Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 9
1.1.Биологизация земледелия и повышение плодородия почвы 9
1.2. Роль отдельных факторов в повышении почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур (севообороты, многолетние травы, навоз, солома, сидераты) 14
1.3. Сравнительная эффективность чистых, занятых и сиде-ральных паров в звеньях севооборота 42
ГЛАВА 2 Почвенно-климатические условия и методика проведения исследований 48
2.1. Почвенно-климатические условия зоны 48
2.2. Метеорологические условия за годы проведения исследований 50
2.3. Схема опыта и методика проведения исследований 55
ГЛАВА 3 Фенологические наблюдения и учет засоренности посевов озимой пшеницы и сахарной свеклы в звене свекловичного севооборота 59
3.1.Фенологические наблюдения за посевами озимой пшеницы по чистому и сидеральному парам 59
3.2. Состояние растений озимой пшеницы перед уходом в зиму 61
3.3. Засоренность посевов озимой пшеницы 62
3.4. Фенологические наблюдения за посевами сахарной свеклы 64
3.5. Засоренность посевов сахарной свеклы 67
ГЛАВА 4 Влияние видов пара и соломы озимой пшеницы на водно-физические свойства и питательный режим чернозема типичного в звене свекловичного севооборота 70
4.1. Влияние сидерального пара и соломы на водно-физические свойства почвы 70
4.2. Влажность почвы под озимой пшеницей и сахарной свеклой в различных звеньях севооборота 73
4.3. Использование сельскохозяйственными культурами питательных веществ удобрений в звене свекловичного севооборота 81
4.4. Динамика питательных веществ в почве под озимой пшеницей 86
4.4.1. Динамика усвояемого азота 86
4.4.2. Динамика подвижного фосфора 91
4.4.3. Динамика обменного калия 93
4.5. Динамика питательных веществ в почве под сахарной свеклой 96
4.5.1. Динамика усвояемого азота 96
4.5.2. Динамика подвижного фосфора 101
4.5.3. Динамика обменного калия 104
ГЛАВА 5 Урожайность культур и качество продукции в различных звеньях севооборота в зависимости от приемов повышения плодородия почвы 108
5.1. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы 110
5.2. Урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы 113
ГЛАВА 6 Экономическая и биоэнергетическая эффективность звена свекловичного севооборота в зависимости от приемов повышения плодородия почвы 117
6.1. Экономическая эффективность использования сидерального пара и соломы в звене свекловичного севооборота 118
6.2. Биоэнергетическая эффективность применения сидерального пара и соломы в свекловичном севообороте 121
Основные выводы 125
Рекомендации производству 129
Список литературы 130
Приложения 148
- Роль отдельных факторов в повышении почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур (севообороты, многолетние травы, навоз, солома, сидераты)
- Метеорологические условия за годы проведения исследований
- Влажность почвы под озимой пшеницей и сахарной свеклой в различных звеньях севооборота
- Биоэнергетическая эффективность применения сидерального пара и соломы в свекловичном севообороте
Введение к работе
Актуальность темы. Основной закон плодородия почвы гласит: питательные вещества, отчуждаемые с урожаем сельскохозяйственных культур, должны с избытком возвращаться в почву. Если этого не происходит, то усиленно идет процесс минерализации гумуса, снижается почвенное плодородие.
Данные обследований Тамбовского аїрохпмического центра в 2000 году свндегельсгвуют о том, что на территории области, где преобладали черноземы с высоким содержанием гумуса, сохранилось лишь 4,4 % пахотных угодий с содержанием гумуса от 8 до 9 %. На большей часта пашни количество гумуса в пахотном слое составляет от 6,1 до 8,0 % и почти на 20% пашни -ниже 6,0%.
Главная причина снижения плодородия почвы - это недостаточное применение органических удобрений в связи с резким сокращением объемов их заготовок и высокой энергозатратностыо.
В сложившихся хозяйственно-экономических условиях производства, для сохранения плодородия почвы и обеспечения стабильной урожайности сельскохозяйственных культур следует использовать природные биологические средства и приемы. Среди них наиболее простыми в применении и малозатратными являются сидеральные пары и солома зерновых культур.
Однако недостаточная изученность этих приемов ограничивает их широкое практическое применение.
В связи с вышеизложенным возникла необходимость сравнительного изучения эффективности использования разных видов пара и соломы в звене свекловичного севооборота в условиях чернозема типичного Тамбовской области.
Цель исследований заключалась в определении влияния чистого и сидерального (горчичного) паров и соломы озимой пшеницы на почвенное плодородие, величину и качество урожая, экономическую и энергетическую эффективность возделывания озимой пшеницы и сахарной свеклы в различных звеньях свекловичного севооборота.
Задачи исследовании
І.Дать оценку состояния развития растений и засоренности посевов озимой пшеницы и сахарной свеклы в соответствующих звеньях севооборота.
2.Изучить влияние различных видов пара и соломы на водно-физические свойства и питательный режим почвы под сельскохозяйственными культурами.
3.Установить степень влияния разных видов пара и соломы на поступление питательных веществ в почву н их использование культурами звена.
4. Провести учет урожая озимой пшеницы и сахарной свеклы и определить его качество.
5.Рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность звена свекловичного севооборота с применением разных видов пара и соломы озимой пшеницы.
Научная новизна работы. В условиях Тамбовской области установлена эффективность звена свекловичного севооборота с применением сидерального (горчичного) пара при дополнительном внесении минеральных удобрении в дозе N30P.10K30 кг действующего вещества на гектар. За счет поступления органического вещества сидерата в почву и более полного использования элементов питания культурами свекловичного звена этот вариант обеспечил рост почвенного плодородия, получение наибольшей урожайности озимой пшеницы и сахарной свеклы с высоким качеством продукции, более высокую экономическую и биоэнергетическую эффективность звена севооборота.
Запашка соломы озимой пшеницы в звене свекловичного севооборота оказала положительное влияние на накопление влаги в почве, повышение сахаристости корнеплодов свеклы и выход сахара.
Практическая значимость результатов исследований. Разработаны и опубликованы областные рекомендации по применению сидерального (горчичного) пара в звене свекловичного севооборота, обеспечивающего сохранение и повышение плодородия почвы за счет дополнительного поступления органического вещества, что способствует росту урожайности озимой пшеницы и сахарной свеклы.
В 2005-2006 годах в хозяйствах Тамбовской области сидеральные пары применялись на площади 11,7 тыс. гектаров, измельчение и запахивание соломы проводилось на площади 200 тыс. гектаров.
Апробация работы. Основные положения исследований были доложены автором и получили положительную оценку на межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования агрономического факультета Мичуринского государственного аграрного университета (Мичуринск, 2004), на заседаниях Ученых советов ГНУ Тамбовский НИИСХ (Чакино, 2002, 2003, 2004, 2005) и агрономического факультета Мичуринского ГАУ (Мичуринск, 2002, 2003, 2004, 2005), на Международной научно-практической конференции, посвященной теме «Четверть века на страже плодородия» (Белгород, 2006), и опубликованы в четырех печатных изданиях.
Защищаемые научные положения:
Применение сидерального (горчичного) пара и соломы озимой пшеницы повышает плодородие чернозема типичного в условиях Тамбовской области.
Дополнительное применение малых доз минеральных удобрений обеспечивает получение более высокой урожайности озимой пшеницы и сахарной свеклы в звене севооборота с сидеральным паром.
Использование сидерального пара с применением N30P30K30 кг д.в. на га обеспечивает более высокую экономическую и биоэнергетическую эффективность звена свекловичного севооборота по сравнению с чистым паром.
Объем и струюура диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений. Общий объем составляет 178 страниц компьютерного текста. Работа содержит 29 таблиц в тексте и 32 — в приложении. Список использованной литературы включает 202 наименования, в том числе 10 иностранных авторов.
Исследования проводились в течение 2001-2004 годов на базе стационарного опыта отдела земледелия Тамбовского НИИ сельского хозяйства, расположенного в юго-восточной степной части области.
Почва опытного участка представлена черноземом типичным, мощным тяжелосуглинистого механического состава со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса в пахотном слое (0-30 см) составляет 6,5-7,4 %, общего азота - 0,36 %, фосфора - 0,21 %, калия - 2,35 % от веса почвы, нитратного азота (N03) - 2,5-4,3 мг, подвижного фосфора (Р2О5)--12-15 мги обменного калия (К20)-30-35 мг на 100 г почвы; рН солевой вытяжки - 6,4-6,5, гидролитическая кислотность - 3,4-3,5 мг-экв. на 100 г почвы.
Климат южной зоны Тамбовской области умеренно континентальный с неустойчивым увлажнением, довольно теплым летом и холодной продолжительной зимой. Годовое количество осадков за годы исследований колебалось в пределах 490,7-669,8 мм, за вегетационный период выпадало от 199,8 до 438,1 мм. Средняя годовая температура воздуха изменялась от 5,3 до 6,9С, за вегетационный период- от 14,6 до 16,3С. Отклонения от среднемноголетних показателей за вегетацию составляли от 30,9 до 51,6 % по количеству осадков и от 2,0 до 9,4 % по среднесуточной температуре воздуха.
В целом метеорологические условия за годы проведения исследований были различными, что дает возможность более объективно оценить эффективность изучаемых приемов повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур.
В качестве схемы опыта было взято звено свекловичного севооборота: чистый чар — озимая пшеница — сахарная свекла. Варианты опыта различались между собой разными видами пара как предшественника озимой пшеницы.
1 .Чистый пар без удобрений (контроль).
Чистый пар + 30 т/га навоза + солома (после уборки озимой пшеницы).
Чистый пар + 60 т/га навоза.
Сидеральный (горчичный) пар.
Сидеральный (горчичный) нар + N30P.10K30.
Повторность в опыте трехкратная, размеры делянок: посевной -335 м", уборочной - 200 м2, размещение делянок - систематическое. Сидерация пара проводилась с использованием горчицы белой.
Подготовка почвы, посев и уход за посевами осуществлялись в соответствии с рекомендованными производству технологиями. В пятом варианте после скашивания горчицы с измельчением вносилось полное минеральное удобрение в дозе 30 кг/га действующего вещества каждого элемента. Во втором варианте при уборке озимой пшеницы проводилось измельчение соломы и равномерное ее внесение на поверхность почвы с последующим лущением и запашкой под сахарную свеклу.
Проводились следующие наблюдения, учеты и анализы:
фенологические наблюдения - по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989);
состояние растений озимой пшеницы перед уходом п зиму - путем отбора и анализа растений, взятых с 0,25 м2 в четырех местах делянки во всех иовторпостях;
засоренность посевов - методом учетных площадок (0,25 м2) в четырех местах делянки каждой повторності!, в посевах пшеницы - перед уборкой, а в посевах сахарной свеклы - перед первой междурядной обработкой и перед уборкой;
плотность почвы — методом цилиндров;
водопроницаемость - методом заливки площадок (Кауричев И.С., 1973);
влажность почвы -термостатно-весовым методом на глубину 100 см - перед посевом озимой пшеницы и весной в период возобновления вегетации, на глубину 150 см - перед посевом сахарной свеклы в период смыкании рядков и перед уборкой (послойно через каждые 10 см);
агрохимические свойства почвы: гумус - по Тюрину, рН солевой вытяжки - потенциомегрпческим методом, гидролитическая кислотность — по Каппену, аммиачный и нитратный азот — по Грандваль-Ляжу, подвижный фосфор - по Чирикову и обменный калий - по Масловой;
анализ растительных образцов: азот - колориметрически с реактивом Несслера, фосфор - по образованию молибденовой сини с последующим просмотром наФЭКе, калий - методом пламенной фотометрии;
структура урожая озимой пшеницы — методом учетных площадок (0,25 м2) в четырех местах делянки каждой повторности; при анализе подсчитывалось количество растении и продуктивных стеблей на 1 м , количество зерен и их масса с 1 растения, масса 1000 зерен;
густота насаждения растений сахарной свеклы - путем сплошного подсчета растений на учетной делянке с последующим переводом в тыс. штук на гектаре;
сахаристость корнеплодов сахарной свеклы - методом холодной водной дигестии с последующим просмотром на поляриметре;
доброкачественность сока ~ по методу Силина;
уборка пшеницы - малогабаритным комбайном «Сампо-500», учет урожая - сплошной поделяночный;
уборка сахарной свеклы — с помощью свеклоподъемника и ручной сборки и очистки корнеплодов; учет урожая -- по фактическому весу корнеплодов с каждой делянки;
математическая обработка урожайных данных — методом дисперсионного анализа по Б.Л. Доспехову (1985);
биоэнергетическая эффективность вариантов- по методикам МСХ СССР, ВАСХНИЛ.-М., 1983; Мичуринск, 1997.
Роль отдельных факторов в повышении почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур (севообороты, многолетние травы, навоз, солома, сидераты)
Академик Дмитрий Николаевич Прянишников высказывал на счет севооборотов такую мысль, что их надо стремиться построить так, чтобы они способствовали последовательному повышению продукции. «Чтобы правильно построить севооборот, нужно ввести в него в должном соотношении и должной последовательности четыре звена плодосмена: озимые и яровые хлеба, пропашные культуры и травы... А в большинстве районов при недостатке влаги добавить пятое очень важное звено - паровое поле» - Прянишников Д.Н., 1962.
При бессменном выращивании сельскохозяйственных культур снижается общая численность бактерий и биологическая активность почвы, часто увеличивается численность фитопатогенных грибов, что приводит к значительному недобору урожая (Андрусенко И.И., Коваленко A.M., 1981).
В каждом хозяйстве севообороты должны строиться с учетом местных природных и экономических условий.
В.Т.Лобков (1997) указывает, что очень важно соблюдение основного требования севооборота: чем больше чередуется различающихся по биологии культур в севообороте, тем лучше физиолого-биохимическое состояние почвенной среды, тем выше уровень эффективного плодородия почвы. Расширить набор культур в севообороте возможно за счет применения сидератов и, в первую очередь, в паровых полях. Чистые пары должны постепенно заменяться сиде-ральными.
Проведенные в Алтайском НИИ земледелия и селекции исследования доказывают эффективность возделывания яровой пшеницы в севооборотах по сравнению с монокультурой. За 12 лет средняя урожайность яровой пшеницы в четырехпольном севообороте за первую ротацию составила 20,9 ц/га, за третью - 23,9 ц/га, а в бессменном посеве за этот же период - соответственно 15,6 и 13,7 ц/га. При этом средняя урожайность по севообороту без удобрений была равна 22,7 ц/га, а в бессменном посеве при внесении минеральных удобрений - 18,3 ц/га. Кроме урожайных данных отмечалось также преимущество севооборота по качеству выращенного зерна, по запасам продуктивной влаги и нитратного азота, по засоренности и фитосанитарному состоянию посевов. Таким образом, в севообороте создаются более благоприятные условия для развития растений, чем в бессменном посеве. Причем, с увеличением числа полей в севообороте повышается их продуктивность. Так, в четырехпольном севообороте выход зерна с гектара пашни составил 16,9 ц/га, в пятипольном - 17,3, в шестипольном - 19,6 ц/га (Беспамятный В.И., 1998).
В.Т.Рымарь и Т.П.Покудин (1999) считают, что севооборот является важнейшим стабилизирующим фактором земледелия. Поэтому очень важно соблюдать в хозяйствах рекомендуемую учеными структуру посевных площадей и схему чередования культур в севооборотах, применяя в них, для обогащения почвы биологическим азотом, посев бобовых культур, использование сидератов и соломы.
С целью повышения и сохранения плодородия почв рекомендуется внедрение плодосменных и травопольных полевых и кормовых севооборотов, насыщенных многолетними травами, особенно бобовыми. Они повышают и сохраняют плодородие почв, позволяют получать высокие урожаи зерновых и кормовых культур (Каштанов А.Н., 1999).
Такое же мнение высказывают и другие ученые: Шишов Л.Л., Карманов И.И., Зимовец Б.А., 1987; Бережной П.П., 1993; Пожилов В.И., Жидков В.М., Зеленев А.В., 1999. Наряду с многолетними травами они рекомендуют также вводить в севообороты сидеральные культуры, что способствует уменьшению потерь органики из почвы, является высокоэффективным приемом повышения урожайности сельскохозяйственных культур и плодородия почвы.
Исследования НИИСХ ЦРНЗ показали, что в условиях Московской области насыщение севооборота зерновыми культурами с 50 до 83 % без снижения урожайности возможно при запашке пожнивной горчицы в чистом виде и совместно с соломой. Отмечено, что пожнивная сидерация способствует уничтожению корневых гнилей, поскольку обеспечивает очищение почвы от возбудителей данной болезни (Лошаков В.Г., Иванова С.Ф. и др., 1987). Авторы считают также, что правильное чередование различных видов зерновых культур в сочетании с применением агротехнических средств позволяет решить проблему уничтожения сорняков в зерновых севооборотах.
Ряд авторов (Войтович Н.В., Кирдин В.Ф., Полев Н.А., 1999) отмечает, что многолетние травы в севообороте оставляют в почве до 15 т/га и более пожнивных и корневых остатков, которые способствуют повышению плодородия почвы. Вместе с тем они считают, что одно поле в севообороте должно быть занято зернобобовой культурой (горох, вика, люпин), которые оставляют после себя в почве азот, что позволяет поддерживать высокий уровень урожайности последующих культур.
В многолетнем опыте Брянской ГСХА изучали влияние чередования культур в девятипольном севообороте: горох, озимая пшеница, кукуруза, ячмень с подсевом многолетних трав, многолетние травы первого года пользования, многолетние травы второго года пользования, озимая рожь, картофель, овес. Такой севооборот способствовал подавлению многих сорняков, вредителей, болезней и в условиях отсутствия минеральных удобрений и пестицидов обеспечивал высокий урожай зерновых, кормовых культур и картофеля. В последствии биологизация севооборота была усилена за счет введения сидерального пара вместо гороха на зерно и запашки соломы зерновых культур. Это привело к повышению урожая сена до 31-40 ц/га, озимой пшеницы до 34 ячменя до 47-60, овса до 30-46, картофеля до 291-333 ц/га (Лопачев Н.А., Наум-кин В.Н., 1999). Полученная продукция в севообороте, при максимальном энергосбережении, без применения минеральных удобрений и пестицидов, оказалась биологически полноценной, экономически выгодной и экологически чистой.
Об эффективности применения плодосменных севооборотов с многолетними травами и бобовыми культурами в качестве биологического метода повышения плодородия почв указывают результаты исследований, проведенных в НИИСХ ЦРНЗ на дерново-подзолистой почве. На основании опытных данных установлено, что севообороты должны быть плодосменными, многопольными, включая не менее двух полей многолетних трав (бобовых или бобово-злаковых). В зернопропашных севооборотах дополнительно к многолетним травам необходимо включать и однолетние бобовые культуры на зеленую массу. Остальные поля могут быть заняты зерновыми и кормовыми культурами с использованием их наземной массы в качестве органического удобрения (Попов П.Д., 1987; Кирдин В.Ф., Саранин Е.К., 1996; Саранин Е.К., 1997).
Метеорологические условия за годы проведения исследований
Положительное влияние сидерального пара сказалось и на урожайности сахарной свеклы. Наибольший урожай ее получен в звене с сидеральным паром - 43,8 т/га, с чистым паром - 42,8 и с занятым - 39,4 т/га. Сидеральный пар может широко использоваться как способ повышения плодородия почвы при недостатке органических удобрений и как один из важнейших приемов биологи-зации земледелия в Черноземной зоне (Дудкин В.М., Акименко А.С, Дудкин И.В., Мещерин Ю.М., 1998).
По данным НИИСХ им. В.В.Докучаева в среднем за три года только гороховый пар по урожайности озимой пшеницы приближался к чистому неудобренному пару, соответственно - 35,3 и 35,8 ц/га. Удобренный чистый пар обеспечил наибольшую урожайность зерна. Занятый пар (озимая рожь на зеленый корм) уступил по урожаю всем сидеральным парам от 1,2 до 6,8 ц/га. Вторая культура после озимой пшеницы - кукуруза на зерно - обеспечила повышение урожайности в звене с сидеральными парами от 3,0 до 16,6 ц/га в сравнении с чистыми парами (Кудашов Ю.И., 1991).
Эффективность сидерального пара изучалась Тамбовским НИИСХ и в семипольном свекловичном севообороте. Здесь сидеральный (горчичный) пар обеспечил практически равнозначный урожай озимых, сахарной свеклы и общий выход продукции в сравнении с чистым паром, где вносили 30 т/га навоза. В среднем за 12 лет (1987-1998) в чистом и сидеральном парах урожай составил, соответственно: озимой пшеницы 33,3 и 32,1 ц/га, сахарной свеклы 392 и 391, выход продукции в пересчете на зерновые единицы - 36,2 и 36,4 ц/га. Сбор сахара также был одинаковым - 72,5 и 72,4 ц/га (Федоров В.А. и др., 2000).
В опытах, проведенных в совхозе «Ким» Липецкой области, на черноземе выщелоченном выявлена высокая эффективность сидерального пара не только для озимой пшеницы, но и для сахарной свеклы. Средний урожай корнеплодов по различным звеньям севооборотов составил: с чистым паром - 100 %, с занятым клеверным - 102, с занятым эспарцетовым - 95 и с сидеральным донниковым паром - 126 % (Савенков Н.Ф., 1986).
По данным Н.А.Максютова и Г.А.Кремер (1997) эффективность сиде-ральных паров Оренбургской области зависит от погодных условий. В засушливые годы эффект от них незначительный, а во влажные - действие сидерата проявляется в севообороте не только на первой культуре, но и на второй и даже на третьей культуре после сидерального пара. В результате поступления в почву органического вещества в сидеральных парах поддерживается положительный баланс гумуса, а в чистых парах он имеет отрицательное значение.
Чтобы сидеральные пары были более эффективными в районах с недостаточным увлажнением, необходимо запахивать сидеральную массу не позднее второй половины июня. До осени поле парует, накапливается влага и нитраты, ведется активная борьба с сорняками, а за счет запаханной массы сидерата идет восполнение почвенного плодородия (Туманов А.А., Мошкин В.М., 1987).
Исследования Прикумской опытно-селекционной станции установили, что сидерация оказывает на почву и растения многостороннее влияние. Это зависит от вида сидеральной культуры, способов и сроков заделки ее зеленой массы, а также особенностей почвенно-климатических условий. Чистый пар обеспечивает своевременные всходы и хорошее развитие озимых с осени, даже в самые засушливые годы, однако, урожайность озимой пшеницы не всегда существенно отличается от урожая этой культуры при размещении ее по сидеральному пару (Раков А.Ю., Абалдов А.Н., 1991).
Одной из причин снижения роста урожайности сельскохозяйственных культур в условиях специализации хозяйств является засоренность посевов. На основании проведенных исследований М.Н.Новиков (1991) считает, что введение в севообороты сидеральных паров позволяет более успешно бороться с сорняками. Так, под пологом растений редьки масличной на зеленое удобрение за соренность посевов снижалась на 89 %. В то же время, отмечает автор, сорняки, отличаясь большей конкурентной способностью, за короткий срок способны накапливать большую биомассу и на этой основе они сами могут выполнить роль сидерата. Исследования показали, что сорняки, как сидераты, не оказали отрицательного влияния на урожай озимой ржи и картофеля, способствовали в дальнейшем очищению полей от сорняков и не снижали качество выращенной продукции. В проведенных опытах сорняки - сидераты позволили избавиться от осота розового, пырея ползучего и других злостных сорных растений.
В.Ф.Мальцев (1993), проанализировав энергозатраты на производство зерна ячменя, отмечает, что большая доля их приходится на применение средств химизации (минеральные удобрения, пестициды). При выращивании ячменя с применением приемов биологизации общие затраты энергии были почти в 3 раза ниже, чем при его интенсивном возделывании.
Заслуживает внимания опыт внедрения сидеральных паров вместо чистых в хозяйствах Татарстана. Так, в совхозе «Комсомольский» Ланшевского района урожай зерна озимой ржи по люпиновому сидеральному пару был на 5,0 ц/га выше, чем по занятому вико-овсяному пару. Урожай второй культуры (овса) после озимой ржи - на 4,0 ц/га, картофеля - на 57 ц/га были выше в сравнении с занятым вико-овсяным паром.
В колхозе «Дружба» по запаханной в пару гречихе прибавка зерна озимой ржи составила в среднем 2,5 ц/га. В колхозе им. Горького по сидеральному донникову пару прибавка урожая зерна озимой ржи составила 10 ц/га, а в колхозе «Путь коммунизма» - 8,0 ц/га (Ахметзянов Н., Шакиров Р., Хуснутдинов Г., 1985).
На основе исследований НИИ земледелия Украины В.В. Кульбида и В.А. Бородань (1994) считают, что удовлетворить потребность культур звена севооборота в азоте теоретически возможно за счет зеленого удобрения. Однако, сидеральные культуры, даже бобовые, оказывают положительное влияние на последующей культуре только краткосрочно. На второй культуре наблюдается затухание действия зеленого удобрения. Следовательно, культуры севооборота нельзя обеспечить в достаточном количестве азотом только за счет биологических источников. Полная биологизация отдельных культур севооборота допустима временно и на высокоплодородных почвах.
Другое мнение высказывает В.Ф.Кормилицын (1994), проводя исследования в условиях орошаемого земледелия Поволжья. В опыте отмечалось повышение урожайности культур, идущих в севообороте после сидерального пара в течение 4-5 лет: первый год - 50,5 %, второй - 36,3, третий - 19,8, четвертый -12,8, пятый год - 3,8 %. Одновременно с ростом продуктивности повышалось и качество урожая. Общая продуктивность севооборота с сидеральным паром была на 18,9 ц/га (8 %) выше, чем на контроле.
Таким образом, приведенные данные исследований в разных почвенно-климатических зонах неодинаково характеризуют эффективность применения чистых, занятых и сидеральных паров в севооборотах. Однако, большинство исследователей подчеркивают, что при недостатке навоза сидеральный пар может быть широко использован в сельскохозяйственном производстве как один из малозатратных приемов биологизации земледелия с целью улучшения плодородия почв и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Влажность почвы под озимой пшеницей и сахарной свеклой в различных звеньях севооборота
Вегетационный период 2002 года был сухим и теплым. Сумма осадков за вегетацию составила 199,8 мм или 69,1 % нормы. Из шести месяцев засушливыми были четыре: апрель, май, июль и август, когда за месяц выпадало от 2,7 до 24,4 мм осадков или от 6,2 до 60,7 % среднемноголетнего уровня. В июне выпало 55,4 мм или чуть больше нормы, а в сентябре - 95,1 мм или более двух месячных норм. Всего за год выпало 490,7 мм осадков, что на 6,5 % выше среднемноголетнего показателя.
Среднесуточная температура за вегетацию составила 16,1С или на 1,2С выше средней многолетней. Теплее нормы было в апреле - на 2,3С, в июне - на 0,5, в июле - на 4,2 и в сентябре - на 1,8 С. Прохладнее средне-многолетней наблюдалась погода в мае и августе.
Самым холодным месяцем в 2002 году был декабрь (-14,6С), по сравнению со среднемноголетним показателем было холоднее на 6,6С, а среднемесячная температура воздуха за год была на 2С теплее среднемноголетнего значения.
За вегетационный период 2003 года выпало 311,6 мм осадков, что составило 108 % к уровню среднемноголетних данных за вегетацию. Апрель был сухим (16,4 мм) и холодным (4,9С), май - умеренно влажным (34,8 мм) и теплым (16,1 С) в сравнении с показателями многолетних наблюдений. В июне выпало более двух норм осадков (106,7 мм), но было холодно, среднесуточная температура воздуха за месяц не превышала 14,0С, что на 4,0С ниже нормы. Количество осадков в июле составило 71,1 %, в августе -111,4% от среднемноголетних, в сентябре - на уровне среднемноголетнего значения. Температура воздуха за эти месяцы мало отличалась от средней многолетней. Декабрь 2003 года был на 4,2С теплее, чем средняя многолетняя температура за этот месяц. Годовое количество осадков составило 498,4 мм, а среднемесячная температура воздуха была равна 5,3С,
2004 год характеризовался повышенным количеством осадков (653,1 мм) и повышенной температурой воздуха (6,9С), что превышает среднемно-голетние показания соответственно на 41,7 и 43,8 %.
За все месяцы 2004 года, за исключением июля и августа, осадков выпадало больше среднемноголетних. В июле выпало 44,7 мм или 67 % от среднемноголетнего значения. Особенно сухим был август - 13,4 мм или около 25 % нормы. Но за весь вегетационный период осадков выпало на 46,4 мм больше, чем по среднемноголетним данным.
Среднесуточная температура воздуха за вегетацию составила 15,2С или на 0,3С выше нормы. Только в июне было на 1,2С холоднее, в другие месяцы температура воздуха была на уровне среднемноголетней или чуть выше.
В среднем за четыре года наблюдений (2001-2004) годовое количество выпавших осадков составило 569,2 мм, что выше среднемноголетних показаний на 108,3 мм. А за вегетацию количество осадков составило 283,6 мм или на 5,4 мм ниже среднемноголетних. Меньше нормы выпало осадков в апреле (на 10,4 мм), июле (на 33,5 мм) и августе (на 16,3 мм).
Среднегодовая температура воздуха за четыре года составила 6,4С, а среднесуточная температура воздуха за вегетацию - 15,6С, что выше среднемноголетних значений соответственно на 1,6 и 0,7С. Недостаточно тепло, по сравнению со средними многолетними данными, было в июне - на 1,4С.
В целом, метеорологические условия за годы проведения исследований были не равнозначны, что дает возможность более объективно оценить эффективность изучаемых приемов повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур в опыте. 2.3. Схема опыта и методика проведения исследований
Исследования проводились в 2001-2004 годах в стационарном опыте отдела земледелия Тамбовского НИИСХ. Перед закладкой этого опыта проводились уравнительные посевы с целью изучения почвенного плодородия и его выравнивания.
В качестве схемы опыта было взято звено зернопаропропашного (свекловичного) севооборота: чистый пар -озимая пшеница - сахарная свекла. Варианты опыта различались между собой разными видами пара, как предшественника озимой пшеницы. 1.Чистый пар без удобрений (контроль). 2. Чистый пар + 30 т/га навоза. 3. Чистый пар + 60 т/га навоза. 4. Сидераль-ный пар. 5. Сидеральный пар + ЫзоРзоКзо Повторность в опыте трехкратная, размеры делянок: посевной - 335 м (31 м х 10,8 м), уборочной - 200 м (25 м х 8,0 м), размещение делянок в опыте систематическое. Сидерация пара проводилась с использованием горчицы белой - Sinapis alba L.
Подготовка почвы, посев и уход за посевами осуществлялись в соответствии с рекомендованными производству технологиями. Для посева использовались высококачественные семена районированных сортов: горчица белая ВНИИМК-518, озимая пшеница Мироновская 808 и сахарная свекла Рамонская-047.
Внесение навоза в делянки чистого пара проводилось летом (в июне) с последующей заделкой в почву. В пятом варианте после скашивания и измельчения горчицы, перед заделкой ее в почву, вносилось полное минеральное удобрение из расчета по 30 кг действующего вещества каждого элемента на гектар. Во втором варианте при уборке озимой пшеницы проводилось измельчение соломы и равномерное ее внесение на поверхность почвы с последующим лущением и запашкой в почву под сахарную свеклу. Уборка сидерата проводилась в середине июня в фазу массового цветения растений горчицы. Одновременное скашивание, измельчение стеблей и равномерное распределение их на площади осуществлялось комбайном Е-280 с последующей заделкой в почву.
Биоэнергетическая эффективность применения сидерального пара и соломы в свекловичном севообороте
При наблюдениях за посевами озимой пшеницы в опыте отмечали следующие фазы развития растений: всходы (начало и полные), начало кущения, колошение (начало и полное), спелость зерна (молочная, восковая и полная). Кроме того, отмечали даты прекращения осенней вегетации, возобновления вегетации весной и уборки урожая.
Фенологические наблюдения за растениями озимой пшеницы по чистому и сидеральному парам за годы исследований представлены в приложении 2.
Посев озимой пшеницы в опыте проводился третьего-пятого сентября, а в годы с недостаточным увлажнением почвы за август (2000, 2002) - одиннадцатого и десятого сентября.
В зависимости от увлажнения почвы и температуры воздуха всходы появлялись на седьмой-одиннадцатый день после посева по чистому пару и на один-два дня позже - по сидеральному пару (2000 и 2002 гг.). В другие годы (2001 и 2003) появление всходов было одновременным. Даты полных всходов отмечались на второй-третий день после начального появления.
Начало кущения растений за все годы исследования отмечено в первой декаде октября. На вариантах сидерального пара кущение растений наблюдалось на 1-2 дня позже, чем на вариантах чистого пара. Прекращение осенней вегетации озимой пшеницы наблюдалось во второй декаде октября (с пятнадцатого по восемнадцатое), когда температура воздуха установилась ниже 5 С в течение пяти дней. Возобновление весенней вегетации растений озимой пшеницы отмечено в разные годы исследований с седьмого по пятнадцатое апреля при установлении среднесуточной температуры воздуха выше 5 Цельсия. Начало выколашивания озимой пшеницы наблюдалось в разные годы с третьего по пятнадцатое июня, полное колошение - с шестого по семнадцатое июня. На вариантах чистого пара колошение отмечено раньше, чем на вариантах сидерального пара, на один день в 2001 году и на два дня - в 2003 году, в другие годы (2002 и 2004) наступление фазы выколашивания было одновременным. Молочная спелость зерна наступила в конце июня - начале июля, причем, на вариантах сидерального пара она отмечена на один день позже в 2001 и 2003 годах. В эти годы среднемесячная температура воздуха за июнь была ниже средней многолетней соответственно на 1,1 и 4,0С. В другие годы (2002 и 2004) дата наступления молочной спелости зерна на вариантах черного и сидерального паров отмечена одновременно. При восковой спелости зерна различие в один день сохранилось в 2003 году, в другие годы наступление восковой спелости зерна было одновременным на всех вариантах: в 2001 году - 10-го июля, в 2002 году - 11-го июля и в 2004 году - 22-го июля. Полная спелость зерна озимой пшеницы наступила одновременно на всех вариантах, а по годам - с 23-го июля по 3-е августа. Уборка делянок в опыте проводилась на третий-пятый день после полной спелости зерна. Таким образом, в отдельные годы исследований (при неравномерном увлажнении и недостатке тепла) развитие растений озимой пшеницы на вариантах сидерального пара проходило с запозданием на 1-2 дня по сравнению с вариантами чистого пара. В период прекращения осенней вегетации в опыте ежегодно проводили анализ состояния растений озимой пшеницы перед уходом в зиму. Определяли густоту стояния растений, их кустистость, высоту и вес одного растения. Данные анализа показали, что количество растений на варианте чис-того пара изменялось по годам от 379 до 418 шт./м , а на варианте сидераль-ного пара - от 366 до 417 шт./м . Наименьшее число растений на 1 м насчитывалось в 2002 году (379 и 366), когда в августе выпало всего 3,4 мм осадков и среднесуточная температура воздуха была на 1,3 С ниже средней многолетней. В этот год густота стояния растений на варианте чистого пара была на 13 шт./м (3,6 %) выше, чем на варианте сидерального пара. В другие годы различия по количеству растений на 1 м2 по чистому и сидеральному парам не превышали 1,8 %. В среднем за четыре года насчитывалось 393,5 шт./м по чистому пару и 390,2 шт./м по сидеральному, различия составили 0,84 % (табл.2). Растения озимой пшеницы уходили в зиму достаточно раскустившиеся: от 2,7 до 3,0 стеблей на одно растение по чистому пару и от 2,8 до 3,0 стеблей - по сидеральному пару. В среднем за четыре года кустистость растений была равна: 2,82 стеблей на одно растение по чистому пару и 2,90 стеблей - по сидеральному. Высота растений озимой пшеницы на вариантах чистого и сидерального паров изменялась от 17,8 до 18,8 см, а в среднем за четыре года она была практически одинаковой (18,0-18,1 см). Вес одного растения изменялся по вариантам от 0,65 до 0,80 г. В среднем за годы исследований вес одного растения озимой пшеницы составил: на варианте чистого пара - 0,72г, а на варианте сидерального пара - 0,70 г, различие не превышало 2,8 %. Таким образом, состояние растений озимой пшеницы, размещенной по чистому и сидеральному парам, перед уходом в зиму не имело существенных различий. Засоренность посевов наносит большой вред культурным растениям. Прежде всего, сорняки являются конкурентами культурных растений по потреблению света, влаги и питательных веществ, что отрицательно сказывается на плодородие почвы и, следовательно, на урожайность сельскохозяйственных культур. По данным В.А.Захаренко (1983) потери урожая различных сельскохозяйственных культур от сорняков составляют от 6,5 до 10,6 %. Сорные растения чаще всего являются очагами возбудителей многих болезней и вредителей культурных растений. Кроме того, многие сорняки обладают ядовитыми свойствами, неприятным вкусом и запахом, что ухудшает качество выращенной продукции (Воробьев С.А. и др., 1977).
