Введение к работе
Актуальность темы. В засушливых степных районах страны чистые (особенно черные) пары играют важную роль в стабилизации земледелия и оптимизации фитосанитарного состояния посевов. Недостатком чистых паров, кроме отсутствия урожая в год парования и некомпенсированных затрат на его обработку, являются повышенная минерализация гумуса и потери нитратов, неэффективное использование осадков, не выполнение своей роли повышения плодородия почвы из-за почти полного отказа от внесения в пару органических и минеральных удобрений. В пару в борьбе с сорняками проводится не менее 4
- 6 паровых обработок при посеве озимых и попытки сократить их за счет
применения гербицидов, в частности раундапа, способствовали сохранению
влаги в посеве, но приводили к повышенным затратам из-за высокой стоимости
гербицидов [А.В. Кислов, 2002].
При обычных погодных условиях, когда проведен удачный посев и перезимовка, наиболее эффективной культурой в Оренбургском Предуралье является озимая пшеница, которая при хорошем осенне-зимнем увлажнении почвы уходит от весенней засухи и при выпадении осадков в мае - июне дает хорошие урожаи зерна, пользующегося спросом на рынке.
Озимая рожь лучше переносит неблагоприятные условия перезимовки, для нее нужна умеренная температура в период цветения и перекрестного опыления, но реализационная цена ее обычно значительно ниже, чем пшеницы и в животноводстве ее использование также менее эффективно.
Довольно часто, особенно по ранним парам, озимые не удается посеять из-за пересушивания верхнего слоя почвы при проведении паровых обработок, и тогда посев переносится на весну и чаще всего высевается яровая твердая или мягкая пшеница. Положительным фактом при этом являются дополнительные две культивации: осенняя глубокая и весенняя предпосевная по сравнению с размещением по парам озимых. При удачном выпадении осадков в период кущения и налива яровая пшеница формирует хороший урожай зерна повышенного качества, который вполне оправдывает затраты на обработку пара. Однако при отсутствии осадков в период кущения высокие запасы влаги в нижних горизонтах оказываются бесполезными, так как без хорошо развитой вторичной корневой системы формирование высокого урожая невозможно.
Поэтому очень актуально изучить эффективность выращивания зернобобовых - нута и гороха по чистому пару, которые благодаря стержневой корневой системе не так зависимы от майских осадков и, кроме того, при заделке соломы в почву способны оказать положительное воздействие на плодородие и урожайность последующих культур.
Цель исследований. Повысить продуктивность паровых звеньев путем подбора культур по пару и плодородие почвы за счет внесения соломы зерновых и зернобобовых культур.
Задачи исследования:
- определить сравнительную урожайность различных озимых и яровых
зерновых и зернобобовых культур;
определить количество и качество оставляемой ими в качестве удобрения побочной продукции;
установить влияние культур и технологий на водный режим, агрофизические свойства почвы (плотность, пористость, строение пахотного слоя, эрозионные свойства), фитосанитарное состояние посевов;
установить эффективность культур по пару в качестве предшественников яровой пшеницы по урожайности и качеству зерна;
дать экономическую и энергетическую оценку культурам и различным паровым звеньям.
Научная новизна. Впервые в условиях Оренбургского Предуралья определены сравнительная продуктивность озимых и яровых зерновых и зернобобовых культур по чистому пару, количество и качество оставляемой ими соломы в качестве удобрения, влияние их на водный режим, агрофизические свойства почвы, фитосанитарное состояние посевов, урожайность и качество зерна яровой пшеницы. Наиболее продуктивные звенья: пар - озимая рожь - яровая пшеница - 4,20 т/га, пар - озимая пшеница -яровая пшеница - 3,21 т/га, пар - горох - яровая пшеница - 3,14 т/га зерна.
Основные положения, выносимые на защиту:
динамика влажности почвы в черном пару и посевах озимых и яровых культур по пару;
плотность и строение пахотного слоя почвы в пару и посевах озимых и яровых культур по пару;
засоренность посевов различных культур по пару и в паровых звеньях;
поступление в почву органических остатков в зависимости от подбора культур в паровых звеньях и их качество по содержанию макроэлементов;
сравнительная продуктивность культур и звеньев севооборотов;
влияние культур по пару, как предшественников, на урожайность и качество зерна яровой пшеницы;
экономическая и энергетическая эффективность возделывания озимых и яровых культур по черному пару и паровых звеньев.
Практическая значимость работы. Производству рекомендованы наиболее эффективные в зависимости от условий увлажнения паровые звенья по продуктивности, воспроизводству почвенного плодородия, фитосанитарному состоянию.
Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в СПК (колхоз) «Сакмарский» Оренбургского района Оренбургской области. С экономическим эффектом 584,9 руб/га, при размещении озимой ржи, 1940,4 - озимой пшеницы, и 1919,7 руб/га - гороха по пару вместо яровой пшеницы. Результаты работы используются в учебном процессе Оренбургского ГАУ и других высших и средних учебных сельскохозяйственных заведениях.
Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались на международных научно-практических конференциях в 2008 и 2009 годах (г. Оренбург), расширенных заседаниях кафедры земледелия и
I'll!IP в 2007 - 2009 гг. и опубликованы в четырех статьях, в т.ч. двух рецензируемых изданиях ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 152 страницах компьютерного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций производству, содержит 36 таблиц, 3 рисунков и 31 приложения. Список использованной литературы включает 150 источников, в том числе 18 иностранных авторов.
Почвенно-климатические условия и методика проведения исследований
На территории Оренбургской области две почвенно-географические зоны
- черноземная и каштановая, которые делятся на четыре почвенные подзоны -
черноземы типичные (11,4 %), черноземы обыкновенные (32,3 %), черноземы
южные (39,2 %) и темно-каштановые почвы (17,1 %).
Полевые опыты проводили в 2005 - 2009 гг. на опытном стационаре кафедры земледелия ОГАУ.
Почвы опытного участка чернозем южный среднемощный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса - 4,1 %, легкогидролизуемого азота
- 8,4 мг, подвижного фосфора - 3,25 мг, обменного калия - 27 мг на 100 г
почвы, рН 7,6 - 8,0.
Водно-физические свойства пахотного и метрового слоев почвы характеризовались следующими показателями: удельная масса пахотного 0-30 см слоя 1,22 и метрового - 1,30 г/см3; максимальная гигроскопичность соответственно 8,76 и 8,71 %, влажность устойчивого завядания растений 11,74 и 11,67 % или 43,0 и 151,7 мм, наименьшая влагоемкость почвы 30,50 и 25,28 % или 111,3 и 328,6 мм.
Гидротермические условия периодов вегетации: 2005 г. - 0,46, 2006 г. -0,60, 2007 г. - 0,71, 2008 г. - 0,66, 2009 г. - 0,44, в среднем за пять лет - 0,57. Сумма осадков составляла соответственно в год 400 мм, 323 мм, 500 мм, 395 мм и 302 мм при среднемноголетнем значении - 367 мм. Таким образом, лишь 2006 — 2007 гг. и 2007 - 2008 гг. можно считать благоприятными по увлажнению.
Схемы севооборотных звеньев были следующими:
пар черный - озимая рожь - яровая пшеница мягкая;
пар черный - озимая пшеница - яровая пшеница мягкая;
пар черный — озимая пшеница - яровая пшеница мягкая;
пар черный - яровая пшеница твердая - яровая пшеница мягкая;
пар черный - яровая пшеница мягкая - яровая пшеница мягкая;
пар черный - нут - яровая пшеница мягкая;
пар черный - горох - яровая пшеница мягкая.
Севооборотные звенья закладывали в четырехкратной повторное в пространстве и трехкратной во времени, расположение повторностеи в два яруса, вариантов - систематическое. Площадь делянок (полей) составляла 486 м2 (45 х 10,8 м). Система удобрений включала внесение 1 ц аммофоса (N12P55 кг
д.в.) на 1 га в пару и соломы озимых и яровых культур. В пару проводили вспашку на 25 - 27 см, весной - покровное боронование. В период парования до посева озимых проводили 4-5 культивации на 6 - 8 см, первую из них проводили стерневыми сеялками СЗС — 2.1 с одновременным внесением аммофоса на 8 - 10 см. Озимые высевали в третьей декаде августа. Под яровые осенью в пару и весной проводили две дополнительные культивации.
После уборки озимых и яровых культур по пару солому измельчали дисковой бороной БДН — 3 и проводили мелкое рыхление комбинированным культиватором Смарагд на 10 - 12 см под яровую пшеницу.
Озимая рожь была представлена сортом Саратовская 5, озимая пшеница -Пионерская 32, яровая пшеница твердая - Оренбургская 10, мягкая - Юго-восточная 2, горох - Ямальский, нут - Краснокутский 123. Норма высева озимых составила 4,5 млн. всхожих семян на 1 га, яровой пшеницы - 4,0 млн., гороха - 1,1 и нута - 0,9 млн. всхожих семян на 1 га. Уборку и учет осуществляли комбайном Сампо - 500, учетная площадь - 90 м2.
В ходе проведения исследований осуществляли следующие учеты и наблюдения:
1. Погодные условия представлены по данным Оренбургской
метеостанции.
2. Агрофизические свойства перед закладкой опыта в метровом слое
почвы определяли через 10 см по общепринятым методикам (Б.А. Доспехов,
И.П. Васильев, А.М. Туликов, 1987; А.В. Ряховский, И.А., Батурин, АЛ.,
Березнев, 2004; И.П. Васильев и др., 2005):
плотность сложения почвы по методу СИ. Долгова методом режущих колец (цилиндров) по горизонтали через каждые 10 см одновременно с влажностью почвы;
плотность твердой фазы - пикнометрическим методом;
гранулометрический состав - по Н.А. Качинскому;
максимальную гигроскопичность почвы - по А.В. Николаеву.
Влажность почвы определена термостатно-весовым методом. Пробы почвы отбирались почвенным буром послойно через каждые 10 см на глубину до 1 м в трехкратном повторении на 1 и 3 повторностях опыта в начале парования, перед посевом и перед уборкой.
Густоту стояния растений определяли в фазу полных всходов и перед уборкой на закрепленных четырех метровых площадках 1 и 3 повторностей каждого варианта. Полноту всходов определяли по числу взошедших растений в процентах к числу высеянных всхожих семян. Сохранность рассчитьшалась как отношение количества растений перед уборкой к числу взошедших в процентах, а выживаемость - к числу высеянных всхожих семян.
Определение засоренности проводили количественно-весовым методом. Численность сорняков подсчитывали в фазу кущения и перед уборкой на 4 площадках по 0,25 м2 1 и 3 повторностей каждого .варианта. Массу сорняков взвешивали, затем высушивали. Подсчитывали 5 основных видов сорняков на каждой площадке, а остальные записывали в прочие.
Учет урожая осуществляли комбайном «САМПО - 500», урожайные данные приводились к 100 % чистоте и 14 % влажности зерна.
Математическая обработка урожайных данных проводилась дисперсионным методом по Б.А. Доспехову (1985).
Расчет экономической эффективности возделывания зерновых и зернобобовых культур проводился на ПЭВМ на основе технологических карт по нормативам и расценкам в сопоставимых ценах.
Энергетическая оценка технологий возделывания проведена по методическим указаниям РАСХН и других научных учреждений (Н.В. Коринец и др., 1985; А.В. Захаренко, 1994;А.В. Алабушев и др., 1997; В.П. Лухменев и др., 1998).
