CC BY
109
УДК 631:51
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ КУЛЬТУРЫ В ЗЕРНОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ
A.А.РОМАНЕНКО, член-корреспондент РАСХН, директор
П.П.ВАСЮКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, руководитель технологического центра
B.М. КИЛЬДЮШКИН, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник
Краснодарский НИИСХимени П.П.Лукьяненко Рос-сельхозакадемии
E-mail: kniish@kniish.ru
Резюме. В работе приведены результаты исследований за 2007-2010 гг. по определению эффективности различных систем основной обработки почвы с использованием мульчи в зернопропашном севообороте. Изучаемые системы предусматривали под озимые культуры минимальную мульчирующую обработку на глубину 6...8 см, под пропашные в разных вариантах проводили вспашку на глубину 25.27 см (контроль); мульчирующую мелкую обработку на 12.14 см; чизельную мульчирующую на 38.40 см; минимальную мульчирующую на 6.8 см; комбинированную (1 раз в 4 года чизельная обработка на 38.40 см, а в остальное время безотвальная на 12. 14 см).
Оптимальное сложение обрабатываемого слоя почвы перед посевом (1,20.1,32 г/см3) и наибольшее влагонако-пление (110,7.115,3 мм в метровом слое) обеспечивают только чизельная и комбинированная мульчирующие системы обработки. Применение мульчирующих обработок под зерновые колосовые ведет к увеличению распространения корневых гнилей (с 21,0 % по вспашке до 31,1.38,1 % при экономическом пороге вредоносности 20 %).
Установленная зависимость между урожайностью (У, т/га) зерновых культур и глубиной обработки (h, см) почвы достаточно тесно характеризуется полиномом второго порядка: У = 2,1554 + 0,1341h - 0,0017h2, согласно которому расчётная функция обладает максимум в точке глубины 38 см близкой к системе бессменной чизельной мульчирующей обработки почвы. Плотность сложения слоя почвы 0.40 см (Р) также в значительной мере зависит от глубины основной обработки: Р = 1,37 + 0,028h - 0,0005h2 + 0,000008 h3; R = 0,81.
В варианте с комбинированной мульчирующей обработкой урожайность озимой пшеницы достигает 5,9 т/га, озимого ячменя - 6,0, кукурузы на зерно - 5,0, подсолнечника - 2,9 и сои - 2,2 т/га.
Ключевые слова: почва, обработка, мульча, влагонакопле-ние, урожайность.
В основе формирования любой технологии лежит понимание системы взаимосвязей между элементами земледелия и факторами внешней среды. Успешное решение производственных задач, предполагает некоторые технологические решения, направленные на энерго- и ресурсосбережение. Многие современные технологии основаны на минимализации основной обработки почвы, которая должна обеспечивать оптимальные агрофизические свойства почвы для роста и развития растений, эффективную аккумуляцию осадков, увеличения продуктивного использования влаги в районах недостаточного и неустойчивого увлажнения [1...5].
Цель наших исследований
- разработать оптимальную систему обработки почвы в
зернопропашном севообороте (озимая пшеница - соя
- озимая пшеница - подсолнечник - озимый ячмень -кукуруза на зерно) для зоны неустойчивого увлажнения.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2007-2010 гг в зоне недостаточного увлажнения. Метеоусловия в годы проведения экспериментов характеризовались высокой контрастностью, что позволило объективно оценить изучаемые системы основной обработки почвы.
В 2007-2008 сельскохозяйственные годы осень была сухая и жаркая. Выпавшие в октябре осадки (25,8 мм) позволили получить всходы. Январь был морозным (до -17 0С) без снежного покрова. Весна складывалась благоприятно для роста и развития сельскохозяйственных культур. Погодные условия 2008-2009 гг были близкими к средним многолетним. Однако необходимо отметить неравномерность выпадения осадков. Так, в марте прошли обильные дожди (88,8 мм), по сравнению с нормой 44,0 мм, а в апреле и июне осадков выпало в 1,5-2,0 раза меньше среднемноголетних значений. В сентябре 2009 г выпало 53,5 мм осадков при норме 35,0 мм. Октябрь был сухим, а ноябрь 2009 г, апрель и июнь 2010 г- дождливыми (соответственно 68,6, 98,1, 102,3 мм).
Почва опытного участка - чернозём выщелоченный слабогумусный сильно уплотнённый. Проведенное обследование почвы показало сильное уплотнение, которое было сильным по всему слою почвы от А до
С. Доля физической глины в пахотном горизонте составила около 68,5 %. Объёмная масса (при ППВ) была равна 1,47 г/см3, общая пористость - 43,7 %, а её капиллярная и некапиллярная составляющие находились в пропорции 96,4 : 3,6. Пористость устойчивой гидро-тации, определяющая количество недоступной влаги для растений, по профилю почвы достигает 18,20 %. Коэффициент пористости (Роуэлл, 1988) равен 0,8, что свидетельствует о высокой степени упаковки почвенных частиц.
Агрохимическая характеристика почвы следующая: содержание общего гумуса - 3,35 %, азота нитратного и аммиачного - 3,2 и 3,8 мг/кг почвы соответственно, доступного фосфора - 54,0 и обменного калия - 42,3 мг/кг почвы. Реакция почвенного раствора слабокислая - 5,5.
В связи с изложенным можно сказать, что один из факторов, ограничивающих рост урожайности, - избыточное уплотнение почвы, которое характерно для многих зон Краснодарского края. Решение этой про-
Таблица 1. Изменение водно-физических свойств почвы в зависимости от
способов основной обработки (среднее за 2006-2010 гг.)
Система обработки почвы Слой почвы, см Плотность сложения, г/см3 Твёрдость почвы, г/см2 Общая порозность, %
перед посевом перед уборкой перед посевом перед уборкой перед посевом перед уборкой
Вспашка 0...20 1,19 1,28 14,4 16,4 54,2 48,7
(контроль) 20...40 1,35 1,43 36,6 43,8 51,4 46,2
Мелкая 0...20 1,25 1,33 15,7 17,9 52,2 45,4
мульчирующая 20...40 1,44 1,48 45,4 48,4 49,0 43,4
Чизельная 0...20 1,22 1,28 15,4 18,4 53,6 52,8
мульчирующая 20...40 1,30 1,33 30,4 35,6 49,8 48,6
Минимальная 0...20 1,31 1,38 19,3 40,3 49,4 43,7
мульчирующая 20...40 1,50 1,54 52,6 54,5 47,6 42,7
Комбинированная 0...20 1,20 1,28 14,6 18,0 54,0 49,8
2 О 4 О 1,32 1,37 30,4 38,9 50,5 47,5
Таблица 2. Показатели эффективности использования биопрепарата
Показатель Без удобрений Солома+ ЫРК Солома+ Баркон+NPK Солома Солома+ Баркон
Суммарная БА, % 100 174 223 122 149
Сэгв, мг/кг почвы 148 205 242 165 188
Смб, мг/кг почвы 289 372 439 333 386
Урожайность люпина (зерно), ц/га 8,3 10,3 11,3 6,8 7,7
Урожайность однолетних трав (сено), ц/га 45 68 73 38 43
Пораженность люпина антракнозом, % 15 25 20 30 25
блемы возможно агротехническими приёмами, в частности, путем обработки почвы. Схема нашего опыта предусматривала следующие способы обработки под пропашные культуры в севообороте:
традиционная (вспашка) на глубину 25...27 см; мульчирующая мелкая на 12.14 см; чизельная мульчирующая на 38.40 см; минимальная мульчирующая на 6.8 см; комбинированная (чизельная на 38.40 см 1 раз в 4 года + безотвальная на 12.14 см в другие годы).
Под озимые культуры во всех вариантах проводили минимальную мультирующую обработку на глубину 6.8 см Результаты и обсуждение. Бессменная минимальная мульчирующая обработка почвы на глубину
6.8 см и мелкая мульчирующая на 12.14 см под пропашные культуры способствовали разрыхлению верхнего слоя, но приводили к уплотнению слоя 20.40 см до критических значений. Так, перед посевом плотность почвы в названных вариантах в слое 20...40 см составила 1,44.1,50 г/см3, а перед уборкой - 1,48.1,54 г/ см3 (табл. 1). Это привело к повышению твёрдости почвы, снижению порозности и оструктуренности. Только проведение под пропашные культуры разуплотняющей бессменной чизельной муль- Таблица 3. Распространение корневых и прикорневых гнилей озимой чирующей и комбинирован- пшеницы в зависимости от способа основной обработки почвы (среднее за
корневых гнилеи на посевах озимой пшеницы (табл. 3). Так, на фоне бессменной минимальной и мелкой мульчирующих обработок распространение корневых гнилей было больше, чем после традиционной отвальной и комбинированной, на 4,9.17,1 % и достигало 36,0.38,1 % (при пороге вредоносности 20 %).
Результаты статистического анализа экспериментальных данных свидетельствуют, что урожайность (У, т/га) зерновых культур, зависит от глубины обработки (1п, см) почвы. Эту зависимость достаточно точно отражает полином второго порядка:
У = 2,1554 + 0,134^ - 0,0017^.
Расчётная функция обладает максимум в точке глубины 38 см близкой к системе бессменной чизельной мульчирующей обработке почвы. Следует отметить, что плотность сложения 0.40 см слоя почвы во многом зависит от глубины и системы основной обработки почвы. Это отображает модель:
Р = 1,37 + 0,028h - 0,0005^ + 0,000008 ^; Я = 0,81. Использование в севообороте под пропашные культуры чизельной мульчирующей и комбинированной системы обработки почвы обеспечивало получение урожайности возделываемых культур (табл. 4) на уровне вспашки (озимая пшеница 5,9 т/га, озимый ячмень 6,0 т/га, кукуруза на зерно 4,8.5,0 т/га, подсолнечника 2,9 т/га, сои 2,1.2,2 т/га). В варианте с мелкой мульчирующей обработкой достоверно снижалась урожайность озимых (на 0,3...0,5 т/га), а с минимальной мульчирующей - всех возделываемых культур (на 0,2.0,7 т/га) Проведённая биоэнергетическая оценка свиде-
оптимальные для нормального роста и развития растений свойства почвы.
Эффективность мульчирующих обработок, создающих рыхлый слой из мелких комочков почвы и послеуборочных остатков, с одновременным разуплотнением, определяется улучшением фильтрации и сокращением потерь влаги на испарение.
В вариантах с чизельной и комбинированной мульчирующими обработками запасы продуктивной влаги в весенний период в слое 0.100 см оказались выше, чем после вспашки на 13,7 и 9,1 мм соответственно. На фоне минимальной мульчирующей обработки на 6.8 см влагона-копление, наоборот, снижалось на 12,2 мм (табл. 2). В целом мы установили тесную связь между запасами продуктивной влаги и глубиной обработки R2 = 0,91.
Переход к ресурсосберегающим технологиям
* Система основной обработки почвы Распространение гнилей, % Всего
фузариозо- ризоктониозная офиоболезная
Вспашка (контроль) 14,8 6,2 21,0
Мелкая мульчирующая 28,0 8,0 36,0
Минимальная мульчирующая 29,1 9,0 38,1
Чизельная мульчирующая 26,6 8,0 34,6
Комбинированная 24,6 6,5 31,1
связан с особым вниманием к мероприятиям по защите растений. Необходимо отметить, что при постоянном использовании минимальных мульчирующих обработок (на 6.8 см) отмечен наиболее высокий инфекционный фон, способствующий развитию
тельствует о том, что менее затратна система с минимальной обработкой почвы под пропашные, при реализации которой в севообороте требовалось до
75,8 ГДж/га энергии, что на 15,2.23,7 % меньше, чем в других вариантах. Однако на фоне этой этой обработки энергоёмкость сухого вещества полученного с урожаем биомассы возрастает до 4122 МДж, что на 5,5.29,5 % выше, чем при использовании других обработок.
Так же необходимо обратить внимание на то, что самое высокое приращение энергии с 1 га получено при чизельной (328 ГДж) и комбинированной (326 ГДж) обработках.
Таблица 4. Урожайность сельскохозяйственных культур в стационарном
Система обработки почвы Озимая пшеница Озимый ячмень Кукуруза на зерно Подсол- нечник Соя
Вспашка (контроль) 5,9 6,1 4,9 2,8 2,0
Чизельная мульчирующая 5,9 6,0 4,8 2,9 2,1
Комбинированная 5,9 6,0 5,0 2,9 2,2
Мелкая мульчирующая 5,6 5,6 4,7 2,7 1,9
Минимальная мульчирующая 5,4 5,4 4,5 2,5 1,8
НСР„ 5 0,3 0,4 0,4 0,2 0,1
Выводы. По совокупности положительных сочетание глубокого разуплотняющего чизельного
воздействий на агрофизические свойства почвы, рыхления на глубину 38.40 см под пропашные
влагообеспеченность, урожайность, энергосбе- культуры один раз в четыре года и мелкой мульчи-
режение наиболее эффективной в севообороте рующей обработкой на 12.14 см в остальные годы
следует признать комбинированную систему, раз- с минимальной мульчирующей обработкой почвы
ноглубинной мульчирующей обработки, то есть на 6.8 см под озимые культуры.
Литература.
1. Кираев Р.С., Сираев М.Г. Итоги совершенствования систем обработки почвы в Башкортостане.//Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №11. - С. 39-42
2. Кирасиров З.А., Курятникова Н.А., Бакулова И.В. Влияние предпосевной обработки на агрофизические свойства почвы при возделывании озимой пшеницы.//Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №9. - С. 28-30
3. Мареев В.Ф., Манюкова И.Г., Латыпов Ф.Х. Влияние минимализации основной обработки на свойства почвы и урожайность озимой ржи в условиях Предкамья республики Татарстан// Вестник Казанского ГАУ. - 2009. - т. 11. - №1. - С.110-114
4. Таланов И.П., Ахметзянов М.Р., Макарова О.И., Ярмиев И.И. Влияние приёмов основной обработки почвы и фонов питания на продуктивность культур в звене севооборота//Вестник Казанского ГАУ. - 2009. - т. 13. - №3. - С.115-117
5. Якимов Н.П., Шашкаров Л.Г. Засоренность посевов ярового ячменя в зависимости от приемов обработки почвы // Вестник Казанского ГАУ. - 2010. - т. 16. - №2. - С.162-163
EFFICIENCY OF VARIOUS SYSTEMS OF BASIC PREPARATION OF SOIL FOR AGRICULTURAL
CROPS IN GRAIN AND ROW-CROP ROTATION
A.A. Romanenko, P.P. Vasyukov, V.M. Kildushkin
Summary. The paper presents results of study of efficiency of various techniques of basic soil preparation with mulching in grain-and-row-crop rotation system.
Combined cultivation with mulching was found to be most effective, resulting in maximal yielding levels.
Key words: soil, cultivation, mulch, accumulation of moisture, yielding.
УДК 631.51:631.8:633.16
ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, УДОБРЕНИЙ И СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯЧМЕНЯ
И.Г. СИТДИКОВ, старший преподаватель Камская государственная инженерно-экономическая академия, филиал в г. Чистополе
В.Н. ФОМИН, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
Татарский институт переподготовки кадров агробизнеса
М.М. НАФИКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
Камская государственная инженерно-экономическая академия, филиал в г. Чистополь E-mail: vn-fomin@mail.ru
Резюме. Исследования проводили на выщелоченном черноземе лесостепи Поволжья.
При прямом посеве и поверхностной основной обработке почвы засоренность фитоценоза ячменя возрастала, по сравнению с контролем (вспашка), в 2,9-3,7раза. Все изучаемые приемы обработки почвы за исключением ежегодной вспашки способствовали увеличению общей засоренности посевов, тогда как в варианте с отвальной обработкой она оставалась на уровне ЭПВ. Внесение удобрений увеличивало воздушносухую массу сорняков с 16,4 на фоне вспашки до 30,8 г/м2 при прямом посеве.
При «нулевой» и поверхностной обработках плотность почвы перед посевом ячменя был выше, чем в контроле, на 0,03.0,09 г/см3, а перед уборкой - на 0,04.0,12 г/см3. Безотвальное рыхление по уплотнению пахотного слоя занимало среднее положение между отвальной и «нулевой» обработкой. Внесение расчетных норм минеральных удобрений способствовало общему снижению водопотребления на формирование единицы урожая на фоне вспашки в 1,8 раза, а средств защиты растений при использовании удобрений, рассчитанных на 4 т зерна с 1 га, - на 12,3.26,4 мм/т в зависимости от приема обработки почвы.
Ключевые слова: вспашка, безотвальная обработка, поверхностная обработка, «нулевая» обработка, инкрустация, удобрение, баковые смеси, засоренность посевов, гранулометрический состав почвы, урожайность, качество зерна, экономический порог вредоносности.
Ячмень - четвертая зерновая культура мира, которая по площади посевов уступает лишь пшенице, рису и кукурузе. В республике Татарстан по валовым сборам зерна она занимает второе место после пшеницы. Товаропроизводители возделывают ячмень в основном на корм, так как он отличается лучшей сбалансированностью белка по аминокислотному составу, включая основную незаменимую аминокислоту лизин, чем пшеница.
Из элементов технологии возделывания ячменя большое влияние на урожайность и качество зерна оказывают обработка почвы, удобрения и средства защиты растений.
Поэтому разработка адаптированных элементов агротехники выращивания этой культуры необходима для научного решения проблемы обеспечения животноводства кормами.
Длительное время не прекращается спор о том, какая обработка предпочтительнее - вспашка с оборотом пласта, безотвальное рыхление, поверхностная обработка или полное ее отсутствие. Спор этот, к сожалению, не всегда базируется на конкретном материале, с учетом сложившихся условий и поставленных задач. Нередко тот или иной способ пытаются расценивать как универсальный, пригодный для решения любых земледельческих задач в любых экологических ус-
— Достижения науки и техники АПК, №08-2011
