Содержание к диссертации
Введение
1. История развития и соременное состояние вопроса обработки почвы 15
2. Способы применения органических и минеральных удобрений в связи с обработкой почвы 43
3. Цели и задачи, программа и методика исследований 78
3.1. Цели и задачи исследований 78
3.2. Программа и методика исследований 79
3.3. Условия проведения исследований 90
3.3.1. Краткая характеристика природных условий
Центрально-Черноземной зоны 90
4. Влияние способов обработки почвы на агрофизические свойства черноземной почвы, ее температурный, питательный режимы и биологическую активность 106
4.1. Плотность почвы 106
4.2. Влажность почвы 113
4.3. Водопроницаемость почвы 123
4.4 Температурный режим почвы 129
4.5. Питательный режим почвы 131
4.6. Биологическая активность почвы 142
4.7. Структура почвы 147
5. Влияние способов обработки почвы и внесения удобрений на развитие корневой системы и накопление пожнивных остатков 156
5.1. Развитие и размещение корневой системы 156
5.2. Накопление корневых и пожнивных остатков 160
6. Изменение противоэрозионной устойчивости почв под влиянием способов основной обработки 164
7. Засоренность посевов в зависимости от способов обработки почвы 172
8. Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от способов обработки почвы 180
8.1. Изменение урожайности сельскохозяйственных культур под влиянием основной обработки почвы 180
8.2. Технологические показатели качества зерна 186
8.3. Вынос питательных веществ с урожаем 191
8.4. Производственная проверка способов основной обработки почвы 195
9. Влияние способов обработки почвы на агрофизические свойства серой лесной почвы, питательный режим и биологическую активность 197
9.1. Плотность почвы 198
9.2. Влажность почвы 201
9.3. Биологическая активность почвы 207
9.4. Питательный режим почвы 213
10. Засоренность посевов в зависимости от способов обработки почвы 224
11. Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от способов обработки почвы 229
11.1 Элементы структуры урожая 229
11.2. Урожайность культур и качество урожая 234
11.3. Продуктивность севооборотов 240
12. Экономическая и энергетическая оценка 243
12.1. Экономическая эффективность возделывания зерновых культур на черноземноземе типичном 243
12.2. Экономическая эффективность возделывания зерновых культур на темно-серой лесной почве 245
12.3. Энергетическая оценка технологии возделывания культур 246
Концепция ресурсосберегающей обработки почвы в интенсивном земледелии 251
Выводы 253
Предложения производству 258
Список литературы
- Программа и методика исследований
- Водопроницаемость почвы
- Накопление корневых и пожнивных остатков
- Технологические показатели качества зерна
Введение к работе
Актуальность темы подтверждается тем, что большая часть пашни в нашей стране расположена на склонах разной крутизны и подвергается интенсивному смыву и размыву. Площади разной степени смытых почв на пашне 25 млн.га (Рекомендации, 1988). Под воздействием ходовых систем тяжелых тракторов, сельскохозяйственных машин и орудий происходит чрезмерное уплотнение почвы и ухудшение физических свойств ее, в результате чего урожайность сельскохозяйственных культур снижается на 12 -30%. Наряду с этим в процессе возделывания сельскохозяйственных культур ежегодно минерализуется на каждом гектаре 1 т/га гумуса, а в процессе эрозии и дефляции безвозвратно теряется от 3 до 50 и более т/га плодородной земли (Доспехов Б.А., 1978).
В условиях интенсификации земледелия в определенной степени меняются функции и задачи обработки почвы. Значение одних (мобилизация элементов питания для растений, борьба с сорняками, вредителями и болезнями и др.) несколько ослабевает, другие (защита почв от эрозии и дефляции, сохранение плодородия и т.п.), наоборот, приобретают большее, даже первостепенное значение.
Стражем плодородия исстари именуют гумус. Стражем и источником производительности полей, причем в недалеком прошлом, до начала массового применения удобрений, практически единственным источником. Поэтому понятно вечное стремление земледельца сохранить и преумножить плодородие полей. На пути реализации этого стремления всегда вставала мощная преграда, вытекавшая из второго стремления этого же земледельца -увеличить продуктивность полей - повысить урожайность сельскохозяйственных культур, которое невозможно было осуществить, не расходуя органическое вещество (плодородие) почвы. На протяжении всей истории земледелия существует в неразрывном единстве и противоречии процессы накопления (гумификации) и расхода (минерализации) органического вещества. Практическим решением, обуславливающим сокращение темпов минерализация гумуса в процессе возделывания сельскохозяйственных культур, пролонгирования плодородия почвы - сохранение его для грядущих поколений является минимализация обработки почвы, уменьшение глубины и интенсивности рыхления. Этот факт давно известен земледельческой науке и практике. Однако во времена Овсинского И.Е. и Тулайкова Н.М. он не мог получить широкого распространения, так как интенсивная обработка почвы как способ перевода потенциального плодородия в эффективное, как способ обеспечения растений элементами минерального питания за счет минерализации гумуса не имела альтернативы.
Земледельцу нечем было компенсировать недостаток элементов питания растений, обусловленный исключением глубокого и интенсивного рыхления. Поэтому вполне обоснованным было заключение академика Соколовского А.И. (1971) характеризовавшего минимальную обработку того периода как "агрономическую ересь". В настоящее время, появилась альтернатива обработке почвы как способу, обуславливающему обеспеченность растений элементами минерального питания - минеральные удобрения. Но и теперь ресурсосберегающая обработка почвы не находит еще желаемого и возможного распространения. Одна из основных причин этого заключается в том, что общепринятые и применяемые практические приемы осуществления минимальной обработки почвы не обеспечивают заделки в почву не только органических, но и минеральных удобрений.
Оставаясь на поверхности почвы и в верхнем слое ее, удобрения разлагаются под действием атмосферных факторов, смываются потоками талой и ливневой воды и, в связи с этим, не только не работают на урожай, но и загрязняют окружающую среду. В этих условиях приемы обработки почвы не обеспечивают и не могут обеспечить высокой эффективности. Объясняется это тем, что при проведении исследований до настоящего времени допускался не совсем правильный методический подход. В абсолютном большинстве случаев изучались отдельные приемы обработки почвы без взаимосвязи с другими технологическими приемами. Так, например, изучали нулевую или минимальную обработку почвы, т.е. исключали полностью или заменяли отвальную обработку, почвы поверхностным рыхлением и на эти фоны обработки накладывали другие, лучшие приемы по выращиванию сельскохозяйственных культур, но лучшие для пахотного земледелия, для отвальной обработки, т.е. использовали не приемы, соответствующие измененным системам основной зяблевой обработки, а приемы заимствованные из классического, веками сложившегося пахотного земледелия. А разве при нулевой обработке приемы внесения удобрений, приемы предпосевной подготовки почвы, посева, ухода за посевами должны решаться так же, как при отвальной обработке? Очевидно как-то по другому. Разработке принципиально нового подхода к решению взаимосвязанных вопросов должно уделяться самое серьезное внимание. В процессе исследования следует изучать, находить взаимосвязанные приемы, дополняющие друг друга, исходя из того, что технология возделывания сельскохозяйственных культур, выражаясь образно, есть единый организм, изменяя часть которого следует изменить, привести в соответствие все другие составные части его.
Изложенное выше обусловило необходимость дальнейшего совершенствования приемов, технологий и систем обработки почвы на основе комплексного, системного подхода.
При проведении исследований в качестве основной ставилась цель: разработать способы использования положительных свойств отвальной и безотвальной обработки в процессе возделывания сельскохозяйственных культур и совершенствования системы обработки почвы с внесением различных видов удобрений, обуславливающие возможность сохранения свойств и состояния обрабатываемых почв, близких к почвам не подверженным антропогенной деятельности. Поставленная цель реализована путем поэтапного решения следующих основных задач:
- определить возможность глубокого (на 20 см и более) рыхления;
- установить целесообразность ежегодного оборачивания обрабатываемого слоя почвы;
- установить возможность и практическую целесообразность уменьшения глубины и обрабатываемой поверхности почвы и показать в связи с этим роль и значение почвы, ее объема (площадь питания) в корневом питании растений;
- разработать оптимальные параметры (глубина, ширина) обрабатываемой в зоне рядка полосы почвы применительно к различным группам сельскохозяйственных культур;
- установить величину необходимой прослойки почвы между семенами и удобрениями, исключающей угнетение возделываемых сельскохозяйственных культур;
- определить эффективные способы внесения органических и минеральных удобрений в почву при мульчирующей и локальной обработке почвы;
- изучить влияние приемов уменьшения глубины и обрабатываемой поверхности поля на изменение агрофизических и агрохимических свойств почвы, условия роста и развития и урожайность сельскохозяйственных культур;
- разработать приемы регулирования стока ливневых вод на фоне мелкой мульчирующей, локально-ленточной обработки почвы;
- определить границы возможного применения приемов уменьшения глубины и обрабатываемой поверхности почвы;
- сформулировать концепцию ресурсосберегающей обработки почвы в интенсивном земледелии. Исследования выполнены в соответствии с планами научно-исследовательских работ Всесоюзного НИИ земледелия и защиты почв от эрозии 1979 - 1989 годы, утвержденными Госкомитетом СССР по науке и технике (номера государственной регистрации 76003316 и 01827037773) по разделу 02.02.Т1-1. «Разработать технологию возделывания сельскохозяйственных культур, основанную на прямом посеве и локальной (в зоне рядков) обработке почвы» государственной общесоюзной программы № 01.86.0094462 и с 1993 по 2004 годы, темы «Теоретически обосновать и разработать альтернативную (биологическую) ландшафтно-экологическую систему земледелия» государственной программы № 01.200.202029 выполняемую в учебно - опытном хозяйстве «Знаменское» Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И.Иванова.
При проведении исследований руководствовались методикой полевого опыта Б.А. Доспехова (1985 г.), методикой проведения опытов на склонах, специальными методическими указаниями по изучению процессов, проходящих в почве и растениях.
Объектом исследования являлись чернозем типичный и темно-серая лесная, почвы.
Опыты проводились в опытном хозяйстве, расположенном в Медвен-ском районе Курской области и лабораториях ВНИИЗ и ЗПЭ, продолжились исследования на опытном поле Курской ГСХА, расположенном в Курском районе Курской области. Результаты исследования подвергали статистической обработке дисперсионным и регрессионным методами.
В процессе исследований решена важная теоретическая проблема и практическая народнохозяйственная задача. Разработаны теоретические основы и практические решения формирования принципиально новой ресурсосберегающей обработки почвы, которые исключают необходимость ежегодного глубокого отвального рыхления почвы и обуславливают возможность и практическую целесообразность мелкой мульчирующей обработки почвы с одновременным внесением удобрения и посевом семян. При этом доказана целесообразность и эффективность сокращения обрабатываемой поверхности почвы (локальная, в зоне рядка обработка почвы) в процессе возделывания сельскохозяйственных культур и решены все вопросы, обеспечивающие перевод сплошной обработки почвы на локальное рыхление.
Научная новизна исследований заключается в следующем:
Теоретически обоснована целесообразность и практически доказана на первом этапе совершенствования системы обработки почвы высокая эффективность чередования принципиально различных систем основной обработки почвы в севооборотах различного типа и вида с учетом биологических особенностей возделываемых культур и почвенно-климатических условий. Эта система обработки почвы предлагается вместо рекомендованной ранее единой для различных регионов страны отвальной или безотвальной обработки.
Доказана нецелесообразность применения глубоких интенсивных обработок, как средства регулирования агрофизических свойств почвы при содержании в ней гумуса 2,5% и более, необходимость замены их мелкими мульчирующими рыхлениями, обеспечивающими условия для превалирования процессов гумусообразования над минерализацией.
Обоснована неприемлемость оборачивания обрабатываемого слоя почвы, как средства формирования мощного однородного высоко окультуренного слоя почвы.
Определены условия, обеспечивающие в обрабатываемых почвах одинаковое участие в гумусообраэовании многолетних и однолетних растений в процессе жизнедеятельности аэробных и анаэробных микроорганизмов и представителей почвенной фауны - беспозвоночных почвенных животных.
Установлено, что в условиях интенсификации земледелия объем почвы, приходящейся на одно растение, и рыхления ее, как средство мобилизации элементов питания для растений, перестает быть основной функцией об 11
работки почвы.
Разработаны принципиально новые, высокоэффективные технологические схемы возделывания пропашных культур и культур сплошного посева на основе мелкой мульчирующей и локальной обработки почвы с одновременным внесением полной дозы минеральных удобрений и посевом семян с прослойкой почвы не менее 5 см между ними и удобрениями, исключающие необходимость глубокой осенней основной обработки почвы.
Практическая ценность результатов исследования состоит в том, что они представляют собой практические решения этого вопроса. Это подтверждается тем, что система дифференцированной обработки почвы осуществляемая на первом этапе совершенствования системы обработки почвы, обеспечит прибавку урожая зерна озимых культур 1,9 - 2,0 ц/га, яровых зерновых 0,9 - 2,0 ц/га, корнеплодов сахарной свеклы 53 - 51 ц/га, зеленой массы кукурузы 21-26 и/та. Общий дополнительный сбор урожая в ЦЧЗ, в пересчете на зерно, может составить 1,6 млн.т. При этом сток ливневых вод с полей уменьшится на 10 - 15 мм, а смыв на 1,5 - 3,0 т/га.
Реализация ресурсосберегающей обработки почвы с одновременным внесением полной дозы органических и минеральных удобрений и посевом семян обеспечит условия для воспроизводства плодородия, исключения эрозионных процессов, повышения коэффициента использования минеральных удобрений на 6,0 - 25,7%, роста урожайности основных сельскохозяйственных культур на 17,0 - 53,9% . При этом существенно уменьшатся затраты труда, времени, средств, горюче-смазочных материалов и т.п. на работы, связанные с обработкой почвы и возделыванием сельскохозяйственных культур. Рентабельность производства продукции растениеводства может увеличиваться на 13,6 - 38,1%, а объемы внедрения предложенной системы обработки почвы могут составить не менее 25 млн.га.
Результаты исследования широко использованы при подготовке рекомендаций: Методические рекомендации по совершенствованию зональных (областных) систем земледелия на 1986 - 1990 годы; Система ведения сельского хозяйства Курской области, Курск. 1985; Дифференцированная система основной обработки почвы в районах водной и совместного действия водной и ветровой эрозии (Рекомендации), Курск, 1988, Локальное применение гранулированных органических и органно-минеральных удобрений (учебное пособие для студентов высших учебных заведений), Курск, 2004.
По результатам исследования подготовлены проекты агротехнических требований на комбинированные агрегаты и подготовлен опытный образец, совмещающий в едином процессе локальную обработку почвы, внесение полной дозы минеральных удобрений и посев семян при возделывании зерновых культур.
Материалы диссертации используются в учебниках и учебных пособиях по земледелию.
Основные положения и разработки автора докладывались и получили положительную оценку на научно-практических конференциях в Свердловске, 1988 г.; в Москве, 1988 г.; в Саратове, 1990 г.; в Курске, 1988 г., 1995 г., 1996 г., 1997 г, 1998 г., и в последующие годы на ежегодных научно-практических конференциях Курской государственной сельскохозяйственной академии: на международной конференции по ресурсосберегающим технологиям в 1984 году в Чехословакии и в 2005 году во ВНИИЗ и ЗПЭ.
Практические результаты работы - дифференцированная система основной обработки почвы в районах водной и совместного действия водной и ветровой эрозии демонстрировались на ВДНХ СССР в павильоне «Земледелие» в 1985 - 1986 годах и отмечены серебряной и бронзовой медалями.
По теме диссертации опубликовано 31 печатная работа из них 6 в лицензированных ВАК изданиях.
В представленной работе лично автором разработаны и выносятся на защиту следующие положения:
1. Дифференцированная система обработки почвы, предусматривающая чередование в севооборотах различных систем обработки почвы с учетом биологических особенностей культур, их места в севообороте, поч-венно-климатических условий и обеспечивает рост урожайности на 15 - 20 % и расширенное воспроизводство плодородия почвы.
2. Замена, в условиях интенсификации земледелия, глубокой, осенней, основной обработки почвы, мелким мульчирующим или локальным рыхлением с одновременным внесением полной дозы минеральных удобрений и посевом семян, обеспечивает одинаковое участие в гумусообразовании многолетних и однолетних растений, расширенное воспроизводство плодородия почвы и рост урожайности сельскохозяйственных культур.
3. Ресурсосберегающая обработка почвы с одновременным внесением полной дозы минеральных удобрений и посевом семян зерновых и пропашных культур обеспечивает сокращение затрат живого и овеществленного труда на 15,5-18,5 % в процессе возделывания сельскохозяйственных культур.
Исследования по разработке теоретических основ и практических вопросов мульчирующей и локальной, в зоне рядков обработки почвы и регулированию эрозионных процессов на этих фонах выполнены во ВНИИЗ и ЗПЭ на черноземе типичном. В Курской ГСХА на темно-серой лесной почве продолжили исследования основной мелкой мульчирующей обработки почвы в альтернативной (биологической) ландшафтно-экологической системе земледелия.
Анализы почвенных образцов выполнены в лаборатории ВНИИЗ и ЗПЭ и межфакультетской лаборатории Курской ГСХА.
Лично автором обоснованы и разработаны рабочая гипотеза, программа, методика, и ее выполнение в полевых и лабораторных исследованиях, проведены анализ и обобщены результаты экспериментального материала. Разработаны защищаемые положения и предложения производству, а также агротехнические требования на новые сельскохозяйственные машины.
Программа и методика исследований
Настоящая работа - результат исследований, проведенных нами в 1979 - 1988 гг. в опытном хозяйстве ВНИИЗ и ЗПЭ, расположенном в Мед-венском районе Курской области.
Реализация цели и задач осуществлялась в трех мелкоделяночных опытах. Почва опытного участка - чернозем типичный, тяжелосуглинистый, среднесмытый. На верхней относительно пологой части склона (крутизной до 3) размещался зернопропашной севооборот с чередованием культур: 1 - Вико-овсяная смесь на зеленый корм; 2 - Озимая пшеница; 3 - Сахарная свекла; 4 -Ячмень; 5 -Кукуруза.
В средней части склона, крутизной 3-5, размещался зерновой севооборот: 1 - Вико-овсяная смесь на зеленый корм; 2 - Озимая пшеница; 3 -Ячмень; 4 - Вика на зерно; 5 - Яровая пшеница, а в нижней, где крутизна склона свыше 5 - зернотравяной (почвозащитный): I - Овес с подсевов многолетних трав; 2-3 - Многолетние травы; 4 - Озимая рожь; 5 - Ячмень. Варианты опыта по предпосевной подготовке почвы, посеву и внесению удобрении под культуры сплошного посева.
1. Обычная технология возделывания (контроль). Посев с шириной междурядий 7,5 см.
2. Без вспашки. Перед посевом минеральные удобрения вносятся поверхностно, равномерно (полная доза). Почва обрабатывается на глубину заделки семян (4-5 см), стерня равномерно перемешивается с обрабатываемым слоем почвы. Посев с шириной междурядий 7,5 см.
3. Без вспашки. Перед посевом минеральные удобрения вносятся равномерно (полная доза), поверхностно, почва обрабатывается на глубину заделка семян (4-5 см). Стерня перед обработкой собирается и вновь распределяется по поверхности после посева. Посев с шириной междурядий 7,5 см.
4. Без вспашки. Перед посевом в почве формируются узкие цели шириной 2,5 см, глубиной 10 см, расстояние между центрами щелей 7,5 см. Удобрения вносятся на дно щели, засыпаются слоем почвы толщиной 5 см, а затем высеваются семена и засыпаются почвой. Стерня сохраняется в междурядьях.
5. Осенью проводится сплошное безотвальное рыхление на глубину 4-5 см, первое сразу после уборка предшественника, а последующие по мере появления розеток сорных растений, но не более, чем через 2 недели после уборки предшественника. Обработки проводятся до замерзания почвы или до посева озимых. Работы по предпосевной подготовке почвы, внесению удобрений и посеву семян, как вар.4.
6. То же, что и вар, 5, но ширина междурядий 15 см.
7. Без вспашки. Перед посевом минеральные удобрения вносятся рав номерно, поверхностно (полная доза). Стерня перед обработкой собирается со всей площади делянки и вновь распределяется по поверхности после посе ва. Почва обрабатывается на глубину 10 - 12 см. Посев с шириной междурядий 7,5 см.
8. Без вспашки. Перед посевом стерня собирается со всей площади делянки. Почва снимается с делянки (слой 10 см), на открывшуюся площадку вносятся минеральные удобрения (полная доза), засыпаются слоем почвы 5 см, производится посев с шириной междурядий 7,5 см. Семена засыпаются почвой слоем 5 см и по поверхности вновь распределяется ранее собранная стерня.
9. То же, что вариант 8, но посев разбросной.
Варианты опыта по предпосевной подготовке почвы, посеву и внесению удобрений при возделыванию пропашных культур (сахарной свеклы а кукурузы).
1. Имитируется обычная технология возделывания пропашных (кон троль), вносятся удобрения (полная доза), почва обрабатывается на глубину 28 - 30 и 25 - 27 см (в зависимости от культуры).
2. Без вспашки. Перед посевом (весной) минеральные удобрения вносятся поверхностно, равномерно (полная доза). Почва обрабатывается на глубину заделки семян, стерня равномерно перемешивается с верхним слоем, посев обычный.
3. Без вспашки. Перед посевом (весной) минеральные удобрения вносятся поверхностно, равномерно (полная доза). Почва обрабатывается на глубину посева семян. Стерня перед обработкой собирается со всей площади делянки и вновь равномерно распределяется по поверхности почвы после посева. Посев обычный.
Водопроницаемость почвы
Величина максимальной водопроницаемости определяется химическими и водно-физическими свойствами почвы (механический состав, содержание гумуса, водопрочность структуры и др.), а также реальной выраженностью нано- и микрорельефа, степенью рыхлости поверхностного слоя, густотой травостоя или стеблестоя, наличием на поверхности мульчи. При выраженности указанных рельефов или наличия мульчи возрастает площадь сплошного контакта почвы с водой или даже почва сплошь затопляется ею, тогда реальное водопоглощение приближается к максимальному или одинаково с ним (Г.П. Сурмач, 1977).
Скорость впитывания определяется сложением почвы и поэтому зависит от способа и фона обработки почвы. Так, по данным Голубева В.В. (1988) скорость впитывания влаги почвой первые 30 минут была меньше по весновспашке, чем при минимальной обработке, через три часа скорость фильтрации по бесплужной обработке была 3,48 мм/мин., по зяби - 2,97, а по весновспашке 2,22 мм/мин.
В среднем за первый час наибольшее количество воды просачивалось на вариантах с безотвальной обработкой почвы с оставлением стерни в сравнении со вспашкой (соответственно 4,86 и 4,08 мм/час), самая низкая водопроницаемость была на фоне мелкой обработки (2,84 мм/час) (Г.И Лысак и ДР., 1988).
Противоречивость данных свидетельствует о том, что вопрос о влиянии способов обработки почвы на величину водопроницаемости должен решаться в зональном плане с учетом почвенных условий.
Наши исследования проведены во второй ротации севооборотов в стационарном опыте, заложенном в 1979 году. То есть они отражают длительное воздействие (5-Ю лет) изучаемых обработок на изменение водопроницаемости почвы.
В зернопропашном севообороте (табл. 15) водопроницаемость почвы в поле озимой пшеницы есть результат шестилетнего, а в поле ячменя - восьмилетнего постоянного воздействия вспашки, мульчирующей и локальной обработок.
Проведенный анализ наших исследований свидетельствует, что водопроницаемость почвы в зернопропашном севообороте на посеве озимой пшеницы по вариантам обработки изменялась существенно как в период возобновления вегетации, так и в конце вегетационного периода. Сплошная мелкая (на 10 см) предпосевная обработка почвы имела такую же водопроницаемость, как и отвальная только в период возобновления вегетации.
Локальные обработки, хотя несколько и уменьшали водопроницаемость почвы по сравнению с контролем, но она находилась в пределах одного уровня с контролем - удовлетворительном (30-70 мм). В начале вегетационного периода под ячменем водопроницаемость на всех вариантах увеличилась на 5,1-29 мм/час относительно контроля и находилась в пределах 70-100 мм/час (что составляет хорошую водопроницаемость). В период уборки произошло уменьшение водопроницаемости относительно начала вегетационного периоде. На сплошной мелкой и локальной обработках почвы (вар. 2, 4) уменьшение составляет 8,6-11,8 мм/час, но находится в пределах хорошей водопроницаемости. Удовлетворительная водопроницаемость была только на осенней мульчирующей с локальной предпосевной обработкой почвы (вар.5). Коэффициент корреляции водопроницаемости равен г = 0,99.
В зерновом севообороте (табл. 16) можно проследить влияние на водопроницаемость почвы вспашки и изучаемых вариантов на седьмом (поле озимой пшеницы), третий и восьмой (поле ячменя), четвертый и девятый (поле вики на зерно) пятый и десятый (поле яровой пшеницы) годы постоянного применения их.
В этом севообороте водопроницаемость на вариантах с локальными обработками, хотя несколько и уменьшалась по сравнению с контролем, но находилась в пределах хорошей водопроницаемости в начале вегетационного периода и наилучшей конце вегетации. На всех изучаемых вариантах под озимой пшеницей водопроницаемость находилась в пределах удовлетворительного уровня, как в начале, так и в конце вегетационного периода. При возделывании ячменя в начале вегетационного периода водопроницаемость была удовлетворительная, а в конце хорошая.
Накопление корневых и пожнивных остатков
Многие исследователи (Л.И. Акентьева, 1982; С.Я. Мухортов, 1982; А.Я. Бакалдин, 1984; В.Г. Холмов, 1986; К.И. Саранин, Н.А. Старовойтов, 1987 и другие) отмечают, что безотвальные способы основной обработки почвы способствуют увеличению количества корневых остатков зерновых культур в верхних слоях почвы.
В.Ф.Огарев и др., (1988), В.М. Круть в др. (1989) утверждают, что в слое 0 -10 см при безотвальной обработке растительных остатков накапливается больше, чем при вспашке, в слое 10 - 20 см по вспашке их было на 8 -10% больше. Однако в целом в пахотном слое растительных остатков больше сохраняется при безотвальных обработках.
Масса растительных остатков зависит также и от вида растений и урожайности (В.В. Захаров, Н.Я. Колосов, 1989).
В связи с этим, наряду с изучением влияния доз и способов внесения удобрений на развитие и размещение корневой системы ячменя нами проводился учет накопления общей массы растительных остатков культурами зер-нопропашного, зернового и зернотравяного севооборотов при различных способах обработки почвы и внесения удобрений. Эти исследования показали, что приемы уменьшения глубины рыхления и сокращения обрабатываемой поверхности поля по сравнению с ежегодной отвальной обработкой на 20 - 22 см и более, обеспечивают большее накопление растительных остатков как в верхнем 0-10 см, так и в более глубоких слоях почвы. Причем интенсивность этого накопления зависит от типа севооборота и возделываемой культуры (табл. 32). Так, в зернопропашном севообороте приемы уменьшения глубины рыхления и сокращения обрабатываемой поверхности поля по сравнению с ежегодной разноглубинной отвальной обработкой почвы, в среднем за год по двум культурам - озимой пшеницей и ячменю обеспечили преимущество в накоплении растительных остатков только в слое 0-10 см, на 30,2 - 34 %, а при локальной обработке (вар. 4) на 63,2 %. В пахотном 0 -30см слое почвы наибольшее по сравнению со вспашкой, накопление растительных остатков наблюдалось при ежегодной локальной обработке почвы с глубиной рыхления на 10 см и шириной обрабатываемых полос 2,5 см.
Другие варианты локального рыхления не уменьшали накопление растительных остатков в пахотном слое почвы.
Почва и локального внесения удобрений обеспечили увеличение количества растительных остатков как в слое 0-10 см, так и в слое 0 - 30 см по сравнению с количеством их при ежегодной отвальной обработке почвы. Причем увеличение это было незначительным и составляло 8,2 % (вар. 5) и 19 % (вар, 8) к контролю, в слое почвы 0-10 см.
В зернотравяном севообороте с двухлетним использованием многолетних трав приемы обработки почвы как локальные, так и сплошные мульчирующие с локальным внесением удобрений и перемешиванием их с обрабатываемым слоем почвы обеспечили увеличение количества растительных остатков как в верхнем 0-10 см, так и в пахотном 0 - 30 см слое почвы по сравнению с количеством их при ежегодной отвальной обработке почвы на глубину 20 - 22 см соответственно на 0,5 - 109,4 и 3,4 - 57,7 %. Наибольшую эффективность по накоплению растительных остатков в почве обеспечил прием локального рыхления на глубину 10 см при ширине обрабатываемых полос 2,5 см с внесением удобрений на глубину обработки (вар. 4 и 5). Итак, приемы локальной обработки почвы и локального внесения полной дозы минеральных удобрений в обрабатываемые полоса способствуют более интенсивному развитию корневой системы, и в связи с этим, обеспечивают более эффективное использование минеральных удобрений и увеличение производства продукции растениеводства. Наряду с этим, накапливая большее количество растительных остатков в верхнем 0 -10 см и в целом в пахотном 0 -30 см слое почвы эти приемы, по сравнению со вспашкой, создают предпосылки для превалирования процесса гумусообразования над его минерализацией и для сокращения эрозионных процессов.
Для создания условий максимального поглощения почвой выпадающих осадков и резкого уменьшения процессов эрозия необходимо осуществлять комплекс агротехнических противоэрозионных мероприятий, включающих специальные приемы агротехники, подбор и соотношение сельскохозяйственных культур для посева на склонах, выбранных с учетом природных условий данной территории.
В настоящее время имеется большое количество работ, посвященных противоэрозионным приемам агротехники (А.Н. Каштанов, 1974; И.С. Константинов, 1976; S. Tokudeme.1983; В.М. Круть и др., 1985; и другие), а также защитному воздействию растительности па процессы эрозии (В.А. Черкасова, 1975; М.Н. Заславский, 1979; Г.И. Швебс, 1981; В.С .Федотов, 1980; И .Гудзон, 1974; Т. Plass, 1978; Ф.Г. Шарафеева и др., 1985; Н.Ф. Михайлова, 1989; К.В. Полуэктов, 1989).
Исследованиями В.А. Белолинского и др. (1987) установлено, что ливневой сток зависит от агрофона. С нарастанием массы растений при проективном покрытии 50 % жидкий сток сокращается от первоначальных показателей на 70 %. При этом существенное влияние оказывает влажность. С увеличением влажности в слое 0 - 20 см с 18 - 25 % до 26 - 32 % сток увеличился в 4,8 - 7,8 раза. На впитывающую способность агрофона оказывает существенное влияние плотность почвы.
Технологические показатели качества зерна
Вынос питательных веществ с урожаем На вынос питательных веществ сельскохозяйственными культурами влияют почвенно-климатические условия, биологическая особенность культур, приёмы и уровень агротехники, дозы, виды удобрений и способ их внесения. Значительно возрастает общий вынос питательных веществ урожаем сельскохозяйственных культур при внесении удобрений, способствующих формированию большой растительной массы, повышающие в ней, как правило, содержание N, Р2О5, КгО.
В наших исследованиях способы внесения удобрений незначительно влияли на содержание N, Р2О5 КгО в надземной части сельскохозяйственных культур (табл. 44 и 45).Содержание элементов питания в зерне сельскохозяй 0 ственных культур на изучаемых вариантах локальной и мульчирующей обра боток почвы проявило тенденцию к снижению по сравнению с количеством их в зерне контрольного варианта. Что касается соломы сельскохозяйственных культур, то содержание элементов питания в ней на изучаемых вариантах так же незначительно отличалось от контрольного варианта, но здесь уже можно говорить о тенденции к увеличению их при локальной и мульчирующей обработках и их сочетании по сравнению с контролем. Это свидетельствует о более продолжительном периоде ростовых процессов на изучаемых вариантах, связанном, вероятно, с лучшим использованием удобрений на этих вариантах.
Однако вынос питательных веществ урожаем не определяется только содержанием элементов питания в растениях, но и уровнем урожайности сельскохозяйственных культур.
Наши исследования (табл.46) свидетельствуют, что вынос питательных веществ сельскохозяйственных культур на изучаемых вариантах локальной и мульчирующей обработок почва проявила тенденцию к увеличению по сравнению с количеством их в контрольном варианте.
Итак, замена осенней отвальной обработки почвы осенним безотвальным рыхлением на глубину 4-5 см с предпосевным локальным внесением полной дозы NPK (вар. 5) и сплошная мульчирующая обработка почвы на глубину 10 см с внесением полной дозы NPK «экраном» (вар. 8) проявило тенденцию к снижению содержания элементов питания в зерне сельскохозяйственных культур. Однако вынос питательных веществ с урожаем находился в прямой зависимости от урожая сельскохозяйственных культур и потому здесь проявилась тенденция к увеличению их по сравнению с контрольным вариантом.
Производственная проверка способов основной обработки почвы Перспективные способы основной обработки почвы, определенные на основе изучения полевых мелкоделяночных опытах: мульчирующая сплошная обработка почвы с предпосевной локальной на глубину 10 см и одновременным внесением полной дозы минеральных удобрений без гербицидов и без основной обработки почвы с локальной предпосевной обработкой на глубину 10 см с локальным внесением удобрений и применением гербицидов, изучали в производственных условиях опытного хозяйства ВНИИЗ и ЗПЭ в 1989 году на чернозёме типичном, тяжелосуглинистом, слабосмытом, на склоне северной экспозиции. Озимую пшеницу выращивали после однолетних трав, ячмень - после кукурузы на силос. Результаты исследований (табл. 47) подтвердили достоверность выводов, полученных в лабораторно-полевых опытах. Так, основная мульчирующая + предпосевная локальная на глубину 10 см с внесением удобрений увеличила урожайность зерна озимой пшеницы на 4,7 ц/га, ячменя - на 3,0 ц/га. На варианте без основной обработки с предпосевной локальной обработкой почвы на глубину 10 см с локальным внесением удобрений увеличилась урожайность зерна озимой пшеницы на 5,6 ц/га, ячменя - на 4,6 ц/га.
Таким образом, производственный опыт подтвердил целесообразность, в настоящих условиях ЦЧЗ применение вышеописанных обработок для возделывания сельскохозяйственных культур.
