной культуры (кукуруза), тремя полями однолетних трав и полем донника, содержание гумуса в пахотном слое чернозема обыкновенного в течение ротации с 1999 по 2005 год заметно уменьшилось. Как видно из таблицы 2, в условиях без орошения и без удобрения содержание гумуса в конце ротации уменьшилось на 0,27 % по сравнению с исходным уровнем (7,55 %). Применение рекомендуемых доз удобрений несколько ослабило дефицит гумуса – снижение за ротацию составило 0,14 %. На фоне орошения при расчетных дозах удобрения установился бездефицитный баланс гумуса. Что объясняется более активным перевесом процессов накопления корневых и пожнивных остатков над отчуждением надземной биомассы культур севооборота на фоне расчетных доз удобрений по сравнению с рекомендуемыми дозами, поскольку при первых дозах урожайность была выше. Так если исходное содержание гумуса при расчетных дозах удобрения на фоне орошения составило 7,55 %, то в конце ротации в 2005 году снизилось до 7,43% в варианте обычной и 7,49 % - минимальной обработки почвы. Величины убыли содержания гумуса так малы, что можно говорить лишь о наличии тенденции к уменьшению содержания этого элемента плодородия почвы в прифермском севообороте при указанной выше комбинации регулируемых факторов.

2. Изменение содержания гумуса в пахотном слое чернозема обыкновенного под влиянием севооборотов, обработки почвы, удобрений и орошения

Сево-оборот

Фон

  Обработ-

  ка

Удобрение 

Содержание гумуса

Изменение,

1999 год

2005 год

+, -

О*

М*

О*

М*

О*

М*

7-поль-ный

  луго-паст-бищ-ный

Без

орош.

Без удобрен.

7,70

7,70

7,47

7,40

-0,23

-0,30

Реком. дозы

"----"

"----"

7,79

7,85

+0,09

+0,15

С

орош.

Без удобрен.

"----"

"----"

7,58

7,62

-0,12

-0,08

Реком. дозы

"----"

"----"

7,81

7,85

+0,11

+0,15

Расч. дозы

"----"

"----"

7,83

7,83

+0,13

+0,13

5-поль-

  ный

  при-

ферм-

ский

Без

орош.

Без удобрен.

7,55

7,55

7,26

7,28

-0,29

-0,27

Реком. дозы

"----"

"----"

7,34

7,41

-0,21

-0,14

С

орош.

Без удобрен.

"----"

"----"

7,17

7,20

-0,38

-0,35

Реком. дозы

"----"

"----"

7,30

7,30

-0,25

-0,25

Расч. дозы

"----"

"----"

7,43

7,49

-0,12

-0,06

* О – обычная обработка почвы, *М – минимальная обработка

НСР05 по севооборотам – 0,15 , удобрениям – 0,10 , орошению – 0,08 , обработкам – 0,07 .

Под влиянием орошения в лугопастбищном севообороте наблюдается тенденция к слабому увеличению содержания в почве гумуса по сравнению с фоном естественного увлажнения (табл. 2). Этому способствует лучшее раз-витие культур севооборота при орошении, что создает условие для повышен-ного накопления новообразованного органического вещества в почве. О ста-билизации гумусного состояния пахотного, увеличении содержания гумуса подпахотного слоя чернозема обыкновенного тяжелосуглинистого в резуль-тате 62-летнего орошения также сообщает в своей работе Н.В.Кутькина (2002). Различия по влиянию систем основной обработки на содержание гумуса в почве не отмечены. И при обычной и при минимальной обработках установился почти одинаковый баланс гумуса независимо от фонов орошения и удобрения. Имеющиеся небольшие разницы не доказываются математически. 

Изучали влияние вспашки, плоскорезной, бесплужной и комбиниро-ванной обработок в 6-польном зернопаропропашном севообороте на агрофи-ческие свойства выщелоченного чернозема в Южной лесостепи Республики Башкортостан (1985-1988 гг.). В пропашном (кукуруза – яровая пшеница) и паровом (пар чистый – озимая рожь) звеньях севооборота проявляется поло-жительное влияние бесплужной, плоскорезной и комбинированной обработок на увеличение содержания в почве агрономически ценных водо-прочных агрегатов по сравнению с вспашкой. Так при бесплужной и плоско-резной обработке содержание водопрочных агрегатов почвы в слое 0-30 см под кукурузой составило 54,0-65,2 %, что выше на 3,3-3,5 % по сравнению с уровнем вспашки. Такая же закономерность наблюдается и под яровой пше-ницей, идущей после кукурузы, а также под озимой рожью по чистому пару. Водопрочность структуры почвы под яровой пшеницей после озимой ржи в 0-20 см слое по вариантам обработки почти одинаковая. Под яровой пшени-цей после кукурузы в варианте комбинированной обработки в 0-10 см слое почвы устанавливается наиболее высокое среди агрофонов и способов обра-ботки содержание агрономически ценных водопрочных агрегатов – 57,3 %. Это на 15 % больше от варианта вспашки. Такое резкое улучшение струк-туры обусловливается тем, что при прерывании плоскорезной обработки вспашкой в системе комбинированной обработки под яровую пшеницу после кукурузы на поверхность выворачивается хорошо оструктуренная в результате длительной безотвальной обработки нижележащая часть пахотно-го слоя.

В своих исследованиях, проведенных в условиях Зауральской степи Башкортостана, мы установили, что направленность изменений в структур-ном состоянии выщелоченного чернозема зависит от соотношения площадей однолетних культур и многолетних трав в экспериментальных севооборотах и применяемой агротехники. Наилучшая сохранность структурных агрегатов достигнута в пахотном слое почвы под бессменным травостоем костреца безостого, взятого как абсолютный контроль для сравнения с влиянием сево-оборотов на вышеуказанное свойство почвы. Бессменная культура костреца безостого способствовала увеличению содержания структурных агрегатов в почве с 94,2 до 96,5 % в течение семи лет проведения опытов (1992-1999 гг., ОПХ "Абзелиловское"). В лугопастбищном севообороте за этот же период произошло некоторое уменьшение этого показателя – с 94,2 до 91,4 %. Слабое разрушение структуры почвы в севообороте было вызвано следующей причиной.  За ротацию поле, в котором было проведено определение структурно-агрегатного состава почвы, прошло вначале луговой, а в конце – полевой периоды.  После распашки дернины многолетних трав в севообороте при возделывании однолетних культур в полевом периоде структура почвы в некоторой степени разрушается. Чтобы определить границу прекращения разрушения структуры почвы, определение  проводили в начале (под ячменем) и конце (под вико-овсом) полевого периода. Результаты оказались практически одинаковыми. Это свидетельствует о стабилизации структурного состояния в севообороте, так как после двухлетнего полевого следует луговой период, в течение которого структура почвы восстанавливается (табл. 3).

В отличие от 7-8-польных лугопастбищных севооборотов с долей мно-голетних трав 71-62 % и прифермского севооборота № 4 с размещением лю-церны на 50 % площади, в прифермском севообороте № 5 преобладают пропашные культуры и однолетние травы (на 60 % площади). Наличие пропашной культуры, оказывающей разрушающее влияние на структуру поч-вы, и однолетних трав, слабо влияющих на это свойство, способствует ухуд-шению структурно-агрегатного состава почвы в последнем севообороте. По сравнению с исходным уровнем 1992 года содержание структурных агрега-тов уменьшилось на 3,5 %.

3. Структурно-агрегатный состав почвы в слое 0-20 см выщелоченного чернозема в зависимости от агрофона и севооборотов, %

Агрофон, севооборот

Структурные агрегаты  > 0,25мм

Водопрочные агрегаты


> 0,25 мм

1 – 3 мм

1992 г.

1999 г.

1992 г.

1999 г.

1992 г.

1999 г.


Кострец

бессменный

(контроль)

94,2

96,5

76,9

72,8

  50,4

47,6


Кукуруза бессменная

94,2

92,0

76,9

71,0

50,4

39,2


Пар чистый

бессменный

93,5

87,5

72,6

66,2

43,4

30,0


7-польный лугопаст-бищный

94,2

91,4

76,9

71,3

50,4

43,4


5-польный приферм-ский

93,5

90,0

72,6

65,4

43,4

34,6


6-польный приферм-ский

93,5

91,2

72,6

68,2

43,4

35,2


  НСР05  2,2        2,6        3,1

Более значительные изменения произошли в содержании водопрочных агрегатов почвы. В севооборотах в пахотном слое почвы  водопрочных агрегатов  стало меньше по сравнению с травостоем многолетних трав, взятого как контроль. В 7-польном лугопастбищном и 6-польном прифермском севооборотах  содержание в почве водопрочных агрегатов размером  > 0,25 мм  уменьшилось за ротацию с 76,9 до 71,3 и с 72,6 до 68,2 % соответственно. Количество наиболее агрономически ценных водопрочных комочков размером 1-3 мм уменьшилось на более значительную величину – в первом севообороте с 50,4 до 43,4 и во втором с 43,4 до 35,2 %. В 5-польном прифермском севообороте без участия многолетних трав показатели сохранности структурно-агрегатного состава почвы несколько меньшие.

Следует отметить, что исходная почва обладала высоким содержанием структурных и водопрочных агрегатов, обусловленным длительным возделыванием многолетних трав на предполагаемом участке опытного поля. Введение севооборотов с неоднократными обработками и сменой лугового и полевого периодов закономерно привело к частичному разрушению структуры почвы. Так как содержание структурных и водопрочных комочков почвы было определено в конце полевых периодов севооборотов, можно утверждать о том, что дальнейшего ухудшения почвенной структуры не произойдет. Пределом распыления структуры является уровень оструктуренности почвы в бессменном чистом пару – 87,5 % структурных и 66,2 % водопрочных  агрегатов диаметром > 0,25 мм. Однако снижение количества структурных отдельностей почвы за ротацию севооборотов останавливается значительно выше этой отметки (табл. 3).  После кратковременного (2-3 года) пребывания поля в полевом периоде следует возвращение к луговому периоду,  в котором оструктуренность и водопрочность агрегатов будут возрастать, приближаясь к уровню  бессменного посева многолетних трав. Следовательно, структурно-агрегатный состав почвы, хотя и несколько ухудшается в полевом периоде лугопастбищных и прифермских севооборотов, в целом, в многолетнем разрезе остается в оптимальных пределах.

Орошение способствовало повышению стабильности структурно-агрегатного состава почвы. В севооборотах, несмотря на общее незначительное уменьшение оструктуренности почвы в период ротации, относительное снижение на фоне орошения было заметно меньшим. К концу ротации 7-польного лугопастбищного севооборота содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое выщелоченного чернозема уменьшилось с 70,7 до 65,8 на фоне без орошения и с 76,9 до 72,3 % при орошении.

Влияние севооборотов на структурно-агрегатный состав другого рас-пространенного в степной зоне Южного Урала подтипа черноземов – обыкновенного, несколько отличается от такового для выщелоченных черно-земов. В 7-польном лугопастбищном и 5-польном прифермском севооборо-тах за пятилетний период (2001-2005 гг.) произошло увеличение в пахотном слое почвы содержания структурных и водопрочных агрегатов. В лугопастбищном севообороте наблюдалось более интенсивное восстанов-ление структуры по сравнению с прифермским севооборотом. Исходное содержание структурных агрегатов почвы размером более 0,25 мм в слое 0-40 см составляло 89,3, к конечному сроку определения – на 8,1 % больше. В результате 3-4-летнего пребывания под травостоями многолетних трав в тра-вяном  звене лугопастбищного севооборота структурно-агрегатный состав пахотного слоя чернозема обыкновенного достиг высокого уровня: при сухом просеивании он содержал более 96 %, при мокром – около 70 % агре-гатов размером 0,25-10 мм. Почва, обладающая такими параметрами струк-туры оценивается на отлично. Прирост содержания в почве структурных и водопрочных агрегатов в прифермском севообороте значительно меньший по сравнению с лугопастбищным севооборотом.

Под орошаемыми севооборотами исходное содержание структурных агрегатов почвы в слое 0-40 см находилось на уровне фона без орошения. В течение ротации севооборотов произошло некоторое увеличение содер-жания структурных агрегатов. Однако в верхнем 0-20 см слое относительный прирост данного показателя при орошении был значительно выше, чем без орошения.

Минимализация основной обработки способствовала улучшению структурно-агрегатного состава чернозема обыкновенного по сравнению с обычной, более глубокой обработкой. Так под многолетними травами в пахотном (0-20 см) слое почвы содержание наиболее агрономически ценной фракции структурных агрегатов размером 3-1 мм при минимальной обработке составило 42,0, обычной – 40,3 %. В подпахотном (20-40 см) слое соответственно – 43,7 и 37,3 % (табл. 4). Минимальная обработка способствовала улучшению структуры почвы и под однолетними травами в севообороте.

Положительное влияние минимализации обработки чернозема обыкновенного на улучшение водопрочности структуры имеет важное значение в рациональной организации оросительной мелиорации. Факторами, способствующими улучшению структуры почвы при минимализации обработки, являются уменьшение деформации почвы как результат ограничения толщины обрабатываемого слоя, отсутствие разрушающего воздействия плуга на нижнюю часть пахотного слоя, концентрация корневых и пожнивных остатков при минимальной обработке в верхней половине пахотного слоя.

Положительное влияние минимальной обработки на содержание водопрочных агрегатов агрономически ценной фракции выражено сильнее по сравнению с влиянием на содержание структурных агрегатов. Это свидетельствует о том, что минимализация обработки обыкновенного чернозема прежде всего положительно сказывается на улучшении водопрочности структуры почвы, что имеет важное значение в рациональной организации оросительной мелиорации.

4. Влияние обработки на  структурно-агрегатный состав  пахотного и подпахотного слоев обыкновенного чернозема в севооборотах (среднее за 2001-2005 гг.)

Севооборот

Фон

Обработка

Диаметр фракций, мм;

  содержание, %

структурные

водопрочные

  3-1

10-0,25

3-1

> 0,25

7-польный

лугопаст-бищный

Без

оро-

шения

 

  обычная

40,3*

37,3

96,0

96,2

  20,8

  22,6

  69,2

  64,8

минимальная

42,0

43,7

97,5

98,9

  31,1

  28,0

  72,0

  72,0

С оро- 

шени-

ем

 

  обычная

36,4

26,4

96,7

96,3

  23,9

  19,1

  67,3

  62,2

минимальная

34,6

32,1

98,1

97,3

  36,7

  27,3

  70,6

  69,9

5-польный приферм-ский

Без

оро-

шения

 

  обычная

30,4

28,9

96,0

96,4

  24,4

  32,7

67,8

67,1

минимальная

26,1

34,5

97,8

98,6

  27,8

  40,2

  72,8

  70,3

С оро- 

шени-

ем

 

  обычная

41,2

33,1

89,8

95,6

  21,2 

  21,4

  64,5

  63,9

минимальная

48,5

40,0

96,2

96,6

  25,3

  30,6

  66,8

  68,0

НСР 05                 1,7                 1,3  5,4 2,3

                                                          2,8                 1,5  6,2 3,5

  * - в числителе – содержание фракции в слое 0-20 см,         

- в знаменателе – содержание фракции в слое 20-40 см

В полевом опыте, проведенного нами в учхозе Башкирского госагро-университета в 1985-1990 гг. влияние способов обработки на плотность пахотного слоя выщелоченного чернозема различалось в зависимости от поля севооборота и расположения по частям склона. Безотвальные обработки – бесплужная и плоскорезная – способствовали установлению одинаковой со вспашкой плотности 0-30 см слоя почвы в верхней и нижней частях склона. В средней части склона с эродированной, распыленной и уплотненной  почвой безотвальные обработки не смогли довести степень разрыхленности пахотного слоя до уровня вспашки. Однако при всех способах обработки плотность пахотного слоя не выходила за пределы оптимального интервала для черноземных почв – 1,17-1,23 г/см3. Прерывание систематической плоскорезной обработки вспашкой в системе комбинированной обработки  под яровую пшеницу по кукурузе способствовало более сильному разуплотнению почвы по сравнению с другими обработками. Разуплотняющий эффект комбинированной обработки вызывается выворачиванием нижней половины пахотного слоя, хорошо оструктуренного при предшествующих плоскорезных обработках. Так как при всех исследуемых способах обработки плотность пахотного слоя выщелоченного чернозема остается в оптимальном интервале, определяющим фактором при выборе способов обработки будет интенсивность эрозионных процессов. В случае проявления ускоренной эрозии следует отдавать предпочтение почвозащитным безотвальным обработкам.

Плотность сложения чернозема выщелоченного Зауральской степной подзоны была более низкой в лугопастбищном севообороте по сравнению с бессменным чистым паром и бессменными многолетними травами. Под травостоем многолетних трав в севообороте, к 4-5-му годам их жизни, пахотный слой принимает более плотное сложение, однако, оставаясь в оптимальном интервале – 0,98-1,12 г/см3 . После распашки пласта много-летних трав, под ячменем, почва значительно разрыхляется, принимая наименьшее в севообороте значение показателя  плотности. Под второй культурой полевого периода – смесью овса с горохом – пахотный слой вновь уплотняется, но не выходит за оптимальную границу.

Минимальная обработка другого подтипа чернозема – обыкновенного, способствуя улучшению его структурного состояния, приводила к более рых-лому сложению пахотного слоя в сравнение с обычной обработкой (табл. 5).

5. Влияние обработки на плотность слоя почвы 0-30 см  под культурами кормовых севооборотов.  ОПХ "Баймакское",  2002-2005 гг., г/см3

Культура

Статистические показатели

n

Обработка

M

± m

Р0,99

Вика+овес

22

обычная

1,13

-

-

минимальная

1,09

0,035

3,21

Многолетние

травы 1-2 года жизни

17

обычная

1,15

-

-

минимальная

1,09

0,042

3,85

Многолетние

травы 3 года жизни

20

обычная

1,14

-

-

минимальная

1,10

0,034

3,09

Выявлена зависимость влагоемкости черноземов степного Зауралья от их агрохимических и агрофизических свойств и строения почвенного профиля. Выщелоченные черноземы в соответствие с большей мощностью гумусового горизонта, более равномерным распределением гумуса по профилю, высоким содержанием водопрочных агрегатов и менее плотным

сложением обладают и более высокой влагоемкостью по сравнению с обык-новенными черноземами. Средние значения НВ 0-70 см слоя этих почв сос-тавляли 28 и 25 % соответственно.

Более высокую влагоемкость исследуемые черноземы приобретают в полях многолетних трав и ячменя по пласту в лугопастбищном севообороте. В конце двухлетнего полевого периода, в поле вико-овса, влагоемкость зна-чительно снижается. Высокая влагоемкость восстанавливается в луговом пе-риоде севооборота.

При определении методом искусственного дождевания водопроница-емость чернозема выщелоченного колебалась от 0,94 до 1,28 мм/мин, залив-ки рам – 2,82-4,20 мм/мин. Чернозем обыкновенный имеет несколько мень-шую водопроницаемость, соответственно 0,52-1,18 и 1,30-2,35 мм/мин. Водо-проницаемость обоих черноземов возрастают в ряду: пар чистый бессмен-ный, однолетние культуры бессменные, однолетние травы по обороту пласта в севообороте, многолетние травы в севообороте, зерновые по пласту многолетних трав. Пониженное содержание водопрочных агрегатов, повышенная плотность в верхних слоях почвы в бессменном чистом пару способствовали установлению на этом агрофоне самой низкой водопрони-цаемости среди исследуемых объектов в опыте. В полях лугопастбищного севооборота обнаруживается значительно более высокая водопроницаемость: наивысшая – по пласту многолетних трав, под ячменем; менее высокая – по обороту пласта, под смесью вики с овсом. Закономерности изменения водо-проницаемости, выявленные на черноземе выщелоченном, повторяются и на обыкновенном черноземе. Отсюда следует, что интенсивные лугопастбищ-ные севообороты позволяют поддерживать достаточно высокую водопро-ницаемость и влагоемкость выщелоченных и обыкновенных черноземов в степной зоне Южного Урала. Это имеет большое значение для полноты усво-ения оросительной воды.

В исследованиях (1997-2002 гг.) установлено, что гумусовый баланс в пахотном слое выщелоченного чернозема в Зауральской степи Башкортостана зависит от поступления в почву корневых и стерневых остат-ков от культур экспериментальных севооборотов. На фоне поступления боль-шого количества органических остатков в почву в 7-польном лугопастбищном севообороте (в среднем 77,5 ц/га сухой массы на фоне расчетных доз удобрений при орошении, 46,4 ц/га – на фоне рекомендуемых доз удобрений без орошения) расчетный баланс гумуса в пахотном слое (0-30 см) почвы на фоне расчетных доз удобрений при орошении составил +19,3, рекомендуемых доз удобрений без орошения +4,5 ц на 1 га севооборотной площади.

Преобладание однолетних культур в 5-польном прифермском севообо-роте обусловило накопление меньшего количества органических остатков в почве. Соответственно, в целом по прифермскому севообороту на фоне орошения и удобрений создавалось условие для слабого положительного баланса гумуса в количестве 0,6 ц на 1 га. Без орошения, на фоне рекомен-дуемых доз удобрений намечался отрицательный баланс гумуса в 4,6 ц на 1 га.

3. ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что при от-вальной обработке выщелоченного чернозема в Южной лесостепи Башкортостана к середине вегетации яровой пшеницы запасы продуктивной влаги расходуются на 23-30 мм более интенсивно, чем при бесплужной и плоскорезно-комбинированной системах обработки. К уборке зерновых культур запасы продуктивной влаги по вариантам обработки выравниваются. В целом, применение безотвальных систем обработки почвы существенно не увеличивают запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы по сравне-нию с отвальной системой, но способствуют более экономному расходо-ванию влаги в критические периоды роста и развития зерновых культур.

Улучшение водного режима на фонах обработки, способствующих уве-личению водопрочности агрегатов, водопроницаемости и влагоемкости почвы, наблюдается и на обыкновенных черноземах Южного Урала. Среднее за вегетацию содержание продуктивной влаги в метровой толще почвы под однолетними культурами лугопастбищного севооборота на фоне минималь-ной обработки (минимализированная вспашка) составило 121 мм, что на 13 мм больше по сравнению с обычной обработкой. Запасы продуктивной влаги под многолетними травами по фонам обработки почвы были практически одинаковые (табл. 6).

6. Изменение запасов продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см под культурами севооборотов в зависимости от обработки, мм

Севооборот,

культура

Перед посевом

В середине

вегетации

Перед

  уборкой

Среднее

за вегетацию

О*

М*

О*

М*

О*

М*

О*

М*

Сев. 1,

многолетние

травы 2-3 г.ж.

148

148

88

93

45

49

94

97

Сев. 2, вика +овес на зеле-

ную массу

186

212

93

99

43

56

108

121

НСР 05:  7,5               4,8                         5,1      

* О – обычная обработка почвы; М* – минимальная обработка

Более существенная разница по содержанию продуктивной влаги в почве в зависимости от обработки наблюдалась на фоне орошения. Высокое содержание агрономически ценных водопрочных агрегатов, меньшая плот-ность пахотного слоя, повышенная водопроницаемость почвенного профиля при минимальной обработке способствовали улучшению впитывания полив-ной воды по сравнению с обычной обработкой. Так при определении сразу

после полива, проведенного в середине июня, метровый слой почвы в варианте с минимальной обработкой содержал 196 мм продуктивной влаги, что на 14 мм (или на 8 %) больше, чем на обычной обработке. После поливов, проведенных в конце вегетации трав, в результате постепенного выравнивания агрофизических свойств, разницы по влажности почвы по вариантам обработки уменьшаются. Однако преимущество минимальной обработки сохраняется.

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АТМОСФЕРНОГО АЗОТА  В ПРОДУКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ В КОРМОВЫХ СЕВООБОРОТАХ  ПРИ ОРОШЕНИИ

В условиях резкого сокращения производства и применения органи-ческих и минеральных удобрений, связанного с нехваткой средств у хозяйств, исследователи стали обращать внимание на поиски способов эффективного использования способности бобовых трав усваивать азот из ат-мосферы.

С целью выяснения степени участия бобово-злаковых смесей много-летних трав в регулировании баланса азота в почве, величины их вклада в об-щем продукционном процессе в лугопастбищном севообороте мы проводили полевые опыты в ОПХ "Баймакское", расположенном в Зауральской степи Республики Башкортостан. В качестве бобово- злакового травостоя исполь-зовали смесь люцерны с кострецом безостым – типичную для района иссле-дований. Для получения более существенного эффекта фиксации атмосфер-ного азота долю люцерны в травостое поддерживали в количестве не менее 50-65 % по стеблестою путем регулирования норм высева.

Бобово-злаковый травостой возделывали на фоне фосфорно-калийных удобрений в дозах Р85 К90, рассчитанных на получение урожайности абсолютно-сухой массы 100 ц/га в условиях орошения. Злаковый травостой для определения выноса азота из почвы возделывали на таком же фоне РК. Для определения эффективности азотных удобрений и коэффициента их ис-пользования на обоих травостоях фон РК дополняли расчетной дозой N96, на злаковом – полуторной дозой N на фоне РК, на бобово-злаковом – уменьшенной на 50 % дозой азота на фоне расчетных доз РК. Накопление биологического азота устанавливали по методу разницы в выносе азота над-земной массой бобово-злакового и злакового травостоев на фоне РК.

Результаты четырехлетних исследований показали, что бобово-злако-вый травостой за счет усвоения атмосферного (биологического) азота и луч-шего использования других факторов среды обитания формирует урожай-ность сухого вещества на 18 % выше уровня злакового травостоя (табл. 7).

Бобово-злаковый травостой на фоне РК-удобрения в среднем ежегодно использовал 84 кг биологического азота в 1 га посева. Дополнение фона РК минеральным азотом в дозе 96 кг/га снизило использование биологического азота до 67 кг. Коэффициенты биологической азотфиксации, представ-ляющие отношение выноса биологического азота к общему выносу, составляли на фоне РК – 32 %, РК+N96 – 22 %. Снижение коэффициента на последнем фоне указывает на угнетающее влияние азота минеральных удобрений на деятельность симбиотических азотфиксаторов.

7. Вынос и биологическая фиксация азота бобово-злаковым травостоем

и эквивалент в минеральных азотных удобрениях

(средние за 2002-2005 гг.)

Траво-стой

Удобре- ние

Выход сухого вещес-тва, ц/га

Вынос азота

Коэффици-ент биоло-гической азотфикса-ции,  %

Эквивалент

биологичес-кого азота в

кг/га д.в. мине-рального

удобрения

общий

в т. ч.

биоло-гичес-кий,

кг/га

кг/га

%

  Злако-

вый

Р85 К90

90,0

180

100

  ----

----

----

N96 Р85 К90

106,8

245

135

  ----

----

----

N145 Р85 К90

109

262

145

  ----

----

----

Бобово-злако-вый

Р85 К90

106

264

147

84

32

125

N96 Р85 К90

115,6

312

175

67

22

100

N55 Р85 К90

110,9

277

155

  ----

----

----

С учетом коэффициента использования азота минеральных удобрений, полученного в опыте (67 %), установили потребность в минеральном азотном удобрении на злаковом травостое, заменяющую дополнительное поступ-ление его за счет симбиотической азотфиксации. Эквивалент биологического азота в минеральном удобрении рассчитали как отношение биологической части азота в общем выносе с урожаем бобово-злакового травостоя к коэф-фициенту использования азота минеральных удобрений.

Результаты опыта показывают, что для обеспечения равновеликого с бобово-злаковым травостоем выноса азота с урожаем (а значит, и величины сбора белка с единицы площади пашни) необходимо вносить на злаковый травостой на фоне Р85 К90 125 кг действующего вещества азотного удобрения, на фоне N96 Р85 К90 – 100 кг. При использовании бобово-злакового травостоя вместо злакового отпадает необходимость во внесении указанного выше количества азота. Это соответствует экономии на каждом гектаре 2,1-2,7 ц мочевины, что очень важно с учетом современных требований ресурсосбе-режения. С учетом того, что бобово-злаковый травостой в активном состо-янии – с высоким участием бобовых – в 7-польном лугопастбищном сево-обороте занимает три поля, в пересчете на всю площадь севооборота эконо-ия мочевины составит 0,9-1,2 ц с 1 га.

Применение азотного удобрения в дозе N55 в дополнение к фосфорно-калийному фону увеличивает выход сухого вещества бобово-злакового травостоя с 106 до 111, в дозе N96 – до 116 ц/га. Окупаемость 1 кг д. в. азотного удобрения при первой дозе составила 10,0 кг, при второй дозе – 8,9 кг прибавки сухого вещества, что достаточно высокие с точки зрения экономической эффективности показатели. Это свидетельствует о целесообразности применения умеренных доз азотных удобрений в дополнение к фосфорно-калийным для формирования высоких урожаев бобово-злаковых травостоев в условиях орошения.

5. КОМПЛЕКС АГРОТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ  ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПРОГРАММИРУЕМОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ КОРМОВЫХ СЕВООБОРОТОВ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЮЖНОГО УРАЛА

В системах полевого кормопроизводства, как в нашей стране, так и за рубежом применяются два направления использования пашни. Первое нап-равление связано с созданием и использованием долгосрочных постоянных сенокосов и пастбищ. Система постоянного лугопастбищного хозяйства получила преимущественное распространение в территориях с достаточным регулярным естественным увлажнением, как в ряде стран Западной Европы. Так как первым условием поддержания продуктивного долголетия многолетних трав является устойчивый водный режим, в вышеуказанных регионах нет необходимости введения кормовых севооборотов с наличием полевого периода. В Российской Федерации с преобладанием зон недостаточного увлажнения высокопродуктивное полевое кормопроиз-водство, как правило, основывается на кормовых севооборотах.

Наши полевые эксперименты, проведенные в условиях Зауральской степи Республики Башкортостан (1993-2005 гг.), показали преимущества кор-мовых севооборотов перед монокультурой многолетних трав. Причем выяс-нилось, что фактором, вынуждающим применять систему кормовых сево-оборотов с краткосрочными сенокосами и пастбищами, выступает не только недостаточное атмосферное увлажнение. Так как опыты велись и на фоне орошения, проявилось ограничивающее влияние теплового режима и усло-вий зимовки. Недостаточная сумма активных температур, их неравномерная динамика, частые малоснежные зимы приводят к сокращению продуктивного долголетия многолетних трав, особенно бобовых. В севооборотах проводится периодическое обновление травостоев многолетних трав, что поддерживает их продуктивное состояние.

В ОПХ "Абзелиловское" (1993-2000 гг.) изучали продуктивность экспе-риментальных кормовых севооборотов на богаре и в условиях орошения. Для представления потенциальных возможностей изучаемых севооборотов при-водим усредненные данные их кормовой продуктивности на интенсивных фонах удобрения и орошения. Экспериментальные севообороты обеспечи-вали на 60-88 % более высокие сборы кормовых единиц по сравнению с кон-тролем – травяным звеном лугопастбищного севооборота (табл. 8).

8. Продуктивность кормовых севооборотов за ротацию.

Фон – с орошением и удобрением (среднее за 1993-2000 г.г.)

Севооборот

Средняя продуктивность,

ц к.е. / га

Разница

ц к.е./ га

%

7-польный лугопастбищный (1-й)

31,9*

47,0

7-польный лугопастбищный (2-й)

53,2

+21,3

+6,2

67

13

8-польный лугопастбищный

58,3

+26,4

+11,3

83

24

6-польный прифермский

51,0

+19,1

+4,0

60

8

5-польный прифермский

60,0

+28,1

+13,0

88

28

       НСР05 =  3,6

* - в числителе – продуктивность бессменных  многолетних трав;

в знаменателе – продуктивность севооборота

Первые места по продуктивности занимают 5-польный прифермский и 8-польный лугопастбищный севообороты. В среднем за ротацию с 1 га площади этих севооборотов собрано соответственно 60,0 и 58,3 ц к.е., что на 88 % выше, чем бессменная культура многолетних трав (31,9 ц/га). Уровень продуктивности указанных севооборотов захватывает нижний предел запланированной продуктивности 60-70 ц к.е. с 1 га. При программировании урожайности за основу взяли 2 %-ный коэффициент использования ФАР. Средние расчетные значения потенциальной урожайности по кормовым севооборотам при орошении составляли 100-104 ц/га абсолютно-сухой надземной биомассы. Для обеспечения потенциальной урожайности почвенным питанием проводили расчет доз удобрений по балансовому методу.

В среднем за ротацию 5-польного прифермского севооборота средневзвешенная фактическая урожайность СВ была близкой к программируемой, и составила 98,1 ц сухой массы с 1 га или 94 % оправдываемости. В ОПХ "Баймакское" соответствующие показатели составили 97,0 ц и 93 %.

Влияние системы удобрения на урожайность зависело от фона увлаж-нения. При орошении прибавки урожайности были значительно более высо-кие по сравнению с богаром. Так абсолютная прибавка средневзвешенной урожайности (выхода СВ) по лугопастбищному севообороту за 2001-2005 гг. на фоне орошения была более чем в два раза выше, чем в условиях естественного увлажнения (табл. 9).

9. Изменение выхода СВ в лугопастбищном севообороте под влиянием удобрения и орошения (среднее за 2001-2005 гг.)

Фон

Доза удобрения

Выход СВ, ц/га

Прибавка

Окупаемость

1 кг д.в. удо-брений

ц

кратн.

кг СВ

к.е.

Без ороше-ния

Без удобрения

37,1

1,00

Рекомендуемые дозы

48,0

10,9

1,29

11,7

8,4

С оро-шением

Без удобрения

62,4

Рекомендуемые дозы

86,4

24,0

1,38

11,4

9,0

Расчетные дозы

95,8

33,4

1,53

14,9

11,7

Окупаемость 1 кг д.в рекомендуемых доз полного минерального  удобрения и на богаре и при орошении практически одинаковая и составляет 11 кг СВ и 8,5 к.е. Несмотря на одинаковость относительных прибавок, применение удобрения при орошении с хозяйственной точки зрения более эффективно. Так как обеспечивает повышение сбора сухой поедаемой массы с единицы площади в 1,8 раза более высокого по сравнению с богаром. При-мерно такая же закономерность по влиянию удобрений в условиях естествен-ного и искусственного увлажнения наблюдается и в прифермском севообороте. Следовательно, на обыкновенных черноземах Южного Урала в лугопастбищном и прифермском севооборотах агрономическая эффектив-ность удобрений на поливе более высокая, чем на богаре.

Расчетные же дозы удобрений при орошении действуют более  эффективно, чем рекомендуемые. Так средневзвешенная урожайность СВ в лугопастбищном севообороте при расчетных дозах удобрений на фоне орошения составила 95,8 ц/га, что на 11 % больше, чем при рекомендуемых дозах. 1 кг д.в. расчетных доз удобрений в прифермском севообороте окупается прибавкой 11,1 кг к.е., в лугопастбищном – 11,7 кг к.е. Окупаемость удобрений при рекомендуемых дозах оказалась ниже. Таким образом, оптимизированные в соответствии с потребностями растений расчетные дозы удобрений в условиях орошения более эффективные, чем рекомендуемые.

В лугопастбищном севообороте наибольшей отзывчивостью на полное минеральное удобрение в расчетных дозах отличились многолетние травы 3 и 4-го годов жизни, обеспечившие прибавку 14,6-13,3 к.е. на 1 кг д.в. внесенных удобрений. Средняя отзывчивость у многолетних трав 1, 2 и 5 годов жизни, ячменя с поукосным рапсом – 10-12 к.е. Следовательно, благо-даря высокой отзывчивости многолетних трав на удобрения насыщение ими кормовых севооборотов вполне оправдано.

Несмотря на все более возрастающее влияние на повышение урожай-ности таких факторов, как селекция и семеноводство, применение удобрений и средств защиты растений, в подавляющем большинстве площадей пашни сохраняется существенная зависимость от обработки почвы. На обработку почвы приходится до 40 % от суммарных энергозатрат в технологиях возде-лывания сельскохозяйственных культур (Мелихов, Шишлянников, 2003). В связи с этим актуальным становится минимализация обработки почвы в сево-оборотах.

В полевом опыте в учхозе БГАУ (Южная лесостепь, 1985-1988 гг.) минимализация заключалась в снижении объема взрыхляемой части пахотного слоя при плоскорезной и бесплужной обработках почвы в сравнение с вспашкой. Глубина основного рыхления (20-22 см под пшеницу и 25-27 см под кукурузу) при всех обработках почвы была одинаковой. Несмотря на благоприятные агрофизические свойства почвы, более высокая засоренность посевов при безотвальных обработках способствовала формированию более низких урожаев яровой пшеницы и кукурузы при этих обработках по сравнению с системой отвальной обработки (табл. 10).

10. Зависимость урожайности зерна яровой пшеницы и зеленой массы кукурузы в звене зернопаропропашного севооборота  от  основной обработки почвы, ц/га. (учхоз БГАУ, среднее за 1985-1988 гг.)

Культура

Обработка почвы

НСР05

Отвальная

Бесплуж-ная

Плоско-резная

Комбини-рованная

Яровая пшеница по озимой ржи

22,3

21,8

20,1

___

1,2

Кукуруза по яровой пшенице

377,3

313,3

323,0

___

1,7

Яровая пшеница по кукурузе

20,5

20,5

___

24,1

16,6

В варианте с комбинированной обработкой под яровую пшеницу после кукурузы плоскорезные обработки, проведенные в предыдущие два года, были прерваны вспашкой. Отвальное рыхление способствовало разуплотнению пахотного слоя, улучшению его структурно-агрегатного сос-тава, уменьшению засоренности посева. В результате взаимодействия этих факторов урожайность зерна яровой пшеницы после кукурузы по комбинированной обработке была выше, чем по отвальной и бесплужной системах.

В экспериментальных севооборотах в ОПХ "Баймакское" (2001-2005 гг.) изучали минимализацию обработки обыкновенного чернозема в условиях Зауральской степи путем уменьшения глубины основного рыхления в системе отвальной обработки. В лугопастбищном севообороте на богаре не обнаружено существенной разницы в средней урожайности по системам обработки почвы. Средняя по севообороту урожайность СВ кормового сырья на обычной обработке составила 48,0, на минимальной – 49,4 ц с 1 га. Однако по отдельным культурам севооборота имеется математически доказуемая разница по урожайности.

Ячмень с рапсом, идущие в лугопастбищном севообороте сразу после многолетних трав – сороочищающего предшественника – бывают практически чистыми от сорняков. Так как ограничивающий фактор засорен-ности снимается, в данном поле проявляется положительное влияние мини-мальной обработки на увеличение урожайности через улучшение агрофи-зических свойств почвы. В результате, среднемноголетняя суммарная уро-жайность СВ ячменя с рапсом при минимальной обработке на 2,2-2,7 ц/га выше в зависимости от фона удобрения по сравнению с обычной обработкой. На посеве вико-овсяной смеси, идущей второй культурой после многолетних трав, засоренность начинает увеличиваться. Так как на минимальной обработке все же создаются худшие условия для подавления сорняков, урожайность при этой обработке формируется на 2,2 ц/га меньше, чем при обычной обработке (соответственно 47,0 и 49,2 ц/га).

Оптимизация водного режима почвы на фоне орошения способствует резкому улучшению роста и развития культур в исследуемых кормовых сево-оборотах. В результате они успешнее конкурируют с сорняками в сравнение с условием на богаре. Значительно более чистое от сорняков состояние полей лугопастбищного севооборота на фоне орошения приводит к тому, что улучшенные при минимальной обработке агрофизические свойства почвы способствуют повышению средней урожайности СВ на 2,5 ц/га без удоб-рения и 2,6 ц/га при расчетных дозах удобрений. В прифермском севообо-роте, на фоне без орошения, урожайность почти всех культур на варианте с минимальной обработкой была несколько меньшей, чем на обычной обработке. Средняя по севообороту урожайность СВ на минимальной обработке на фоне без орошения и удобрения составила 49,5 ц/га, что на 3,5 ц/га меньше, чем при обычной обработке. В варианте с рекомендуемыми дозами удобрений соответствующие показатели составили 61, 5 и 3,7 ц/га. На фоне орошения разница в урожайности по вариантам обработки почвы менее выражена из-за формирования высокой урожайности культур и усиления их конкурентной способности в отношении сорняков. На обычной обработке урожайность СВ составила: без удобрения – 69,5, расчетных доз – 97,0 ц/га, на минимальной обработке – на2,2-3,9 ц/га меньше. Однако эти разницы находятся в пределах ошибки опыта, и можно заключить, что в условиях оро-шения в прифермском севообороте формируется примерно одинаковая урожайность по фонам обработки почвы.

Повышение засоренности посевов при минимализации основной обра-ботки выступает ограничивающим фактором на пути энергосбережения в ин-тенсивных технологиях полевого кормопроизводства на обыкновенных чер-ноземах Южного Урала. В то же время при минимальной обработке улучша-ются основные агрофизические свойства почвы. Разрешением противоречия может являться более умеренная минимализация обработки почвы и приме-нение гербицидов.

Продуктивное долголетие травостоев многолетних трав в севообороте во многом зависит от приемов ухода и способов использования. В экспери-ментальном лугопастбищном севообороте мы изучили влияние весеннего боронования трав и числа скашиваний на урожайность и качество сухой поедаемой массы многолетнего бобово-злакового травостоя.

Эффективность весеннего боронования многолетних трав зависела от погодных условий и возраста трав. Нами выяснено, что сразу после прохода зубовой бороны (БЗТС-1,0) происходит изреживание травостоя в среднем на 12 % от состояния до боронования. Однако уже к началу первого укоса травостой не только восстанавливается, но даже становится на 13 % гуще, чем на участке без боронования. Это указывает на улучшение условий для роста оставшихся после боронования крепких растений. Показателем лучшего произрастания травостоя многолетних трав на боронованном участке является высота растений. В варианте с боронованием травостой был на 5-11 см выше, чем без боронования.

В 2002 году с прохладным периодом отрастания травостоя на первый укос боронование дало отрицательный результат. При бороновании урожайность была на 5,4-7,7 ц/га меньше. В 2003-2005 годах с повышенными температурами за период вегетации первого укоса трав, создавались лучшие условия для восполнения изреженного после боронования травостоя, и урожайность на боронованных участках была на 8-30 % выше, чем при отсутствии боронования. Средняя за 4 года урожайность СВ многолетних трав в варианте с боронованием была на 2,2-9,9 ц/га выше.

По нашим данным, происходит постепенное снижение прибавок уро-жайности от боронования по мере старения многолетних трав. Прибавка от боронования для травостоев второго года жизни составила 9,9, третьего – 4,8, четвертого – 2,2 ц/га. При проведении боронования следует учитывать погодные условия и возраст трав. В годы с прохладным, затяжным весенним и раннелетними периодами боронование может дать отрицательный резуль-тат. Более высокая эффективность боронования в повышении урожайности достигается на молодых травостоях, начиная со второго года жизни. Поэтому, с хозяйственной точки зрения, выгоднее пробороновать в первую очередь молодые травостои. 

В 2002-2005 гг. в ОПХ "Баймакское" исследовали влияние сроков и частоты скашиваний на урожайность сухого вещества многолетних трав. Среднегодовой суммарный выход СВ многолетних трав за вегетационный период в варианте двухукосного использования составил 70,5 ц с 1 га, что на 15 % больше по сравнению с трехукосным использованием. Увеличение кратности использования положительно сказалось на химическом составе. В корме, получаемом при трех укосах, содержалось сырого протеина, сырого жира, фосфора и кальция больше соответственно на 1,6, 0,27, 0,04 и 0,07 %, а сырой клетчатки – на 1,7 % меньше по сравнению с двухукосным использованием.

Однако и по сбору питательных веществ с 1 га трехукосный вариант все же уступал двухукосному из-за значительного отставания по урожайности сухой массы. Таким образом, в условиях степной зоны Южного Зауралья при орошении оптимальным способом использования культурных сенокосов является двухкратное скашивание.

В экспериментальных кормовых севооборотах создавали фоновое оро-шение. Применяли вегетационные поливы с нормой 450-600 м3/га в количес-тве 1-2 во влажные и 4-5 в сухие годы. Расчет водного баланса в лугопаст-бищном севообороте показывает, что 30 % от суммарного водопотребления многолетних трав обеспечивали поливы, 46 % - атмосферные осадки, 24 % - запасы почвы (табл. 11). Средний за годы исследований коэффициент водо-потребления многолетних трав составил 269 м3/т. При орошении продуктив-ность севооборотов относительно к фону естественного увлажнения возросла в 1,1-1,88 раза в условиях без удобрения и 1,31-2,02 раза – на фоне удобрений. Это показывает, что удобрения повышают отдачу от орошения.

11.Водный баланс полей многолетних трав в лугопастбищном севообороте

Показатели

Годы

Среднее

%

2002

2003

2004

2005

Суммарное водо-потребление, м 3/га

3090

4990

3630

3880

3898

100

В том числе: поливы

1000

600

1200

1900

1175

30

осадки

1470

3600

1110

1000

1795

46

из почвы

620

790

1320

980

928

24

Среднесуточный расход воды, мм

2,2

3,3

3,2

3,0

2,9

___

Урожайность сухого вещества, т/га

12,5

18,8

10,2

12,1

13,4

___

Коэффициент водо-потребления, м3 / т

247

265

356

321

269

___

Основные факторы интенсификации кормовых севооборотов – удоб-рение и орошение – способствуют улучшению биохимического состава кор-мового сырья. В лугопастбищном севообороте на фоне орошения энергетическая питательность корма была более высокая, чем на богаре, составляя соответственно 10,1 и 9,9 МДж в 1 кг сухой массы. Удобрения положительно влияли на повышение содержания сырого протеина незави-симо от фона увлажнения. Удобрения повышали содержание сырого жира в СВ культур лугопастбищного севооборота на фоне орошения, в приферм-ском севообороте – также и на богаре. Относительное увеличение составляет

6-13 %. Содержание сырой клетчатки и БЭВ существенно не изменяется по вариантам удобрения и орошения. При расчетных дозах удобрений на фоне орошения энергонасыщенность 1 кг сухой массы урожая составила 9,9-10,1 МДж ОЭ и 0,79-0,82 к.е., обеспеченность 1 кг к.е. переваримым протеином – 109-111 г. Эти показатели соответствуют требованиям кормления высоко-удойных коров (Кутузова, Жезмер, Козлов, 1990).

6. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ В КОРМОВЫХ СЕВООБОРОТАХ

Сопоставление выхода обменной энергии (ОЭ) с 1 га посевной площади и затрат на возделывание и уборку кормовых культур показывает, что энергетическая эффективность технологий достаточно высокая. Коэффициенты энергетической эффективности (КЭЭ) в лугопастбищном севообороте составляют от 2,17 до 4,76 в зависимости от влияния изучаемых факторов. На фоне орошения КЭЭ имеют меньшие значения из-за возрастания техноголических затрат в 2,5-3 раза в сравнение с богаром. Однако, поскольку на орошаемом фоне сбор ОЭ по сравнению с неорошаемым фоном увеличивается в 1,6-1,8 раз, повышенные технологические затраты оправдываются.

При минимальной обработке в лугопастбищном севообороте сбор обменной энергии несколько повысился, а затраты энергии понизились по сравнению с обычной обработкой почвы. Значения КЭЭ при минимальной обработке составили на фоне без орошения, без удобрения - 4,76, с рекомен-дуемыми дозами удобрения – 3,97, на орошаемом фоне – 2,41 и 2,27. КЭЭ технологий при обычной обработке были на 6-12 % меньше. В прифермском севообороте при минимальной обработке из-за некоторого снижения урожай-ности СВ кормовых культур уменьшается сбор обменной энергии в среднем на 3200-3600 МДж/га на фоне без орошения, на 1270-2000 МДж/га – с орошением. В то же время при минимальной обработке уменьшаются и затраты энергии. В результате показатели КЭЭ при обеих обработках получаются примерно одинаковыми.

Применение рекомендуемых доз удобрений повышает себестоимость 1 ц к.е. до 69-74 рублей на богаре и до 111-116 рублей при орошении, снижает рентабельность до 230 и 101 %.  Соответствующие показатели в условиях без удобрения составляют 57-61 и 54-57 рублей, 328 и 181 %. Заметное снижение рентабельности при интенсивных факторах – удобрения и орошения – по сравнению с экстенсивными вариантами оправдывается повышением сбора к.е. с 1 га до 38-73 ц в лугопастбищном и 53-81 ц в прифермском севообороте.

ВЫВОДЫ

  1. При решении вопросов регулирования гумусового состояния и агрофизических свойств черноземов в кормовых севооборотах Южного Урала следует учитывать выявленные закономерности изменения свойств почвы: 
  • в 7-8-польных лугопастбищных и 5-6-польных прифермских севооборотах на богаре, при рекомендуемых дозах удобрений обеспечивается бездефицитный баланс гумуса в пахотном слое выщелоченного чернозема. При орошении на фоне без удобрения складывается близкий к бездефицитному, расчетных доз удобрений - положительный баланс гумуса;
  • независимо от фона увлажнения, в 5-польном прифермском севообороте к концу ротации происходит слабое уменьшение содержания гумуса (на 0,21-0,39 %) в пахотном слое чернозема обыкновенного на фоне без удобрения и с применением рекомендуемых доз удобрений. При расчетных дозах удобрений на фоне орошения устанавливается близкий к бездефицитному баланс гумуса. В лугопастбищном севообороте применение рекомендуемых доз  удобрений на богаре, расчетных доз – при орошении способствует формированию положительного баланса гумуса в пахотном слое чернозема обыкновенного.
  • в пахотном слое чернозема выщелоченного в кормовых севооборотах обеспечивается высокое содержание структурных и  водопрочных агрегатов, свойственное окультуренным черноземам.  7-польный лугопастбищный и 6-польный прифермский севообороты с преобладающей долей многолетних трав способствуют лучшей сохранности агрономически ценных структурных и водопрочных агрегатов почвы. Наличие в 5-польном прифермском севообороте кукурузы и однолетних трав, слабо влияющих на улучшение структуры, способствует уменьшению содержания структурных агрегатов на 3,5 % и водопрочных агрегатов на 7,2 %.
  • у чернозема обыкновенного Зауральской степи к концу ротации лугопастбищного и прифермского севооборотов происходит увеличение в пахотном слое содержания структурных и водопрочных агрегатов.
  • минимализация основной обработки способствует некоторому увеличению содержания структурных и водопрочных агрегатов крупнее 0,25 мм в пахотном слое чернозема обыкновенного по сравнению с обычной, более глубокой обработкой.
  1. Взаимодействие звеньев лугопастбищного севооборота выступает эффективным биологическим и технологическим фактором регулирования плотности и других агрофизических свойств чернозема выщелоченного Зауральской степной подзоны. По мере увеличения возраста многолетних трав в севообороте плотность почвы возрастает. В начале полевого периода под влиянием вспашки пахотный слой несколько разуплотняется, в конце – вновь уплотняется. С началом лугового периода происходит постепенное разуплотнение почвы под воздействием корневой системы многолетних трав.

Средняя плотность пахотного слоя в севообороте остается в оптимальном интервале - 0,98-1,12 г/см3.

Минимальная обработка чернозема обыкновенного, способствуя улучшению его структурно-агрегатного состава, приводит к более рыхлому сложению пахотного слоя по сравнению с обычной обработкой.

  1. Выщелоченные черноземы в соответствие с большей мощностью гумусового горизонта, более равномерным распределением гумуса по профилю, высоким содержанием водопрочных агрегатов и менее плотным сложением обладают и более высокой влагоемкостью по сравнению с обыкновенными черноземами. Средние значения НВ 0-70 см слоя этих почв составляют 28 и 25 % соответственно.

Более высокую влагоемкость исследуемые черноземы приобретают в полях многолетних трав и ячменя по пласту в лугопастбищном севообороте. Под второй однолетней культурой после многолетних трав – вико-овсяной смесью по обороту пласта – влагоемкость значительно снижается. Под бессменными многолетними травами НВ несколько снижается по сравнению с многолетними травами в севообороте.

  1. Водопроницаемость выщелоченных и обыкновенных черноземов повышается в севообороте по сравнению с бессменными агрофонами. При определении методом искусственного дождевания водопроницаемость чернозема выщелоченного колеблется от 0,94 до 1,28 мм/мин, заливки рам – 2,82-4,20 мм/мин по различным агрофонам. Соответствующие показатели для чернозема обыкновенного составляют 0,52-1,18 и 1,30-2,35 мм/мин. Водопроницаемость обоих черноземов возрастает в ряду: пар чистый бессменный, однолетние культуры бессменные, однолетние травы по обороту пласта в севообороте, многолетние травы в севообороте, зерновые по пласту многолетних трав.

В полях однолетних трав минимализация обработки способствует установлению более высокой водопроницаемости чернозема обыкновенного по сравнению с показателем на обычной обработке. Под травостоем многолетних трав на богаре водопроницаемость почвы по фонам обработки выравнивается. Под многолетними травами в условиях орошения наблюдается тенденция слабого увеличения водопроницаемости при минимальной обработке.

  1. Минимальная обработка чернозема обыкновенного, повышая содержание структурных и водопрочных агрегатов  и водопроницаемость почвы, способствует улучшению водного режима. Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы под однолетними культурами прифермского севооборота на минимальной обработке было выше, чем на обычной: перед посевом – на 26 мм, в середине вегетации – на 6 мм, перед уборкой – на 7 мм. В полях многолетних трав наблюдалась лишь слабая тенденция к увеличе-нию продуктивной влаги по минимальной обработке по сравнению с обычной обработкой.
  2. Эффективным способом ресурсосбережения в технологиях полевого кормопроизводства является возделывание бобово-злаковых травостоев мно-голетних трав в кормовых севооборотах. Для обеспечения равновеликого с злаковым травостоем сбора кормового белка с 1 га при использовании бобово-злакового травостоя за счет симбиотической  фиксации атмосферного азота отпадает необходимость во внесении 100-120 кг азота минеральных удобрений.
  3. Интенсивные кормовые севообороты при орошении в степной зоне Южного Урала обеспечивают программируемую урожайность СВ, близкую

к 100 ц с 1 га. Для достижения такой продуктивности кормового поля целесо-образно применять расчетные дозы минеральных удобрений.

  1. В лугопастбищном севообороте на богаре не обнаруживается существенной разницы в средней урожайности по системам обработки почвы. Однако культуры севооборота по-разному отзываются на обработку. Ячмень с пожнивным рапсом при минимальной обработке формируют урожайность СВ на 2,2-2,7 ц/га выше, чем при обычной обработке. Вико-овсяная смесь и суданская трава снижают урожайность при минимальной обработке по сравнению с обычной обработкой. Имеется тенденция к увеличению урожайности многолетних трав при минимальной обработке на фоне рекомендуемых доз удобрений.

       На фоне орошения, в условиях ослабленной конкуренции со стороны сорняков в результате более интенсивного развития посевов, улучшенные агрофизические свойства чернозема обыкновенного при минимальной обра-ботке способствуют формированию более высокой урожайности культур лугопастбищного севооборота на этом варианте по сравнению с обычной обработкой.

       В прифермском севообороте на богаре из-за более высокой засорен-ности посевов урожайность при минимальной обработке несколько снижается по сравнению с обычной обработкой. В условиях орошения формируется примерно одинаковая урожайность по обеим системам обработки почвы.

  1. Ранневесеннее боронование посевов многолетних трав является эффективным приемом повышения их продуктивного долголетия в условиях степи Южного Урала. Более высокая эффективность боронования в повышении урожайности достигается на молодых травостоях, начиная со второго года жизни.
  2. В условиях степной зоны Южного Зауралья при орошении оптимальным способом использования травостоев культурных сенокосов, обеспечивающим более высокую суммарную урожайность сухой массы и высокий сбор сырого протеина и других питательных веществ с единицы площади, является двухкратное скашивание.
  3. В засушливой степи Южного Урала высокоэффективным приемом повышения продуктивности лугопастбищных и прифермских севооборотов является орошение. Эффективность орошения возрастает на фоне применения расчетных доз минеральных удобрений. Совместное влияние удобрения и орошения повышает кормовую продуктивность севооборотов до 2-х раз по сравнению с продуктивностью на фоне удобрения на богаре.

Основные факторы интенсификации кормовых севооборотов – удобрение и орошение способствуют улучшению биохимического состава кормового сырья по сравнению с экстенсивными вариантами без удобрения и орошения. При расчетных дозах удобрений на фоне орошения энергонасыщенность 1 кг сухой массы урожая составляет 9,9-10,1 МДж обменной энергии и 0,79-0,82 к.е., обеспеченность 1 кг к.е. переваримым протеином – 109-111 г.

  1. При минимальной обработке почвы в лугопастбищном севообороте за счет некоторого повышения сбора обменной энергии и снижения затрат энергии на проведение этого приема энергетическая эффективность возрастает по сравнению с вариантом обычной, более затратной обработки. Коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) технологий при минимальной обработке с применением рекомендуемых доз удобрений в среднем по севообороту составляют – на богаре 3,97, при орошении 2,27. КЭЭ при обычной обработке были на 6-12 % меньше.

В результате некоторого снижения сбора обменной энергии с 1 га и одновременного снижения затрат при минимальной обработке по сравнению с обычной обработкой, в прифермском севообороте достигается примерно одинаковая энергетическая эффективность при обеих обработках.

В лугопастбищном севообороте сокращение производственных  затрат на обработку почвы приводит к некоторому снижению себестоимости 1 ц к.е. при минимальной обработке по сравнению с обычной обработкой. Соответствующие показатели на богаре с рекомендуемыми дозами удобрений составляют 75 рублей при обычной обработке и 69 рублей при минимальной обработке. На фоне орошения – 116 и 110 рублей. Рентабельность производства при орошении на фоне расчетных доз удобрений и обычной обработки почвы составляет 125 %, на таких же фонах увлажнения и питания, но при минимальной обработке – 133 %.

В прифермском севообороте без орошения значительное уменьшение сбора к.е. при минимальной обработке приводит к некоторому снижению рентабельности производства при этой обработке по сравнению с обычной обработкой. В условиях орошения показатели рентабельности по исследуемым системам обработки почвы выравниваются, составляя на фоне расчетных доз удобрений 89-92 %.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

  1. В целях повышения кормовой продуктивности пашни, сохранения и воспроизводства плодородия черноземов в степи Южного Урала целесообразно вводить 7-8-польные лугопастбищные и 5-6-польные при-фермские севообороты интенсивного типа, обеспечивающие выход 38-55 ц кормовых единиц, 56-68 ГДж обменной энергии с 1 га на богаре и 63-70 ц к.е., 89-102 ГДж обменной энергии с 1 га при орошении.
  2. Для обеспечения программируемой продуктивности севооборотов, близкую к 100 ц СВ с 1 га, рекомендуется применять расчетные дозы удобрений и орошение из расчета поддержания влажности метрового слоя почвы не менее 70-75 % НВ.
  3. В целях энерго- и ресурсосбережения в технологиях полевого кормо-производства в интенсивных кормовых  севооборотах применять минимальную обработку, основанную на сниженных глубинах рыхления (вспашки) почвы.

В лугопастбищном, независимо от фона увлажнения: под многолетние травы – на глубину 20-22 см, под зернофуражные и однолетние травы по пласту многолетних трав – 20-22 см, под однолетние травы по обороту пласта – от 16-18 см при слабой до 20-22 см при более высокой засоренности поля.

В прифермском, при орошении: под кукурузу – на глубину 25-27 см; под смесь вика+овес, идущую после озимой ржи – 16-18 см; под смесь вика+овес, идущую после вики-овса - от 16-18 до 20-22 см в зависимости от засоренности поля; под подпокровный донник с могаром после вики-овса – 23-25 см. В условиях богары в прифермском севообороте, в целях недопущения засорения посевов и возможного снижения урожайности, применять обычную обработку почвы, основанную на более глубокой вспашке: под кукурузу – на глубину 28-30 см; под смесь вика+овес, идущую после озимой ржи – 20-22 см; под смесь вика+овес, идущую после вики-овса - от 23-25 до 25-27 см в зависимости от засоренности поля; под подпокровный донник с могаром после вики-овса – 25-27 см.

4. Для обеспечения более высокой кормовой продуктивности пашни и экономии дорогостоящих азотных удобрений в лугопастбищном севообороте многолетние травостои формировать из бобово-злаковой смеси (люцерна +кострец безостый).

       5. Для повышения продуктивного долголетия многолетних трав в условиях степи Южного Урала применять  ранневесеннее боронование их посевов зубовыми боронами, двухкратное скашивание травостоя в течение вегетационного периода.  Боронование травостоев рекомендуется проводить  в условиях теплой погоды весны, начиная со второго года жизни.

       

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  1. Лысак Г.Н., Каипов Я.З. Влияние сельскохозяйственных культур и способов обработки на физические свойства и развитие водной эрозии на выщелоченных черноземах в Южной лесостепи Башкирии // Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья. Тез. докл. ХI научно-производственной конф. почвоведов, агрохимиков и земледелов Урала и Поволжья. – Уфа, 1988. – С. 74-75.
  2. Лысак Г.Н., Каипов Я.З. Почвозащитные системы земледелия (сельскохозяйственное эрозиоведение). Учебное пособие. – Ульяновск, 1989. – 75 с.
  3. Лысак Г.Н., Каипов Я.З., Гилязетдинов А.С. Эффективность комбини-рованной обработки почвы // Земледелие. – 1990. -№ 8. – С. 23-24.
  4. Каипов Я.З., Сафин Х.М. Кормовые севообороты для Зауралья // Земледелие. – 1998. -№ 6. – С. 27.
  5. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Кормовые севообороты для орошаемых земель Башкирии // Мелиорация и водное хозяйство. – 1999. -№ 1. – С. 27-29.
  6. Кузеев Э.М., Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. и др. Технология залужения деградированной пашни (рекомендации). Уфа: БНИИСХ, 1999. – 25 с.
  7. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Еще раз о козлятнике восточном // Сельские узоры. – Уфа, 1999. - № 2. – С. 6-7.
  8. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Почвозащитные кормовые севообороты для орошаемых черноземов Зауралья // Материалы ІІІ съезда Докучаевского общества почвоведов. – М., 2000. – С. 219-220.
  9. Каипов Я.З., Сафин Х.М. Орошаемые кормовые севообороты – надежная база для зеленого конвейера // Информ. бюллетень Минсель-хозпрода РБ. – Уфа, 2000. -№ 3. – С. 34-37.
  10. Зарипова Г.К., Еникеев Р.С., Гафаров Р.Н., Каипов Я.З. и др. Агротех-нические рекомендации по возделыванию кормовых культур в Республике Башкортостан. – Уфа: БНИИСХ, 2001. – 52 с. 
  11. Продуктивность лугопастбищных и прифермских севооборотов в Зауралье Башкортостана // Материалы научно-практ. конф. «Теоре-тические и прикладные вопросы травосеяния в криолитозоне». – Якутск, 2001. – С. 4-9.
  12. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Зауралье: какова отдача лугопастбищных и прифермских севооборотов // Сельские узоры. – Уфа, 2001. - № 2. – С. 25-26.
  13. Каипов Я.З., Сафин Х.М. Продуктивность кормовых севооборотов при орошении // Кормопроизводство. – 2001. -№ 8. – С. 10-12.
  14. Каипов Я.З.Энергетическая оценка кормовых севооборотов // Кормопроизводство. – 2001. -№ 8. – С. 12-13.
  15. Каипов Я.З., Сафин Х.М. Организация зеленого конвейера на ороша-емых кормовых угодьях // Материалы межд. научно-практич. конф. «Актуальные проблемы развития прикладных исследований и пути повышения их эффективности в сельскохозяйственном производстве». – Казань: РИЦ «Школа», 2001. – С. 434-435.
  16. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Отдача орошаемых севооборотов в производ-стве кормов // Материалы межрегиональной научно-практ. конф., про-ходившей в рамках ХI межд. специализ. выставки АПК «Агро – 2001». Уфа. – 2001. С. 131-136.
  17. Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. Роль интенсивных кормовых севооборотов в борьбе с засоренностью посевов // Материалы межд. научно-практ. конф. «Перспективы развития производства продоволь-ственных ресурсов и рынка продуктов питания». – Уфа, 2002. – С. 172-174.
  18. Каипов Я.З., Сафин Х.М., Зарипова Г.К. Возделывание кормовых культур на орошаемых землях Башкортостана (рекомендации). – Уфа: БНИИСХ, 2002. – 64 с.
  19. Каипов Я.З. Производство экологически безопасной продукции в кор-мовых севооборотах при орошении // Материалы всероссийской научно-практ. конф. «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России». – Уфа, 2003. – С. 381-383.
  20. Сафин Х.М., Зарипова Г.К., Каипов Я.З. Эффективность кормовых севооборотов в степном Зауралье // Сельскохозяйственные вести. – 2003. -№ 1. – С. 33-34.
  21. Зарипова Г.К., Каипов Я.З., Гафаров Р.Н. и др. Адаптивные технологии кормопроизводства в Башкортостане (рекомендации). – Уфа, 2004. - 76 с.
  22. Сафин Х.М., Зарипова Г.К., Каипов Я.З. Эффективность кормовых севооборотов в степном Зауралье // Матер. регион. научно-практ. конф. «Резервы повышения эффективности агропромышленного производства». – Уфа, 2004. – С. 191-196.
  23. Каипов Я.З., Абдуллин М.М. Экологические и ресурсосберегающие технологии в лугопастбищном и прифермском севооборотах // Матери-лы всероссийской научно-практ. конф. «Повышение эффективности и устойчивости развития агропромышленного комплекса». – Уфа, 2005. – С. 249-250.
  24. Шаяхметов И.Т., Сахибгареев А.А., Халиуллин К.З., Гаитов Т.А., Зарипова Г.К., Каипов Я.З. и др. Современные системы земледелия в степной зоне Башкортостана (рекомендации). – Уфа: БНИИСХ, 2005. – 76 с. 
  25. Каипов Я.З., Суюндуков Я.Т. Засоренность посевов в звеньях луго-пастбищного и прифермского севооборотов в зависимости от обра-ботки почвы, удобрения и орошения // Материалы всероссийской научно-практ. конф. «Сельскохозяйственная наука Республики Мордовия: Достижения, направления развития». – Саранск, 2005. – С. 129-131.
  26. Зарипова Г.К., Еникеев Р.С., Каипов Я.З. Технология возделывания козлятника восточного в Республике Башкортостан (рекомендации). – Уфа: БНИИСХ, 2005. – 20 с.
  27. Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. Программирование урожаев в кормовом севообороте // Земледелие. – 2006. -№ 1. – С. 30-31.
  28. Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. и др. Высокопродуктивные кормовые севообороты для степной зоны Башкортостана (рекомендации). – Уфа, 2006. – 30 с.
  29. Зарипова Г.К., Идрисов Р.А., Каипов Я.З., Сафин Х.М. Травы и траво-смеси для улучшения естественных малопродуктивных склоновых угодий // Кормопроизводство. – 2006. -№ 10. – С. 9-11.
  30. Каипов Я.З. Агроэнергетическая оценка кормовых севооборотов – критерий экологической устойчивости агроэкосистем // Материалы всероссийской научно-практической конф. «Пути решения экологических проблем в сельскохозяйственном производстве Урала». – Екатеринбург, 2006. – С. 168-173.
  31. Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. Атмосферный азот в продук-ционном процессе в лугопастбищном севообороте при орошении // Достижения науки и техники в АПК России. – 2007. - № 2. – С. 27-28.
  32. Сафин Х.М., Каипов Я.З., Япаров Г.Х. Плодородие почв в кормовых севооборотах Зауралья // Плодородие. – 2007. – Приложение к № 2.  – С. 64-66.






© 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.