Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопрса 9
1.1 Основная обработка почвы и её эффективность 9
1.2 Эффективность обработки почвы под сою 15
1.3 Режим орошения сои 17
2. Оценка почвенных и климатических условий зоны закладки эксперимента 22
2.1 Рельеф
2.2 Почва
2.3 Климат 24
2.4 Погода в годы проведения опытов 26
3. Программа, методика и агротехника научных исследований 31
3.1 Схема опыта 31
3.2 Методика исследований 31
3.3 Полевые работы на опытном участке 33
4. Влияние способов основной подготовки почвы и режимов оршения на физические, водно физические и агробиологические свойства почвы 35
4.1 Сложение почвы 35
4.2 Общая пористость 38
4.3 Количество водопрочных агрегатов 42
4.4 Водопроницаемость почвы
4.5 Биологическая активность почвы 45
5. Влияние способов основной обработки почвы и режимов орошения на формирование водного баланса почвы и водопотребление СОИ 48
5.1 Формирование поливного режима сои 48
5.2 Водный режим почвы и водопотребление сои 54
5.2.1 Основные приходные статьи водного баланса 54
5.2.2 Динамика суммарного водопотребления сои 61
5.2.3 Суммарное и среднесуточное испарение по межфазным периодам вегетации сои 63
5.2.4 Коэффициент водопотребления 71
6 Влияние изучаемых факторов на агробиологические показатели и урожайность сои 74
6.1 Элементы вегетации растений сои 74
6.1.1 Фенологические фазы 74
6.1.2 Количество всходов и сохранность растений
6.2 Фотосинтез 78
6.3 Засоренность 80
6.4 Содержание пожнивных и корневых остатков 83
6.5 Элементы структуры урожая 86
6.6 Качество зерна 88
6.7 Урожайность 90
7. Экономическая и энергетическая оценка иссле дуемых вариантов 93
7.1 Экономическая эффективность 93
7.2 Энергетическая эффективность 96
Заключение 99
Перспективы дальнейшей разработки темы иссле
Дований 101
Рекомендации производству 102
Библиография
- Эффективность обработки почвы под сою
- Погода в годы проведения опытов
- Полевые работы на опытном участке
- Количество водопрочных агрегатов
Введение к работе
Актуальность исследований. Усиливающаяся потребность в белке и масле растительного происхождения как важнейших продуктах для человека, и составляющих рационов животных и птицы, а также компонентов фармацевтической и других отраслей промышленности определяет актуальность проведения исследований, направленных на совершенствование технологии возделывания сои, обеспечивающей получение гарантированного урожая зерна при экономном потреблении ресурсов.
Степень разработанности темы: режим орошения сои рассматривался в работах И.П. Кружилина, В.В. Бородычева, А.М. Лытова, Ю.Д. Губаюка, Д.А. Пахомова, Р.Г. Кальяновой., Г. Т. Балакая и других. Отдельные элементы технологии возделывания сои отражены в статьях Г.А. Медведева., В.В. Толоконникова., Ю.П. Даниленко., Е.В. Зинченко. Однако до настоящего времени комплексное изучение влияния режимов орошения и способов основной обработки почвы на урожайность сои в Волго-Донском междуречье не проводилось.
Цель и задачи исследований. Целью данных исследований является разработка оптимальных режимов орошения и способов основной обработки почвы под сою, которые обеспечат получение высоких и устойчивых урожаев при рациональном использовании материальных, водных и энергетических ресурсов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
изучить влияние режимов орошения и способов обработки почвы на агрофизические, водно-физические свойства и биологические параметры сои;
определить действие основной обработки почвы и режимов орошения на формирование водного режима и водопотребления сои;
изучить влияние режимов орошения и способов обработки почвы на рост, развитие и урожайность сои;
дать экономическую и энергетическую оценку приемам агротехники возделывания сои.
Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в условиях Волго-Донского междуречья экспериментально обосновано комплексное влияние режимов орошения и способов основной обработки почвы на агрофизические, водно-физические свойства почвы, засоренность по-3
севов и урожайность сои. Определены и установлены закономерности суммарного испарения воды в межфазные периоды роста и развития растений сои и в целом за вегетацию. Уточнены режимы орошения и затраты водных ресурсов на единицу продукции по разным способам основной обработки почвы.
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в том, что на основании проведенных исследований выявлена зависимость эвапотранспирации посевов сои от режимов орошения и способа основной обработки почвы. А также совершенствована технология возделывания сои на орошаемых землях, обеспечивающая получение урожайности на уровне 2,5…3,0 т/га зерна при снижении себестоимости продукции на 13,1 % и повышение рентабельности производства зерна на 39,4 % при рациональном использовании ресурсов.
Методология и методы исследований: полевые опыты проводились по методикам, разработанным Б.А. Доспеховым (1979 г.) и М.М. Горянским (1970 г.). Изучение водно-физических свойств почвы и динамики роста и развития растений сои осуществлялось по стандартным методикам. Обработка экспериментальных данных проводилась аналитическим и вероятностно – статистическими методами.
Основные положения, выносимые на защиту:
- закономерности изменения агрофизических, водно-физических
свойств орошаемых светло-каштановых почв и биологических показателей в
зависимости от режимов орошения и способов основной обработки почвы;
- обоснование закономерности формирования водного режима почвы,
величины и динамики суммарного испарения влаги посевами сои в течение
вегетации;
- суммарное и среднесуточное испарение воды посевами сои в межфаз
ные периоды;
- оценка эффективности использования водных ресурсов посевами сои;
комплексная оценка влияния изучаемых факторов на засоренность посевов, рост, развитие и формирование урожая сои;
экономическая и энергетическая оценка изучаемых вариантов исследований.
Степень достоверности результатов исследований основана на всестороннем учете природных условий зоны исследования и достаточном объ-ме экспериментального материала, полученного в многовариантном полевом опыте с применением апробированных методик и современных методов анализа.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на международных и общероссийских научно-практических конференциях ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ (2015, 2016 гг.), ФГБОУ ВО Рязанский ГАУ (2015 г.), ФГБОУ ВО Дагестанский ГАУ (2015 г.), ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА (2016 г.), ФГБНУ ПНИИАЗ (2016 г.), ФГБНУ ВНИИГиМ (2016 г.).
Личный вклад автора заключается в разработке схемы опыта, выборе методики исследований, закладке и проведении экспериментальных работ, обобщении и анализе полученных результатов, математической обработке опытных данных, написании диссертации и автореферата, формулировании выводов и заключения, выработке предложений производству.
Реализация результатов работы. Производственная проверка и освоение результатов исследований, произведенная в ФГУ «Орошаемое» на площади 7,0 га, подтвердила высокую эффективность рекомендованного режима орошения и способа основной обработки почвы под сою. Условно чистый доход составил 51119 руб./га, рентабельность возделывания сои – 237,1 %.
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 6 статей, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, предложений сельскохозяйственному производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 160 страницах компьютерного текста, включает 21 таблицу, иллюстрирована 8 рисунками, содержит 36 приложений. Список использованной литературы включает 281 источник, в том числе 17 иностранных авторов.
Эффективность обработки почвы под сою
Другие отмечают, что исследования не подтвердили утверждения В.Р. Вильямса, а скорее, наоборот, в большинстве опытов верхний слой (0-10 см) имел лучшую структуру и другие агрохимические и агрофизические свойства. Это связано с тем, что верхний слой в течении вегетационного периода подвергается воздействию солнца, тепла, воздуха, полезной микрофлоры, которые способствуют повышению плодородия. Однако постоянная безотвальная обработка вызывает распыление верхнего 0-10 см слоя почвы и формированию агрегатов нижнего 10-20 см слоя [33].
Исходя из этого, он пришел к выводу, что при перемещении верхнего слоя на место нижнего, то есть при проведении вспашки, создаются благоприятные условия для роста и развития растений.
Т.С. Мальцев [170], основываясь на дифференциации плодородия почвы (разных ее слоев), предложил безотвальную систему обработки. Он пришел к выводу, что нет необходимости ежегодно проводить глубокую вспашку под каждую культуру, нельзя также, замечает он, только лущить почву, так как это может привести к сильной засоренности посевов. Поэтому он предложил проводить периодически, один раз в 4-6 лет, глубокую безотвальную обработку на 30-50 см и более, а в остальные годы ограничиться поверхностной обработкой.
Исследованиями Е.Н. Мишустина и П.Н. Жуковского [176] установлено, что рыхление почвы без оборота пласта создавало благоприятные условия для размножения микроорганизмов только в слое 0-5 см. Ввиду этого плодородие нижнего слоя падает, а при длительном применении поверхностной обработки пахотный слой дифференцируется по уровню плодородия [224]. По мнению С.С. Сдобникова [226], после 2-3 лет поверхностной обработки верхние 10 см почвы по своему плодородию вдвое превосходит верхний слой.
В то же время ряд исследователей отмечают положительную роль безотвальной обработки и поверхностных рыхлений [201].
Отсутствие стройной научно-обоснованной теории, высокая энергоемкость вспашки были причинами, побудившими к поиску более экономичных и производительных приемов. Заметными вехами на этом направлении развития науки стали попытки теоретически и практически доказать необходимость замены оборота пласта безотвальным рыхлением.
Ученые ВНИИ зернового хозяйства под руководством академика А.И. Бараева, используя все ценное из предыдущих исследований по безотвальной обработке почвы, разработали новые машины для этой цели, обеспечивающие максимальное сохранение на поверхности пашни стерни и меньшее ее распыление [15,16].
Эффективность плоскорезной обработки в обеспечении высоких урожаев зерновых подтверждается рядом опытов, проведенных в разных зонах страны.
Кроме того, плоскорезная обработка способствует снижению скорости ветра в 1,5-2 раза на высоте 15 см от поверхности почвы и противодействует высушиванию и выдуванию почвы.
В ряде опытов отмечается, что на поле с сохраненной стерней, снежный покров устанавливается после первых снегопадов, высота его к концу зимы в 1,5-3 раза больше, чем на отвальной обработке, что способствует большему накоплению влаги, лучшей перезимовке озимых, повышению урожайности.
Однако почву от эрозии не спасает и повышенная влажность. Сухой ветер сушит комочки верхнего слоя почвы до 6,0 - 8,8 % и выдувает их при общей влажности пахотного слоя 24 - 25 %. По мере высыхания и выдувания процесс повторяется [76].
Важным является вопрос о влиянии плоскорезной обработки почвы на засоренность посевов.
К.Р. Саранин, В.И. Коновалова, А.Г. Попов [225] установили, что длительное применение безотвальной обработки привело к увеличению засоренности посевов за ротацию севооборота на 21 % по количеству и на 6,3 % по весу, возрастанию численности грибов и снижению активизации процессов нитрификации. Урожай сельхоз культур был также ниже.
По данным В.А. Германова, В.Р. Джурак и В.И. Голубарко [57] при плоскорезной обработке по сравнению со вспашкой посевы меньше засорены одно 13 летними сорняками и больше корнеотпрысковыми, для борьбы с которыми нужны гербициды.
Ряд авторов [118] отмечают, что при многократных плоскорезных обработках верхний слой почвы распыляется и может подвергаться ветровой эрозии.
Исследования И.Б. Ревута [211] показали, что при длительном применении безотвальной обработки почвы во всех зонах и на всех типах почв наблюдается дифференциация пахотного слоя по плодородию.
Кроме того плоскорезные орудия, хорошо подрезая пласт, не обеспечивают оптимального рыхления, что вызывает необходимость дополнительной обработки.
Б.А. Доспехов [82] отмечает, что при многооперационной технологии возделывания сельскохозяйственных культур с использованием тяжелой техники возник новый вид разрушения почвы - остаточная деформация, размеры отрицательных последствий которой пока не изучены.
По мнению Б.А. Доспехова [81] существуют три группы причин, требующих минимизации почвы. Первая - необходимость роста урожайности, повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции; вторая - необходимость сохранения и повышения производительности почвы, устранение излишнего уплотнения и распыления под воздействием тяжелых машин и орудий, борьба с водной и ветровой эрозиями, улучшение гумусового баланса почвы и уменьшение потерь из нее питательных веществ и влаги; третья - все возрастающая интенсификация сельскохозяйственного производства, его механизация, химизация и мелиорация.
В результате с середины текущего столетия в странах Европы, Северной Америки, Австралии и появилось новое направление в технологии возделывания полевых культур, известное под названием «минимальной обработки».
Тем не менее, необходимо отметить, что истоки его мы находим в трудах отечественных ученых: И.А. Овсинский [200], Н.М. Тулайков [244], П.А. Кос-тычев [141], Т.С. Мальцев [170], Н.А. Некрасов [189]. П.А Костычев [140] допускал после уборки хлеба посев «наволоком» под борону, перемешивая «ленивку» вспашкой.
Н.М. Тулайков [244], пропагандируя идею мелкой обработки почвы, предлагал отказаться от отвальной обработки плугом и перейти на поверхностную обработку дисковыми орудиями.
Э.Ф. Фолкнер [249] в книге «Безумие пахаря» рекомендовал проводить безотвальную обработку дисковыми лущильниками для возможно полной заделки растительных остатков в поверхностный слой почвы.
Одним из перспективных направлений минимальной обработки является уменьшение числа и глубины, а также возможность замены классической системы обработки почвы менее интенсивными - плоскорезной и поверхностной [81, 235, 188].
По данным зарубежных исследователей [269, 273], минимальная обработка почвы без вспашки приводит к неравномерному распределению растительных остатков и минеральных удобрений в пахотном слое, что приводит к дифференциации пахотного слоя по плодородию и активизации деятельность почвенной фауны 0-10 см слое. Увеличение органического вещества в поверхностном слое способствует более медленному прогреванию весной и охлаждению осенью. Минимальная обработка способствует лучшему воспроизводству гумуса. Возможность сокращения глубины и числа механических обработок определяется равновесной и оптимальной для растений плотностью почвы. Величина расхождения и определяет интенсивность рыхления. Минимизация основной обработки почвы в севооборотах Нечерноземной зоны достигается сочетанием отвальной обработки с поверхностными и плоскорезными рыхлениями.
Погода в годы проведения опытов
Характеристика метеорологических условий, приведенная на рисунках 2.4.1 и 2.4.2, показывает величину и колебания температуры, а также количество осадков в годы проведения опытов.
2013 год - по гидротермическим показателям был влажным. Сумма выпавших осадков за вегетацию сои составила 234,0 мм, что превышало средне-многолетние данные на 48 %. Среднесуточная температура за май составила 22,6 С, что превышало среднемноголетнюю температуру на 5,6 С. Сумма активных температур в мае равнялась 700,6 С, а среднесуточная влажность - 39 %.
В первой декаде июня температура воздуха повысилась на 2 С, а к концу месяца она составила 24,6 С. Общая сумма температур - 723 С. Количество выпавших осадков колебалось от 19,3 в первой декаде до 24,0 и 69,5 мм во второй и третьей декадах. В целом за июнь выпало 113,2 мм осадков, что создало комфортные условия для вегетации растений сои.
В июле сумма осадков составила всего 28,2 мм, а температурный режим изменялся от 26,2 и 24,9 С в первую и вторую декады до 21,6 С в третью декаду. Сумма активных температур составила 747 С. Режим температур августа был близок по своим показателям к июлю. Среднесуточная температура за август составила 22,1 С с колебаниями по декадам от 23 С в первую, 25,1 С во вторую и 22,1 С в третью декаду. Среднесуточная температура за месяц превышала средне - многолетнюю температуру на 1,3 С. При этом продуктивной влаги было очень мало и величина её составила всего 5,8 мм за месяц.
В сентябре выпало более 60 мм осадков, а среднесуточная температура снизилась до 14,4 С, что на 1,8 С ниже среднемноголетней температуры. Среднесуточная влажность высилась до 72 %.
В целом 2013 год можно считать по количеству осадков влажным, а в целом по климатическим условиям - благоприятным для формирования высоких урожаев сои. 2014 год по количеству осадков резко уступает 2013 году. Величина вы павших осадков составила 70,2 мм, что меньше среднемноголетних данных на 85,6 мм или более чем в 2 раза. Осадки распределялись по месяцам вегетации сои неравномерно. В мае и июне выпало по 20 мм, в июле всего 9,1 мм, в авгу сте - 24,5 и в сентябре - 16 мм. Суммарная температура воздуха за май составила 644,8 С при среднесуточной влажности 46,0 %, что на 13,3 % ниже среднемноголетней. В июне, июле, августе и сентябре эти показатели составили 657,0; 771,9; 815,3; 489,0 С и 40,0; 35,0; 39,0 и 47,0 % соответственно. Следует особо отметить высокую температуру в августе, когда среднемесячная величина составила 26,3 С и превышала среднемноголетнюю на 4,3 С. Повышение температуры в июле и в августе сопровождались снижением количества осадков до 9,1 мм (при 33,1 мм по среднемноголетним данным) и 24,5 мм (при 31,0 мм по среднемноголетним данным) соответственно.
Таким образом, 2014 год по своим метеорологическим данным относится к засушливым, что отразилось на состоянии посевов сои. 2015 год по погодным условиям был близок к 2014 году. Общее количе ство осадков составило 73,8 мм, хотя выпавшие в мае осадки в количестве 36,8 мм способствовали созданию комфортных условий для получения дружных всходов сои. Однако в последующие месяцы их величина неуклонно снижалась от 15,5 - 15,0 мм в июне и июле до 2,1 мм в августе. Среднесуточная температура в мае была близка к среднемноголетним данным и составила 17,4 С. В июне, июле и сентябре превышали на 3,7; 1,8 и 4,5 С соответственно. В августе температура была несколько ниже (на 0,7 С) в сравнении со среднемноголетними данными. При этом среднесуточная влажность воздуха изменялась по месяцам от 54 % в мае при посеве сои до 36 % при уборке в сентябре.
Высокие среднесуточные температуры и небольшое количество осадков негативно сказалось на состоянии посевов сои. Безусловно, метеорологические условия во время проведения опытов оказали заметное влияние на величину оросительных норм, водопотребление растений сои по фазам её развития и эффективность использования воды на производстве единицы продукции.Q
Полевые работы на опытном участке
Сложение почвы как объективный показатель плодородия почвы регулирует водные, воздушные, тепловые и питательные свойства почвы.
Рыхлой почве свойственны более быстрые разложения растительных остатков, ускорение процессов нитрификации, повышение биологической активности почвы [135]. По СИ. Долгову и С.А. Модиной [77], повышение объёмной массы с 0,9 до 1,1 т/м проведением прикатывания уменьшает выветривание влаги из нижних слоев почвы. С другой стороны воздушно - рыхлая почва снижает содержание влаги и питательных веществ, что ведет к угнетению растения. Дополнительно к этому рыхлая почва со временем оседает и в процессе этого разрывает корневую систему растений в фазу всходов.
При содержании в почве до 15 % пор резко возрастает расход кислорода, повышается величина содержания углекислого газа, а связь потока воздуха почвы с атмосферой и наоборот падает до критического минимума. Чрезмерно плотная почва препятствует продвижению корней в нижние слои почвы [191].
Величина плотности непосредственно влияет на воздухоемкость, диффузию газов, влагоемкость, водопроницаемость, испарение влаги, теплоемкость и другие процессы, что как следствие определяет уровень продуктивности посевов [204].
Опираясь на данные С.А. Наумова [187], повышение плотности почвы в гуму сном горизонте от 1,1 до 1,5 т/м вызывает уменьшение скорости продвижения почвенной воды в 2,5 - 3 раза.
Н.И. Картамышев [113] выявил, что в случае совпадения равновесной плотности почвы в естественном её сложении с потребностями культурных растений можно применять минимальную обработку, а на посевах очищенных от сорной растительности возможно применение нулевой обработки. Б.А. Доспехов и А.И. Пупонин [82] утверждают, что при разных показателях влажности одного и того же типа почвы, величина оптимальных значений плотности смещается и изменяется от 1,2 - 1,25 т/м в сухие годы до 1,1 - 1,2 т/м3 во влажные годы.
После механической обработки под влиянием силы тяжести почвы, атмосферных осадков и орошения, а также проходов силовых агрегатов, почва самоуплотняется, стремясь к равновесной величине, свойственной для данного типа. Равновесная и оптимальная для растений плотность почвы определяет необходимость проведения механической обработки [59].
Сложение почвы напрямую связано с величиной органического вещества - гумуса. Наличие гумуса в 3,7% и более снимает необходимость применения орудий для обработки почвы [112].
Ряд исследователей пришел к выводу, что плотность 1,0... 1,3 т/м3 [82, 209, 259] соответствует равновесной для черноземов, для каштановых почв -1,1... 1,3 т/м [204], а светло-каштановых орошаемых почв - 1,35... 1,40 т/м [92].
Исходя из заключений Н.А. Качинского [115], пахотный слой называется рыхлым при величине плотности почвы до 1,35 т/м3 и плотным выше этой величины.
К.П. Калибердой и П.Е. Губановым [105] опытным путем установлена благоприятная плотность почвы для растений сои, которая составляет 1,0... 1,2 т/м3.
К.Г. Шульмейстер, А.И. Куликова [261], В.М. Жидков [92] утверждают, что увеличение глубины обработки почвы снижает величину плотности в слое, подверженной механическому воздействию.
Так, максимальное значение плотности в слое 0 - 0,3 м отмечено по дисковой обработке на глубину 0,10 - 0,12 м (А5) и превышало контроль на 3,1 % при посеве, и на 4,1 % при уборке. Кроме того, установлено резкое повышение
Вз 1,22 1,30 1,33 1,29 1,45 1,41 1,43 1,43 плотности почвы в горизонте 0,10 - 0,20 м по этой обработке в сравнении с верхним горизонтом (0,07...0,08 т/м3 или 5,5 %, а по вспашке всего 2%). Таким образом, на варианте с дисковой обработкой при посеве наблюдается резкая дифференциация плотности по слоям почвы, что сказалось на показателях плотности почвы в слое 0 - 0,3 м. Обработка стойкой СибИМЭ (A3 А4) незначительно, но увеличивает величину сложения почвы. К концу вегетации сои наибольшая плотность почвы была также на варианте дисковой обработки на 0,10 - 0,20 м и составила в слое 0 - 0,3 м, в среднем по режимам орошения, 1,42 против 1,37 т/м3 на контроле.
Режимы орошения не оказали заметного и существенного влияния на показатели плотности почвы при посеве. К концу вегетации более уплотненными оказались варианты с поддержанием нижнего порога влажности на уровне 80% НВ (ВЗ) - 1,40 против 1,38 т/м3 на режиме орошения 60% НВ (В1).
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о повышении плотности почвы в слое 0 - 0,3 м при проведении дисковой обработки на 0,10 -0,12 м. Оптимальные значения плотности почвы создаются на вариантах с отвальной обработкой и обработкой стойкой СибИМЭ.
В целом, плотность почвы в слое, в котором находится основная масса корней, на всех изучаемых вариантах была близка к оптимальным показателям и существенного влияния на рост и развитие растений сои не оказала.
Почва характеризуется наличием трех фаз, включающих твердую, жидкую (вода) и газообразную (воздух) среды. Наличие пор в межагрегатных пространствах определяет её общую пористость.
Для нормального развития корневой системы ведущее значение имеет соотношение пористости аэрации к пористости обводнения. Большой группой ученых [51, 85, 116, 215] определен оптимум скважности для нормального развития растений. Её величина составляет 48 - 58 % от общего объёма почвы. Хотя другие исследователи [239] утверждают, что при значении общей скваж 39
ности 53 - 58% и более почва быстро иссушается, замедляя процесс получения дружных всходов. С другой стороны низкая пористость почвы является причиной нарушения воздухообмена, дыхания корней растений, процессов нитрификации и фиксации доступных форм питательных веществ.
По некоторым данным [128] снижению непроизводительных потерь влаги способствует строение почвы, в которой рыхлые и плотные слои чередуются.
Как живой организм почва генерирует процесс, результатом которого является постоянное потребление кислорода и образование углекислого газа. Здесь первостепенное значение имеет водопроницаемость почвы, величина которой непосредственно связана с некапиллярной пористостью. Критической является величина, равная 10 - 12 % от объёма почвы [85, 213].
Состояние водно-воздушных свойств почвы определяется соотношением капиллярных и некапиллярных пор. При близких значениях общей и некапиллярной пористости снижается водопроницаемость и воздухообмен. И наоборот - при обладании некапиллярной пористости является причиной потерь влаги из нижних и верхних горизонтов, поскольку в таких почвах резко возрастает газообмен между почвой и внешней средой [128]. Отношение капиллярной и некапиллярной пористости от 1:1 к 1:3 считается оптимальным для большинства культур [85]. Другие считают это соотношение неблагоприятным, особенно для условий орошения светло-каштановых почв, которые подвержены заплыванию и уплотнению [2, 8, 56, 71, 208].
Количество водопрочных агрегатов
Известно, что соя относится к СЗ видам по принципу углеродного метаболизма и стоит на низкой ступени, характеризуемой невысокой продуктивностью фотосинтеза и эффективностью использования азота.
Листовая поверхность - основной орган растения, аккумулирующий энергию Солнца, органом растений сои является лист. В начале прохождения фенологических фаз роста и развития растения сои имеют незначительную листовую поверхность из-за медленного темпа развития растений. Активное нарастание массы сои начинается в фазы цветения и приближается к максимум в период налива зерна. В дальнейшем, фазу начало созревания, величина биомассы несколько снижается.
Доказано, что продуктивность фотосинтеза определяется площадью листовой поверхности и все агротехнические приемы, способствующие её нарастанию, увеличивают урожайность сельскохозяйственных культур. Оптимальный размер площади листьев у большинства сельскохозяйственных культур считается 30 - 40 тыс. м /га. При общей площади листьев 58 - 68 тыс. м2/га, которая достигается в комфортные для сои годы, урожайность её стремится к максимуму [13].
По нашим наблюдениям (рис. 6.2.1) наивысшая площадь листьев растений сои отмечена на варианте с безотвальной обработкой стойкой СибИМЭ на 0,20 - 0,22 м - 28,4 тыс. м2/га, что на 11,2 % больше площади листьев, сформированных на варианте с контрольной обработкой - 25,3 тыс. м2/га. Повышение уровня водообеспеченности посевов за все годы исследования способствовало формированию более высоких показателей ассимиляционной поверхности. В среднем по изучаемым способам обработки почвы, в вариантах с режимами орошения 70 и 80% НВ получена максимальная за вегетацию площадь листьев - равнялось 26,8 - 27,7 тыс. м2/га соответственно. Превышение в сравнении с режимом орошения 60% НВ составило 2,8 и 3,7 тыс. м2/га. Рисунок 6.2.1 - Площадь листьев сои в фазу цветения по вариантам опыта, тыс. м2/га (в среднем за 2013-2015 гг.) В целом на всех изучаемых вариантах растения сои формировали площадь листовой поверхности, достаточную для получения высоких урожаев зерна. Таким образом, по результатам полученных данных можно сделать вывод о преимуществе варианта 80% НВ на фоне безотвальной обработки почвы стойкой СибИМЭ на 0,20 - 0,22 м, где площадь листьев составила 30,1 тыс. м2/га.
От степени засоренности посевов с/х культур зависит величина и качество урожая. В орошаемом земледелии это особо значимо, поскольку поливная вода стимулирует чрезмерное развитие сорной растительности.
Культура сои по своей морфологии относится к растениям короткого дня, но не переносящей затенения, кроме этого корневая система располагается в верхних слоях почвы. Все это не позволяет сое быть конкурентно способной в отношении сорных растений с мощной корневой системой. Учитывая и то, что соя в начале вегетации отличается замедленным ростом и потому, уже при всходах, заметно её подавление сорняками. Потеря урожая от негативного воздействия сорняков достигает 20 - 30 %. Из-за угнетения сорной растительности у сои на 25 - 35 % снижается ветвление, на 30 - 35 % число бобов, а вынос питательных веществ с единицы площади увеличивается в 1,5 - 2 раза в сравнении с чистыми от сорняков посевами.
В уничтожении сорных растений важное место отводится механической обработке. Есть научные данные, свидетельствующие о снижении засоренности на 20 % (по воздушно - сухой массе при вспашке) на 0,27 м и на 55% при углублении до 0,35 м [79, 97, 163]. Однако обработка глубиной более 0,25 м в борьбе с сорняками по энергетическим показателям невыгодна [55].
Недостатки отвальной обработки некоторые ученые объясняют консервацией семян сорных растений нижних горизонтов, где они проходят период покоя. А при повторной вспашке они попадают в верхний горизонт и имею возможность прорасти, засоряя посевы [178].
С другой стороны, при проведении безотвальных обработок семена сорняков не имеют возможности проходить при покое, а те, которые дают всходы, уничтожаются обработкой [16, 40].
Учитывая особенность семян сорных растений, суть которой состоит в их гибели через 2-4 года после глубокой заделки, необходимо отвальную обработку в севообороте проводить раз в четыре года.
Многие исследователи считают, что засоренность повышается при использовании в качестве основных поверхностные и плоскорезные обработки. Из-за низкого уничтожения корней корневищных и корнеотпрысковых сорных растений [106, 114, 120, 138, 180, 193].
В любом случае уничтожение многолетних сорняков только агротехническими приемами невозможно из-за их особенности прорастать из подрезанных частей и успешно формировать побеги. Связано это с наличием в корневой системе большого количества пластических веществ, способствующих появлению побегов.
Экспериментальное поле, где проводилось исследования, было засорено однолетней сорной растительностью, и для их уничтожения применялся хими 82 ческий метод по средствам внесения почвенного гербицида Харнес нормой 2,5 л на 1 га. Величина засоренности посевов приведена в таблице 6.3.1. В Вз 15,2 11,6 7,2 10,7 начальный период развития сои наибольшее количество сорняков отмечено на дисковой обработке (А5). Число их составило 13,1 шт./м2, что больше контроля на 4,5 %. Безотвальные обработки (A3 А4) занимают промежуточное положение с наличием сорняков в количестве сорняков 10,9 - 10,4 шт./м . По режимам орошения меньшая засоренность в фазу всходов наблюдалась на режиме 60 % НВ (В1) - 9,8 против 10,5 шт./м2 на варианте 80 % НВ (ВЗ).
К концу вегетации общая засоренность снижается в целом на 41 - 42 %, хотя как и в фазу всходов, более засоренным был вариант дисковой обработки на 0,10 - 0,12 м (А5) - 7,7 шт./м или на 45,3 % выше контроля по числу сорняков и на 77,0% по воздушно - сухой массе.
По режимам орошения к концу вегетации, наоборот более засоренным был вариант с жестким режимом орошения 60 % НВ (В1) - 6,9 шт./м2. Поддержание нижнего порога влажности 70 % НВ минимизировало число сорняков до 5,9 шт./м2 по воздушно - сухой массе - 7,8 - 6,1г./м2 соответственно.
Обобщая полученные показатели, можно сделать вывод, что большая засоренность посевов сои была о большей по дисковой обработке на 0,10 - 0,12 м как в фазу всходов, так и к концу вегетации. По режимам орошения в начале вегетации сои менее засоренными были посевы на режиме орошения 60 % НВ, однако к концу вегетации, наоборот -здесь наблюдалась повышенная засоренность. Внесение гербицида снизило количество сорняков и их воздушно - сухую массу на 42 % вне зависимости от изучаемых вариантов.Q