Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопроса и задачи исследований 8
1.1. Причины необходимости освоения почвозащитной системы обработки почвы...8
1.2. Актуальные вопросы борьбы с сорняками при индустриальной почвозащитной технологии возделывания кукурузы 13
1.3. Цели и задачи исследований 19
2. Почвенно-климатическая характеристика зоны, услошя проведения методика исследований 21
2.1. Краткая почвенно-климатическая характеристика и растительность северной Степи УССР 21
2.2. Характеристика опытного участка и погодные условия в годы проведения исследований ... 22
2.3. Агротехнические условия проведения опытов... 26
2.4. Методика исследований 29
3. Оценка эффективности основной обработки почвы, междурядных культивации и гербицидов в борьбе с сорняками 33
3.1. Влияние агротехнических приемов и химических средств на засоренность посевов кукурузы 33
3.2. Вредоносность сорных растений и достоверность методов ее определения 41
3.3. Факторы прогнозирования засоренности и планирования применения гербицидов 50
3.4. Особенности роста и развития сорных растений
на плоскорезной обработке.. 62
4. Агрофизические и биопочвенные предпосылки индустри альной почвозащитной технологии выращивания куку рузы 65
4.1. Динамика запасов продуктивной влаги почвы. 65
4.2. Плотность сложения и твердость пахотного слоя... 73
4.3. Структурно-агрегатный состав почвы и ее водопроницаемость 83
4.4. Биологическая активность почвы и обеспеченность основными элементами питания 87
5. Рост и развитие, продуктивность и качество зерна кукурузы 96
5.1. Зависимость темпов роста растений от степени засоренности и почвообработок 96
5.2. Урожайность зерна кукурузы и его качество 101
6. Последействие основной обработки почвы и гербицидов на продуктивность ячменя
7. Экономическая и биоэнергетическая эффективность индустриальной почвозащитной технологии 115
Выводы 122
Предложения производству 125
Список литературы
- Актуальные вопросы борьбы с сорняками при индустриальной почвозащитной технологии возделывания кукурузы
- Характеристика опытного участка и погодные условия в годы проведения исследований
- Вредоносность сорных растений и достоверность методов ее определения
- Плотность сложения и твердость пахотного слоя...
Актуальные вопросы борьбы с сорняками при индустриальной почвозащитной технологии возделывания кукурузы
При существующем уровне земледелия в СССР и передовых сельскохозяйственных странах потери урожайности культур от сорняков продолжают оставаться достаточно большими, несмотря на примене ниє имеющихся средств борьбы с ними. Ежегодно в мире от сорняков теряется столько растениеводческой продукции, сколько нужно, чтобы прокормить около 100 млн. человек (Бычков Г.Н., 1978). По нашей стране в среднем за один год потери зерна от сорняков составляют около 20 млн. т, а на борьбу с ними расходуется до ЗО/о всех трудовых затрат в земледелии (Орищенко А.Д., 1974; Захаренко В.А., 1976; Яворский А.Г. и др., 1979).
Однако прямыми потерями вред, причиняемый сорняками сельскому хозяйству, не ограничивается. Они вызывают увеличение затрат на приобретение специальных орудий обработки почвы, опрыскивателей, химических средств борьбы с ними, затрудняют уборку, переработку урожая и т.д. (Паденов К.П. и др., 1976).
Проблема борьбы с сорной растительностью еще более усложняется при отказе от традиционных способов основной обработки почвы и переходе к почвозащитным и минимальным технологиям. Работами по изучению влияния на засоренность почвы и посевов культур беспахотного земледелия пока еще не установлено четкой определенности и экспериментальные данные носят часто противоречивый характер. Ряд исследователей отмечает, что отсутствие вспашки и рыхлений приводит, как правило, к значительному повышению засоренности (Рассел Э., 1955; Чуданов И.А., 1976; Рама-занов Р.Я., 1977; Коробова Л.Й., 1978; Яворский А.Г. и др., 1979; Бей А.А. и др., 1980; Милащенко Н.З. и др., 1981). Другие, наоборот, считают, что нельзя бороться с сорняками путем заделки их в почву, так как многие семена могут сохранять жизнеспособность на протяжении очень продолжительного времени. Борьба с сорными растениями таким способом не дает результатов и поставленная цель не достигается, поэтому гораздо лучше оставлять их семена вблизи поверхности почвы, стимулировать прорастание и получить возможность уничтожить всходы (Крафтс А.С. и др., 1964; Шенявский A.A., 1965).
Академик А.И.Мальцев (1962) по этому поводу писал: "Вряд ли кому придет в голову, что постоянное мотыжение только способствует размножению, например, щирицы, так как семена этого растения могут прорастать лишь в том случае, когда бывают повреждены и выворочены на поверхность земли, будучи покрыты лишь тонким слоем почвы".
Однако несмотря на диаметральную противоположность полученных результатов по влиянию почвозащитных систем обработки почв на степень засоренности, в обоих случаях признается положение, что беспахотное земледелие ведет к скоплению семян сорняков в верхних слоях почвы. Поэтому в районах, где целесообразно и оправдано внедрение минимальной технологии, должна быть применена специальная агротехника, обеспечивающая высокую эффективность в борьбе с сорняками. Успешное внедрение почвозащитной обработки почвы невозможно без комплексного решения вопросов эффективного применения гербицидов (Пупонин А.И., 1978). Борьба с сорняками одними агротехническими приемами не всегда дает положительные результаты. Это обусловлено тем, что за один проход агрегата невозможно уничтожить достаточно большую часть потенциальных запасов сорняков, поскольку семена их прорастают неодновременно, а также трудностями борьбы с ними в рядках при возделывании пропашных культур (Шисюнов А.В., 1976). При одном только механизированном уходе за посевами кукурузы, но без гербицидов, масса однолетних сорняков может достигать 29 ц/га и урожайность снижается на 11-35$ (Фисюнов А.В., 1973; Циков B.C. и др., 1982).
Характеристика опытного участка и погодные условия в годы проведения исследований
Опыты проводились в 1980-1983 гг. на Эрастовской опытной станции Всесоюзного научно-исследовательского института кукурузы, которая расположена в Пятихатском районе Днепропетровской области.
Почва опытного участка - чернозем обыкновенный малогумусный тяжелосуглинистый с содержанием в пахотном слое физической глины (частиц менее 0,01 мм) 49,1-52,7%, поглощенного кальция 27,9-31,2, магния 4,9-5,6 мг-экв. на 100 г почвы, валового азота 0,23-0,26, фосфора 0,13-0,16 и калия 2,2-2,5%. Реакция почвенного раствора нейтральная. Удельная масса почвы в слое 0-20 см составляет 2,62 г/см3, объемная масса 1,1" г/см3. Количество водопрочных агрегатов в пахотном слое изменяется в пределах от 40 до 50%.
Влажность устойчивого завядания чернозема опытного участка 11,2-12,1%. Запас недоступной влаги в метровом слое почвы около 150 мм, наименьшая влагоемкость 330 мм. Грунтовые воды на водоразделах и склонах залегают на глубине 12-20 м и увлажнение почв осуществляется исключительно за счет атмосферных осадков.
Годы проведения опытов характеризовались следующими метеорологическими условиями: 1980 год. Запасы продуктивной влаги в 1,5 м слое почвы к посеву кукурузы составили 152 мм. Годовая сумма осадков превысила среднемноголетнюю на 300, а за вегетационный период на 141 мм (табл. 2.2.1). Самой высокой увлажненностью отличалась первая декада июня, когда выпало 111,1 мм. На протяжении вегетационного периода лишь в августе количество осадков было меньше среднемноголетнего. Гидротермический коэффициент (ГТК) в целом был оптимальным для развития кукурузы и за период май - сентябрь составил 1,46. При этом по месяцам соотношение тепло- и влаго-обеспеченности резко отличалось и составило, например, в июне 2,94, а в августе 0,50 (рис. 2.2.1).
В этом году отмечалась наиболее высокая относительная влажность воздуха, что создавало благоприятные условия для сокращения непродуктивных потерь влаги с поверхности почвы. Однако полной реализации почвенно-климатического потенциала в урожайности кукурузы не произошло. Причина тому - градобой в период выбрасывания метелок, который в значительной степени повредил листовой аппарат кукурузы. Урожайность зерна кукурузы составила 48,6 ц/га. 1981 год- характеризовался большими весенними запасами продуктивной влаги в почве (273 мм в слое почвы 0-150 см) и дефицитом осадков (меньше многолетнего на 35 мм) в июне и сентябре.
Сумма эффективных температур в среднем превышала многолетнюю на 124С, а ГТК был ниже, чем в 1980 г. почти в два раза.
В результате урожайность кукурузы оказалась относительно невысокой и составила в среднем по опыту 44,0 ц/га. 1982 год в целом можно считать наиболее благоприятным для кукурузы. Исходные запасы влаги в почве составили 228 мм. За вегетацию осадков выпало 244 мм и большая часть из них в период максимального водопотребления кукурузы.
Среднесуточная температура воздуха на протяжении периода от начала вегетации до последней декады августа была ниже сред-немноголетней на 0,5-2,5С. При этом наибольшая разница отмечалась в июле и наименьшая в августе.
ГТК в фазы наиболее интенсивного роста кукурузы был выше, чем в другие годы и приближался к оптимальному, что способствовало достижению высокого уровня урожайности кукурузы (49,5 ц/га). 1983 год отличался наибольшим дефицитом суммы исходных за пасов влаги в почве (179 мм) и количества осадков, выпавших за вегетационный период (191 мм). Особенно высокой сухостью харак теризовался апрель, когда выпало всего 8,1 мм осадков, а мини мальная относительная влажность воздуха снижалась до 15%. ГТК за период май-сентябрь составил в среднем 0,74 и не поднимался выше I, что в конечном счете и предопределило самую низкую уро жайность кукурузы (40,2 ц/га) из всех лет исследований.
Таким образом, погодные условия в годы проведения опытов складывались неодинаково, что позволило дать всестороннюю оценку изучаемым приемам.
Вредоносность сорных растений и достоверность методов ее определения
Под вредоносностью понимается объективное свойство сорных растений угнетать рост и развитие сельскохозяйственных культур и тем самым снижать урожайность и ухудшать качество продукции. Депрессия ростовых процессов в растениях кукурузы, как и других культур, является следствием конкурентных взаимоотношений с сорняками в основном в отношении элементов питания и потребления почвенной влаги. Степень вредоносности сорняков приtэтом.не яв ляется постоянным признаком. Она зависит от вида сорного растения, его фазы развития и культуры, продолжительности конкурентных отношений, культуры земледелия и погодных условий (Ши-сюнов А.В., 1969; Воеводин А.В., 1974; Бычков Г.Н., 1979; Фадеев Ю.Н. и др., 1978; Циков B.C. и др., 1983).
Наиболее вредоносными сорняками для кукурузы являются амброзия полынолистная, бодяк щетинистый, дурнишник обыкновенный, присутствие которых в посеве может привести к снижению урожайности в 1,5-2,5 раза (Фисюнов А.А., 1973; Воробьев Н.Е., 1980).
Нередко наблюдается явление реверсии, когда меньшее число сорных растений вызывает более сильное угнетение кукурузы. Уста-новлено, что 15 мощно развитых экземпляров мари белой на І м угнетает сильнее, чем 30-50 умеренно развитых. Поэтому при расчете коэффициента вредоносности в качестве аргумента лучше брать массу сорняков, а не их количество (Воеводин А.В., 1978; Ладенов К.П. и др., 1976; Таскаева А.Г. и др., 1982).
При изучении вредоносности необходимо учитывать, что сорняки вредят неравномерно на протяжении вегетационного периода кукурузы, а оказывают наибольший ущерб на определенном этапе развития культуры, названном критическим периодом конкурентных отношений. Для кукурузы этот период ограничивается 6-7 неделями после появления ее всходов. Практически не изученными остаются вопросы вредоносности и методов ее определения при возделывании сельскохозяйственных культур по прогрессивным почвозащитным технологиям с минимумом почвообработок и использованием качественно новых химических средств различного видового спектра и периода детоксикации. Лишь отдельные работы говорят об усиленном проявлении вредного действия сорняков на фоне безотвальных обработок (Ванин Д.Е. и др., 1980).
Видовой и количественный состав сорного фитоценоза посевов кукурузы в течение всего периода ее вегетации не остается постоянным, а изменяется в соответствии с продолжительностью времени детоксикации гербицидов в почве, погодных условий, а также степени засоренности и очищения от семенных зачатков сорняков в начальные фазы развития кукурузы, К таким выводам мы пришли на основании сравнения и анализа результатов учета надземной засоренности по различным вариантам в начале (табл. 3,1.1, приложи 3.1.I) и в конце вегетационного периода (табл. 3.2.1, прилож. 3.2.1).
Во всех случаях применение устойчивых к разложению гербицидов обусловливало более низкую, а быстроразлагающихся более высокую по отношению к исходной, предуборочную засоренность посевов. Так, если на делянках с внесением симазина в сочетании с аминной солью 2,4-Д без междурядных обработок за указанный период на фоне вспашки количество сорняков снизилось до 12,8 шт./м , то при применении эрадикана, наоборот, увеличилось с 1,2 до 8,3 шт./м2.
Под действием приемов борьбы с сорняками по-разному изменялась в опытах и масса сорняков на единицу площади и одного растения. Наименьшую общую и единичную массу сорные растения формировали на контрольных делянках и после применения эрадикана в сочетании с олео-гезапримом 400 и наибольшую - при внесении симазина и смеси линурона с прометрином (табл. 3.2.2, 3.2.3).
В условиях постоянных изменений в составе сорного фитоценоза урожайность кукурузы в большей степени зависела от весовой, а не количественной засоренности посевов. Варьирование ее на 98,($ определялось массой сорняков и лишь на 58,2/6 предуборочным количеством.
Плотность сложения и твердость пахотного слоя...
Значение структуры почвы в создании оптимальных для сельскохозяйственных культур условий водного, воздушного и пищевого режимов являются общепризнанными. Чрезмерное распыление почвы, например, отрицательно влияет на возделываемые растения и на саму почву. Диспергация ее структуры заметно ухудшает водопроницаемость и газообмен в почве, условия питания и роста растений. На распыленной почве возрастает поверхностный сток воды со всеми вредными его последствиями (Сухарев И.П. и др., 1958; Иванов П.К., 1972; Зайцева А.А. и др., 1976; Йелинск К. и др., 1975; Тищенко Л.Д., 1976; Линский A.M., 1982; Гниненко Н.В., 1982).
Учитывая это, нам весьма важно было выяснить изменения структуры почвы в зависимости от способа и количества почвообработок при индустриальной технологии ее выращивания. Освещение этих вопросов позволило бы в определенной мере выявить какие приемы более пригодны в каждом конкретном случае для поддержания и повышения плодородия. Для характеристики структуры почвы различных вариантов в опытах мы использовали данные структурного и агрегатного анализа. При этом учитывая, что исследованиями этих показателей в слое почвы 10-30 см различий по вариантам не выявлено, мы не будем останавливаться на их анализе. Ограничимся исследованиями структурно-агрегатного состава верхнего 0-5 см слоя, который подвергался более активному воздействию при обработке,, и, как известно, играет важную роль в жизни почвы и защите ее от эрозии.
Установлено, что в летний период после завершения ухода за посевами содержание агрономически ценных агрегатов в слое почвы 0-5 см выше на плоскорезной обработке (вариант без междурядных рыхлений) и меньше на отвальной вспашке (табл. 4.3.1).
С переходом от варианта с исключением междурядных обработок до варианта с двумя обработками как на плоскорезной обработке, так и на вспашке во всех случаях содержание агрономически ценных частиц снижалось на 6,2-8,3%, а пылеватых повышалось на 2,9-4,9%, что в целом свидетельствует о ухудшении почвенной структуры, ее распылении при механических обработках. Тенденция к большей оструктуренности почвы при плоскорезной обработке обусловливалась наличием на поверхности растительных остатков, которые в какой-то степени предохраняли почву от разрушительного действия воды во время дождей» Механические обработки, связанные с предпосевной культивацией, заделкой гербицидов и междурядными обработками во всех случаях способствовали снижению оструктуренности почвы независимо от наличия или отсутствия на поверхности стерни.
Количество водопрочных агрегатов (частиц размером 0,25--3 мм) в 0-5 см слое почвы изменялось в соответствии с теми же закономерностями, что и агрономически ценной, т.е. содержание их было несколько выше на плоскорезном фоне и снижалось с увеличением количества междурядных обработок.
Сущность изменения количества впитываемой воды в опытах состояла в том, что увеличение числа междурядных обработок приводило также к довольно существенному ее снижению. При этом проведение уже одной междурядной обработки создавало худшие условия для впитывания ее в почву (табл. 4,3,2).
Понижение водопроницаемости при усилении механического воздействия на почву в летний период обусловливалось несколькими причинами: первая из них и наиболее существенная заключалась в том, что после прохода лап культиватора в уже довольно плотной почве образовалась слабопроницаемая подошва, которая нарушала однородность пахотного слоя, приводила к разрыву капиллярных связей между слоями. Вторая состояла в большем распылении почвенных агрегатов, которые во взвешенном состоянии переносились из верхних слоев почвы в нижние, обусловливая закупорку микропор.
Менее существенное влияние на снижение водопроницаемости, чей предыдущие факторы оказало, по-видимому, уплотняющее воздействие рабочих органов культиватора и ходовых систем тракторов.
