Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 8
1.1 .Основные агрофизические показатели плодородия почвы и приемы их регулирования 8
1.2. Влияние способов основной обработки почвы на водной режим почвы и урожайность яровой пшеницы 23
1.3. Агроэнергетическая эффективность приемов обработки 29
Глава II. Условия, объекты и методика исследований 33
2.1 .Характеристика природно-климатических и хозяйственных условий района исследований 33
2.2. Характеристика погодных условий периода исследований и почвопытного участка 41
2.3 .Схема опыта, объекты и методика исследования 43
2.4.Агротехника в опыте 53
Глава III. Влияние способов основной обработки на свойства слитых почв и засоренность посевов пшеницы 55
3.1 .Гранулометрический и микроагрегатный состав почвы 55
3.2.Структурно-агрегатный состав почвы 60
3.3.Строение почв 65
3.4.Водные свойства слитых почв 71
3.5. Влияние приемов основной обработки на питательный режим почвы 82
3.6.Влияние способов основной обработки на засоренность почвы и посевов 89
Глава IV. Водный режим почвы, урожайность яровой пшеницы и качество продукции в зависимости от способов обработки слитых почв иордании 95
4.1.Влияние приемов основной обработки на динамику влажности почвы 95
4.2. Продуктивные запасы влаги в почве и дефицит водопотребления в зависимости от способов ее обработки 103
4.3 .Урожайность яровой пшеницы и ее структура в зависимости от способов основной обработки почвы 113
Глава 5. Биоэнергетическая и экономическая оценка различных видов обработки почвы при возделывание яровой пшеницы 121
5.1.Биоэнергетическая оценка различных видов обработки почвы при возделывании яровой пшеницы 121
5.2.Экономическая оценка различных видов обработки при возделывании яровой пшеницы 126
Выводы 129
Рекомендации производству 132
Литература 133
Приложения 146
- Влияние способов основной обработки почвы на водной режим почвы и урожайность яровой пшеницы
- Характеристика погодных условий периода исследований и почвопытного участка
- Влияние приемов основной обработки на питательный режим почвы
- Продуктивные запасы влаги в почве и дефицит водопотребления в зависимости от способов ее обработки
Введение к работе
Актуальность темы. Производство зерна сильных и твердых яровых пшениц является ключевой проблемой мирового сельского хозяйства, в частности стран Ближнего востока, в том числе и Иордании где лимитирующим фактором при возделывании является влага. В настоящее время яровую пшеницу в мире возделывают на площади боле 230 млн.га при среднемировой урожайности - 2.7 т/га. (FAO statistic, 2000). С ростом культуры земледелия и необходимостью дальнейшего повышения урожайности и качества зерна в засушливых регионах Мира с низкой естественной влагообеспеченностью большое значение придается агротехническим мерам интенсификации зерно-паровых севооборотов. Прежде всего, повышаются требования к обработке почвы направленной на накопление и сохранение почвенной влаги при возделывании яровой пшеницы.
В Иордании производство зерна для обеспечения потребности
населения в высококачественном хлебе и животноводства в кормах является
важнейшей проблемой сельского хозяйства Иордании. Среднегодовая
потребность в зерне в Иордании составляет около 6 млн.т. Однако в
последнее время произошло резкое падение его производства, так в
неблагоприятные по погодным условиям годы производство зерна
составляет всего 400-450 тыс.т., то есть около 12% от потребности, а
остальную недостающую часть приходится импортировать. Резкие спады и
подъемы производства зерна в Иордании за последние годы
свидетельствуют о несовершенстве технологий возделывания зерновых культур, а также за счет снижения посевных площадей в результате необеспеченности их влагой.
Из-за острого дефицита водных ресурсов в стране орошаются преимущественно овощные и плодовые культуры, а зерновые культуры возделываются, как правило, при естественном увлажнении. Из общей площади орошаемых земель Иордании, равным 71,6 тыс. га овощными
культурами занято 33,9 тыс.га, плодовыми - 29,6тыс.га, а под зерновыми - 8,1 тыс.га.(данные исследовательского сельскохозяйственного центра; 2006г.)
В Иордании из-за низкой влагообеспеченности посевов влагой, в связи с этим неблагоприятными агрофизическими свойствами почвы яровую пшеницу возделывают на площади 250-3 00' тыс.га, что недостаточно для растущей потребности населения. (Khresat S.A., 2005).
Несмотря на высокие хлебопекарные качества зерна, урожайность-яровой'пшеницы в Иордании низкая и составляет -1,2-1,4 т/га.
Для условий Иордании основной причиной заметного снижения урожайности яровой пшеницы даже возделываемой после чистого пара, является недостаток влаги в почве. Поэтому способьь обработки почвы должны быть направлены на максимальное накопление и сохранение почвенной влаги.
В данной" зоне для совершенствования технологии возделывания яровой пшеницы следует оптимизировать сочетание особенностей природной среды, обработки почвы и других агротехнических приемов.
Использование оптимальной ресурсосберегающей технологии
позволит максимально раскрыть возможности яровой пшеницы и на основе
этого способствовать решению проблемы производства
высококачественного продовольственного и семенного зерна в данной зоне.
На слитых коричневых почвах Иордании' несмотря на относительно слабую обеспеченность их питательными элементами и улучшения агрофизических свойств обработками, возможно получать стабильные урожаи зерна яровой пшеницы. Необходимость исследования эффективности основной обработки почвы (вспашка, поверхностная культивация, чизельная обработка и прямой посев), обуславливается неблагоприятными агрофизическими свойствами слитых коричневых почв и протекающими в них процессами. Так как в почве господствуют аэробные условия разложения растительных' остатков, то гумус накапливается в небольших количествах, и почва остается слабо оструктуренной.
В связи с этим, изучение различных видов основной обработки в условиях естественного увлажнения в повышении продуктивности яровой пшеницы на слитых коричневых почвах весьма актуально.
Диссертационная работа выполнялась в 2006-2008 гг. соответствии с планом научных исследований сельскохозяйственного научного центра Эль-Араба ( Иордания ) и аграрного факультета Российского университета дружбы народов.
Исследования проводились на кафедре «Почвоведения и земледелия» Российского университета дружбы- народов, и на полях сельскохозяйственного научного центра Эль-Араба ( Иордания ).
Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось изучение приемов основной обработки почвы в условия естественного увлажнения, направленных на улучшение водно-физических свойств слитых коричневых почв и их водного режима и создания оптимальных условий для роста, развития яровой пшеницы и формирования высокого<урожая зерна при низких энергетических затратах.
Для осуществления поставленной цели были решены следующие задачи:
выявлено влияние систем основной обработки почвы в условиях естественного увлажнения на строение пахотного слоя по периодам вегетации яровой,пшеницы;
обоснована система основной обработки почвы обеспечивающая улучшение водного режима почвы и ее агрофизических свойств;
установлено влияние систем основной обработки слитое почвы на оптимизацию агрофизических условий, роста, развития и урожайность зерна яровой пшеницы;
дано обоснование энергетической и экономичекой эффективности систем основной обработки слитой коричневой почвы при естественном увлажнении в условиях Иордании.
Научная новизна исследований. Впервые в условиях Иордании изучено комплексное влияние приемов основной обработки слитой коричневой почвы при естественном увлажнении на агрофизические свойства водный и питательный режимы, засоренность почвы и посевов, структуру урожая, урожайность и качество зерна яровой пшеницы с учетом использования экологически безопасных, ресурсосберегающих технологий возделывания. Установлено, что в условиях Иордании при повышенных требованиях к обработке почвы возможно получение урожаев 1,5-1,6 т/га высококачественного зерна, отвечающего требованиям сильных и ценных пшениц. В условиях естественного увлажнения выявлены преимущества чизельной обработки, глинистых по гранулометрическому составу почв по сравнению с отвальной вспашкой культиваторной и нулевой обработками в улучшении водопроницаемости, водного режима и агрофизических свойств верхнего слоя почвы, фитосанитарного состояния посевов и урожайности яровой пшеницы. Рассмотрены различные способы обработок при которых возможно получение достаточно удовлетворительных урожаев зерна яровой пшеницы при увлажнении атмосферными осадками.
Выявлены закономерности в изменении биологических показателей формирования урожая в зависимости от способов обработки почвы при естественном увлажнении. Установлено, что при проведении нулевой обработки заметно ухудшается фитосанитарное состояние посевов, снижаются продуктивные запасы влаги в почве и урожайность яровой пшеницы по сравнению с другими способами обработок. Выполнен энергетический и экономический анализ различных систем обработки почвы и определены оптимальные агроэнергетические и экономические параметры способов обработки почв при возделывании яровой пшеницы.
Практическая ценность работы. Исследования показали, что для слитых коричневых почв Иордании в условиях естественного увлажнения наиболее эффективно проведение чизельнной обработки на глубину до 40см. При этом была получена наибольшая урожайность зерна яровой пшеницы
(1,65т/га в оптимально влажном году) и наибольшая энергетическая и экономическая эффективность. В острозасушливые годы, при естественном увлажнении способы обработки не обеспечивают требуемый водный режим и получение энергетически и экономически оправданного урожая.
Основные защищаемые положения:
-особенности агрофизических свойств коричневых слитых почв Иордании и их изменения в зависимости от способов обработки;
-формирование водного режима слитых почв Иордании при их естественном увлажнении в зависимости от способов обработки;
-оценка влагообеспеченности яровой пшеницы в Центральном районе Иордании и ее учет при разработке систем земледелия и способов основной обработки почв;
-закономерности формирования структуры урожая и урожайности яровой пшеницы в зависимости от способов обработки почвы;
-комплексная оценка в формировании показателей энергетического и экономическогот эффектов в зависимости от способов обработки почвы.
Личный вклад автора. Планирование эксперимента, проведение полевых и лабораторных исследований, обсуждение результатов, систематизация полученных данных, математическая обработка результатов исследований и подготовка кандидатской диссертации выполнены автором лично при консультации научного руководителя. Соискателем самостоятельно, или при непосредственном его участии подготовлены публикации по теме диссертационной работы.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались и обсуждались на ежегодных зональных производственно-технических совещаниях сельскохозяйственного научного центра Эль-Араба 2006-2007г. и ежегодных международных научных конференциях в РУДН: «Аграрная реформа: противоречия и пути их решения» (М., 2006), «Актуальные проблемы современного аграрного производства» (М., 2007).
По материалам диссертации опубликовано четыре научных работы, в том числе одна работа по списку ВАК.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в сельскохозяйственном научном центре Эль - раба. Полученный экспериментальный материал может быть использован в учебном процессе по земледелию и эгроэкономике.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 145 страницах машинописного текста, включает - 30 таблиц, состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству. Список используемой литературы включает 147 источников, в том числе 32 работы иностранных авторов.
Влияние способов основной обработки почвы на водной режим почвы и урожайность яровой пшеницы
В зависимости от способов обработки, особенно в период парования изменяется водный режим. При оценке отвальной вспашки, плоскорезной и чизельной обработок установлено, что на варианте с чизелеванием сток и смыв почвы отсутствовали, а запасы продуктивной влаги были на 53,6-72,3 мм выше по отношению к контролю и одновременно в слое почвы 0-100 см накапливалось 149,5-176,2 мм влаги (Найденов, Кильдюшкин, 1988).
Водорегулирующая роль паров,в основном сводится к уменьшению расходов влаги на физическое испарение с поверхности почвы. В засушливой степной зоне России, для которой характерно сухое жаркое лето, испаряемость в 3-5 раз превышает количество выпадающих атмосферных осадков и усвояемая почвенная влага полностью расходуется возделываемой культурой (Пенчуков, Петрова, 1985; Бруснев, 1989). Таким образом, система обработки паров, как основная осенняя, так и летняя, сводится к сохранению водного баланса и агрофизических свойств почв.
Изучение водного режима почвы в .засушливых районах Ставрополья показало, что величина физического испарения с поверхности чистого черного пара составляет 65-70 % от годового количества осадков, а озимая пшеница непроизводительно расходует 54% от потребляемой ею влаги (Рындин, Кудрин, 1989; Хомко, 1989).
Чем выше запасы влаги под посевами яровой пшеницы, тем больше обогащены нижние горизонты почвы за пределами корнеообитаемого слоя. У яровой пшеницы придаточная корневая система наиболее продуктивно использует влагу из пахотного слоя и подпахатного горизонта 0-60 см, где распространяется основная адвентивная корневая система (Зенкова 1988).
При оценке влияния различных способов обработки почвы в штате Северная Каролина (США) - дискования, чизелования и щелевания существенно влияли на физические свойства почвы. Глубокое щелевание и чизелование было наиболее эффективно в создании благоприятного водного режима почвы (F.W.Simmens, D.K.Cossel, 1989).
По данным В.В. Медведева и А.Г. Бондарева (1980) оптимальное содержание продуктивной влаги для развития зерновых культур в период от посева до полных всходов составляет 160...200 мм, а от выхода в трубку до цветения 120 мм и более. Для получения хороших и дружных всходов содержание продуктивной влаги в пахотном слое 0...22 см должно составлять 25...30 мм. Наибольшее количество продуктивной влаги (60 - 65%) растения потребуют из верхнего слоя почвы 0-50 см, который является зоной активного влагооборота (Доспехов В.А., Рассадин А.Я., Алексеева А.Е., 1968).
Достаточным запасом доступной влаги в метровом слое почвы считается 150 - 200 мм (Димо В.Н., 1985).
При плоскорезной обработке содержание продуктивной влаги в течение вегетационного периода почти не изменяется, в то время как по вспашке наблюдаются резкие колебания этого показателя. Установлено, что влаги накапливалось больше в 1,2 - 1,4 раза при плоскорезной обработке, чем по вспашке (Чулков А.А., 1999).
Ряд исследователей утверждает, что накопление и сохранение влаги в течение вегетационного периода зависит не столько от приемов обработки, сколько от погодных условий (Васильков А.Н., 1985; Несмелова О.А., 1998; Перфильев Н.В., 1998).
По мнению ряда авторов: И.П. Котоврасова 1984, В.Ф. Кивера 1986, Х.Х. Хабибрахманова 1988, И.А. Чуданова и В.П. Васильева 1990 с увеличением глубины основной обработки улучшается водный режим почвы. По данным Казакова Г.И. (1991) в среднем за годы исследований (1977 -1991) запасы продуктивной влаги весной в метровом слое почвы составили при глубоких: отвальной и плоскорезной обработках - 206 - 208 мм, при мелкой и нулевой обработке - 173-178 мм. Для сохранения большего запаса продуктивной влаги в почве в наиболее засушливой зоне каштановых почв Канады под пары отводится более 30% пашни, в зоне темно-каштановых почв - около 25% , в зоне черноземных почв - менее 20%о (Conn, 1987).
В исследованиях Миронченко, Тревоги, Коваленко (1983), показано, что в засушливые годы плоскорезная обработка полей имеет преимущества перед отвальной. Влаги в почве перед посевом накапливалось больше на 9,8 мм в пахотном слое и на 31,7 мм в метровом слое. Особенно отчетливо ее эффективность проявлялась на полях яровой пшеницы, размещенной по чистому пару 2-й культурой где содержание влаги за период проведения опытов, как во влажные, так и в засушливые годы почвозащитная система обработки обеспечивала повышение урожайности яровой пшеницы по чистому черному пару на 2,1 ц/га, 2-й яровой пшеницы после пара - на 1,2 ц/га.
Частичная замена механических обработок чистого пара на химические, проведенная в СибНИИЗХ, способствовала дополнительному влагонакоплению в пределах 25-30 мм, снижению запасов азота в доступной форме на 45-60 кг/га (Романов, 1989).
Опыты, проведенные в исследовательском техническом центре в штате Айова (США), показали, что применение нулевой обработки почвы с применением послевсходовых гербицидов и осеннее чизелевание + дискование оказывало влияние на накопление почвенной влаги в слое почвы 0-30 см и ее величина увеличивалась по мере высыхания почвы (Kauwar, 1989).
Характеристика погодных условий периода исследований и почвопытного участка
Территория- района исследований относитсяшрезког засушливому агроклиматическому району Эль — Раба, Иордании. Еидротермическиа коэфг фициент составляет 0,35..Сумма положительных температур воздуха 6100-6200Є, среднегодовое количество осадков - 339 мм, но в крайне засушливые годы их количество может составлять немного более 100 мм. Сумма осадков холодного периода январь- март — 270-320 мм, а в летний период их количество незначительное, (март- июнь) по среднемноголетним данным составляет 69,4 мм, а в отдельные годы совсем отсутствуют.
Теплый период отличается высокими температурами воздуха и сильной засушливостью. Весной наблюдается быстрое нарастание среднесуточных температур воздуха. Наличие сухого горячего ветра приводит к быстрому иссушению почвы. Уже во второй декаде марта запасы продуктивной влаги в почве недостаточны для нормального прохождения фазы выхода яровой пшеницы в трубку. Именно в этот период происходит формирование цветков, от числа которых зависит озерненность колоса (В.В. Мурашев, 1994). Недостаток влаги в этот период ведет к снижению, продуктивности яровой пшеницы. Низкая,относительная влажность воздуха на фоне высоких температур приводит к значительному перегреву почвы. В отдельные жаркие дни температура поверхности открытой почвы достигает 60С и выше.
Климатические условия периода исследований приведены в таблице 2.2. В годы исследований по тепло - влагообеспеченности значительно отличаются между собой. Вегетационный период 200б-2007года (ноябрь - июнь) был близок к среднемноголетнему по температурному по температурному режиму и относительно влажным по осадкам. В среднем за (ноябрь-июнь) 2006-2007года температура воздуха составила 13,9С при среднемноголет-ней величине 14,0С. За этот период выпало 378мм осадков, что превышало многолетнюю норму на 44мм или на 13,2%.Атмосферные осадки выпадали приимущественно в период с декабря по март. При этом характер распределения осадков был благоприятным для роста и развития яровой пшеницы. Характер годового распределения осадков и температуры воздуха соответствовал их распределению в вегетационный период. В целом за год с ноября 2006г по октябрь 2007г температура воздуха в среднем составляла 17,2С и превышала среднемноголетнюю величину на 0,2С.
Годовое количество осадков также превышало многолетнюю норму на 52,8мм или на 15,6%. Относительная влажность воздуха за период вегетации 2006-2007года составляла 56,3% при среднемноголетней величине 55,4%, а за год эти величины соответственно составляли 53,3% и 53,2%. Испаряемость вычисленная по формуле Н.Н.Иванова за период с ноября 2006г по июнь 2007г составляла 1032,7мм и была близка к среднемноголетним значениям (1046,3 мм). Дефицит влаги, вычисленный по разности между осадками и испаряемостью составил 654,6мм. Эти данные указывают на то, что даже при относительно влажном по осадкам вегетационном периоде баланс влаги между осадками и испаряемостью остается отрицательным, что свидетельствует о необходимости дополнительного увлажнения почв при возделывании сельскохозяйственных культур. Вегетационный период 2007-2008года был теплым и очень сухим. За этот период средняя температура воздуха составила 14,8С и превышала среднемноголетнюю величину (14,0С) на 0,8С. Сумма осадков за период вегетации яровой пшеницы от посева до уборки (с ноября 2007г по июнь 2008г) составляла 185,8мм и была ниже нормы (334мм) на 148,2мм или на 44,4%. Относительная влажность воздуха равнялась 48,8% при норме 55,4%. При этом испаряемость за вегетацию 2007-2008г. Достигла 1245мм и превысила среднемноголетнюю величину на 199,2мм или на 19%, а дефицит влаги (1061мм) в 1,5 раза превышал среднемноголетнюю норму. В острозасушливом 2007-2008году отношение осадков к испаряемости то есть коэффициент увлажнения в целом за год составил 0,09 и за вегетационный период 0,15. Эти данные свидетельствуют о том, что в засушливые годы без орошения невозможно обеспечить благоприятный водный режим почв и успешно вести сельскохозяйственное производство.
Почвенные условия района исследований (Эль-Раба, Иордании) благоприятны для возделывания зерновых колосовых (яровая пшеница, ячмень), овощные и плодовые возделываются преимущественно при орошении. Почвы опытного участка представлена коричневыми, по гранулометрическому составу глинистыми (в пахотном и подпахатном горизонтах) и тяжелосуглинистые и глинистые в нижележащих горизонтах.
Влияние приемов основной обработки на питательный режим почвы
Приемы основной обработки почвы по разному перемещая слои, оказывали влияние на ее питательный режим. Изменения агрохимических свойств почвы обусловлено, с одной стороны, обеднением почвы питательными веществами вследствие их выноса пшеницей, а с другой -происходило поступление питательных веществ вместе с растительными остатками в связи с накоплением биологической массы урожая. В целом влияние способов и глубины основной обработки на питательный режим почвы зависит не только от плодородия, агротехнического фона и гранулометрического состава, но самое важное значение, на наш взгляд, имеет тепло- и влагообеспеченность. Так, по данным некоторых исследователей (Саранин, Старовойтов, 1982), способы обработки (вспашка, чизелевание, поверхностная обработка), существенно изменяют агрохимические показатели почвы за счет дифференциации пахотного слоя по плодородию. По мнению Старовойтова (1981), при поверхностной обработке накапливается больше основных элементов питания (азота, фосфора и калия) в верхнем 0-10 см слое почвы по сравнению со вспашкой, что положительно сказывается на урожайности зерновых культур. Но, как отмечает Дудинцев (1981), изучая систему обработки почвы в севообороте на выщелочных черноземах, питательный режим коррелирует с влажностью. При хорошей влагообеспеченности питательный режим будет более благоприятным при поверхностной обработке, а в засушливых условиях - при вспашке. Опытами УНИИЗ (Малиенко, 1986 ) показано, что оптимальной глубиной заделки минеральных удобрений в почву является середина пахотного слоя (10-11 см). При мелком внесении минеральных удобрений они используются неэффективно из-за периодического пересыхания верхнего слоя почвы. Однако, по мнению других авторов, удобрения под культуры сплошного способа посева необходимо заделывать на 10-20 см, что повышает урожайность и окупаемость туков. В нашем опыте минеральные и органические удобрения не вносились.
Как показали исследования (таблица 3.11) по влиянию способов основной обработки: отвальная вспашка, культиваторная обработка, чизелевание и нулевая обработка не оказали существенного отличия в содержании азота, фосфора и калия в пахотном слое слитой почвы. В верхнем слое (0-30 см) почвы вынос гидролизуемого азота пшеницей был наибольшим в варианте 3 при чизельной обработке почвы. Если перед посевом содержание легкогидроли-зуемого азота в среднем за 2 года составляло 5,45 мг/кг, то в конце вегетации оно снизилось до 3,10 мг/кг, или на 43,1%. Ежегодно за вегетативный период было использовано легкогидролизуемого азота в количестве от 59,1 до 68,7% от исходного его содержания. Следует отметить, что при отвальной вспашке легкогидролизуемого азота было использовано несколько меньше.
В среднем за два года при отвальной вспашке содержание легкогидролизуемого азота от посева до уборки в слое 0-30 см снизилась от 5,7 до 3,6 мг/кг или на 36,8%. При этом наибольший вынос из слоя почвы 0-30 см (40,9%) отмечался в период вегетации 2006-2007 года с относительно благоприятным естественным водным режимом. В очень засушливом 2007-2008 году на фоне отвальной вспашки из слоя почвы 0-30 см пшеницы было использовано 1,5 мг/кг легкогидролизуемого азота или 31,3% от его содержания на период посева.
При культиваторной обработке вынос легкогидролизуемого азота из слоя почвы 0-30 см был еще меньше, чем при отвальной и чизельной обработках.
В среднем за два года содержание легкогидролизуемого азота при возделывании пшеницы уменьшилось в слое почвы 0-30 см с 5,55 до 3,90 мг/кг или на 29,7%. Здесь также отмечался меньший вынос легкогидролизуемого азота из слоя почвы 0-30 см в очень засушливом 2007-2008 году по сравнению с более влажным 2006-2007 годом. Это, по видимому, объясняется низким использованием пшеницей легкогидролизуемого азота из-за недостатка влаги в почве.
Наименьшее использование легкогидролизуемого азота растениями яровой пшеницы отмечалось в варианте 4 с нулевой обработкой. В этом варианте содержание легкогидролизуемого азота в слое почвы 0-30 см в среднем за годы исследований от посева до уборки снизилось от 6,0 до 4,25 мг/кг почвы или на 29,2%, то есть к концу периода вегетации остаточное количество легкогидролизуемого азота было наибольшим - 70,9% от его содержания на период посева. Следовательно, в наибольшей степени использование легкогидролизуемого азота растениями наблюдалось в варианте с чизельной обработкой, а наименьшее - при нулевой обработке. Промежуточное положение по использованию легкогидролизуемого азота занимали отвальная и культи-ваторная обработки. В среднем за период вегетации 2006-2007 и 2007-2008 годов было использовано легкогидролизуемого азота из слоя почвы 0-30 см 43,1%, 36,8%, 29,7% и 29,1% соответственно при чизельной, отвальной, культиваторной и нулевой обработках. При этом, наиболее благоприятные условия для усвоения пшеницей легкогидролизуемого азота во всех вариантах опыта отмечались в относительно влажном 2006-2007 году. Ко второму году исследований в почве наблюдалось некоторое снижение легкогидролизуемого азота вследствие его использования пшеницей в предыдущем году. Особенно четко это проявлялось при глубоких обработках (чизельная и отвальная - на 29,7 и 27,3%), а при культиваторной и нулевой обработках это снижение составляло 15,0-15,4%. Частичное восстановление гидролизуемого азота в верхнем слое почвы происходит во вневегетационный период вследствие накопления органического вещества в результате разложения стерневых и корневых остатков, а также поступления его из атмосферы.
В целом наибольшее использование легкогидролизуемого азота из почвы отмечалось в первый период вегетации от посева пшеницы до выхода растений в трубку. За этот период из почвы было использовано 60-70% легкогидролизуемого азота, расходуемого за весь период вегетации. По слоям почвы 0-15 и 15-30 см существенных изменений в содержании легкогидролизуемого азота и его расходовании растениями не отмечалось, однако наблюдалась тенденция несколько большего его содержания в верхнем слое почвы 0-15 см, по сравнению со слоем 15-30 см. Полученные данные показали, что наиболее благоприятные условия для использования легкогидролизуемого азота из почвы создаются в вариантах с глубокой обработкой и в частности при проведении чизелевания, что способствует более интенсивному росту и развитию растений. Однако по содержанию легкогидролизуемого азота верхний слой почвы характеризуется очень низкой обеспеченностью и без дополнительного внесения азотных удобрений невозможно получение высоких урожаев пшеницы и других культур.
Продуктивные запасы влаги в почве и дефицит водопотребления в зависимости от способов ее обработки
Максимальный запас влаги в почве определяется прежде всего ее потенциальной наименьшей влагоемкостью, составляющей около 60 — 80% полной пористости. Однако степень доступности влаги устанавливается не по общим запасам, а по содержанию продуктивной влаги. Оптимальные запасы продуктивной влаги, как правило, соответствуют ее запасам при наименьшей влагоемкости. Продуктивный запас влаги определялся нами по разности между общим запасом и метвым запасом влаги (приложение 4 и 5). показал, что их величины сильно изменчивы по годам, а динамика в течение вегетационного периода нестабильна В условиях естественного увлажнения продуктивные запасы влаги в почве формируются только за счет выпадающих атмосферных осадков. В зависимости от их количества и интенсивности они распределяются по глубине почвенного профиля. Во влажном 2006 -2007 году запасы продуктивной влаги сохранялись в течение всего периода вегетации яровой пшеницы.
В засушливый период при отсутствии осадков перед обработкой почва была так сильно иссушена, что содержание влаги было ниже мертвого запаса на 13,6 - 19,4 мм в слое почвы 0 - 30 см и на 13,3 - 18,7 мм в метровом слое. Посев проводили в сухую почву. Семена яровой пшеницы лежали в почве до тех пор пока не выпали дожди и не произошло увлажнение верхнего слоя почвы. В фазу всходов произошло заметное пополнение почвы влагой. При этом запас продуктивной влаги в верхнем слое почвы 0 — 30 см достиг 30,5 -50,2 мм и в слое 0 - 100 см - 44,7 - 95,6 мм.
Наибольший запас продуктивной влаги в метровом слое почвы в этот период наблюдался в варианте с чизельной обработкой и равнялся 95,6 мм, что на 161,9 мм или на 62,9% меньше верхнего предела оптимального увлажнения.
При этом в верхнем слое почвы 0 - 30 см запас продуктивной влаги составлял 42,0 мм и был меньше на 33,3 мм или на 44,2% оптимального верхнего предела. Однако этот запас продуктивной влаги приближался к нижнему пределу оптимального увлажнения был достаточным для водоснабжения яровой пшеницы.
Наименьший запас продуктивной влаги в фазу всходов отмечался при нулевой обработке и он составлял 30,5 и 44,7 мм соответственно в почвенных слоях 0-30 см иО—100 см. Количество продуктивной влаги при этом было меньше нижнего предела оптимального увлажнения, при максимальном уровне оптимального запаса продуктивной влаги в этих слоях соответственно 73,5 мм и 247,8 мм. Невысокие запасы продуктивной влаги были зафиксированы также при культиваторной обработке. Отвальная вспашка способствовала большому накоплению продуктивных запасов влаги, особенно в верхнем слое почвы 0-30 см. В этом слое запасы продуктивной влаги составили 50,2 мм, что на 26,9 мм ниже максимального запаса оптимального увлажнения, но они соответствовали нижнему оптимальному пределу.
В фазу кущения произошло дальнейшее повышение запасов продуктивной влаги в почве. В 2006 — 2007 году в результате выпадения большого количества осадков они достигла 49,6 - 65,4 мм в слое 0-30 см и 122- 185,0 мм в слое 0 — 100 см. Здесь так же наибольшие запасы продуктивной влаги обеспечивались при проведении чизелевания. В верхнем слое почвы 0-30 см они составляли 60,8 мм при верхнем пределе оптимального уровня 75,3 мм и 185 мм в слое почвы 0 — 100 см, что на 73,7 мм или на 28,5% ниже максимальных продуктивных запасов. В целом, при проведении чизелевания запасы продуктивной влаги в фазу кущения были достаточными для нормаль- ного роста и развития яровой пшеницы и находились в оптимальных пределах.
В варианте 1 с отвальной вспашкой запас продуктивной влаги в верхнем слое почвы 0-30 см так же соответствовал оптимальному уровню. Однако в метровом слое почвы запасы продуктивной влаги были меньше максимальных на 98,9 мм или на 39,6% , но они были близки к оптимальному пределу нижнего увлажнения. В вариантах с культиваторной обработкой и особенно при нулевой обработке продуктивные запасы влаги в метровом слое почвы составляли 133,7 мм и 122 мми были значительно ниже верхнего оптимального предела, соответствующего наименьшей влагоемкости. Низкие продуктивные запасы влаги при-нулевой обработке вероятно связаны с высоким испарением влаги при непродуктивном ее использовании.
В последующие периоды вегетации яровой пшеницы происходит заметное снижение продуктивных запасов влаги в почве особенно в фазы колошения и созревания, так как в эти фазы выпадало незначительное количество атмосферных осадков.
В фазу выхода в трубку содержание продуктивной влаги в почве в 2006 - 2007 году находилось еще на достаточно высоком уровне. Его количество з зависимости от способа обработки изменялось в пределах 29,2 - 38,9 мм и 80,5 - 130,4 мм соответственно в слоях почвы 0 - 30 см и 0 - 100 см. В это период наименьший запас продуктивной влаги в метровом слое почвы был зафиксирован на фоне культиваторной и нулевой обработках, где он соответственно составил 80,5 и 78 мм и был в 3,3 раза ниже верхнего оптимального предела, соответствующего наименьшей влагоемкости. В эту фазу продуктивные запасы влаги в почве при отвальной вспашке были практически одинаковыми с чизельной обработкой. В метровом слое почвы они составили 129,7 мм на фоне чизельной обработки и 113,9 мм на фоне отвальной обработки. Сохранение запасов продуктивной влаги в почве при нулевой и культиваторной обработок в этот период объясняется по-видимому меньшим расходованием влаги на испарение через систему капиллярных ходов.
