Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
2. Условия и методика проведения исследований 34
2.1. Поч вен но-климатические особенности места проведения исследований .34
2.2. Методика наблюдений и исследований 45
2.3. Агротехника в опыте 48
3. Агрофизические и агрохимические свойства почвы 50
3.1. Водный режим почвы 50
3.2. Питательный режим почвы 63
3.3. Объёмная масса и пористость почвы 73
4. Биологические показатели плодородия почвы 79
4.1. Биологическая активность почвы 80
4.2. Засорённость посевов в зависимости от фона питания 84
5. Рост и развитие растений 93
5.1. Густота стояния растении 93
5.2. Морфологический и структурный анализ растений 95
6. Влияние предшественников и фонов питания на урожайность, продук тивность и качество зерна 102
6.1. Урожайность сельскохозяйственных культур в звеньях севооборотов и бессменных посевах 102
6.2. Продуктивность звеньев севооборотов и бессменных посевов 110
6.3. Качество зерна 115
7. Агроэкономическая,энергетическая и экологическая оценка звеньев севооборотов и бессменных посевов 119
7.1. Агроэкономическая оценка 119
7.2. Энергетическая оценка 123
7.3. Экологическая оценка 126
Выводы 129
Предложения производству 133
Список литературы
- Поч вен но-климатические особенности места проведения исследований
- Питательный режим почвы
- Засорённость посевов в зависимости от фона питания
- Продуктивность звеньев севооборотов и бессменных посевов
Поч вен но-климатические особенности места проведения исследований
Исследования проводились в Центральной зоне Оренбургской области в полевых опытах на стационарном участке в ОПХ им. Куйбышева Оренбургского НИИСХ. Территория землепользования входит в состав Оренбургского административного района и расположена в 20 км восточнее города Оренбурга, на правом берегу реки Урал на Юго-Восточной окраине Оренбургского Предуралья. В целом она представляет собой обширную волнисто-увалистую равнину, приподнятую на 200-400 м над уровнем моря, с водораздельными увалами и грядами Общего Сырта, чередующиеся с обширными выровненными пространствами террас крупных рек.
Значительная удаленность данной зоны от морей и океанов, близость её к полупустыням Казахстана и Средней Азии, обуславливают резкую континен-тальность климата.
Большая годовая амплитуда температуры воздуха (разность между средними температурами самого теплого и холодного месяцев) является одним из показателей континентальности климата.
Годовое количество осадков, по средним многолетним данным Оренбургской мете о обсерватори и, составляет 393 мм, в том числе за апрель-октябрь -250 мм. Гидротермический коэффициент равен 0,7, что говорит о засушливости вегетационного периода и меньшей влагообеспеченности растений. Засушливые условия зоны в теплый период года усугубляют суховеи.
Максимальная мощность снежного покрова достигает 45-50 см и наблюдается в середине марта. Средняя глубина промерзания почвы составляет 65-83 см. Абсолютный минимум температур по зоне колеблется от - 43до - 49С.
Самый холодный месяц - январь с температурой воздуха в среднем -14,8"С. Самый жаркий месяц - июль, когда среднесуточная температура воздуха достигает 21,9С, а максимальная 39еС.
Продолжительность периода с температурой выше 0С составляет 2)0, выше 5С - 180 дней. За это время накапливается значительная сумма положительных температур - в первом случае 3018С, во втором -2942С.
В условиях Оренбургской области поступление ФАР за вегетационный период при среднесуточных температурах выше 5С и 10С составляет соответственно 4,0 и 3,5 млрд. ккал на 1 га.
Главным недостатком климатических условий в Оренбургской области являются четко выраженная засушливость и резкая континентальность, проявляющаяся не только в значительных сезонных, но и суточных колебаниях температур. Эти негативные факторы не позволяют эффективно использовать как фото синтетический потенциал, так и высокое естественное плодородие почв.
На территории Оренбургской области выделяются две широтные почвен-но-географическне зоны (чернозёмная и каштановых почв), подразделяющиеся на четыре почвенные подзоны - чернозёмов типичных (11,4%), чернозёмов обыкновенных (32,3%), чернозёмов южных (39,2%) и тёмно-каштановых почв (17,1%). Территория ОПХ им. Куйбышева расположена в подзоне чернозёмов южных.
По характеру геолого-геоморфологического строения, климатическим условиям, характеру почвообразовательных пород и почвенного покрова территория землепользования является типичной для зоны южных степей Оренбургского Предуралья.
Опытный участок расположен в основании очень пологого склона Урало-Сакмарского водораздела. Уклон не превышает 0,5-1,1 и направлен на юго-восток к террасе реки Урал.
Почва - чернозём южный карбонатный среднемощный тяжел о суглинистый на тёмно-бурых карбонатных делювиальных опесчаненных суглинках.
Чернозём южный характеризуется содержанием гумуса в пахотном (0-30см) слое 3,2-4,0%, общего азота - 0,20-0,31 %, общего фосфора -0,14-0,22%, подвижного фосфора - 1,5-2,5 мги обменного калия-30-38 мгна 100 г почвы, рН почвенного раствора - 7,0-8,1. Сумма поглощённых оснований не превышает 39,1 мг/экв. на 100 г сухой почвы. Гидролитическая кислотность -1,5-2,3 мг/экв.
Объёмная масса почвы увеличивается с 1,14 г на 1 см3 в пахотном до 1,39 г на 1 см в слое 0-150 см. Влажность устойчивого завядания, максимальная гигроскопичность и влагоёмкость уменьшаются по мере углубления. Наименьшая полевая влагоёмкость в слоях почвы 0-100 см, 0-150 см составляет 297 мм (27,1 %) и 389 мм (25,4%), соответственно. Годы исследований характеризовались многообразием погодных условий (табл. 2.1.1.). Осень 2001 года характеризовалась обилием осадков. В температурном режиме, средние температуры сентября и октября были близки к среднемного-летним, а вот ноябрь - теплее, при норме -4,0С, температура составляла -1,1 "С. Осадки по всем трём месяцам превысили среднем но голетние данные. Превышение в сентябре составило 12 мм или 39%, в октябре 31 мм или 79%, в ноябре 8 мм или 22%. Большое количество осадков положительно сказалось на запасах продуктивной влаги в почве в период ухода в зиму.
Зима 2001-2002 гг. также обуславливалась превышением осадков по норме. Так, в декабре, сумма выпавших осадков составила 46 мм или 135% нормы, в январе - 34 мм или 126% нормы, в феврале - 24 мм или 109%. Температура декабря близка к среднемноголстней, а вот январь был теплее в 2 раза, февраль - в 4 раза.
Весна характеризовалась превышением средне многолетней нормы осадков в марте (40 мм при норме 24мм), близкой к ней в апреле (23 мм при норме 25 мм) и недобором в мае (22 мм при норме 38 мм). Температура в марте составила 0,6"С при среднемноголетней -7,ЗеС, апрель близок к среднемного-летнеЙ, а май холоднее на 4,ГС, В мае осадки выпадали неравномерно: в первой декаде их не было, во второй - 16, а в третьей - 6 мм.
Питательный режим почвы
Получение максимального урожая высокого качества невозможно без обеспечения полного удовлетворения потребности растения в пище, даже при оптимальном обеспечении всеми другими факторами жизни. Чтобы обеспечить растения важными элементами питания, необходимо вносить удобрения.
Первое место по своему значению в жизни растений среди элементов питания заслуженно занимает азот. В производственных условиях основным источником азотной пищи растений являются нитраты.
Нитраты - продукт процесса нитрификации, который происходит в почве под действием почвенных микроорганизмов. Интенсивность процесса нитрификации зависит от теплового и водно-воздушного режимов почвы, от произрастающей культуры.
Основная особенность чернозёмов - высокая нитрифпкационная способность (Е.Д. Волков, Г.А. Волкова, 1974; А.И. Кияницкая, З.А. Красникова, 1979). При непромывном типе водного режима ионы ЫОз не вымываются, а лишь мигрируют по профилю почвы, в зависимости от её увлажнения (А.Я. Гетманец, П.С. Авраменко, 1976; А.А. Зайцева, Л.Ф. Трифонова, 1980).
Наилучшие условия для накопления нитратов в почве создаются в пару (В.Н. Харчнков, 1926; Н. Scheek, 1953; П.С. Холопов, 1977; Е.А. Гайнутдинова, 1983; В.Ф. Аннкович, М.М. Надточий, Г.А. Кремер, 1985; Е.В. Блохин и др., 1985).
По данным М.И. Сидорова (I9S4), после чёрного пара в слое почвы 0-30 см нитратов было 62,6, после гороха-51,5, а после ячменя -лишь 24 мгна 1 кг почвы.
В нашем опыте отмечалось низкое содержание нитратов в пахотном слое почвы чёрного кулисного пара (табл. 3.2.1., приложение 5) перед посевом, где их количество составляло 4,4 на удобренном фоне и 3,4 мг на неудобренном, по сравнению с зерновыми культурами зернопарового звена севооборота.
При создании необходимых условий (высокая температура воздуха и нормальная аэрация) запасы нитратов в почве резко увеличиваются во много раз. Вследствие интенсивной нитрификации, протекающей в паровом поле, содержание нитратов в почве после уборки значительно увеличивалось на удобренном фоне в 3,1 раза, а на неудобренном - в 2,4 раза. На делянках озимой ржи и твёрдой пшеницы после уборки, наоборот, наблюдалось уменьшение нитратного азота за счёт использования его на рост и развитие растении.
Фосфаты в сравнении с нитратами менее динамичны, но по влиянию на процессы роста и развития растений не уступают им. Следовательно, внесение удобрений с учетом запасов нитратов и фосфатов в почве позволяет регулировать пищевой режим и создавать необходимые условия для повышения урожайности высеваемых культур и предотвращения биологической эрозии (А.А. Зайцева, И.П. Охинько, 1981).
В нашем исследовании изменение содержания подвижных форм фосфора и калия в зернопаровом звене севооборота за вегетационный период было незначительное.
Кроме удобрений, заметное воздействие на содержание нитратного азота в почве оказывали погодные условия. В связи с пониженными температурами вегетационного периода 2003 года и обильным выпадением осадков, содержание нитратов в почве перед посевом и после уборки в чёрном пару было очень низким. Поэтому в такие годы важную роль в формировании урожайности озимой ржи играют азотные удобрения.
В годы с хорошим увлажнением и прогреванием почвы в чёрном пару накапливается избыточное количество нитратного азота, что приводит к дисбалансу питательных веществ, особенно на удобренном фоне. Это является основной причиной отсутствия эффекта от интенсивного фона питания при возделывании озимой ржи по чёрному пару.
Из многочисленных исследований, проводимых в засушливых условиях, известно, что часть нитратов из пахотного слоя опускается до одного метра и глубже и становятся недоступными для растений. Другая часть вымывается талыми водами в период снеготаяния, попадая в реки, озёра, загрязняя их. Определенное количество нитратного азота переходит в неусвояемую форму, т.е. происходит процесс дснитрификашш.
Однако, несмотря на это, в отдельные годы, такие, как 2004 (приложение 5;6;7), в срок перед посевом отмечается высокое содержание нитратного азота. В 2004 году максимальное его количество отмечаюсь на горохе в зерновом звене севооборота, на удобренном фоне и составляло 11,6 мг на 100 г сухой почвы. На неудобренном фоне максимальное количество - 7,0 мг наблюдалось на твёрдой пшенице в зернопаровом звене севооборота.
Засорённость посевов в зависимости от фона питания
Немаловажное значение для сельскохозяйственного производства в засушливых условиях Оренбуржья имеет засорённость полей. Вред, наносимый сорняками, многосторонен. Они затеняют культурные растения, снижают температуру почвы на 2-4"С, из-за чего угнетается жизнедеятельность почвенных микроорганизмов (А.В. Фисюнов, 1984). Сорняки своими корнями выделяют в почву вредные для культурных растений вещества (П.П. Колмаков, В.П. Шашков, М.И. Тангиев, 3974). Поэтому на засорённых полях снижается полевая всхожесть семян культурных растений, задерживается их рост и развитие корней.
Сорные растения на создание единицы сухого вещества расходуют больше влаги, чем культурные, и как следствие, иссушают корнеобитаемый слой почвы (В.Д. Панпиков, 1974). Они являются очень сильными конкурентами в борьбе за элементы питания (С.А. Котт, 1961), в результате чего значительно снижается эффективность минеральных удобрений.
СМ. Новицкий (1966) сообщает, что осоты берут из почвы азота в 1,5 раза и калия в 3 раза больше, чем любая зерновая культура. Лебеда обыкновенная для своего роста и формирования семян выносит с гектара пашни свыше 800 т воды, до 40 кг азота, свыше 70 кг фосфора, до 100 кг калия. Осоты, редька дикая, гречиха татарская и другие сорняки в силу своей большой облиственно-сти испаряют много воды, затеняют культурные растения, резко снижают урожай.
В посевах ранних яровых зерновых культур на опытном участке наибольшее распространение имели: из малолетних сорняков - щирица запрокинутая (Amaramhus retroflexus), щирица жминдовидная (Amaranihus blithoides), щетинник сизый (Setaria glauca, Setaria viridis), лебеда-марь белая (Chenopodium album), просо куриное (Echinochloa cms galli), гречишка вьюнковая (Fallopia convolvulus); из многолетних - бодяк полевой (Cirsium arvense), молокан татарский (Lactuca latarica), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis), осот желтый (Sonchus arvensis).
Засорённость посевов сельскохозяйственных культур в засушливых регионах во многом зависит от погодных условий вегетационного периода. Это положение, в первую очередь, относится к малолетним сорнякам, потому что в засушливые годы при быстром иссушении верхнего слоя почвы они практически не всходят. Во влажные годы, наоборот, при громадных запасах семян в почве они интенсивно прорастают и наносят большой ущерб урожаю.
Для ранних зерновых культур поздние малолетние сорняки (они в основном распространены на опытном участке) при качественном посеве не представляют большой опасности, так как находятся в нижнем ярусе хлебов и хорошо ими подавляются. Но при достаточном увлажнении во второй половине лета, когда прекращается рост зерновых культур, сорняки выходят из нижнего яруса, что в значительной степени затрудняет уборку урожая, а при задержке её они могут осыпаться, повышая тем самым потенциальную засорённость будущих посевов. Большой вред поздние малолетние сорняки наносят урожаю пропашных культур, особенно во влажные годы. Несмотря на тщательное соблюдение технологии их возделывания, сорняки прорастают в рядках, когда уже закончилась междурядная обработка, что в значительной степени засоряет посевы и снижает урожайность.
Что касается многолетних сорняков, то погодные условия вегетационного периода очень незначительно оказывают влияние на их рост и развитие, так как они образуют мощную корневую систему, которая проникает в глубь до одного метра и более. Обычно всходы многолетников появляются даже при иссушении верхнего слоя почвы и дефиците влаги в пахотном слое.
Из всех агротехнических приёмов в борьбе с сорной растительностью, предшественникам отводится особое место, из них чистый пар является самым эффективным средством.
В засушливых условиях основной задачей чистого пара является накопление влаги и уничтожение сорной растительности. По своей значимости эти две проблемы равноценны, когда чистый пар отводится под посев озимых культур.
В борьбе с многолетниками чистый пар самый эффективный приём, который позволяет избавиться от них на 80-90%. Как показывает опыт, для этого необходимо провести не менее 6-7 качественных культивации в весенне-летний период. Замена культивации в борьбе с корнеотпрысковыми сорняками двумя или более глубокими обработками не даёт эффекта, так как он достигается не глубокой обработкой, а истощением корневой системы поверхностными куль-тивациями. Такая технология ухода за паром обеспечивает чистоту поля от многолетних сорняков до 4-5 лет, что не требует применения гербицидов.
Более эффективный в борьбе с малолетней сорной растительностью является чёрный пар, при размещении на нём озимой ржи. Озимые зерновые культуры, обладающие высокой конкурентной способностью по отношению к сорнякам, меньше страдают от них, чем яровые зерновые.
Кукуруза при тщательном соблюдении технологии возделывания по своей соорчишающей способности занимает второе место после пара. В связи с этим она, как предшественник, равноценна паровому полю. Но если нарушается технология возделывания кукурузы, то последняя становится засорителем полей.
Влияние гороха на подавление сорной малолетней растительности до сих пор рассматривается исследователями неоднозначно. Некоторые относят его к культурам с высокой конкурентной способностью к сорнякам. Мы полностью согласны с этим положением применительно к начальному периоду вегетации, но когда прекращается рост гороха - сорняки выходят из нижнего яруса и сильно засоряют посевы, что в значительной степени затрудняет уборку урожая. Такое явление наблюдалось в 2002 году.
Продуктивность звеньев севооборотов и бессменных посевов
При изучении эффективности различных приёмов в земледелии важную роль играет продуктивность, которая определяется урожайностью сельскохозяйственных культур, выходом с 1 га пашни зерна, содержанием кормовых и кормопротеиновых единиц (табл. 6.2.1.), жира, клетчатки, протеина и т.д.
Урожайность культур в зернопаровых, зернопропашных и зерновых звеньях севооборотов и бессменных посевах нами уже рассматривалась выше как по годам, так и в среднем за годы исследований. В связи с этим, для полного определения эффективности звеньев севооборотов необходимо взять для рассмотрения такой показатель, как продуктивность.
В среднем за три года исследований по выходу зерна с 1 га пашни на первом месте стоит бессменный посев ячменя, где выход зерна составлял на удобренном фоне 2,00 т и на неудобренном - 1,65 т. Второе место занимают зерновые звенья с горохом и просом. Продуктивность зерновых звеньев севооборотов повышается за счёт размещения в них ячменя.
Самый низкий выход зерна наблюдался в зернопропашном звене с кукурузой на силос, а также при бессменном посеве мягкой пшеницы.
По выходу с 1 га пашни кормовых и кормопротеиновых единиц наилучшими показали себя зернопропашные звенья с кукурузой и сорго на силос, звено с горохом, а также бессменные посевы ячменя, кукурузы и сорго на силос. В среднем по зернопаровому звену севооборота (контроль) выход составил на удобренном фоне 1,58 корм. ед. и 0,85 к.п.е., на неудобренном - 1,28 и 0,69, соответственно.
В зернолропашных звеньях севооборотов получены более качественные корма. Наиболее отзывчивыми на удобрение показали себя кормовые культуры.
У твёрдой пшеницы в зернопаровом звене севооборота и бессменном посеве прибавка урожайности небольшая, всего 0,11-0,26 т, но в процентном отношении она от удобрения существенно, заметна и составляет 12-24%.
Мягкая пшеница в различных звеньях севооборотов и при бессменном возделывании содержит невысокую прибавку урожайности, а также небольшой процент прибавки. Это обстоятельство утверждается несколькими причинами: большой процент пораженности посевов мягкой пшеницы бурой ржавчиной; удаленностью в севообороте от парового поля, где снижается последействие удобрений; засорённостью посевов как однолетними, так и многолетними сорняками.
Обработка данных по севообороту со звеньями зерновыми и кормовыми культурами проводилась раздельно из-за невозможности объективной оценки звеньев севооборотов.
Данные дисперсионного анализа по годам исследований сводились к следующему:
В 2002 году при влиянии звена севооборота на продуктивность НСРооз = 0,10тс 1 га (приложение 13). Зерновое звено с просом не уступал контролю (пар чёрный - озимая рожь - твёрдая пшеница) на 0,25 т с 1 га. В зерновом звене с горохом разность была больше на 0,36 т с 1 га по сравнению с контролем. Бессменный посев твёрдой пшеницы уступал контролю на 0,31 тс 1 га, что говорит о существенной разности, нет прибавки урожайности. Бессменный посев мягкой пшеницы превысил контроль несущественно, на 0,02 т с 1 га. С существенной разностью выступал бессменный посев ячменя, где превышал контроль на 0,58 т с 1 га. В 2002 году существенная прибавка урожайности от удобрений была получена во всех вариантах, кроме бессменного посева ячменя. Самая большая прибавка наблюдалась на контроле и на мягкой пшенице бессменно соответственно 0,43 т и 0,39 т с I га при HCPoos 0,05 т с I га.
В 2003 году при влиянии звена севооборота на продуктивность HCPQOS -0,06 т с 1 га (приложение 14). При бессменном посеве ячменя получена прибавка урожайности относительно контроля 0,96 т с I га. Остальные варианты уступали контролю, прибавка урожайности от звена севооборота несущественна. Существенная прибавка урожайности от удобрений в 2003 году отмечалась как на контроле 0,34 т с 1 га, так и на вариантах: просо - мягкая пшеница - ячмень - 0,20 т с 1 га, горох - мягкая пшеница - ячмень - 0,57 т с 1 га, твёрдая пшеница бессменно - 0,50 т с 1 га, ячмень бессменно - 0,93 т с I га при HCPoos = 0,04 т с 1 га.
Лучшими вариантами в 2003 году были контроль и бессменный посев ячменя. В этих вариантах была получена существенная прибавка, как от действия звена севооборота, так и от удобрений.
В 2004 году при влиянии звена севооборота на продуктивность HCPoos = 0,10 т с 1 га (приложение 15). Зерновое звено с просом превышал контроль несущественно, на 0,09 т с 1 га. В зерновом звене с горохом разность с контролем существенна, где превышение составило 0,75 т с 1 га.
![Эффективность гербицида диален-супер в борьбе с сорняками в посевах зерновых культур при разных способах внесения минеральных удобрений в системах обработки почвы [Электронный ресурс]](/i/i/4470/175475.png "Эффективность гербицида диален-супер в борьбе с сорняками в посевах зерновых культур при разных способах внесения минеральных удобрений в системах обработки почвы [Электронный ресурс] Семенова Елена Леонидовна")
