Содержание к диссертации
Введение
1 Особенности условий роста и развития сельскохозяйственных культур в лесостепи Поволжья и Республики Мордовия 13
1.1 Территория и географическое положение 13
1.2 Абиотические и биологические ресурсы территории 14
1.3 Характеристика эдафических условий региона 16
2 Условия и методика проведения исследований 22
2.1 Место и условия проведения исследований 22
2.2 Методика исследований 25
3 Эффективность использования клевера лугового как парозанимающей культуры в полевых севооборотах 32
3.1 Плодородие чернозема выщелоченного и продуктивность полевых севооборотов в зависимости от вида пара и парозанимающей культуры 38
3.2 Влияние средств защиты растений и минеральных удобрений на урожайность клевера лугового первого года пользования 49
4 Показатели плодородия чернозема выщелоченного в зависимости от приемов основной обработки почвы при возделывании сорго сахарного 54
4.1 Плотность сложения чернозема выщелоченного 67
4.2 Изменение режима влажности чернозема выщелоченного 73
4.3 Пищевой режим чернозема выщелоченного 79
4.4 Засоренность посевов сорго в зависимости от приемов основной обработки почвы 86
4.5 Влияние приемов основной обработки почвы на развитие корневой системы сорго 92
4.6 Урожайность сорго сахарного в зависимости от приемов основной обработки почвы и предшественников 96
5 Технологические основы формирования ресурсосберегающей технологии возделывания рапса ярового в системе адаптивно-ландшафтного земледелия 102
5.1 Влияние сроков сева на рост, развитие и урожайность рапса ярового 107
5.2 Оптимизация доз азотного и эффективность серного удобрений в посевах рапса 121
5.3 Совершенствование системы защиты рапса от сорняков, вредителей и болезней 141
5.4 Агроэкологическое обоснование возделывания ярового рапса в поукосных и пожнивных промежуточных посевах 171
6 Дифференцированное применение минеральных удобрений с учетом внутрипольной вариабельности почвенного плодородия 198
6.1 Влияние дифференцированного применения минеральных удобрений на продуктивность полевого севооборота 213
6.2 Влияние технологий применения минеральных удобрений на засоренность полевого севооборота 233
6.3 Эффективность дифференцированного применения гербицидов в полевом севообороте 244
6.4 Изменение агрохимических показателей чернозема выщелоченного в зависимости от технологий применения минеральных удобрений 254
6.5 Агрономическая эффективность дифференцированного применения минеральных удобрений 263
7. Экономическая и энергетическая оценка приемов повышения плодородия почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур 267
7.1 Эффективность севооборотов с клеверным, викоовсяным и чистым парами 268
7.2 Эффективность приемов основной обработки почвы при возделывании сорго сахарного 271
7.3 Экономическая и энергетическая оценка приемов адаптивной агротехнологии рапса ярового 276
7.4 Эффективность дифференцированного применения удобрений в полевом севообороте 289
Заключение 291
Рекомендации производству 304
Список литературы 305
Приложения 375
- Характеристика эдафических условий региона
- Пищевой режим чернозема выщелоченного
- Совершенствование системы защиты рапса от сорняков, вредителей и болезней
- Изменение агрохимических показателей чернозема выщелоченного в зависимости от технологий применения минеральных удобрений
Введение к работе
Актуальность. В настоящее время на большей части сельскохозяйственных угодий России остаются высокими темпы деградации почв. По Республике Мордовия эрозионно опасными признаны 1,295 млн га земли, из которых 308 тыс. га полностью эродированы и 776 тыс. га являются кислыми и требуют известкования. При недостатке финансовых средств и ограниченности материально-технических ресурсов все большую актуальность в условиях аграрного производства приобретает адаптивная стратегия земледелия, основанная на принципах ресурсо- и энергоэкономичности и экологической безопасности. Разработка на этой основе технологий и максимальная биологизация минерального питания растений позволяют снизить воздействие техногенных факторов до безопасного уровня и предотвратить почвенную деградацию. Важнейшим элементом таких технологий является обработка почвы как наиболее доступный способ повышения эффективного плодородия.
Не меньшее значение в условиях дефицита органических удобрений имеет использование сидератов в качестве зеленого удобрения. Применение альтернативного органического удобрения поддерживает бездефицитный баланс гумуса в почве, экономит трудовые ресурсы и сокращает материальные затраты.
Особую роль приобретают сохранение и мобилизация биологического разнообразия на основе конструирования высокопродуктивных агроценозов, выполняющих функцию сбережения почвенного плодородия (А.А. Жученко, 2004). К числу таких культур относится рапс яровой. В тоже время увеличение площади его возделывания сдерживается отсутствием научно обоснованных параметров адаптивной ресурсосберегающей агротехнологии.
Наряду с биологическими факторами внесение минеральных удобрений остается одним из наиболее результативных и оперативных способов сохранения плодородия почв и повышения урожайности культур. Однако эффективность их использования остается низкой, что связано с «уравнительностью» в подходе к землепользованию и низкой адресностью применения техногенных факторов (В.А. Сысуев и соавт., 2001). В связи с этим перспективной является разработка прецизионных технологий, основанных на дифференцированном использовании средств химизации с учетом внутрипольной вариабельности почвенного плодородия и состояния посевов.
Изучение факторов повышения плодородия почвы и продуктивности растений в условиях лесостепи Поволжья с учетом их эффективности является актуальным направлением исследований, имеющим определенный научно-практический интерес для разработки адаптивных систем земледелия нового поколения. Диссертационная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Мордовского НИИСХ: № 04.04.01.01«Исследование влияния элементов систем земледелия на водные, агрохимические характеристики чернозема выщелоченного и формирование урожая многолетних трав с целью регулирования органического вещества и воспроизводства плодородия почвы»; № 06.02.01.01 «Разработка технологии комплексного использования минеральных удобрений и биологического азота под многолетние травы в севооборотах с различной насыщенностью бобовыми культурами»; № 04.06.02.01 «Разработка технологии дифференцированного применения минеральных удобрений и средств защиты растений в полевых севооборотах Республики Мордовия»; № 04.17.02.01 «Разработка технологии возделывания промежуточных кормовых культур»; госконтракт № 1380/13 «Разработка ресурсосберегающих зональных технологий возделывания, подработки и хранения ярового рапса в Приволжском федеральном округе».
Степень разработанности темы. Вопросам сохранения и повышения плодородия чернозема выщелоченного, а также увеличению урожайности культур полевых севооборотов было посвящено немало трудов. К их числу можно отнести работы В.Р. Вильямса (1935, 1949),
НА. Качинского (1963), С.А. Воробьева (1968, 1979), Г.Г. Данилова и И.Ф. Каргина (1969, 1978, 1982), С.С. Сдобникова (1969, 2000), А.В. Ивойлова (1990, 1994, 1995), В.И. Кирюшина (1991, 1993, 2000, 2010), П.Н. Акулова (1992), Ш.И. Ахметова (1996, 1997), Н.С. Немцева (1996, 2002), Н.В. Смолина (1997), Е.Н. Кузина (1998, 2013, 2014), В.М. Дудкина (1998, 2002, 2006), Г.И. Казакова (2000, 2003, 2009), Е.П. Денисова (2000, 2006, 2007), А.И. Шабаева (2003, 2005), С.Н. Немцева (2005, 2009), Н.П. Масютенко (2008), В.Н. Слесарева (2008, 2012, 2016), Е.В. Бойко (2009), С.А. Замятина (2009, 2010, 2013), Г.А. Зайцевой (2011), В.Г. Лошакова (2012, 2015, 2016), А.Н. Воронина (2014) и др.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в изучении и научном обосновании приемов сохранения и повышения плодородия чернозема выщелоченного и урожайности сельскохозяйственных культур полевых севооборотов в адаптивном земледелии лесостепных районов Поволжья путем применения альтернативных источников органических удобрений, оптимизации основной обработки почвы, мобилизации биологического разнообразия, разработки прецизионных технологий внесения минеральных удобрений и других средств химизации.
Поставленная цель предопределила решение следующих задач:
изучить влияние клевера лугового в качестве парозанимающей культуры на плодородие
чернозема выщелоченного и продуктивность полевых севооборотов;
усовершенствовать приемы возделывания клевера лугового на семенные цели;
установить влияние приемов основной обработки почвы на изменение основных водно-физических и агрохимических показателей чернозема выщелоченного при возделывании сорго сахарного;
выявить действие приемов основной обработки почвы на развитие корневой системы и
урожайность сорго сахарного;
определить влияние сроков сева на рост, развитие и урожайность рапса ярового;
установить оптимальные дозы внесения минеральных удобрений под рапс яровой;
усовершенствовать систему защиты рапса ярового от сорняков, вредителей и болезней;
дать агроэкологическое обоснование возделывания рапса ярового в поукосных и пожнивных промежуточных посевах;
изучить влияние дифференцированного применения минеральных удобрений на продуктивность полевого севооборота и выявить их агрономическую эффективность с учетом внут-рипольной вариабельности почвенного плодородия;
оценить влияние технологии применения минеральных удобрений на засоренность посевов сельскохозяйственных культур зернопарового севооборота;
установить изменение агрохимических показателей чернозема выщелоченного в зависимости от технологии применения минеральных удобрений в севообороте;
дать экономическую и энергетическую оценку приемов повышения плодородия почвы и
продуктивности сельскохозяйственных культур.
Научная новизна исследований. На основе исследований научно обоснованы приемы повышения плодородия чернозема выщелоченного и продуктивности сельскохозяйственных культур применительно к условиям лесостепи Поволжья. Установлена положительная роль клевера лугового в восполнении плодородия чернозема выщелоченного и повышении урожайности культур полевых севооборотов. Доказано преимущество сидерального использования клевера в сравнении с чистым и занятым однолетними травами парами.
Изучено действие основной обработки почвы на водно-физические и агрохимические свойства чернозема выщелоченного, фитосанитарное состояние посевов и урожайность сорго сахарного.
С учетом агроклиматических ресурсов территории разработаны технологические приемы управления продукционным процессом рапса ярового путем оптимизации сроков сева, системы минерального питания и защиты от болезней, вредителей и сорных растений. Дано агроэкологическое обоснование возделывания промежуточных культур, в том числе рапса, в поукосных и пожнивных агроценозах.
Разработаны теоретические и практические основы дифференцированного применения минеральных удобрений с учетом внутрипольной вариабельности почвенного плодородия в системе точного земледелия для обеспечения устойчивого формирования урожайности сельскохозяйственных культур в севообороте. Выявлена эффективность локального применения средств защиты растений в полевом севообороте с учетом развития сорной растительности.
Дано экономическое и энергетическое обоснование приемов повышения плодородия чернозема выщелоченного и продуктивности сельскохозяйственных культур.
Практическая значимость работы. Результаты многолетних исследований на черноземе выщелоченном являются основой для разработки эффективных мероприятий по сохранению и повышению почвенного плодородия в условиях лесостепи Поволжья.
Рекомендовано возделывание клевера лугового в качестве парозанимающей культуры для накопления легкогидролизуемого органического вещества, повышения эффективного плодородия чернозема выщелоченного и увеличения на 9-16 % продуктивности севооборота. Применение усовершенствованных приемов выращивания клевера лугового позволяет повысить урожайность семян до 0,286 т/га.
Использование разработанных агротехнических приемов при возделывании сорго сахарного обеспечивает получение урожайности зеленой массы свыше 60 т/га, оптимизирует водно-физические и агрохимические свойства чернозема выщелоченного и улучшает фи-тосанитарное состояние посевов.
Разработанные ресурсосберегающие приемы адаптивной технологии возделывания рапса ярового позволяют увеличить урожайность до 3,05-3,14 т/га, повысить качество маслосе-мян. Для наиболее полного использования агроклиматических ресурсов региона и рационального землепользования рекомендовано возделывание промежуточных поукосных и пожнивных культур (рапса ярового и суданской травы).
Дифференцированное применение минеральных удобрений и гербицидов способствует повышению на 8-23 % продуктивности севооборота и качества продукции сельскохозяйственных культур, на 12 % – окупаемости удобрений и экономии на 29,4-37,0 % пестицидов в борьбе с сорными растениями.
Результаты исследований использованы при разработке региональных и зональных рекомендаций и руководств производству: «Технология возделывания сахарного сорго» (Саранск, 2002); «Адаптивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Республики Мордовия: методическое руководство» (Саранск, 2003); «Использование клевера лугового в полевых севооборотах Республики Мордовия» (Саранск, 2005); «Зональные ресурсосберегающие технологии возделывания, подработки и хранения ярового и озимого рапса в Приволжском федеральном округе» (Москва, 2011); «Ресурсосберегающая технология возделывания рапса в условиях Республики Мордовия: методические рекомендации» (Саранск, 2012); при подготовке справочного издания «Технология кормов» (Саранск, 2007); освещены в монографиях «Мордовский НИИСХ: история и современность» (Саранск, 2005), «Инновационные технологии производства молока» (Москва, 2008), «Технология возделывания сахарного сорго в лесостепи Среднего Поволжья» (Саранск, 2014), «Система земледелия Республики Мордовия» (Саранск, 2015).
Методология и методы исследований. Методология проведенных изысканий основывается на анализе научной литературы и теоретическом обосновании выбора темы, постановке цели, разработке программы и задач исследований, закладке полевых опытов, проведении наблюдений, организации лабораторных исследований, статистической обработке полученных экспериментальных данных и их анализе. Работа выполнена в соответствии с современными методами исследований в земледелии и растениеводстве и частными классическими методиками и ГОСТами на проведение экспериментов.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Восполнение плодородия чернозема выщелоченного и повышение урожайности культур полевых севооборотов за счет сидерального использования клевера лугового как парозанимающей культуры в сравнении с чистым и занятым однолетними травами парами.
-
Изменение водно-физических и агрохимических свойств чернозема выщелоченного, фитосанитарного состояния посевов, развитие корневой системы и формирование урожая зеленой массы сорго сахарного в зависимости от приемов основной обработки почвы в условиях лесостепи Поволжья.
-
Приемы формирования адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания ярового рапса на маслосемена и агроэкологическое обоснование возделывания промежуточных культур в поукосных и пожнивных посевах.
-
Дифференцированное применение минеральных удобрений и средств защиты растений с учетом внутрипольной вариабельности почвенного плодородия и состояния посевов сельскохозяйственных культур в полевом севообороте.
-
Экономическая и энергетическая оценка агроприемов повышения плодородия чернозема выщелоченного и урожайности сельскохозяйственных культур.
Степень достоверности. Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждаются многолетними экспериментами, корректностью используемых методик, необходимым объемом проведенных анализов, замеров, наблюдений, обработкой экспериментального материала математическими методами дисперсионного и корреляционного анализа, апробацией результатов исследований.
Апробация результатов научных исследований. Результаты проведенных исследований обсуждались на заседаниях ученого совета Мордовского НИИСХ, на региональных, всероссийских и международных научно-практических конференциях (Саранск, 2000-2017; Йошкар-Ола, 2001; Ульяновск, 2002; Москва, 2005, 2006, 2009, 2012; Пенза, 2000, 2009; Киров, 2004-2017; Самара, 2005, 2006; Казань, 2007, 2009; Нижний Новгород, 2007, 2011; Орел, 2009, 2011; Ижевск, 2009, 2012; Липецк, 2010; Сыктывкар, 2011, 2017; Элиста, 2012; Пермь, 2013; Екатеринбург, 2014; Вологда, 2017). Основные результаты диссертации внедрены на опытном поле Мордовского НИИСХ, а также в ФГУП «1 Мая» и ООО «Нива» Октябрьского района и ООО «Агросоюз – Красное Сельцо» Рузаевского района Республики Мордовия на общей площади более 600 га.
Публикации. По результатам исследований автором опубликована 101научная работа (149,5 печ. л.), в том числе 23 – в изданиях, рекомендованных ВАК при Минобразования и науки РФ.
Структура и объем диссертации. Обзор научной литературы совмещен с изложением и обсуждением собственных экспериментальных данных. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и рекомендаций производству. Работа изложена на 374 страницах компьютерного текста, содержит 122 таблицы, 34 рисунка и 84 приложения. Список литературы включает 702 источника, в том числе 55 – на иностранных языках.
Личное участие соискателя. Диссертанту принадлежат теоретическое обоснование и научная оценка приемов повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. Соискателем осуществлялись: постановка задач, разработка программы исследований, проведение полевых опытов и наблюдений, анализ литературных материалов и полученных результатов, формирование основных положений, выводов работы и рекомендаций производству. Экспериментальные исследования автором выполнены самостоятельно и в совместных опытах с сотрудниками Мордовского НИИСХ.
Всем коллегам выражаю искреннюю признательность за организационную и практическую помощь в работе. Особую благодарность выражаю научному консультанту, доктору сельскохозяйственных наук Л.М. Козловой за неоценимую помощь и содействие в процессе работы над диссертацией.
Характеристика эдафических условий региона
Особая форма природных ресурсов - почвенный покров, который обуславливает сохранение нормального режима в различных процессах биосферы, чистоту воздуха, воды, пищи, что имеет важное значение для здоровья человека.
Республика Мордовия расположена на стыке лесостепной и степной природных зон, характеризуется разнообразным сочетанием факторов почвообразования и сложной историей развития, что способствует образованию в ее пределах многочисленных разностей почв: подзолистые, болотно-подзолистые, торфяно-болотные, серые лесные, серые лесные глеевые, черноземы, лугово-черноземные, аллювиальные дерновые, аллювиальные луговые, аллювиальные болотные иловато-перегнойно-глеевые, аллювиальные болотные иловато-торфяные, почвы овражно-балочного комплекса.
Наибольшую площадь занимают черноземные, серые лесные и дерново-подзолистые почвы. Структура почвенного покрова приведена в таблице 1.
В центральном районе республики преимущественно распространены черноземы выщелоченные и оподзоленные, а также темно-серые лесные почвы. По механическому составу почвенный покров представлен глинистыми, тяжелосуглинистыми и среднесуглинистыми разновидностями.
Почвенный покров восточной части республики наиболее разнообразен, но в большей части представлен черноземами и серыми лесными почвами. Большие площади в республике заняты эродированными землями. Процессы эрозии особенно развиты в центральных и восточных районах республики на черноземных и серых лесных почвах.
По производственной значимости к лучшим почвам относятся черноземы выщелоченные и оподзоленные, темно-серые лесные, составляющие вместе около 58,5 % от площади пашни, в которых доля выщелоченных черноземов занимает 26,5 %. По механическому составу среди выщелоченных черноземов преобладают тяжелосуглинистые (55 %), глинистые (24 %) и среднесуглинистые (18 %) разновидности. В тучных черноземах содержание гумуса составляет 9,6 %, в малогу-мусных – 5,5 %.
Черноземы оподзоленные в общей площади пашни занимают 17,6% площади. По механическому составу они тяжелосуглинистые (44 %) или глинистые (24 %). Содержание гумуса в тучных черноземах составляет 10,1 %, в малогумусных – 5,2 %.
Темно-серые лесные почвы занимают 14,4 % площади пашни. По плодородию они наиболее близки к черноземам оподзоленным, отличаясь от них меньшим (до 5,2 %) содержанием гумуса.
Серые лесные почвы наиболее характерны для лесостепи. В пашне республики их около 22,7 %, среди них – 2 % щебневых разновидностей. Они характери зуются довольно непрочной структурой и неблагоприятными водно-физическими свойствами. Этим почвам свойственны заплывание поверхности и образование корки. Содержание гумуса колеблется в пределах 3,3%.
Светло-серые лесные почвы обладают невысоким плодородием, приближаясь в этом отношении к дерново-подзолистым почвам. В пашне республики ими занято около 8,1 %. Содержание гумуса в пахотном горизонте составляет 1,9 %, степень насыщенности почв основаниями - 77 %, рН - 5,3 %. По механическому составу светло-серые лесные почвы различны: 20 % из них среднесуглинистые, 30 % легкосуглинистые, 16 % супесчаные.
В общей площади пашни все серые лесные щебневые почвы распространены в юго-восточной части республики и занимают около 4 % пахотных угодий.
Дерново-подзолистые почвы по плодородию являются наиболее бедными среди почв пашни Республики Мордовия, занимают в общей площади около 5,4 %. По механическому составу они чаще супесчаные (61 %) или легко суглинистые (26 %). Содержание гумуса в пахотном горизонте составляет 1,21 %, степень насыщенности основаниями 70 %. Эти почвы, как правило, кислые.
Пойменные почвы занимают около 3,1 % пашни и представлены дерновыми зернистыми, зернисто-слоистыми разновидностями. По механическому составу они песчаные, средне- и тяжелоглинистые. Содержание гумуса в этих почвах достигает от 5 % до 6 %, степень насыщенности основаниями в них 92 %, они обладают высоким плодородием, но при их использовании необходимо учитывать особенности водного режима, связанные с периодичностью затопления поймы.
Слабогумусированные пески в основном используются под лесами, как пахотные земли они малопродуктивны, поскольку имеют небольшой запас питательных веществ и им свойствен неблагоприятный водный режим (Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды в Республике Мордовия в 2014 году).
Результаты агрохимического обследования, проведенного ФГБУ «Государственный центр агрохимической службы «Мордовский» на площади 986,8 тыс. га пашни, показали, что в Республике Мордовия из обследованных в 2013-2014 гг. земель кислыми почвами занято 776,0 тыс. га, или 78,6 % пахотных земель, из них первоочередного известкования требуют 304,4 тыс. га, или 30,8 %, в большей части кислыми являются и почвы на землях, занятых кормовыми угодьями - пастбищами и сенокосами.
Из обследованной пашни республики подвижными формами фосфора в достаточной степени обеспечены 669,0 тыс. га, или 67,8 %, 236,7 тыс. га, или 24,0 % пашни имеют среднюю обеспеченность и 81,1 тыс. га пашни, или 8,2 % имеют низкое и очень низкое содержание Р2О5.
Почвы республики в достаточной степени обеспечены обменным калием. Почв с низким и очень низким содержанием калия в республике насчитывается только 8,8 %, или 87,2 тыс. га.
Обеспеченность почв подвижными формами фосфора и обменного калия не улучшается и остается на прежнем уровне. Также не наблюдается быстрого увеличения площадей сельхозугодий, имеющих повышенную кислотность почв. В целом установившаяся в ранние годы тенденция к снижению плодородия продуктивных земель сельскохозяйственного назначения имеет место и в настоящее время.
Одним из самых неблагоприятных факторов, влияющих на качество почв республики, является эрозия почв. Более 50 % почв Мордовии по составу являются серыми лесными и дерново-подзолистыми, они характеризуются слабой эрозионной устойчивостью, около половины площадей пашни расположены на склонах крутизной 2-4 градуса. По данным мониторинга, площади эрозионно-опасных сельхозугодий составляют 1295,2 тыс. га, из них эродированы 307,8 тыс. га (19,6 %).
В республике 141,6 тыс. га (9,0 %) сельскохозяйственных угодий находятся в условиях избыточного увлажнения, из них 101 тыс. га (6,4 %) составляют кормовые угодья и 39,9 тыс. га (2,5 %) пахотные земли. Заболоченные земли занимают 14,7 тыс. га, или 0,9 %.
Вследствие поднятия грунтовых вод отдельные участки пашни в ряде районов республики в весенний период недоступны для обработки сельскохозяйственными машинами. Причиной переувлажнения сельскохозяйственных угодий является невыполнение обязательных мероприятий по защите земель.
Актуальной проблемой в республике является зарастание продуктивных сельскохозяйственных угодий кустарником и мелколесьем. Общая площадь заросших кормовых угодий составляла 38,5 тыс. га (2,4 %). Одновременно идет зарастание необрабатываемой пашни. Причинами выступают несвоевременное принятие мер по проведению культурно-технических работ и невостребованность низкопродуктивной пашни.
По данным ФГБУ «Государственный центр агрохимической службы «Мордовский», ежегодно в почву вносится чуть более 30 тыс. тонн минеральных удобрений в действующем веществе, хотя в последние годы это число несколько возрастает. Из этого можно сделать вывод, что загрязнение почв химическими препаратами, хотя и снижается, но остается все еще высоким.
Анализ данных о состоянии и использовании земель за 2013-2015 гг. показывает, что на территории республики почти повсеместно сохраняется тенденция к деградации почвенного покрова, отражающаяся на продуктивности земель. Антропогенные воздействия на земли республики возрастают, их негативные последствия характеризуются дальнейшим усилением процессов эрозии, подтопления, загрязнения и захламления, разрушения почвенного и растительного покрова.
Тенденция к увеличению площадей земель с признаками деградации вызвана, в первую очередь, бесхозяйственным использованием земель, отсутствием финансирования на разработку и реализацию мероприятий по охране и рациональному использованию земельных ресурсов, сокращением объемов мероприятий по улучшению земель. Проводимые в районах республики мероприятия по предотвращению негативных процессов неадекватны степени и размерам их проявления.
Влияние негативных факторов на земли сельскохозяйственного назначения приводит к образованию истощенных земель. Вследствие этого значительные площади этих земель не используются и по этой причине переводятся в другие категории земель.
Пищевой режим чернозема выщелоченного
Одним из факторов, оказывающих влияние на величину урожая сельскохозяйственных культур, является наличие элементов питания в доступных для растений формах. Установлено, что содержание в почве после разных сельскохозяйственных культур доступных форм азота зависит от количества органических остатков, их состава и условий разложения. Больше аммонийного и нитратного азота накапливается в чистых парах, затем в полях пропашных культур, меньше – под зерновыми сплошного посева. Доступные формы фосфора в меньшей степени зависят от количества и качества растительных остатков, что объясняется сравнительно невысокими колебаниями в содержании этого элемента в растительных остатках разных культур и быстрым переходом их в более устойчивые труднодоступные формы для растений. Количество обменного калия в почве уменьшается после калиелюбивых культур (С.А. Воробьев, 1979).
Рациональная механическая обработка почвы, улучшая водно-воздушный и тепловой режимы почвы и усиливая биохимические и микробиологические процессы в ней, способствует более эффективному использованию почвенных и вносимых элементов питания растений (А.И. Пупонин, 1984).
Определение динамики доступных элементов питания в зависимости от приемов основной обработки почвы после различных сельскохозяйственных культур позволяет косвенно судить об обеспеченности возделываемой культуры почвенными элементами питания, а также об оптимизации обработки почвы и ее целесообразности.
Сорго сахарное является культурой позднего срока сева, причем высевают ее только через 10-15 дней после посева кукурузы (начало третьей декады мая), когда почва прогреется до 15 и более градусов (И.С. Кузнецов и соавт. 1998). Согласно исследованиям П.Н. Кордунянц (1985), холодная погода и повышенная влажность почвы способствуют накоплению аммонийного азота, и, наоборот, более сухая и теплая погода стимулируют процесс нитрификации. А в связи с тем, что сорго высевали в период теплой погоды, поэтому в своих исследованиях об изменение минерального азота в зависимости от изучаемых факторов судили по нитратным формам. Результаты этих исследований в среднем за 4 года представлены в таблицах 19 и 20. Для наглядности и более удобного изложения материала данные по предшественникам показаны на фоне отвальной вспашки на 20-22 см, а результаты в зависимости от приемов обработки выражены на фоне вико-овсяной смеси.
Анализ таблицы 19 показывает, что наибольшее количество нитратного азота весной перед посевом сорго в слое почвы 0-30 см наблюдалось после чистого пара (16,9 мг/кг почвы), вико-овсяной смеси (16,5 мг/кг почвы) и гороха (16,7 мг/кг почвы), а после ячменя, кукурузы и сорго их было на 3,1-3,0 мг меньше. Это явление объясняется большим содержанием азота в этих вариантах в осенний период, что согласуется с общеизвестными фактами его образования в чистом пару и при возделывании бобовых культур. К моменту уборки сорго количество подвижного азота снизилось 9-32 %, а разница между вариантами выровнялась. По другим приемам основной обработки почвы отмечена аналогичная закономерность. Корреляционный анализ изучаемых предшественников показал положительную связь между урожайностью сорго сахарного и наличием в почве (0-30 см) нитратного азота (r = 0,79). Стоит отметить, что с глубиной эта связь усиливалась. Так, в слое 0-10 см корреляция составила r = 0,93, в слое 10-20 см – r = 0,97, в слое 20-30 см – r = 0,93.
Обеспеченность подвижными соединениями фосфора свидетельствует об окультуренности почвы (П.А. Чекмарев и соавт., 2010, 2012, 2015). Интенсивная химизация 70-80-х гг. прошлого столетия способствовала улучшению плодородия пахотных почв России (Г.Е. Мерзлая, 2006; Р.А. Афанасьев, Г.Е. Мерзлая, 2013а, 2013б). Отклики данной программы, несмотря на резкое снижение количества вносимых в почву фосфорно-калийных удобрений, имеют место и сегодня (В.Г. Сычев и соавт., 2003, 2006, 2008, 2009, 2011, 2012, 2013). Не исключением является и Республика Мордовия. Как уже отмечалось в главе 1, подвижными формами фосфора в достаточной или средней степени обеспечены 91,8 % пашни республики и лишь 8,2 % имеют низкое и очень низкое содержание Р2О5.
Нами установлено, что содержание подвижных соединений фосфора на опытном участке не изменялось в зависимости от предшествующей культуры. В слое почвы 0-30 см содержание Р2О5 перед посевом сорго колебалось в пределах 148-153 мг/кг, перед уборкой – 147-152 мг/кг почвы, то есть обеспеченность чернозема выщелоченного Р2О5 по содержанию их в вытяжке по методу Кирсанова характеризовалась как повышенная.
Анализ таблицы 20 свидетельствует, что приемы основной обработки почвы не оказали значительного влияния на содержание нитратного азота в слое почвы 0-30 см, где его количество изменялось в пределах 15,2-16,5 мг/кг почвы, то есть разница между вариантами статистически была недоказуема.
Другая картина по плодородию нагляднее представляется в сопоставлении отдельных слоев почвы, где по результатам анализов происходили существенные изменения показателей нитратного азота. Так, в слое почвы 0-10 см его было больше по бесплужным обработкам и составляло 18,5-18,6 мг/кг почвы, или на 9-10 % выше, чем после вспашки. На глубине 10-20 и 20-30 см наблюдалась обратная закономерность. Содержание нитратов по бесплужным обработкам вниз по профилю почвы снижалось более заметно, чем по отвальной вспашке. Аналогичная закономерность наблюдалась по всем предшествующим культурам. Происходила дифференциация отдельных слоев пахотных горизонта по содержанию нитратных форм азота. По данным С.С. Сдобникова (2000) и А.А. Даниловой (2007), главной причиной дифференциации являются различия в биологической активности почвы и распределение органического вещества. За счет жизнедеятельности грибов и аэробных бактерий разложение органических остатков в верхней части пашни идет в десятки раз быстрее, чем в нижней. Образуемые продукты минерализации формируют обогащенную питательными веществами среду, в которой происходит обильное ветвление корневой системы. Последнее стимулирует жизнедеятельность микроорганизмов. Эти процессы в количественном выражении не бесконечны, они достигают равновесия на новом, более высоком уровне.
На плодородие верхнего слоя оказывает влияние не только обработка почвы, но внесение удобрений. О чем свидетельствуют результаты более поздних наших исследований, проведенных совместно с А.А. Тишкиной (2007) на черноземе выщелоченном. Было установлено, что с увеличением дозы внесения удобрений дифференциация слоев почвы на безотвальной обработке еще больше усиливалась.
Для изучения реакции сорго сахарного на проявление явлений связанных с изменениями плодородия чернозема выщелоченного под влиянием приемов основной обработки была изучена его корневая система. Результаты исследований представлены в параграфе 4.5.
Корреляционный анализ приемов обработки почвы выявил сильную и в тоже время неоднозначную связь между урожайностью сорго и наличием в почве нитратного азота. Так, в целом по пахотному горизонту r = 0,92. Послойное рассмотрение корреляции показало, что в верхнем слое зависимость была обратной (r = -0,97) из-за большего содержания нитратов при дисковании и плоскорезной обработке и меньшей урожайностью в этих вариантах. В слоях 10-20 и 20-30 см она была положительной (0,96 и 0,98 соответственно), причем усиливалась с глубиной, что опять же связано с разным содержанием нитратов, которых больше было уже по вспашке. К моменту уборки содержание нитратов в слое почвы 0-30 см уменьшилось на 4,6-5,1 мг/кг почвы, что объясняется интенсивным потреблением их растениями. Однако ранее отмеченная закономерность сохранялась.
В наших опытах значительных изменений в накоплении подвижного фосфора в пахотном слое (0-30 см) почвы по вариантам обработки не установлено. Более четкая разница в накоплении данного соединения прослеживалась по отдельным слоям почвы (таблица 20). Так, в слое почвы 0-10 см во все годы исследований фосфора было больше при бесплужных обработках, чем на варианте со вспашкой, а в слое 10-20 и 20-30 см, как правило, наоборот, несколько меньше. Это связано с неодинаковой глубиной заделки растительных остатков и фоновых минеральных удобрений в почву при работе орудий и различными условиями их разложения.
Содержание калия было более динамичным в зависимости от приемов обработки почвы, чем содержание азота или фосфора. Величина его в пахотном горизонте колебалась в пределах 145-150 мг/кг почвы.
Полученные результаты были апробированы в последующих совместных исследованиях с А.А. Тишкиной (2007), когда сорго сахарное в сравнении возделывалось на трех уровнях минерального питания на фоне различных обработок почвы. Было выявлено, что на фоне безотвальной и минимальной обработки при внесении удобрений с глубиной плодородие почвы падает, и снижается число микроорганизмов и доступных элементов питания. Это свидетельствует о том, что вспашка ведет к некоторому снижению содержания нитратного азота в верхнем слое почвы. В тоже время повышает его в более глубоких слоях, где развивается основная масса корней культурных растений. Причины этого явления были описаны выше.
Совершенствование системы защиты рапса от сорняков, вредителей и болезней
Опыт разработки адаптивных ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледелии показывает, что в условиях любой интенсификации технологических процессов получение высоких урожаев невозможно без организованной системы защиты растений.
Потери от вредных объектов (сорняков, вредителей и болезней) на современном этапе развития сельского хозяйства все еще остаются высокими и достигают 20-30 % и выше. Не исключением является и яровой рапс, где, по утверждению В.Б. Костромитина (1980), M. Klaus, 1992; N. Cramer (1999), В.П. Федоренко, Н.П. Секуна, И.Л. Маркова и соавт. (2008), потери достигают 30-45 %, если бы не они, то урожайность его была бы гораздо выше. В последние годы с увеличением площадей именно защита посевов стала самым слабым звеном в рапсосеянии и одной из главных причин нестабильных и низких урожаев культуры. Наблюдается возрастание вредоносности многих сорняков, патогенов и фитофагов, что вызывает необходимость решения проблем фитосанитарного оздоровления агроце-нозов (А.Ю. Измайлов и соавт., 2011).
Описанные в предыдущих подразделах результаты исследований, обеспечивающие оптимизацию и улучшение условий роста и развития рапса (сроки сева, удобрения и др.), в какой-то мере служат одновременно и средствами защиты от поражающего действия вредителей, болезней и сорняков. Этот факт следует учитывать при разработке адаптивных приемов интегрированной защиты посевов в конкретных условиях произрастания.
В настоящее время во всем мире среди методов защиты растений ведущее место отводится химическому методу, который позволяет существенно снизить потери урожая возделываемых культур. Следует отметить, что при использовании химического метода важное место принадлежит ассортименту препаратов, который регулярно обновляется и ежегодно опубликовывается в виде каталога пестицидов и агрохи-микатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации.
Биологической особенностью ярового рапса является его низкая конкурентоспособность с сорняками в начальные фазы развития и предрасположенность к повреждению многими вредителями. Наличие данных объектов в посевах рапса приводит к существенным потерям урожая (И.Л. Козина и соавт., 2005а, 2005б; М.В. Чирков и соавт., 2005; А.Ю. Измайлов и соавт., 2011). В условиях лесостепи Поволжья менее вредоносными для ярового рапса являются болезни, однако некоторые из них могут приводить к возникновению эпифитотий и существенно снижать продуктивность культуры. По мнению многих авторов (В.А. Гущина и соавт., 2010; А.Ю. Измайлов и соавт., 2011; Д. В. Виноградов, 2011; Т.А. Попова и соавт., 2013, 2014 и др.) система защиты рапса должна быть не только безопасной, но и экономически выгодной. В этом случае следует учитывать экономические пороги вредоносности вредных организмов (В.Т. Алехин и соавт., 2016), при которых применение пестицидов целесообразно в том случае, если потери урожая превышают стоимость затрат на обработку посевов. Поэтому для эффективной борьбы с вредителями и болезнями, как считает В.В. Карпачев с со-авт. (2009) необходимо в первую очередь установить наблюдение за их появлением, т.е. осуществлять мониторинг.
В посевах рапса преобладает двудольнозлаковый тип засоренности с доминированием двудольных многолетних и однолетних сорняков, о чем свидетельствуют результаты многочисленных исследований, проведенных в разных зонах страны. Среди сорных растений наибольшую долю составляют однолетние сорняки, такие, как редька дикая, сурепка обыкновенная, марь белая, щирица запрокинутая, пикульники, куриное просо, овсюг, виды горца, подмаренник цепкий и т.д. Из многолетников к числу наиболее злостных относятся бодяг полевой, осот желтый, вьюнок полевой, пырей ползучий и другие. Среди зимующих наиболее часто встречаются ромашка непахучая, василек синий, пастушья сумка и др. По мнению большинства авторов (Б.П. Мартынов и соавт., 1986; В.В. Карпачев и со-авт., 2009; А.Ю. Измайлов и соавт., 2011), для успешной борьбы с сорняками в посевах рапса применяют дифференцированную систему защиты, направленную на конкретные виды сорных растений. Борьба должна состоять не только из химических мер, но и из агротехнических мероприятий (правильное размещение в севообороте, качественное выполнение основной и предпосевной обработки почвы, посев, внесение удобрений и др.). Сегодня многие отмечают, что агротехнических мероприятий недостаточно для обеспечения чистоты посевов рапса, поэтому без гербицидов вырастить высокий урожай маслосемян практически не удается. Гербициды могут применяться как до посева под культивацию, после посева, так и по всходам.
По данным В.В. Карпачева и соавт. (2009) и А.Ю. Измайлова и соавт. (2011), при подготовке поля под посев рапса осенью положительно зарекомендовали себя гербициды сплошного действия – Ураган Форте (1,5-3 кг/га) и Раундап (2-3 л/га) и др. До посева с немедленной заделкой рекомендуется внесение Тре-флана (2,4-6 л/га) и Дуал голд (1,3-1,6 л/га). Эти гербициды эффективны в борьбе с однодольными и двудольными сорняками, главное условие их применения – соблюдение рекомендованных доз. Для довсходового использования рекомендуется Бутизан 400 (1,5-2 л/га) и Бутизана стар (1,5-2 л/га). Они обеспечивают гибель сорняков на 91-96 %. В случае сильного засорения посевов рапса следует применять гербициды в фазу розетки листьев. Наиболее эффективны в этот период Пантера (0,75-1 л/га), Зеллек-супер (0,5 л/га) и др.
В посевах рапса возможно применение противозлаковых гербицидов в повышенных дозах, что обеспечивает высокую их эффективность против овсюга, щетинников, куриного проса и других сорняков (Б.П. Мартынов и соавт., 1986). Кроме того, по данным указанных авторов, в борьбе с васильком, бодяком полевым, ромашкой, осотом, крестовником, молочаем и другими также эффективно применение гербицида Лонтрел-300 (0,3-0,4 л/га) в период образования 3-4 листьев.
Г.К. Зарипова с соавт. (2005) в условиях Башкортостана установили, что наряду с довсходовыми гербицидами (Бутизан, Дуал голд и др.) посевы рапса против однодольных сорняков необходимо опрыскивать Центурионом (0,2-1,0 л/га), а для уничтожения однолетних и многолетних двудольных сорняков рекомендуется высокоэффективный повсходовый гербицид Агрон (0,3-0,4 л/га) или Лонтрел 300 (0,3-0,4 л/га).
Л.А. Луценко (2005) в условиях Тульской области рекомендует для уничтожения сорняков применять довсходовое боронование легкими боронами, что снижает засоренность на 40-60 %. Из химических средств эффективно было применение гербицида Трефлан (4 л/га), который вносили под предпосевную культивацию с немедленной заделкой в почву.
В условиях Западной Сибири при засорении посевов ярового рапса многолетними и однолетними двудольными сорняками эффективно применение препарата Агрон (0,4 л/га) и Лонтрел гранд (0,12 л/га). Против злаковых засорителей хорошие результаты дает обработка посевов Фуроре-супер 7,5 (1,2 л/га) в фазе 2-4 листьев (Г.Н. Кузнецова и соавт., 2005).
М.В. Чирков с соавт. (2005) в условиях Московской области при изучении почвенных гербицидов установили, что полевая всхожесть семян ярового рапса не зависела от данного фактора. В тоже время пестициды подавляли рост злаковых сорняков, а также яснотки пурпурной, мари белой, подмаренника цепкого, фиалки трехцветной и других в течение 45-60 дней.
В условиях Тульской области Н.Ю. Клочков (2005) рекомендует, на полях сильно засоренных многолетними сорняками до проведения основной обработки почвы вносить гербициды сплошного действия, от которых засорители уничтожаются до 90 %. Весной перед посевом следует применять почвенные гербициды, например Трефлан (2,4-6 л/га), с немедленной заделкой их в почву, а в фазу 3-4 листьев по 0,3 л/га Лонтрела.
В.П. Савенков с соавт. (2005а, 2005б, 2010) выявили, что эффективность применения гербицидов в посевах рапса зависела от погодных условий и была нестабильной по годам. Было также установлено, что при снижении нормы высева семян отзывчивость крестоцветной культуры на внесение гербицидов возрастала, а при увеличении дозы удобрений, наоборот, снижалась.
В условиях Пензенской области В.А. Гущина с соавт. (2010) при изучении приемов борьбы с сорняками в посевах ярового рапса установили, что применение почвенного гербицида Дуал голд до посева культуры является более эффективным на 52-57 %, чем проведение послевсходового боронования.
Таким образом, большинство исследователей рекомендуют обязательно в борьбе с сорняками в посевах рапса применять гербициды, эффективность которых определяется условиями вегетационных периодов, сроками внесения и спектром действия на засорителей. В тоже время в конкретных условиях их применение требует соответствующего уточнения.
Не меньший вред, а в отдельные годы даже более существенный, посевам рапса приносят вредные фитофаги. По данным некоторых авторов, на этой культуре встречается более 100 видов многоядных и специализированных вредителей (В.Г. Осипов, 1985). Из многоядных наибольшее значение имеют совка гамма и некоторые другие листогрызущие совки, луговой мотылек, проволочники. Основную опасность представляют специализированные вредители, которые повреждают не только рапс, но и другие крестоцветные культуры и кормовые корнеплоды. Среди повреждений рапса при возделывании на маслосемена наиболее опасны повреждения генеративных органов (бутонов, цветков, стручков и семян). Из фитофагов наиболее часто генеративные органы повреждают рапсовый цветоед и семенной скрытохо-ботник, из-за которых урожайность может снижаться на 50 %. Существенно могут снизить урожайность семян и зеленой массы вредители листьев и стеблей растений, среди которых наиболее опасны крестоцветные блошки, рапсовый пилильщик, капустные листоеды, гусеницы капустной моли, белянок, капустная тля и другие. Подробное описание вредителей рапса приводятся во многих работах (Б.П. Мартынов и соавт., 1986; В.П. Федоренко и соавт., 2008; А.Ю. Измайлов и соавт., 2011).
Изменение агрохимических показателей чернозема выщелоченного в зависимости от технологий применения минеральных удобрений
В координатном земледелии основополагающим принципом является адаптивность к условиям внутрипольной вариабельности почвенного плодородия. По мнению Р.А. Афанасьева (2005), с агрохимической точки зрения наиболее проблематичным и одновременно затратным вопросом остается учет внутрипольной вариабельности плодородия почвы и выделения на этой основе контуров (элементарных участков), отвечающих задачам почвоадаптивного применения агрохимических средств. Применяемые ранее методы агрохимического картографирования не соответствуют задачам точного земледелия в связи с их усредненностью и неточностью агрохимических картограмм. Поэтому необходимо разрабатывать новые методологии агрохимического обследования почв с применением высоких агротехнологий.
За рубежом (D.G. Bullock et al., 1994; N.C. Wollenhaupt et al., 1994) картографирование внутрипольной вариабельности почвенного плодородия выполняется разными способами. Наибольшее распространение получило выделение контуров на основе карт урожайности с последующим агрохимическим обследованием посредством отбора проб по регулярной сетке и привязкой этих точек к географическим координатам. Обработка полученных данных и представления в виде карт или картограмм осуществляется с помощью геостатистики, которые также рекомендуются и в отечественной практике агрохимического картографирования.
Выделение контуров и получение информации о почве возможно и другими методами, к числу которых можно отнести авиакосмическое зондирование пахотных угодий в радио- и ИК-диапазонах радиомагнитных волн (Р.А. Афанасьев, 2005), а также использование машин и оборудования с различными датчиками (В.П. Якушев и соавт., 2004, 2007; J.F. Adsett et al., 1991; S.C. Borgelt et al., 1992; Т.Е. Fiez et al., 1994; J.L. Shonk et al., 1991), позволяющих исследовать вариабельность пространственно-ориентированных характеристик почвенного покрова. При оценке параметров плодородия с помощью датчиков в реальном масштабе времени существенно снижается ошибка анализа, связанная с отбором проб, в то время как при традиционных методах отбора она значительна в силу малого количества проб вследствие их дороговизны.
При изучении изменения агрохимических показателей опытного полигона в системе дифференцированного применения минеральных удобрений необходимо иметь данные о содержании питательных элементов каждого участка с жесткой привязкой к конкретному месту на делянке, где были взяты пробы. Почвенная карта поля с учетом уровня плодородия почвы по элементарным участкам составляется на основе точного отбора проб.
Исторически сложилось так, что методы отбора почвенных проб для анализа содержания питательных элементов были направлены на получение средних значений показателя для всего поля. Они и являлись основной для расчета доз внесения удобрений на все поле с одной дозой. С появлением возможности дифференцированного внесения удобрений с учетом внутрипольной вариабельности почвенного плодородия для построения картограмм возникла необходимость отбирать большее количество проб. Для снижения затрат на почвенную диагностику разработаны способы отбора проб, позволяющие с достаточной репрезентативностью картографировать пестроту элементов питания (Г.И. Личман и соавт., 2004). Для наших исследований наиболее целесообразным явился сеточный метод отбора проб по схематически выделенным элементарным участкам. Это дало возможность наиболее точно учесть пестроту плодородия на полигоне и на этой основе построить картограммы распределения элементов питания в почве. Так как, размер делянок на опытном полигоне был относительно небольшим, то отбор проб велся из центра ячейки, вокруг которого отбиралось 5 проб с объединением в один смешенный образец (приложение 69). Затем проводили их анализ. Отслеживание изменения агрохимических показателей чернозема выщелоченного под действием различных технологий применения минеральных удобрений в полевом севообороте проводили по основным элементам, необходимым для роста и развития растений: рНсол, органическому веществу, подвижному фосфору, обменному калию, нитратному и аммонийному азоту.
В таблице 100 представлена характеристика исходного уровня плодородия почвы (пахотный горизонт) до применения удобрений по вариантам опыта, а на рисунках 27-29 карты распределения основных элементов питания по участкам опытного полигона.
Как следует из таблицы 100, плодородие почвы по всем делянкам полигона (в среднем по 15 делянкам каждого будущего варианта) по существующим агрохимическим градациям характеризовалось кислой реакцией среды, достаточной обеспеченностью подвижными формами фосфора и калия. Содержание органического вещества находилось на уровне 6,5-6,9 %. Вместе с тем, как видно из представленных контурных карт на рисунках 27-29 и приложении 83, колебания по агрохимическим показателям на участках (делянках) опыта в слое почвы 0-25 см были существенными. Так, по органическому веществу крайние значения составили 4,4 и 8,7 %, по сумме нитратного и аммонийного азота – 9,81 и 17,79 мг/кг почвы, по рНсол – 4,4 и 4,8, по содержанию фосфора – 74 и 169 мг/кг и калия – 93 и 180 мг/кг почвы.
В таблице 101 представлены коэффициенты вариации исходных агрохимических данных. Их рассмотрение показало, что наиболее значительная вариабельность наблюдалась по органическому веществу во всех предполагаемых вариантах опыта. Наименьшей изменчивостью отличались делянки по минеральному азоту. Среднее значение коэффициента вариации (V = 14,7-18,4 %) наблюдалось по калию. По фосфору в делянках под использование для контрольного варианта и усредненных доз удобрений изменчивость была средней (V = 11,7-19,6 %), а в делянках, где закладывался вариант с дифференцированным использованием туков коэффициент вариации был значительным (V = 25 %).
По агрохимическим показателям почва отдельных участков полигона относилась к разным классификационным категориям. Присутствовали места со слабой, средней и хорошей обеспеченностью подвижными элементами питания. Это позволило с достаточным основанием провести сравнение двух технологий применения удобрений на этих участках.
Анализ карт распределения питательных элементов позволил установить интенсивность изменения основных показателей плодородия (N, Р, К) на участках полигона. Об интенсивности необходимо судить по расстоянию между изолиниями. На всех трех рисунках наибольший горизонтальный ингредиент наблюдался в верхней правой части, а нижней он был минимальным. Градиент численно равен изменению показателя по нормали к изолинейной поверхности и направлен по этой нормали в сторону уменьшения показателя, в нашем случае от верхней правой части к нижней левой. Размещение зон максимальной скорости изменения показателя обусловлено закономерностями формирования пестроты плодородия.
Эти закономерности в нашем опыте связаны в первую очередь с антропогенными факторами (неравномерное распределение органических и минеральных удобрений, не соблюдение амплитуды обработки почвы и т.д.) и в меньшей степени с природными (рельеф, тип почвы, близость залегания грунтовых вод и т.д.). Следует отметить, что в зарубежных странах, где координатное земледелие интенсивно внедряется в производство, как отмечают некоторые ученые (Е.В. Березовский и соавт., 2009, 2010; В.П. Самсонова и соавт., 2010; А.И. Беленков и соавт., 2011; C. Gutjahr et al., 2008), указанные выше карты загружаются в специальную программу (например, SMS Advansed и др.), формирующую задание для бортового компьютера машины по внесению удобрений. В результате на каждый участок (контур) будет внесено именно то количество удобрений, которое необходимо именно этому участку.
Таким образом, составление электронных карт позволяет сделать вывод о наличии и обеспеченности растений питательными веществами, своевременно устранить дефицит и дифференцированно восполнить содержание элементов питания в почве с учетом неоднородности их распределения по площади поля или участка.
Результаты агрохимического обследования почвы опытного участка после длительного применения в севообороте минеральных удобрений по различным технологиям в конце ротации севооборота (после уборки яровой пшеницы 2010 г.) представлены в таблице 102, на рисунках 30-34 и приложении 84.