Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1. Влияние орошения на плодородие почвы 10
1.1.1. Физические свойства 10
1.1.2. Химические свойства 12
1.1 .3. Биологические свойства 13
1.2. Приемы улучшения агромелиоративного состояния орошаемых земель
1.2.1. Внесение органического вещества 16
1.2.2. Сидерация 20
1.2.3. Севообороты 22
1.2.4. Многолетние травы 26
1.2.5. Мелиоративная обработка почвы 29
1.2.6. Борьба с сорняками в посевах кукурузы 34
1.3. Биологические особенности кукурузы, как индикатора почвенного плодородия
2. Влияние орошения на плодородие почвы 47
2.1. Состояние орошаемых земель в Поволжье 47
2.2. Влияние орошения на плодородие южных черноземов 50
3. Условия проведения, схема и методика исследований 54
3.1. Почвы 54
3.2. Климат 57
3.3. Погодные условия лет проведения исследований 59
3.4. Схема опыта и методика проведения исследований 71
3.4.1. Схема опыта 71
3.4.2. Методика исследований 74
4. Мелиоративные севообороты 76
4.1.. Органическое вещество почвы 76
Гумус и питательный режим 78
Плотность почвы 80
Пористость почвы 86
Агрохимические свойства почвы 94
Водопроницаемость 96
Засоренность 99
Мелиоративная обработка почв 105
Выводы 253
Рекомендации производству 259
Список использованной литературы 260
Приложения 309
- Биологические свойства
- Борьба с сорняками в посевах кукурузы
- Погодные условия лет проведения исследований
- Плотность почвы
Введение к работе
Устойчивое производство сельскохозяйственной продукции в условиях орошения возможно только при сохранении плодородия почвы, в том числе и при поддержании на высоком уровне агромелиоративного состояния орошаемых земель.
Орошение существенно изменяет природное естественное равновесие в почве и агроландшафте, сложившееся в течение длительного существования до начала поливов. Наряду с положительными явлениями (изменение микроклимата, улучшение водного режима и т.д.) орошение вызывало протекание ряда негативных процессов в почве. Это переуплотнение, декальцификация, деструктуризация, дегумификация, подъем уровня грунтовых вод, засоление и т.д.
Для предотвращения этих негативных процессов, снижающих плодородие почвы, особенно черноземов, урожайность культур и эффективность использования оросительных мелиорации, следует в первую очередь изменить антропогенное воздействие на ирригационный агроландшафт. Наряду с агро-экономическим потребительским подходом к ведению орошаемого хозяйства, следует большое внимание уделить экологизации орошения, т.е. приведению его в соответствие с требованиями экологических законов.
В первую очередь это касается сохранения плодородия орошаемых земель за счет внедрения рациональных севооборотов, включающих интенсивные почвоулучшающие звенья с многолетними травами, сидератами, пожнивными, поукосными, смешанными и совместными посевами, мелиоративную обработку почвы и т.д.
Эффективными приемами восстановления плодородия почвы при орошении являются планировка поверхности, разуплотнение пахотного и подпахотного горизонта с помощью мелиоративных обработок, введение в севооборот агромелиоративного поля, посева фитомелиорантов, улучшение пищевого режима за счет внесения органических удобрений, сидерации, очи-
щение полей от сорной растительности с помощью гербицидов, агротехнических и фитоценотических мер борьбы с ней, оздоровление почвенной микрофлоры и т.д.
Цель работы заключалась в теоретическом обосновании и совершенствовании агромелиоративных приемов улучшения плодородия орошаемых южных черноземов, увеличения урожайности поливных культур, повышения эффективности использования поливной воды, восстановления и сохранения экологического равновесия в ирригационном агроландшафте.
В задачи исследования входило:
изучение динамики изменения водно-физических и агрохимических свойств южного чернозема под влиянием десятилетнего орошения дождеванием;
разработка и совершенствование комплекса агроприемов по восстановлению и улучшению плодородия почвы;
исследование изменения водно-физических свойств почвы под влиянием мелиоративной обработки; многолетних трав как фитомелиорантов и мелиоративных севооборотов с агромелиоративными полями;
определение поступления в почву органического вещества под влиянием различных мелиоративных приемов;
наблюдение за динамикой содержания гумуса и элементов питания растений под влиянием агробиомелиораций;
определение продуктивности сельскохозяйственных культур в различных звеньях мелиоративных севооборотов;
энергетическая оценка использования агробиомелиораций в условиях орошения.
Теоретической и методологической основой исследований явились положения, изложенные в трудах К.К. Гедройца, В.Р. Вильямса. М.М. Кононовой, Л.Н. Александровой, В.И. Тюрина, В.В. Докучаева, С.А. Делиникайтиса, Б,А. Шумакова, М.Н. Багрова, К.Г. Шульмейстера, Н.Г. Воронина, И.С, Шатилова, И.П. Кружилина, В.И. Филина, A.M. Гаврилова, М.С. Григорова и других отечественных и зарубежных ученых.
Научная новизна заключается в том, что впервые для орошаемых условий южных черноземов Поволжья дано теоретическое обоснование применения агробиомелиораций, исследовалась возможность использования агромелиоративного поля в севообороте для проведения ремонтных работ с целью повышения плодородия почвы и улучшения ее агромелиоративного состояния, а также увеличения продуктивности орошаемых культур.
Разработан комплекс агромелиорации для улучшения плодородия южных черноземов.
Экспериментально обоснована положительная роль агромелиоративного поля, мелиоративной обработки почвы и многолетних трав в повышении эффективности оросительных мелиорации на южных черноземах Поволжья.
Показана роль разрыхления подпахотного слоя в формировании урожайности сельскохозяйственных культур. Разработаны и усовершенствованы мелиоративные приемы для окультуривания подпахотных горизонтов.
Практическая значимость работы заключается в получении новых экспериментальных данных об использовании агромелиоративного поля и влиянии его на плодородие южных черноземов, на продуктивность поливных культур и на эффективность оросительной мелиорации в Поволжье. Даны конкретные рекомендации по использованию агромелиоративного поля, мелиоративной обработки почвы, применении многолетних трав в орошаемых хозяйствах Поволжья.
На защиту выносятся следующие положения.
Теоретическое обоснование необходимости использования агромелиоративного поля в качестве восстановителя плодородия орошаемых южных черноземов для предупреждения негативных явлений, проходящих под влиянием орошения при сложившейся системе земледелия в ирригационном агро-ландшафте.
Разработанный комплекс агромелиоративных приемов применяемый для восстановления плодородия почвы и повышения урожайности орошаемых культур.
Энергетическая и экологическая целесообразность использования агро-биомелиораций на южных черноземах в орошаемых севооборота.
Реализация научных исследований в системе хоздоговорной и госбюджетной НИР Саратовского государственного аграрного университета имени Н.И. Вавилова.
Разработки нашли применение и внедрены в хозяйствах Балаковского, Духовницкого, Краснопартизанского и Марксовского районов Саратовской области на площади более 30 тыс. га.
Апробация полученных результатов. Основные теоретические положения исследований ежегодно докладывались в 1997 — 2004 годах на научных конференциях профессорско - преподавательского состава СГАУ им. Н.И. Вавилова, на областных совещаниях специалистов сельского хозяйства Саратовской области, на Международных, Всероссийских и региональных научно — практических конференциях в городах Саратов (1998 - 2004), Пенза (1999 - 2003), Волгоград (1998). Под руководством автора защищены две кандидатские диссертации.
Результаты исследований использованы при составлении Системы земледелия в Саратовской области, в лекциях и учебных пособиях: Агрометеорология, 2003; Орошаемое земледелие Поволжья, 2003; Научные основы земледелия в Поволжье, 2004; в рекомендациях производству: Возделывания кукурузы на зерно в Саратовской области (1997); Научно - производственные системы «Сорго», «Кукуруза», «Травы» (1997); Возделывание кукурузы на зерно в Саратовской области (1997).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 42 работы общим объемом 20 печатных листов, из которых 17,5 принадлежит автору. Из опубликованных работ одна монография, 5 работ в центральной печати, 3 рекомендации производству.
Диссертация изложена на 335 страницах компьютерного текста, состоит из введения, девяти глав, выводов и предложений производству, содержит 120 таблиц, 31 приложение, иллюстрирована 31 рисунком.
Список литературы включает 588 наименований, в т.ч. 29 иностранных авторов.
9 Диссертация выполнена на кафедре земледелия и сельскохозяйственной мелиорации Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова и опорном пункте Поволжского НИПТИ сорго и кукурузы в ОПХ "Новониколаевское" Балаковского района при непосредственном личном участии автора. Автор выражает благодарность за оказанную помощь доктору сельскохозяйственных наук Е.П. Денисову, сотрудникам опорного пункта: И.А. Козыреву, В.Е. Корчакову.
Биологические свойства
Поливы коренным образом преобразуют течение биологических процессов в почве (Н.Г. Воронин, 1989; С.Д. Лысогоров, 1965, 1995). В районах орошаемого земледелия с ростом урожаев при недостатке органических удобрений, низкой доли бобовых многолетних трав потери гумуса резко возрастают (Ю.В. Федорин, 1988), По данным агрохимслужбы в среднем 1 га орошаемых земель теряет 1-2 т гумуса (Е.М. Трепачев, 1977, 1989, 1991; Р. Тейт, 1991; Н.А. Титова; Б.М. Когут, 1991; Г.Г, Решетов, 1996; Э.Э. Темирсултанов, 2002). По данным В.И. Остапова (1989), усилившиеся процессы минерализации гумуса, связанные с орошением на темно-каштановых почвах, привели к потере 20-30 % его первоначальных запасов. Б.Г. Розановым (1975) показано, что пятнадцатилетнее орошение южных черноземов привело к уменьшению содержания гумуса в пахотном слое почвы на 8,0 % его первоначального количества. Наиболее интенсивно разложение органического вещества протекало в горизонте А, где содержание гумуса по сравнению с контролем снизилось с 2,2 до 1,7 %. За 33 года орошения обыкновенных черноземов Кутуликской оросительной системы Самарской области содержание гумуса в верхнем слое 0-30 см снизилось на 0,98 %, или на 17,5 % от исходного состояния (В.М. Федорина, В.А. Кузнецов, 1988).
Ежегодные потери гумуса из пахотного слоя черноземов Молдавии, орошаемых пресными водами, выражаются величинами 0,76-0,80 т/га (П.И. Патрон, Н.А. Запша, 1985; О.Л. Тавровская, 1986). Снижается содержание гумуса при орошении в Заволжье (В.М; Федорина, В.А. Кузнецов, 1988; В.М. Федорина, А.И. Максимова, 1993). В обобщенной сводке, сделанной И.П. Айдаровым (1976) потери гумуса из полуметрового слоя черноземных почв степной зоны страны, при длительном орошении составлении составляли от 7 до 51 %. Под действием орошения изменяется состав гумуса в средней части почвенного профиля, а именно уменьшается отношение Сгк: СфК с 3,8 до 2,8, что свидетельствует об увеличении содержания фульвокислот (В.Е. Приходько, 1984, 1989; Н.А, Туев, 1989; Г.А. Шевченко, Г.А. Бирюкова, 1994; Л.К. Шевцова, 1989; А.Д. Шафронов, 2003; Н.М. Шапошников, 1987).
Очень важно в агрономическом отношении влияние орошения на микробиологические процессы в почве. Необходимая для жизнедеятельности микроорганизмов влажность почвы нередко близка к оптимальной для растений. При влажности завядания растений деятельность микроорганизмов ослабляется, а при поливе возобновляется, в результате чего усиливаются процессы превращения веществ в почве. В засушливых условиях клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений почти не образуются. При орошении этот процесс протекает нормально и азотное питание растений улучшается. По трехлетним наблюдениям Ю.Ф. Насонова, количество клубеньков на одно растение гороха увеличилось при орошении с 8,6 (на неполивном контроле) до 16,6, а на одно растение чины - с 15,1 до 25,6. 1.2. Приемы улучшения агромелиоративного состояния орошаемых земель
Трансформация ландшафтов в процессе сельскохозяйственной деятельности человека оказывает существенное воздействие на сложившиеся природные потоки вещества и энергии. Наряду с позитивными изменениями, которых добивается земледелец, все сильнее проявляется негативное последействие техногенеза. Нередко они превосходят экологически допустимые пределы и способность экосистем к саморегуляции, что ведет к их разрушению (А.Д. Фокин, 1986; 1993; В.И. Кирюшин, 1996).
В почве происходит два противоположных процесса: образование и разложение органического вещества. При определенных условиях они находятся в равновесии. Изменение условий сдвигает его в ту или иную сторону. В условиях интенсификации земледелия, в том числе и орошения, резко возрастает минерализация гумуса (Л.С. Вакал, В.Г. Литвин, 1974; И.М. Шапошникова, 1987; Н.А. Павловец, 1990; А.Н. Орел, В.Н. Романюк, 1998; А.Н. Орел; Н.И. Зедюков, 2000).
По данным почвенного мониторинга, проводимого учеными НИИСХ Юго-Востока и специалистами НИИ "Южгипрозем", основные типы и подтипы; почв Саратовской области за время их сельскохозяйственного использования потеряли от 30 до 50 % запасов гумуса. Так, в типичных черноземах западных районов области содержание гумуса с 10-12 снизилось до 6—7 %, в выщелоченном - с 8-10 до 4-7 %. Почвенные разности каштанового типа потеряли до 40 % гумуса. Основные причины таких потерь гумуса — активизация эрозионных процессов и несовершенная технология выращивания сельскохозяйственных культур (В.И. Лазарев, 1997; Д.Г. Гостищев, М.И. Пушко, 1999).
Поэтому мелиоративная деятельность человека, как и любая другая его деятельность, должны опираться на законы природы, вписываться в них, не разрушая экосистем (А.А. Жученко, 1990; Н.М, Решеткина, Л.В. Кирейчева, 1996).
Мелиоративные агроэкосистемы наиболее устойчивы тогда, когда антропогенные процессы в них не противоречат естественным (А.П. Царев, A.M. Коса-чев, E.IL Денисов и др., 1995). При этом их восстанавливаемость за счет механизма саморегуляции - важнейший показатель эффективности функционирования всех систем (В.М. Дудкин, В.Т. Лобков, 1990; В.И. Кирюшин, 1993). Следовательно, основой новых мелиоративных агрогеосистем должно быть создание саморегулирующих систем, имитирующих природу (Е.И, Рябов, 1995).
По утверждению профессоров Г.А. Сенчукова, В.Н. Шнура (1997), необходимость в мелиорациях компонентов окружающей природной среды возникает в случаях, когда их параметры не соответствуют хозяйственным потребностям человека или ставится задача предупреждения или ликвидации последствий негативных природных явлений, зачастую усиленных деятельностью человека.
С точки зрения академика Б.С. Маслова (1992), мелиорация должна быть ориентирована на комплексное экономическое и экологически целесообразное применение всех средств и видов мелиорации. Комплексная мелиорация должна органически вписываться в агролесоландшафты и агроэкосистемы, улучшать их, повышать качество и продуктивность земельных угодий.
Борьба с сорняками в посевах кукурузы
В современных условиях дефицита энергетических и материальных ресурсов в стране применение средств защиты растений и в частности гербицидов, уменьшилось в 3-5 раз. Поэтому повсеместно наблюдается тенденция к увеличению засоренности посевов (Н.Ф. Михайлов, Э.М. Шмидт, Н.В. Ла-нина, 1989). Наибольшую угрозу посевам кукурузы наносят те сорняки, которые давала всходы одновременно с культурными растениями. Для уничтожения таких сорняков оправдано применение гербицидов. Сорняки, появившиеся в фазу 5-6 листьев и позднее их, можно уничтожить междурядными культивациями и боронованием (Н.И. Конопля, 1992; СИ. Калмыков, 2003). Для полного решения проблемы борьбы с сорняками необходимо совершенствовать систему интегрированных мер защиты посевов сельскохозяйственных культур от сорной растительности. Среди них важное место занимают применение гербицидов, обработка почвы, севооборот и др. (А.В. Беша-нов, И.И. Адигезалов, 1979; Ф.З. Валеев, 1982).
Севооборот - мощный фактор регулирования фитосанитарного состояния посевов кукурузы. В севооборотах потенциальная засоренность в 3-5 раз ниже, чем при бессменном возделывании культур (И.М. Либерштейн, 1994; И.А. Пупонин, А.В. Захарченко, 1995, 1997, 1999; В.М. Новиков, А.П. Исаев, 1996; Е.В. Подгорнов, 2001; СИ. Калмыков, 2003).
Засоренность почвы семенами сорняков в севооборотах с двумя полями пропашных культур на опытном поле Костромского СХИ снижалась на 62-68 %, с одним полем пропашных - на 52-56 %; в севооборотах без пропашных - на 47 %.
Бессменные посевы кукурузы имели засоренность выше, чем в севообороте на 17 и 60 % (Г.Н. Гасанов, А.С Орусханов, 1982). В учхозе Саратовского СХИ посевы кукурузы в севообороте после люцерны были засорены на 20 % ниже, чем при бессменном посеве (П.К. Иванов, Н.А. Смотров, 1981). Многолетние травы угнетали сорняки в севообороте сильнее, чем пропашные культуры. В пропашном севообороте сорняков было в 2 раза больше, чем в зерно-травяном (А.С. Шпаков, Т.И. Макарова, Н.В. Гришина, Н.Ю. Красавина, 1997). В севооборотах, плодосмене засоренность кукурузы и люцерны была много ниже, чем в бессменных посевах. Однако в бессменных посевах видовой состав был много беднее, чем в севообороте (И.И. Андрусенко, A.M. Коваленко, 1987). Посевы силосной кукурузы увеличивали засоренность за счет поздних яровых сорняков, на численность которых существенное влияние оказывали предшественники. Соблюдение правильного севооборота позволяло получать высокие урожаи кукурузы без применения гербицидов. В севообороте с люцерной количество семян сорняков в пахотном слое уменьшалось за ротацию на 48 %, без люцерны - на 30 % (З.П. Гудкова, В.И. Кутовой, 1986, 1987). В Волгоградской области в севооборотах с люцерной почва очищалась от семян сорняков на 20 40 %, а без люцерны - на 30 %. В севообороте с тремя полями люцерны количество сорняков уменьшилось в 22 раза (В.Н. Дубровина, 1989). Кукуруза в севообороте была засорена меньше на 20-30 %, чем при бессменном возделывании этой культуры (В.Л. Затучный и др., 1990; Л. Стефанович, 1994; А.М, Суворинов, Н.И Придворьев, 1989).
Число сорняков в посевах кукурузы было в 2 раза меньше после суданской травы, в 3 раза меньше после озимой пшеницы, по сравнению с бессменными посевами (З.Б. Борисоник, Е.М. Лебедев, В.А. Белогубов, 1985; Н.Л: Труле-вич, ЮЛ. Загорулько, 1984). По данным AJT. Царева, А.М. Косачева, Е.П. Денисова (1995, 1996, 2000), наименьшая засоренность отмечена после многолетних трав и после озимой пшеницы. В первом случае она была меньше в 5—10 раз, а во втором — в 2-4 раза по сравнению с бессменными посевами. В звене пар - озимая пшеница- кукуруза сорняков было на 39 % меньше, чем в звене кукуруза- озимая пшеница- кукуруза и на 121 % меньше, чем в звене горох - озимая пшеница - кукуруза (Е.М. Лебедь, СМ. Крамарев, 1996). По данным Г.И. Шестеркина (2000), на южных черноземах в посевах кукурузы в звене с чистым паром сорняков было в 6 раз меньше, чем в звене без чистого пара в посевах кукурузы по кукурузе. Эффективным приемом в борьбе с сорняками была и остается основная обработка почвы, которая подавляет сорняки на 65-80 % (Ю.Я. Спиридонов, 1997; Г.И. Баздырев, 1999). Особенно велика роль обработки почвы в борьбе с сорняками при орошении (Н.Г. Воронин, 1989). Борьба с сорняками должна строиться с учетом типа засоренности и экономического порога вредоносно сти сорняков. Для эффективной защиты растений от сорняков необходимо сочетать несколько мероприятий, в основе которых лежит рациональная обработка почвы (Н.Г. Воронин, 1989). По данным Казахского НИИ зернового хозяйства, увеличение глубины вспашки до 40—42 см снижало засоренность полей на 36 %, по сравнению с глубиной 25-27 см (Б.М. Кушенов, A.M. Ахмедов, 1995). Основная обработка позволяет уничтожить в осенний период 40-50 % сорняков (А.А. Мухин, 1984; П.Д. Кошкин, 1997; И.И. Магомедов, 1995). Многолетнее применение систем обработки почвы без оборота пласта способствовало увеличению количества сорняков в 1,5-2,0 раза по сравнению со вспашкой (А.В. Фисюнов, 1974; В.Г. Нестерец, Н.С. Буданцев, 1984;А.И. Гуцал, 1985;А.И. Головко, А.И. Коновал, В.П. Бондарь, 1988, 1993; И.В. Веселовский, 1992; В.П. Маньжосов, В.Н. Маймусов, 1994; Н.В. Свет-кина, 1994; В.Н. Корытник, А.И. Малиенко, 1994; А.И. Пупонин, А.В. Заха-ренко, 1995; И.П. Таланов, 1995; В.М. Новиков, А.П. Исаев, 1996; Хамидул-лин, 1997; С.А. Курбанов, 1998; Д.В. Невежин, 2000). Вспашка снижала засоренность не только по сравнению с плоскорезной безотвальной обработкой, но и по сравнению с фрезерным и чизельным рыхлением (К.К. Соколов, Б.К. Тютюнин, И.Е. Евдокимов, 1985; Н.Ф. Бенедичук, B.C. Рыбка, 1985; А.А. Якунин, B.C. Рыбка, 1988; З.М. Азизов, Ю.Ф. Курдюков, И.П. Моторыгин, 1989; В.А. Гулидова, 1989; И.П. Нижегородцев, 1990; И.А. Чуланов, 1998; А.И. Пупонин, 1999; СИ. Смуров, Ф.Х. Джалалзаде, О.П. Чеботарев, 2000; В.А. Федоров, В.А. Воронцов, 2000). На орошаемых обыкновенных черноземах Днепропетровской области по отвальной вспашке и чизельной обработке засоренность была наименьшая по сравнению с плоскорезной обработкой в 3-10 раз (В.Ф. Кивер, В.Н. Куница, 1992). В посевах кукурузы в зернопропашном орошаемом севообороте в Безен-чукском районе Самарской области на фоне чизелевания на 28-30 см число сорняков снижалось на 9-12 %, а масса - на 13-27 %, урожайность возрастала на 3,1-3,6 т/га (О.В. Терентьев, Е.Н. Тришин, 1988). В Волгоградской области в зернокормовом севообороте при разноглубинной отвальной обработке засоренность была наименьшая. Количество сорняков при этом было меньше на 20 %, чем после плоскорезной глубокой обработки, и на 60 % меньше, чем при поверхностном рыхлении на 10-12 см (В.И. Патрина, О.Г. Чамурлиев, 1982), В учхозе Волгоградского СХИ при глубокой отвальной обработке на 28-30 и 38-40 см число сорняков было в 2,5-5,1 раза меньше, чем при мелкой обработке (В.М. Жидков, 1989). В условиях Дагестана вспашка на 27—30 см снизила засоренность на 60,7 % по сравнению со вспашкой на 20-22 см. Но самая низкая засоренность отмечена на варианте вспашки с почвоуглублением до 32-34 см. Здесь засоренность снижалась в 2-5 раз по сравнению с контролем. Наиболее сильно при этом снижалось количество многолетних сорняков. Это объясняется глубоким двойным подрезанием корневой системы на 20-22 см и на 32-34 см.
В условиях степи лучшим способом зяблевой обработки под кукурузу является предпахотное лущение на 6—8 или 10-12 см после уборки культуры с последующей вспашкой на 28-30 см. Такая обработка почвы снижала засоренность посевов однолетними сорняками на 60-65 %. Количество семян сорняков снижалось на 47-50 % (И.А, Макодзеба, А.В. Фисюнов, 1974; Д.С. Филев; А.В. Бешанов, И;И. Адигезалов, 1979; D.B. Pallutt, 1984; А.П. Царев, A.M. Косачев, Е.П. Денисов, 1996). Важную роль в борьбе с сорняками играют гербициды (А.А. Мордовец, В.В. Головин, 1977; Б.Н. Вербов, А.П. Царичанский, 1989; В.Г. Безуглов, 1995). Применение гербицидов снижало засоренность посевов на 25-30 % (Б.М. Смирнов, 1969; О.В. Петдяев, 2000).
Погодные условия лет проведения исследований
В 1996 году погодные условия характеризовались как сухие и теплые. Годовая сумма осадков составила 229,2 мм вместо 318 мм по норме (72,1 %). За апрель-сентябрь выпало 149,0 мм против 178,0 по среднемноголетнеи величине (83,7 %) (табл.7). В апреле средняя температура воздуха составила 3,8С, что ниже нормы на 1,3. В мае и июне температура воздуха равнялась 18, 4 и 20,2С, что теплее обычного на 3,3 и 0,4С. Особенно жарким был май месяц. Максимальная температура повышалась до 32,5, а минимальная влажность воздуха опускалась до 11 %. В июне максимальная температура составляла 37,5, а минимальная влажность воздуха равнялась 16%, Июль и август также были теплее обычного на 0,7 и 0,2. Максимальная температура достигала 37,1 и 36,5. Влажной и жаркой погодой характеризовался 1997 год. Сумма осадков за год составила 360,1 мм (норма 318 мм), за апрель сентябрь - 224, 4 мм вместо 178 мм. В апреле среднесуточная температура воздуха равнялась 7,7 вместо 5,1. Сумма осадков 29,7 вместо 22,0 мм по норме. Средняя влажность воздуха составляла 70 %. В мае выпало 56,4 мм осадков, что на 81,9 % больше среднемно-голетней величины. Средняя температура воздуха равнялась 22,1 вместо 15,1 по норме, что на 7 больше (табл.8). Июнь характеризовался жаркой и влажной погодой. Средняя температура превышала норму на 2,3, а сумма осадков в 1,6 раза. Июль был сухим и прохладным. Температура воздуха ниже нормы на 2,2, а количество осадков -на 14,1 мм или 44,1 %, 17,9 мм против 32,0 по норме (табл.9). В августе осадков выпало всего 2,7 мм, в сентябре — 55,2 мм вместо 32 и 31 мм по среднемноголетним данным.
По погодным условиям 1998 год был очень засушливым и жарким. Сумма осадков за год равнялась 208,4 мм, за апрель-сентябрь — 63,8 мм против 318 и 178 мм. В апреле выпало 25,2 мм; в мае 0,3 мм; в июне 0,4 мм; а июле 18,7 мм; в августе 14,1 мм. В апреле сумма осадков была близка к норме. В мае и июне их практически не было. В июле и августе выпало всего 58,4 и 44,1 % от средней многолетней величины. Температура воздуха составляла в апреле 4,1, что ниже нормы на 1,0. В мае, июне и июле она превышала среднемноголетнюю величину на 0,9; 2,2 и 2,0. В течение этих трех месяцев стояла сухая и жаркая погода. Максимальная температура уже в мае равнялась 33,0; в июне 40,8, в июле 38,0. Минимальная влажность воздуха снижалась до 17 и 15 %. На лицо осенняя засуха. Таким образом, 1998 год характеризовался резко выраженной комбинированной весенне-летне-осенней засухой. По погодным условиям 1999 год был сравнительно влажным. Сумма осадков за апрель-сентябрь составила 221,5 мм вместо 178 мм по норме; за май-август - 151,5 вместо 125 мм, что превышает норму на 24,2 и 20,8 % (табл. 10). В апреле осадков практически не было. За месяц выпало всего 0,9 мм. Средняя температура воздуха составила 8,9 мм. Вторая и третья декада апре ля были сухими и жаркими. Температура в среднем за месяц превышала норму на 3,7, а во второй и третьей декадах - на 5,8 и 5,1. В мае осадки составили 45,2 мм, что выше нормы на 14,2 или 45,8 %. Температура опустилась до 11,1, что на 4 ниже среднемноголетней величины. Июнь отличался средним количеством осадков - 31,8 мм (вместо 30,0 мм по норме) и сравнительно высокой температурой 21,3. В июле осадки составили 26,6 мм, т.е. ниже нормы на 4,4 мм. Температура воздуха отмечена на 0,8 меньше средней многолетней величины. Август был прохладным и влажным. Осадков отмечено выше нормы на 15,6 мм или на 48,8 %. Температура воздуха была на 2,1 ниже средней многолетней. Большим количеством осадков отличался сентябрь. Здесь выпало 69,1 мм, что в 2,4 раза больше нормы. Температура опустилась ниже нормы на 2,3. Таким образом, вегетационный период 1999 года характеризовался прохладной и влажной погодой. Сумма осадков за апрель -сентябрь была больше нормы на 24,2 %, а за май-август - на 20,8 %. В 2000 году погодные условия характеризовались как влажные и прохладные. Годовая сумма осадков составила 443,3 мм. За май-сентябрь выпало 271,1 мм, а за май-август — 159,0 мм (табл. 11). В апреле средняя температура воздуха составила 10,9 С, что в 2 раза выше средней многолетней величины. В мае и июне температура воздуха равнялась 11,1 и 19,6 С, что несколько ниже нормы. Максимальная температура поднималась до 27,0 и 32,5 С, влажность воздуха опускалась до 59 и 64 %. Июль и август были теплее обычного на 0,4 и 1,1 С. Максимальная температура достигала до 38,8 и 40,3 С. Средне влажной погодой характеризовался 2001 г. Сумма осадков за год составила 362,2 мм (норма 318 мм). За май-сентябрь выпало 159,8 мм вместо 178 мм, а за май-август- 92,5 мм вместо 124 мм (табл. 12). В апреле среднесуточная температура воздуха составила 10,2 С вместо 5,1 С. Средняя влажность воздуха равнялась 62 %.
Плотность почвы
Плотность сложения пахотного и подпахотного слоя во многом определяет такие физические свойства как общую пористость и пористость аэрации, водопроницаемость, а отсюда и воздушный, водный и питательный режимы почвы. Сочетание культур в звеньях севооборотов существенно влияли на плотность почвы. Наибольшая плотность отмечена в 1996 году на варианте без чистого пара при чередовании зерновых и пропашных культур, т.е. в пропашном звене. Здесь даже в верхнем слое почвы 0-10 см плотность равнялась к середине вегетации 1,23 г/см . В слое 30-40 и 40-50 см она возрастала до 1,29 и 1,32 г/см3 (табл. 18).
В пахотном слое 0—30 см плотность почвы составляла 1,25, а в подпахот-ном — 1,30 г/см . Видимо, высокая плотность почвы объясняется насыщением звена зерновыми культурами сплошного способа сева — пшеницей. В результате поливов, слабой корневой системы, отсутствия рыхления, малого количества корневых и пожнивных остатков приводило к уплотнению почвы. В звене с повторными в течение четырех лет посевами кукурузы благодаря интенсивной обработке почвы и больших количеств пожнивных остатков плотность была заметно ниже, чем в зернопропашном севообороте. Здесь в верхнем слое 0-10 см плотность равнялась 1,07 г/см3; в слое 30-40 см - 1,13 г/см3 и только на глубине 40-50 см повысилась до 1,23 г/см3.
В пахотном слое в среднем плотность составляла 1,09, а в подпахотном -1,18 г/см3. Это благоприятно сказалось на росте и развитии кукурузы. В травяных звеньях с посевом кукурузы по пласту и обороту пласта плотность почвы также была незначительной. Особенно рыхлая почва под кукурузой отмечена по пласту многолетних трав. Здесь в слое 0-10 см она равня-лась 0,92 г/см , в слое 10-20 см - 1,02; в слое 20-30 см — 1,09 г/см . По обороту пласта плотность несколько возросла и составила соответственно по слоям 1,06; 1,09 и 1,17 г/см3.
В пахотном слое по пласту плотность почвы в 1996 году составила 1,01, а по обороту пласта-1,11 г/см3, а в подпахотном соответственно 1,16 и 1,19 г/см3. Следует отметить, что многолетние травы заметно снижали плотность почвы не только в пахотном, но и в подпахотном слое.
В паровом звене с чистым паром и двумя полями зерновых культур сплошного посева плотность почвы была наибольшей, особенно в подпахотном го-ризонте. В слое 30-40 см она равнялась 1,28, а в слое 40-50 см - 1,34 г/см..
В пахотном слое из-за частых культивации пара плотность почвы была ниже, чем в пропашном звене севооборота и составила 1,16г/см, В среднем плотность пахотного слоя 0-30 см равнялась 1,21, а подпахотного 1,31 г/см3. В мелиоративных звеньях плотность почвы приближалась к травяным звеньям и была много ниже, чем в пропашном и паровом звене.
В слое 0-10 см здесь плотность почвы равнялась 0,92 и 0,98 г/см , что ниже, чем на контроле 1 на 25,5-33,7 %, и ниже, чем на контроле 2 -на 18,4-26,1 %. В слое 10-20 см уменьшение плотности отмечено на 15,7-16,8 и 12,0-13,1 %; в слое 20-30 см - на 9,4-16,4 и 8,5-15,5 %; в слое 30-40 см - на 7,5-14,2 %, а в слое 40-50 см - на 6,4-7,3 %.
В мелиоративных звеньях происходило разуплотнение почвы не только в пахотных, но и в подпахотных горизонтах. В первом мелиоративном звене за счет внесения навоза и глубокой мелиоративной вспашки, во втором - за счет фитомелиорации. Посев донника на зеленое удобрение не только разрыхлял верхний пахотный горизонт, куда запахивалась зеленая масса сидерата, но и подпахотный слой, где активно развивалась мощная корневая система фито-мелиоранта. В мелиоративных звеньях севооборота пахотный слой был рых лее, чем по обороту пласта, но более уплотненный, чем по пласту многолетних трав. Подпахотный слой 30—50 см был рыхлее после многолетних трав.
По вариантам плотность почвы изменялась в той же закономерности, что ив 1996 году. Наиболее плотная почва, как в пахотном, так и в подпахотном слое была в пропашном (контроль 1) и в паровом (контроль 2) звене севообо-рота. Она составляла в пахотном слое 1,23 и 1,20 г/см , а подпахотном - 1,31 г/см . В звене с многолетними травами плотность была в пахотном слое 1,07 и. 1,10 г/см3, а подпахотном- 1,21 и 1,22 г/см3 или на 11,8-15,0 и 9,1-12,1 % меньше, чем на контроле 1 и 2.
Такая же плотность почвы отмечена и на мелиоративных полях. В пахотном слое плотность почвы была в этом случае на 16,0-17,1 %, а в подпахотном - на 7,3-11,0 % меньше, чем на контроле. В мелиоративном звене с применением сидератов в подпахотном слое 30-50 см плотность почвы была наименьшей. В этом также проявилось дей ствие фитомелиорантов. Низкая плотность в подпахотном горизонте наблюдалась и после многолетних трав. Это объясняется разрыхлягощим действием мощной корневой системы люцерны.
