Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса 11
1.1. Приемы обработки почвы до и после посева люцерны 11
1.2. Норма высева семян люцерны в связи с применяемыми приемами предпосевной и послепосевной обработки почвы 20
1.3. Выводы по главе 25
Глава 2. Программа исследований, условия и методика их проведения 27
2.1. Программа 27
2.2. Методика 28
2.3. Почвенные и климатические условия за годы проведения полевых экспериментов 30
Глава 3. Эффективность приемов предпосевной обработки и ее сочетания с выравниванием почвы 34
3.1. Качество разделки почвы при предпосевных обработках 35
3.2. Влияние приемов допосевной обработки почвы на ее влажность 36
3.3. Структура почвы в пахотном слое 39
3.4. Динамика плотности и общей пористости посевного слоя почвы 41
3.5. Динамика питательных элементов в почвы 43
3.6. Рост и развитие растений, формирование урожайности люцерны в связи с применяемыми приемами допосевной обработки почвы и их сочетаниями 46
3.6.1. Фазы роста и развития: даты наступления и продолжительность прохождения 46
3.6.2. Густота посевов люцерны 48
3.6.3. Линейный рост люцерны 55
3.6.4. Засоренность посевов 57
3.6.5. Накопления фитомассы агроценозов 59
3.6.6. Урожайность сена люцерны при различных сочетаниях приемов предпосевной обработки и выравнивания почвы 61
3.7. Выводы по главе 65
Глава 4. Роль прикатывания почвы в оптимизации условий повышения полевой всхожести семян и урожайности люцерны 69
4.1. Плотность и пористость почвы при различных сроках проведения и количестве прикатываний 70
4.2. Влажность посевного и нижележащих слоев при различных сроках и количестве прикатываний почвы 74
4.3. Структура почвы в пахотном слое 76
4.4. Влияние сроков и количества прикатываний на динамику питательных элементов в почве 80
4.5. Рост, развитие растений люцерны и формирования урожайности сена люцерны при различных приемах предпосевной обработки почвы 83
4.5.1. Продолжительность периода посев-всходы 83
4.5.2. Полевая всхожесть семян и густота стояния растений 84
4.5.3. Густота продуктивного стеблестоя 86
4.5.4. Накопления фитомассы 88
4.5.5. Засоренность посевов 90
4.5.6. Урожайность сена при различных сроках и количестве прикатываний почвы 92
4.6. Выводы по главе 94
Глава 5. Раздельное и совместное действие приемов допосевной и послепосевной обработки почвы и нормы высева семян на продуктивность люцерны 98
5.1. Полнота всходов и густота стояния растений люцерны при различных сочетаниях приемов допосевной обработки почвы и норм высева семян 98
5.2. Накопление фитомассы и урожайность люцерны 102
5.3. Выводы по главе 104
Глава 6. Экономическая и энергетическая эффективность приемов предпосевной обработки почвы и норм высева семян люцерны пожнивного срока посева 106
Заключение 112
Рекомендации производству 113
Направление дальнейших исследований 113
Список использованной литературы 114
Приложение 128
- Приемы обработки почвы до и после посева люцерны
- Урожайность сена люцерны при различных сочетаниях приемов предпосевной обработки и выравнивания почвы
- Влияние сроков и количества прикатываний на динамику питательных элементов в почве
- Экономическая и энергетическая эффективность приемов предпосевной обработки почвы и норм высева семян люцерны пожнивного срока посева
Введение к работе
Актуальность исследований. Возможность пожнивного срока посева люцерны в равнинной зоне Дагестана исследована многими авторами, при этом полевая всхожесть семян снижается в 2,3; урожайность сена – в 1,9 раза по сравнению с весенними посевами (Гасанов и др., 2012; 2017). Исследования по совершенствованию технологии возделывания люцерны при пожнивном сроке посева в Дагестане ранее не проводились, если не считать работ по подпокровному выращиванию этой культуры (Черноусов, 1969; Масандилов, 1977; Муфараджев, 2004). Известны также работы Айтемирова А.А. (1989) с пожнивными культурами: кукурузой и другими, согласно которым, перед посевом этих культур вспаханное поле должно быть выровнено, полито и продисковано тяжелыми дисковыми боронами вдоль и поперек. Эти рекомендации, применимые при выращивании культур с относительно большой массой 1000 семян и требующих сравнительно глубокой их заделки, оказались неприемлемыми при возделывании такой мелкосемянной культуры, как люцерна. Других исследований по этому вопросу в рассматриваемой зоне еще не было.
В повышении полевой всхожести семян и продуктивности люцерны в районах орошаемого земледелия особенно велика роль выравнивания поверхности почвы перед ее посевом. Исследования по этим вопросам в рассматриваемой зоне ранее не проводились. В существующих рекомендациях по возделыванию люцерны рекомендуется, как обязательный прием, прика-тывание почвы в два срока: до и после ее посева (Омаров и др., 1982). Но экспериментальных данных, подтверждающих необходимость прикатываний почвы, их количества (до и после посева), в рассматриваемой зоне еще нет.
Исследования по нормам высева семян люцерны в условиях равнинной зоны Дагестана, проведенные Гусейновым А.А. и др. (2017) показали, что при пожнивном сроке люцерну следует сеять повышенной нормой – 12,5 млн. шт./га. В этой связи представляет интерес исследование возможности сокращения этой нормы при более эффективных приемах предпосевной обработки почвы.
Целью исследований является усовершенствование технологии до и послепосевной обработки почвы, выявление оптимальных норм высева семян люцерны при пожнивном сроке ее посева на фоне наиболее эффективных приемов допосевной обработки почвы.
Задачи, решаемые для достижения поставленной цели:
- исследование динамики запасов влаги в посевном и нижележащих слоях почвы при различных приемах предпосевной обработки на фоне выравни-
вания почвы и без него; количествах и сроках прикатывания почвы; расчет суммарного водопотребления и коэффициента водопотребления люцерны;
- изучение динамики плотности, общей пористости, структурно-
агрегатного состава почвы при различных приемах предпосевной обработки
на фоне выравнивания почвы и без него; количестве и сроках прикатывания
почвы;
- выявление раздельного и совокупного действия приемов предпосевной
обработки, количества и сроков прикатывания почвы и ее выравнивания на
качество разделки почвы;
определение динамики NPK в слое почвы 0-30 cм при исследуемых приемах и их сочетаниях;
определение засоренности посевов люцерны при различных приемах допосевной и послепосевной обработки почвы и высеваемых нормах семян;
установление роли раздельного и совокупного действия различных приемов допосевной и послепосевной обработок почвы и норм высева на формирование продуктивного стеблестоя, накопление органической массы растений и урожайности сена люцерны;
экономическая и биоэнергетическая оценка приемам допосевной и послепосевной обработки почвы и высеваемых норм семян люцерны.
Научная новизна. Впервые в двухфакторных полевых экспериментах исследованы и рекомендованы производству следующие технологические элементы выращивания люцерны пожнивного срока посева в равнинной зоне Дагестана:
оптимальные приемы допосевной обработки почвы, при которых достигаются наиболее благоприятные водно-физические, агрохимические показатели ее плодородия и максимальная продуктивность люцерны;
эффективные срок и количество прикатываний почвы, способствующие оптимизации водно-воздушного и питательного режимов почвы и достижению высокой урожайности сена люцерны;
оптимальное сочетание приемов предпосевной обработки почвы и норм высева семян, обеспечивающее максимальную урожайность сена люцерны.
Теоретическая и практическая значимость работы. Разработаны основные приемы допосевной и послепосевной обработки почвы под люцерну, обеспечивающие существенное повышение полевой всхожести семян и урожайности сена, сопоставимые с показателями, достигаемыми при весеннем сроке посева. Выявлена возможность сокращения нормы высева семян на этой основе на 20-40%. Освоение в производстве разработанной системы обработки почвы, в сочетании с оптимальной нормой высева семян, обеспечивает получение 8,7 т/га сена и 15,5 тыс. руб./га прибыли при 95% рентабель-
ности.
Производственное испытание результатов исследований проведено в КФХ «Бикеша» Тарумовского района на площади 34 га. Полученные данные полностью подтвердили обоснованность полученных экспериментальных данных.
Методология и методы исследований. Исследования проведены на основании материалов лабораторно-полевых и химико-аналитических данных с использованием широко применяемых методик по выбранной и смежным областям знаний (Аринушкина, 1970; Титлянова, 1977; Доспехов, 1985; Доспехов и др., 1987; Методика Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур, 1971; Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, ВНИИК, 1987; Методические рекомендации по топливно-энергетической оценке сельскохозяйственной техники, технологических процессов и технологий в растениеводстве, ВАСХНИЛ, 1982).
Основные положения, выносимые на защиту:
эффективность приемов предпосевной обработки в сочетании с выравниванием почвы под люцерну при пожнивном сроке посева;
влияние различных сроков и количества прикатывания почвы на урожайность сена люцерны;
высокая продуктивность люцерны пожнивного срока посева, сопоставимая с урожайностью при весенних сроках посева, в результате применения комплекса приемов предпосевной, послепосевной обработки почвы и различных норм высева семян;
экономическая эффективность приемов предпосевной обработки почвы и норм высева семян люцерны при пожнивном сроке посева.
Степень достоверности и апробация работы. Результаты экспериментальных исследований, выводы и предложения производству подтверждаются анализом теоретических достижений и прикладных результатов исследований российских и зарубежных ученых; выявленными ими закономерностями влияния исследуемых факторов на показатели плодородия почвы и продуктивность люцерны; использованием современных методик, трехлетним сроком полевых исследований в двухфакторных экспериментах; производственным испытанием полученных результатов, апробацией предлагаемых научно-практических рекомендаций в полевых условиях, подтвержденных актом производственного испытания и внедрения.
Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на Международных научно-практических конференциях: «Пути повышения эффективности аграрной науки в условиях импорто-
замещения» (Махачкала, 2017 г.); «Основные направления развития науки и образования в АПК» (Махачкала, 2018); Всероссийской научно-практической конференции «Роль русских ученых в становлении и развитии дагестанской аграрной науки» (Махачкала, 2017 г.) и отчетных конференциях ФГБОУ ВО Дагестанский ГАУ в 2014-2016 гг.
Личный вклад автора в выполнение работы заключается в том, что им непосредственно выбрана тема и разработана методика исследований, поставлены цель и задачи исследований, выполнена экспериментальная работа, обработаны и анализированы полученные результаты, сформулированы выводы и предложения производству, проведены производственная проверка и внедрение в производство результатов исследований.
Исследования проведены в соответствии с утвержденными планами НИР кафедры земледелия, почвоведения и мелиорации ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова» по темам: «Разработка методологии высокопродуктивного, устойчивого, эффективного и экологически безопасного функционирования орошаемых комплексов в условиях роста антропогенных нагрузок и нестабильности природных условий, усовершенствование ресурсосберегающих технологий, технических средств и информационных систем управления орошением» (2011-2015 гг.) и «Разработка ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях орошаемого земледелия Западного Прикаспия» (2016-2020 гг.).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 научных статей, из них 4 - в рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ изданиях.
Структура диссертации. Диссертация написана на 128 страницах компьютерного набора, состоит из 6 глав, заключения и предложений производству, содержит 12 рисунков, 31 таблицу и 7 приложений. Список использованной литературы включает 141 источник, в том числе 11 – иностранных авторов.
В главе дается обзор литературных источников по результатам научных исследований, выполненных в нашей стране и за рубежом по системе предпосевной и послепосевной обработки почвы под люцерну пожнивного срока посева. Анализируются приемы предпосевной обработки и выравнивания поверхности почвы, сроки и количество прикатываний, нормы высева семян в зависимости от приемов обработки почвы, обратив при этом особое внимание научным разработкам, выполненным в условиях Поволжья, Северного Кавказа, включая и Дагестан.
Приемы обработки почвы до и после посева люцерны
Исследований по обработке почвы весной перед посевом люцерны у нас в стране и за рубежом проведено достаточно много. Большинство авторов считают, основным приемом такой обработки почвы является весеннее боронование зяби и последующая культивация паровыми культиваторами поднятой еще осенью зяби, как это принято для всех яровых культур. Такая технология полностью соответствует технологии предпосевной обработки почвы под все яровые культуры. Основной целью такой обработки является очищение почвы от сорной растительности, которая в этот период начинает интенсивно прорастать и может оказать негативное влияние на урожайность люцерны. Посев таких ранних яровых культур, как люцерна, в Ставрополье Г.Р. Дорожко (1998) рекомендует проводить в возможно ранние сроки по боронованной или культивированной зяби. По данным Б.Б. Шумакова и Н.Ф. Лобова (1977), Г.А. Агаджаняна (1978) предпосевную культивацию надо проводить на глубину 5-7 см. Такую же обработку М.С. Филимонов и В.Ф. Мамин (1983) предлагают для районов Нижнего Поволжья, а Г.А. Медведев (1989) для дополнительного выравнивания почвы, предлагает и планировку поля перед до-посевной культивацией на 7-8 см. Для равномерного и неглубокого посева семян он предлагает перед посевом поле прикатать кольчатыми катками. В условиях Нижнего Поволжья вся предпосевная обработка под весенний посев люцерны должна начинаться с боронования зяби, считает он.
Предлагаемая для Астраханской области Н.В. Челебановым (1998), для Северного Кавказа П.Д. Шевченко и В.И. Кобзарь (1982) весенняя обработка почвы перед посевом люцерны не отличается от рекомендованной вышеупомянутыми авторами для Волгоградской области: это ранневесеннее боронование, культивации паровыми культиваторами и прикатывание почвы до посева.
Б.Г. Жамойдо (1967) обосновывает необходимость прикатывания почвы в условиях Кабардино-Балкарии тяжелым катком после раннего весеннего боронования поля и обработки его культиваторами тем, что семена люцерны при посеве заделываются на меньшую глубину, чем обработанная предпосевной культивацией почва. Если поле не будет прикатано, то семена не будут ложиться на плотное ложе, что является одним из необходимых условий для получения дружных всходов.
Особенностью технологии предпосевной обработки почвы на чистых от сорняков полях Башкирии по мнению Х.Г. Губайдуллина и Р.С. Еникеева (1982) является проведение культивации зяби на относительно большую глубину – 8-10 см и двукратное прикатывание почвы – до и после посева.
Однако, имеющиеся рекомендации по приемам весенней предпосевной обработки почвы часто противоречивы, рекомендуемая глубина высева семян люцерны в этот срок не увязываются с глубиной предпосевной обработки почвы. В случае ранневесеннего посева в начале марта или в февральские «окна», как рекомендуют П.К. Иванов (1977), Э.С. Масандилов (1977), А.М. Омаров с соавторами (1982, 1983), А.И. Голованов и др. (1986), Н.М. Соляник, В.Н. Харечкин (1988), и даже в январе (Шейбе, 1952) проводить культивацию зяби на рекомендуемую невозможно из-за высокой влажности почвы. Для ее проведения влажность обрабатываемого слоя почв должна соответствовать ее физической спелости. А для этого необходимо ждать с проведением культивации на неопределенный срок. Эта первая неувязка – не совпадают сроки проведения культивации с глубиной предпосевной обработки почвы.
Вторая неувязка между рекомендациями перечисленных исследователей и возможностью их осуществления является необходимость проведения предпосевной культивации на 2-4 см, а фактически ее невозможно провести существующими в сельскохозяйственных предприятиях Дагестана и большинстве других регионов страны культиваторами, мельче, чем на 5-8 см.
В подтверждение сказанному можно сослаться на Э. Рюбензам и К. Рауэ (1969), которые пишут, что почвы восточной Германии весной на поверхности имеют тонкий слой сухой почвы – всего несколько сантиметров. Находящуюся непосредственно под этим слоем сырую почву нельзя ни в коем случае выворачивать культиваторными лапами на поверхность, ибо в данном случае, вывернутые влажные спирали почвы, при высыхании превращаются в трудно разделываемые комки. Высказывание этих авторов можно отнести и к нашему случаю, когда допосевная культиваторная обработка почвы под люцерну в ранние сроки приводит к образованию сначала спиралей из сырой почвы, превращающихся в комки и комочки разных размеров при высыхании. Следствием этого является снижение полевой всхожести семян и урожайности люцерны.
Для условий Германии К. Неринг, Ф. Люддене (1974) эффективным считают подготовку почвы к посеву люцерны с помощью катков. После этого он рекомендует оставлять почву еще дней на 10 дней, в течение которых почва оседает, и появляются всходы сорняков. Перед посевом люцерны предлагается провести боронование для уничтожения прорастающих сорняков, посеять люцерну и прикатать.
Но такое количество обработок, возможное на легких по гранулометрическому составу подзолистых почвах бывшей ГДР, не оправдывает себя на тяжелосуглинистых склонных к заплыванию и сильному уплотнению почвах равнинной зоны Дагестана. К такому же выводу пришли исследователи и других стран. Так, Mitova Т., Dimitrov I., Kostadinov G. и др. (2015) указывают на ухудшение агрофизических свойств в случае уплотнения обработками карбонатного чернозема в Болгарии, Haruna S.I., Nkongolo N.V. (2015) в исследованиях оценки влияния способов обработки почвы, севооборотов с кукурузой, соей и покровной культуры на физические свойства илистых суглинистых почв в США, Glab Т. (2013) – в Польше.
Еще корифеи отечественной агрономической науки (Вильямс, 1946; Советов, 1950; Соколов, 1935) писали, что систему предпосевной обработки почвы под люцерну должна быть увязана с системой основной ее обработки. Так, А.В. Советов (1950) еще в 1879 г. отметил, что под люцерну почва должна быть подготовлена с осени, а весной ограничиться боронованием перед самым посевом. Н.С. Соколов (1935) также считал, что на структурных черноземных почвах для предпосевной обработки почвы под ранние яровые культуры вполне достаточно одно боронование. Применение для предпосевной обработки культиваторов на таких почвах излишне, которое может оказать отрицательное влияние в силу более глубокого перемешивания поверхностного слоя почвы, вызывающего потерю влаги непосредственно после выполнения этой работы. Возможность применения культивации он допускает только под поздние яровые культуры и в тех случаях, когда наблюдается заплывание почвы в течение зимнего периода.
В литературе встречаются высказывания о целесообразности сокращения допосевных обработок почвы под ранние яровые культуры с целью сохранения большего количества влаги в почве. Так, в засушливых районах Среднего Поволжья М.Н. Тарковский с соавторами (1974) предлагают проводить посев люцерны одновременно с боронованием и даже без предварительного боронования, но только на выровненных с осени полях.
Исследований по предпосевной обработке почвы под люцерну в Дагестане проведено очень мало. Можно сослаться на публикации Э.С. Масанди-лова (1967), который рассматривая эти вопросы, отмечает обязательность завершения их предпосевным прикатыванием. Такие же рекомендации дают А.М. Омаров с соавторами (1982). А.Т. Светашов и др. (1967) пишут, что рано весной поле надо бороновать и культивировать. То же самое повторяется перечисленными авторами в «Системах ведения сельского хозяйства» (1967, 1977, 1981, 1983 и 1990 гг.) и «Системах земледелия в колхозах и совхозах Дагестанской АССР» (1982 г.)., изданных Дагестанским НИИСХ, а также в последних рекомендациях Минсельхоза РД и Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии по этому вопросу (Курбанов, Гасанов и др., 2001).
Все эти рекомендации по предпосевной обработке почвы под люцерну не являются результатом экспериментальных исследований. Они даны путем обобщения имеющихся литературных данных по соседним регионам. Это снижает их практическую и научную значимость, поскольку им присущи те же нестыковки и неувязки по приемам, срокам и глубинам обработки почвы, о которых было сказано ранее.
Первые экспериментальные исследования по предпосевной обработке почвы под люцерну в Дагестане проведены Бексултановым А.А. (2004), который изучил эффективность четырех вариантов весенней допосевной обработки почвы: 1-ранневесеннего боронования и двух продольно-поперечных куль-тиваций – контроль; 2-двух культиваций; 3-двух боронований; 4-одного выравнивания почвы. Оптимальным из них автор считает вариант с двумя предпосевными боронованиями почвы. Однако автор не уточняет, на фоне какой основной обработки выполнены эти исследования. Эти рекомендации могут оказаться неэффективными, поскольку они не увязаны со сроками проведения основной обработки почвы. Если осенью прошлого года основная обработка почвы была проведена рано (так называемая «августовская зябь») и поле успело засориться многолетними сорняками, то рекомендуемые два предпосевных боронования зубовыми боронами могут оказаться недостаточными, поскольку бороться с ними этим приемом практически невозможно. Посеянная после такой обработки люцерна будет угнетаться многолетними сорняками и ожидать высокой урожайности от таких посевов не приходится.
Урожайность сена люцерны при различных сочетаниях приемов предпосевной обработки и выравнивания почвы
В предшествовавших разделах работы мы отмечали, что наиболее благоприятные показатели по водно-физическим и агрохимическим свойствам почвы, а также лучшие показатели по качеству обработки складывались на варианте с двукратным боронованием тяжелыми зубовыми боронами. Указывалось также, на этих вариантах обработки почвы достигались максимальные значения по полевой всхожести семян, количеству растений и массе продуктивных побегов. В силу указанных причин на этом варианте достигнута наиболее высокая урожайность сена люцерны – 12,7 т/га в среднем по фонам выравнивания и годам исследований. Это больше, чем на контрольном варианте, где предпосевная обработка заключалась в двукратном дисковании почвы тяжелыми дисковыми боронами в агрегате с зубовыми боронами – на 56,8% (4,6 т/га). На варианте с культиваторной предпосевной обработкой почвы достигнута минимальная урожайность сена люцерны (7,4 т/га), уступающая контролю на 8,7% (0,7 т/га) и лучшему варианту предпосевной обработки на 71,6%, или на 5,3 т/га (таблица 3.8).
Выравнивание почвы перед посевом малой-выравнивателем МВ-6, как уже отмечалось, способствует улучшению качества разделки почвы, повышению полевой всхожести семян и формированию густого травостоя люцерны. Благодаря оптимизации этих показателей повышается урожайность сена люцерны в среднем на 6,6% (0,6 т/га). Но на вариантах с культиваторной обработкой почвы перед посевом люцерны, эффективность предпосевного выравнивания оказалась более высокой. Так, сбор сена люцерны с 1 га при выравнивании поверхности почвы на фоне предпосевного боронования составила 6,5%, дисковой обработки – 5,1%, культиваторной предпосевной обработки – 10,0%.
Таким образом, максимальный урожай сена получен при обработке почвы перед посевом люцерны зубовыми боронами и дополнительном выравнивании ее малой-выравнивателем МВ-6.
Надо отметить, что в наших исследованиях достигнута неплохая урожайность сена люцерны, в том числе 3,0 т/га в год пожнивного посева, 11,1 т/га во втором году, 14,1 т/га в третьем году жизни люцерны в среднем по всем приемам обработки почвы. В этом отношении мы считаем вполне обоснованными мнения ученых (Шумаков, Лобов, 1977; Снеговой, Важов, 1989; Вдовин, 1991), которые обосновывают возможность проведение посева люцерны в условиях Северного Кавказа в различные сроки – от ранней весны до осени – но исключительно во влажную почву. Приведенные нами данные показывают, что и при летних посевах люцерны в условиях сухого и жаркого климата юга России можно сохранить влагу в посевном слое почвы и получить дружные всходы этой культуры при соблюдении предложенной нами технологии предпосевной обработки почвы (Салатова, 2018).
Содержание кормовых единиц в 1 кг сена люцерны по вариантам опыта в наших исследованиях составило 0,48 кг, переваримого протеина – 0,1 г.
Максимальное количество кормовых, кормопротеиновых единиц и переваримого протеина накапливается в урожае сена при двукратном бороновании зубовыми боронами с выравниванием поверхности почвы – соответственно (т/га): 28,4; 3,81 и 33,2 в среднем за годы исследований и фонам выравнен-ности почвы (таблица 3.9). При культиваторной обработке почвы эти показатели снижаются до 90,2-91,8%, что соответствует урожайности сена по этим вариантам обработки почвы.
Самые высокие показатели по кормовой ценности урожая люцерны получены при предпосевной обработке почвы тяжелыми зубовыми боронами, превышающие контроль на 55,9-56,1%. Эти данные получены в среднем по фонам выровненности почвы. По данным таблицы 3.9 видно, что выравнивание почвы перед посевом люцерны позволяет увеличить выход указанных показателей кормовой ценности урожая люцерны в среднем на 5,8% по сравнению с фоном без выравнивания поверхности почвы.
Максимальные показатели по выходу кормовых, кормопротеиновых единиц и переваримого протеина достигаются при двукратном бороновании почвы и дополнительном ее выравнивании перед посевом люцерны пожнивного срока посева.
Влияние сроков и количества прикатываний на динамику питательных элементов в почве
Термические условия пожнивного периода в районе проведения наших исследований складывались вполне благоприятно для прохождения микробиологических процессов в почвы. Среднесуточная температура воздуха в июле составила по годам 21,9-24,2 оС, почвы на глубине 0-5 см – 15,5-16,1 оС; 5-10 см – 12,5-13,3 оС; 10-15 см – 10,6-11,2 оС. При достаточных запасах влаги в почве такие температуры обеспечивают накопление в почве значительных запасов питательных веществ (Иванов, 1987; Кружилин, 1993; Клименко, 1983 и др.).
В наших исследованиях в фазе всходов люцерны максимальное содержание питательных веществ в почве отмечено в самом верхнем слое почвы – 0-5см. Максимальное содержание азота в этом слое отмечено на контрольном варианте – 6,2 мг/100г почвы (таблица 4.5).
В слое 5-10 см оно снижается на 19,4%, 10-15 см – на 37,1%. Снижение содержания P2O5 и K2O было сравнительно меньше – фосфатов соответственно по слоям на 12,5 и 28,1%, обменного калия – на 15,4 и 25,6%. Это общее положение, согласно которому считается, что «плодородие почвы притерто к дневной поверхности» в силу складывающихся гидротермических условий, в первую очередь свободного доступа воздуха к этому слою (Феско, Важов, 1980; Лупашку, 1978, 1988; Гоф, Фроленко, 1991; Дедов и др., 2016). На наш взгляд, возможно также, что в этом слое складывается относительно благоприятный водный режим по двум причинам: во-первых, небольшие осадки, порядка 1-5 мм, которые выпадают чаще, чем значительные, сосредотачивается именно в этом слое, не проникая в более глубокие, следовательно, этот слой почвы увлажняется лучше, чем более глубокие слои; во-вторых, вследствие колебаний температур воздуха и почвы в ночные и дневные часы, в верхних слоях почвы конденсируется больше парообразной влаги атмосферы, чем в нижележащих.
Нельзя исключать и того факта, что потери влаги из верхнего слоя почвы увеличиваются вследствие более интенсивного физического испарения влаги с ее поверхности. Но с учетом двух вышеперечисленных причин, а также капиллярного подтока влаги в указанный слой из нижележащих слоев, можно предположить, что в слое 0-5 см складывается достаточно благоприятный водный режим. Это, в сочетании с более благоприятным воздушным режимом, способствует более интенсивному прохождению микробиологических процессов и накоплению большего количества питательных элементов, чем в слоях 5-10 см и 10-15 см.
Однократное прикатывание почвы приводит к снижению питательных веществ в почве. Особенно это касается азота, содержание которого в фазе всходов люцерны по сравнению с контролем в слое 0-5 см снизилось в среднем по до посевному и послепосевному срокам проведения на 58,9%. Снижение фосфатов и обменного калия было значительно меньшим – соответственно на 17,0 и 13,0%.
Двукратное прикатывание почвы до и после посева люцерны способствует еще большему снижению питательных веществ в почве. Содержание азота по сравнению с контролем в этом же слое (0-5 см) уменьшается на 51,6%, P2O5 - на 43,8%, K2O – на 19,8%.
Особенностью динамики питательных веществ под люцерной в слое 5-10 см является, наряду с общим снижением их по сравнению с показателями в слое 0-5 см, сравнительно меньшее влияние прикатываний почвы на их содержание. Так, при однократном прикатывании почвы содержание азота снижается по сравнению с контролем на 14,0%; P2O5 – на 9,0%; K2O – на 11,2%. А в слое 10-15 см эта разница сокращается соответственно по питательным элементам на 9,0; 3,4 и 2,2%.
В фазе бутонизации люцерны (перед укосом) содержание питательных элементов в почве снижается по сравнению с показателями, полученными в фазе всходов. Содержание азота в слое 0-5 см сократилось на 55%, P2O5 – на 46%, K2O – на 19%, в слое 5-10 см – соответственно 66,7; 55,6 и 12,2%, в нижележащем слое (10-15 см) – 56,0;53,4 и 7,6%.
Таким образом, общая закономерность снижения содержания питательных элементов в почве с глубиной сохраняется и при этом сроке определения, но при относительно меньших относительных величинах. Как отмечают Гусейнов А.А. и др. (2017 а, 2017б), Гасанов и др. (2012) это связано с потреблением их на формирование урожая люцерны. Сохраняется также значительное снижение их при проведении прикатываний почвы, особенно двукратного – до и после посева люцерны, что бесспорно, связано с ухудшением воздушного режима почвы, поскольку пористость ее при этом снижается на 26%, по сравнению с вариантом, где прикатывание почвы не проводилось. Следовательно, прикатывание почвы при выращивании люцерны в пожнивном посеве, несмотря на то, что влажность верхнего слоя почвы при этом имеет более высокие показатели по сравнению с не прикатанным вариантом, способствует ухудшению питательного режима из-за ухудшения воздушного режима, особенно в посевном слое почвы.
Экономическая и энергетическая эффективность приемов предпосевной обработки почвы и норм высева семян люцерны пожнивного срока посева
Выращивание люцерны в орошаемых районах Дагестана оправдывает себя по ряду причин. Она отличается высокой и гарантированной урожайностью фитомассы в годы с различными климатическими условиями. Кроме того, она не снижает продуктивность в течение 3-4 лет и, как многолетняя культура, не требует ежегодной подготовки почвы, посева и расхода дорогостоящих семян. Поэтому площади под этой культурой расширяются с каждым годом.
Узким местом в технологии выращивания люцерны является недостаток технических средств для подготовки почвы, посева и уборки урожая. Сельские товаропроизводители прибегают к помощи индивидуальных предпринимателей, имеющих указанную технику, за высокие цены. Так, за вспашку 1 га надо платить 1700 руб.; за дискование, культивацию и выравнивание почвы -по 1000 руб.; боронование зубовыми боронами – 500 руб.; посев – 600 руб.; полив – 800 рублей. Не дешево стоят и семена – 300 руб. за 1 кг. Немалые расходы надо проводить на уборку и перевозку выращенного урожая. За скашивание и укладку массы в валки с 1 га оплата составляет 800 руб.; за прессование 1 т сена надо платить 500 руб.; работы по погрузке, перевозке, разгрузке и укладке сена на скирду стоять в сумме 1700 руб./т.
Поэтому в наших исследованиях, на вариантах с высокой урожайностью фитомассы, увеличивались и затраты на выращивание люцерны.
Экономический анализ эффективности возделывания люцерны в связи с применяемыми приемами предпосевной обработки почвы показывает, что максимальный чистый доход можно получить, если посев люцерны проводится после двукратного боронования почвы тяжелыми зубовыми боронами. По сравнению с дисковой обработкой почвы чистого дохода в данном случае получено больше на 9,9 тыс. руб./га. А культиваторная предпосевная обработка, в связи со снижением урожайности сена на 0,9 т/га сена, оказалась убыточной (таблица 6.1).
Надо отметить, что при расчетах экономической эффективности исследуемых приемов обработки почвы расходы, связанные с подготовкой почвы и посевом люцерны отнесены на три года выращивания люцерны, во избежание необоснованного увеличения ежегодных расходов на эту культуру.
Выравнивание почвы пред посевом люцерны оказалось выгодным по всем вариантам предпосевной обработки почвы. Чистого дохода в среднем по всем приемам обработки почвы получено на 13,5 тыс. руб./га больше, чем на вариантах, где оно не проводилось. И в этом случае больше чистого дохода получено при предпосевной обработке почвы зубовыми боронами – 17,6 тыс. руб./га, это больше в 2,3 раза, чем на контроле, и в 3,3 раза – по сравнению с культиваторной обработкой почвы.
Максимальный чистый доход (17,6 тыс. руб./га) и рентабельность производства (36,7%) достигается в том случае, когда предпосевная обработка проводится тяжелыми зубовыми боронами, а перед посевом поле дополнительно выравнивается.
Одним из средств повышения эффективности выращивания люцерны в орошаемых районах Дагестана является прикатывание почвы. По сравнению с контролем при допосевном сроке его проведения в наших исследованиях получено на 4,3 тыс. руб./га больше чистого дохода, при послепосевном прика-тывании – еще на 1,6 тыс. руб./га. Рентабельность производства по этим вариантам увеличилась соответственно на 0,6 и 14,2%. Двукратное прикатыва-ние почвы – до и после посева люцерны – на тяжелосуглинистой лугово-каштановой почве не оправдывает себя. Экономические показатели на этом варианте были ниже, чем в случае полного исключения прикатывания почвы из технологии выращивания люцерны по чистому доходу на 1,4 тыс. руб./га, по рентабельности производства – на 4,9%.
Важным резервом повышения экономической эффективности возделывания люцерны в равнинных орошаемых районах Дагестана является выбор оптимальной нормы высева семян. В наших исследованиях, проведенных в двухфакторном опыте установлено, что при дисковой и культиваторной предпосевных обработках повышение нормы высева с 7,5 до 10,0 млн. семян/га позволяет получать с 1 га чистого дохода соответственно 17,9 и 18,5 тыс. руб. Повышается и рентабельность производства до 35,4 и 35,9%. Но максимальные показатели – 24,1 тыс. руб. чистого дохода и 40,2% - рентабельности достигаются при высеве 12,5 млн. семян/га (таблица 6.3).
Но наиболее эффективным сочетанием приемов предпосевной обработки почвы и нормы высева семян оказалось двукратное боронование тяжелыми зубовыми боронами, которое обеспечивает получение максимального чистого дохода – 24,0-24,4 тыс. руб./га при всех исследуемых нормах высева семян (7,5 – 12,5 млн./га). Рентабельность производства также оказалась максимальной и одинаковой при всех высеваемых нормах – 40,2-41,7%.
На оптимальном варианте допосевной обработки почвы и нормы высева семян затраты совокупной дополнительной энергии составили 8,8 ГДж/га, а полученная продукция содержала 16,5 ГДж/га. Коэффициент энергетической эффективности равнялся 1,88.
Приведенные данные позволяют сделать очень важный для науки и аграрного производства вывод, согласно которому предпосевная обработка почвы тяжелыми зубовыми боронами с допосевным выравниванием поверхности почвы обеспечивает наибольший экономический и энергетический эффект в том числе и за счет сокращения нормы высева семян с 12,5 до 10,0 и даже до 7,5 млн. шт./га. Дополнительным резервом повышения эффективности производства сена из люцерны при пожнивных сроках посева является послепосевное прикатывание почвы гладкими водоналивными катками.