Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 7
1.1 Современное состояние проблемы обработки почвы 7
1.2 История развития минимальной обработки почвы 34
1.3 Научно-практические основы и направления минимальной обработки почвы 40
1.4 Цель и задачи исследований 43
ГЛАВА 2. Условия и методика. проввдения эксперементальной работы
2.1 Схемы опытов и. методика исследований 46
2.2 Агротехнические словия проведения исследования .. 52
2.3 Почвенные и метеорологические условия в годы проведения опытов 54
2.3.1 Почвенные условия 54
2.3.2 Метеорологические условия 56
ГЛАВА 3. Влияние приемов основной и гшедпосевной обработки почвы, фонов удобрений на почвенные условия и формирование уроеая ячменя 60
3.1 Объемная масса почвы 60
3.2 Твердость почвы 65
3.3 Влажность почвы, запас продуктивной влаги в пахотном и метровом слое 69
3.4 Биологическая активность почвы и наличие в ней питательных веществ 80
3.5 Засоренность посевов ячменя 95
3.6 Глубина заделки и полевая всхожесть 105
3.7 Структура и урожайность ячменя 108
ГЛАВА 4. Влияние приемов послепосевной обработки почвы на почвенные условия и формирование ячменя 118
4.1 Динамика нитратов 118
4.2 Засоренность посевов ячменя 122
4.3 Структура и урожайность ячменя 127
ГЛАВА 5. Экономическая эффективность минимализавди обработки почвы и фонов удобрений 135
5.1 Экономическая эффективность миншлализации основной, предпосевной обработки почвы и фонов удобрений 135
5.2 Экономическая эффективность приемов послепосевной обработки почвы 138
Выводы 142
Рекомендации производству 146
Список литературы
- История развития минимальной обработки почвы
- Агротехнические словия проведения исследования
- Влажность почвы, запас продуктивной влаги в пахотном и метровом слое
- Засоренность посевов ячменя
Введение к работе
Решениями 26-го съезда КПСС намечено увеличить среднегодовое производство зерна в I98I-I985 годах до 238-243 млн. тонн в том числе зернобобовых до 12-13 млн, тонн, а к 1990 году довести его до одной тонны на человека в среднем по стране. Предусмотрен рост производства и закупки проса, гречихи, ржи, овса, пшеницы твердых и сильных сортов, ячменя пивоваренных кондиций, кукурузы и зернофуражных культур.
В земледелии важнейшей задачей является всемерное повышение плодородия почв и урожайности, дальнейшее увеличение производства зерна, кормов и другой продукции на основе применения зональных научно обоснованных систем ведения хозяйства.
В решении этих задач важна роль коллективов ученых, призванных ускорить разработку проблемы расширенного воспроизводства плодородия почв и достижения на этой основе высоких и устойчивых урожаев во всех почвенно-климатических зонах нашей страны.
На майском (1982) Пленуме ЦК КПСС большое внимание было уделено Продовольственной программе в хозяйственном и в политическом плане. Основа ее успешного решения - высокие темпы развития сельскохозяйственного производства. Среднегодовой сбор, например, зерна должен увеличиться за XI пятилетку почти на 35 млн. тонн.
К числу важнейших проблем аграрной политики партии относится и ускоренное развитие сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР, разрешению которой посвящено принятое в марте 1979 года постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах дальнейшего развития сельского хозяйства Нечерноземной зоны
РСФСР". Предусмотрено довести производство зерна к 1990 году в колхозах и совхозах зоны до 43 млн. тонн, картофеля до 42 млн. тонн, льноволокна до 380 тыс.тонн.
Труженики хозяйства России обеспечили в десятой пятилетке дальнейший рост зернового хозяйства. Так урожайность зерновых выросла с 13,5 в 1966-70 гг. до 14,8 в 1975-80 гг., а валовый сбор за этот же период вырос со 100,5 до 113,8 млн.тонн.
Хлеб - источник экономического могущества государства и основа развития сельскохозяйственного производства, поэтому генеральным направлением в развитии земледелия на ближайшие годы остается и впредь всемерное увеличение производства зерна.
Значительным резервом увеличения производства зерна на фоне химизации земледелия является применение научно обоснованной зональной системы обработки почвы. Возросшие объемы применения минеральных удобрений и гербицидов создают реальные возможности минимализации основной и предпосевной обработки почвы под зерновые культуры, за счет сокращения числа и глубины обработки, совмещения ряда операций и приемов в одном технологическом процессе. Только путем механического воздействия на почву рабочими органами машин и орудий можно создать оптимальные условия для роста и развития растений и проявления высокой эффективности удобрений, сортов и других факторов интенсификации земледелия.
Однако многие вопросы обработки почвы и, прежде всего, выявление энергосберегающих почвозащитных технологий возделывания зерновых культур в условиях Нечерноземной зоны остаются еще нерешенными. Разработке этой проблемы применительно к условиям северо-востока центрального региона и посвящена настоя-
щая работа.
Актуальность и новизна приведенных исследований не вызывает сомнений, так как аналогичных работ в данных условиях не проводилось.
Впервые на дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почве проведены исследования приемов минимализации основной и предпосевной обработки почвы на обычном и усиленном фонах минеральных удобрений под яровой ячмень. Установлена возможность сокращения глубины основной обработки почвы путем замены традиционной глубокой вспашки лущением на усиленном фоне минеральных удобрений.
Выявлена также целесообразность применения 4-х следного предпосевного боронования, проведенного по глубокой зяблевой вспашке.
Изучены также вопросы применения послепосевного ухода за растениями ячменя, установлены сроки и орудия обработки в зависимости от метеорологических условий лет.
История развития минимальной обработки почвы
Обработка почвы всегда занимала в земледелии ведущее место. Механическое воздействие на почву рабочими органами машин и орудий преследует цель создания благоприятного пищевого, водного, воздушного, биологического и теплового режимов для произрастания сельскохозяйственных растений. Одновременно при обработке почвы уничтожаются сорняки, заделываются в почву пожнивные остатки и удобрения, создаются условия для заделки семян на оптимальную глубину. Без высококачественной обработки почвы немыслимо эффективное применение минеральных удобрений, мелиорации, сортов и других факторов интенсификации земледелия (П.У.Бахтин, 1969).
Известно и отрицательное действие тяжелых машин и многократных глубоких обработок на агрофизические свойства почвы (Б.А.Доспехов, 1976).
Разработка и освоение новых систем и технологий, известных под названием минимальной обработки почвы, явились самым значительным достижением земледелия в послевоенные годы. Бе заслужено считают главным результатом научно-технической революции (А.А.Шенявский, 1971).
Внедрение минимальной обработки приносит сельскому хозяйству огромные экономические выгоды, обеспечивая более быстрое и своевременное проведение весенних полевых работ, лучшее сохранение и использование почвенной влаги, высокую производительность труда, значительную экономию сил и средств.
Истоки идеи минимализации обработки почвы в нашей стране относятся к концу прошлого века. Еще Д.И.Менделеев писал: "Что касается до числа паханий, то очень многие впадают в ошибку, полагая, что чем больше раз вспахать, тем лучше" (Д.Й.Менделеев, 1954).
На нецелесообразность глубокой запашки верхних наиболее плодородных слоев почвы и вред от интенсивной обработки чистых паров в засушливых условиях указывал П.А.Костычев (1951). Идеи минимализации обработки почвы в степных районах содержатся в работах И.Е.Овсинского (1899) и Н.М.іулайкова (1962). Й.Е.Овсинский ставил многолетние опыты на Черниговщине, в По-долии и Бессарабии, он разработал стройную и обоснованную бесплужную систему обработки почвы, суть которой изложил в труде "Новая система земледелия". Основная идея И.Е.Овсинского сводилась к предложению "обрабатывать почву не глубже 5 см, чтобы уничтожить сорняки и получить рыхлый слой земли для заделки семян. Почва при такой обработке хорошо поглощает влагу, пары и газы, бактерии находят благоприятные условия для своего развития, растения хорошо и быстро развиваются, имеют большие резервы, не полегают, дают полновесное зерно" (Й.Е.Овсинский, 1909).
Неотъемлемым звеном системы земледелия И.Е.Овсинского был полосно-рядовой посев. Полосы шириной в 27-31 см засевались 5-6 рядами. Каждая засеянная полоса чередовалась с не - 36 засеянной такой же ширины. Свободные от посевов полосы земли на озимых полях рыхлились или пропалывались осенью дважды, а весной и озимое и яровое поле подвергалось такой обработке 2-3 раза, пока хлеба не достигали высоты 18-22 см и могли затенять почву.
После снятия урожая поле немедленно пахалось и бороновалось. По мере отрастания сорняков проводилась поверхностная периодическая обработка почвы.
В сухом 1903 году в имении "Драклия" Сорокского уезда Бессарабии, где И.Е.Овсинский проводил опыты по сравнению эффективности своей системы с общепринятой в то время технологией, были получены урожаи льна, ячменя и овса на 6-12 ц/га выше, чем по общепринятой системе.
Поля на юге страны, обработанные и засеянные по рекомендациям И.Е.Овсинского, представляли зеленые оазисы среди выгоревших массивов, посеянных по глубокой вспашке.
Благосклонно отнесся к новой системе земледелия Д.Н.Прянишников (1902). Он писал, что "в сухое время года, когда земледелец заботится о сохранности накопленной влаги, уместна мелкая поверхностная обработка".
Специалист департамента земледелия В.А.Бертенсон считал, что система И.Е.Овсинского, видимо, прекрасно сберегает влагу. Достоинством мелкой вспашки является то, что "зерна попадают во влажный слой, на одну и ту же глубину, ровно и дружно всходят" (В.А.Бертенсон, 1900; В.А.Бертенсон, 1901). Положительную оценку системе И.Е.Овсинского дал отец русских агрономов И.А. Стебут (1956) на съезде деятелей сельскохозяйственного опытного дела в декабре 1901 года.
Агротехнические словия проведения исследования
Ячмень размещался в семипольном полевом севообороте со льном: однолетние травы + клевер; клеверный пар; озимые; лен; ячмень; картофель; ячмень.
Предшественником ячменя был лен. Высевался сорт Москов-ский-121, норма высева 5,5 млн.штук всхожих семян. Минеральные удобрения вносили под предпосевную обработку почвы. Дозы их: фон обычный - %оР60%0 он Усиленный - - 180 12( 120 в форме аммиачной селитры, хлористого калия и суперфосфата.
Фоны обычный и усиленный - это условная терминология: доза %оР60%0 - соответствует уровню урожайности, получаемой в передовых хозяйствах, около 80 ц/га; доза %80 120%20 -- рассчитанная на получение максимального урожая, выше 40 ц/га.
Основная обработка почвы составляла системы, состоящие из двух приемов: I. Лущение + зяблевая вспашка; 2. Лущение + лущение.
Сроки проведения приемов основной и предпосевной обработки почвы под ячмень по годам были различными. Первая обработка, в виде лущения проводилась сразу после предшествующей культуры дисковым лущильником ЛД-5 на глубину 8-Ю см, лущильник устанавливали на максимальный угол атаки, чтобы обеспечить оборачивание обрабатываемого пласта.
Вторая обработка проводилась после появления массовых всходов сорных растений в виде повторного лущения и зяблевой вспашки на глубину 20-22 см, плугом ІШ-4-35.
Предпосевная обработка почвы проводилась в момент наступления физической спелости почвы в соответствии со схемой опыта. Культивацию с боронованием проводили на глубину 6-8 см лаповым культиватором КПН-4 в агрегате с бороной. Перепашку и весновспашку осуществляли плугом без предплужников на глубину 15-17 см, а боронование тяжелыми боронами типа зиг-заг путем сцепки борон в 4 следа.
Посев ячменя производили сеялкой СЗС-3,6 сразу же поперек проведенной предпосевной обработки почвы.
В опыте Jfe 2 система основной обработки почвы была аналогична первому опыту. В качестве предпосевной обработки по фону глубокой применялось четырехследное боронование бороной зиг-заг. А по фону поверхностной обработки применялась культивация с боронованием, т.е. были выделены те варианты предпосевной обработки, по которым были получены самые высокие урожаи в течение 4 лет исследований (опыт J& I).
Послепосевное боронование посевов ячменя проводилось одно и двукратное: первое - в начале фазы кущения средними боронами зиг-заг поперек рядов, второе - через неделю после первого.
Таким образом сроки обработки почвы и посева были разными по годам.
Следует отметить самое раннее появление всходов ячменя в 1975, 1977 и 1981 годах, в эти годы полная спелость урожая наступила также очень рано.
В неблагоприятные по погодным условиям годы: 1974, 1976, 1979 отмечается более позднее поспевание почвы, а отсюда -поздний посев и более позднее наступление полной спелости урожая.
Почвы опытных участков дерново-среднеподзолистые, по механическому составу - легкие суглинки с мощностью пахотного слоя 20-22 см. Содержание гумуса 1,6-2,4$ по Тюрину, ЗД-5,0-5,8. Содержание доступного фосфора по Кирсанову 17-25 мг/ЮО г почвы, подвижного калия 14-19 мг/ЮО г почвы. Степень насыщенности основаниями 75-78$, сумма поглощенных оснований 7-12 мг/экв. на 100 г почвы. Засоренность почвы семенами сорняков составляла 520-817 млн.штук на I га в пахотном слое.
Влажность почвы, запас продуктивной влаги в пахотном и метровом слое
Среди хлебных злаков ячмень считается наиболее засухоустойчивой культурой. В то же время он весьма требователен к увлажнению почвы в период стеблеобразования и колошения. Недостаточная влагообеспеченность, высокая температура и сухость воздуха в начале вегетации также ведет к снижению густоты всходов, слабому укоренению растений, закладке небольшого количества члеников зачаточного колоса, в результате чего образуется колос с малым количеством колосков. Недостаток влаги в период образования репродуктивных органов губительно действует на пыльцу ячменя, что отрицательно сказывается на продуктивности растений.
Анализируя данные, полученные по динамике запасов продуктивной воды в почве, следует подчеркнуть, что количество влаги в почве по фазам развития растений ячменя определялось не только метеорологическими условиями, но и системой обработки почвы. Растения не испытывают недостаток влаги, если в слое 0-20 см продуктивный запас воды колеблется в пределах 30-40 мм. В 1974 году (табл. 3.3.1, рис. 3.3.1), влажном по метеорологическим условиям, в фазу всходов, по всем вариантам обработки почвы наблюдалась очень хорошая обеспеченность растений продуктивной водой (30-50 мм). Самая высокая обеспеченность отмечается на поверхностной осенней обработке почвы и предпосевной культивации, а также на четырехследном весеннем бороновании. В силу некоторого переуплотнения нижнего слоя (10-20 см) и низкой водопроницаемости его произошло некоторое переувлажнение верхнего горизонта. На других вариантах запасы продуктивной влаги оставались в пределах хорошей обеспеченности и составляли от 30 до 40 мм воды.
В фазу кущения и в начале стеблеобразования запас продуктивной влаги по всем вариантам обработки снизился, но был в пределах оптимума. Лишь на вариантах с весновспашкой растения испытывали недостаток влаги, видимо, в силу повышенной рыхлости почвы, испарение с ее поверхности происходило наиболее интенсивно, что привело к иссушению верхнего слоя.
К полной спелости на перепашке и весновспашке отмечалось резкое снижение запасов продуктивной воды по сравнению с другими вариантами и запасы их составляли от 10 до 20 мм.
В 1975 году (табл. 3.3.1, рис. 3.3.2), характеризующемся теплой и ранней весной, в фазу всходов запас продуктивной воды в пахотном слое составлял 15-35 мм. Плохая обеспеченность почвы влагой особенно наблюдалась на варианте с перепашкой. На других вариантах обработки почвы обеспеченность почвы водой была удовлетворительной.
В период кущения-стеблеобразования, после выпадения атмосферных осадков, запас воды в пахотном слое увеличился и обеспеченность влагой растений ячменя отмечалась хорошей на всех вариантах, особенно на весеннем четырехследном бороновании по зяби. К полной спелости запасы воды несколько снизились на всех вариантах обработки почвы.
В 1976 году (табл. 3.3.1, рис. 3.3.3) вегетационный период был влажным и дождливым, поэтому лишь в фазу всходов интенсивная предпосевная обработка почвы оказала влияние на снижение запасов продуктивной влаги. На всех остальных вариантах обработки почвы обеспеченность водой растений ячменя была очень хорошей. Самое высокое содержание доступной воды 50 мм наблюдалось на варианте лущение + четырехследное боронование. В фазу полной спелости запасы продуктивной воды увеличились на всех вариантах обработки почвы.
В 1977 году (табл. 3.3.1, рис. 3.3.4) с более сухим вегетационным периодом наблюдалась следующая картина по обеспеченности почвы влагой.
Посев ячменя был проведен в середине мая, в мае выпало 150$ осадков от месячной нормы, поэтому в фазу всходов ячменя отмечалась очень хорошая обеспеченность почвы влагой на всех вариантах обработки. Наибольшее количество влаги отмечалось, как и в предыдущие годы, на варианте с поверхностной предпосевной обработкой в виде четырехследного боронования. В период наступления фазы кущение-стеолеобразование наступило резкое снижение запасов продуктивной воды в пахотном слое на всех вариантах обработки почвы до уровня "мертвого запаса". Растения ячменя в этот период испытывали острый недостаток влаги, что, несомненно, сказалось на формирование продуктивных органов ячменя.
Засоренность посевов ячменя
В настоящее время в сельскохозяйственное производство вкладывается большое количество материальных и денежных средств.
Рост производства зерна с минимальными затратами - одна из важнейших практических задач, поставленных партией и правительством. На современном этапе основным условием ее решения является повышение урожайности зерновых культур на основе внедрения комплексной механизации, применения высоких доз минеральных удобрений, совершенствования системы обработки почвы.
При использовании различных систем обработки почвы под ячмень создаются разные условия для роста и развития данной культуры, что оказывает влияние как на урожайность данной культуры, так и на уровень затрат труда.
Основными показателями экономической эффективности и производства ячменя являются: урожайность, стоимость валовой продукции, себестоимость І ц продукции, условный чистый ДОХОД И рентабельность производства.
Анализируя экономические показатели, приведенные в таблице 5.1.1, в зависимости от применения той или иной системы обработки почвы под ячмень и доз минеральных удобрений, следует отметить, что усиленный фон минеральных удобрений, в среднем за 4 года, способствовал повышению урожайности ячменя на всех вариантах обработки почвы по сравнению с обычным.
Это вызвало увеличение стоимости валовой продукции и повышение прямых затрат на I ц продукции. Однако, выход продукции на I человеко/час снизился на 2-3 ц. С применением усиленной дозы минеральных удобрений несколько меньшей оказалась себестоимость І ц продукции, увеличился условный чистый доход от 15 до 60 руб. Увеличение же рентабельности производства наблюдалось лишь на весенней перепашке и 4-х следном весеннем бороновании.
По осенней поверхностной обработке почвы увеличение рентабельности по усиленному фону минеральных удобрений отмечено лишь на предпосевной культивации с боронованием, оно составило по сравнению с контролем 46$, а условный чистый доход увеличился на 8 руб.
Анализируя данные по показателю - прямые производственные затраты на обработку I га пашни в среднем за 4 года следует отметить, что на традиционную вспашку I га тратится 4 руб. 89 коп., а на поверхностное лущение лишь I руб. 20 коп., что на 3 руб. 69 коп. меньше.
Самые наименьшие прямые затраты были получены на варианте с системой обработки почвы в виде: лущение + культивация с боронованием и применением обычной и усиленной доз минеральных удобрений.
Данный вариант обработки почвы обеспечил высокий урожай ячменя, высокую стоимость валовой продукции, высокий чистый доход и наивысшую рентабельность.
По глубокой осенней обработке почвы наиболее эффективной оказалась система обработки в виде: зяблевая вспашка + четырех-следное боронование на усиленном фоне минеральных удобрений.
По данной системе обработки почвы, в среднем за 4 года, был получен самый высокий урожай, высокая стоимость валовой продукции, более низкие производственные затраты, наиболее высокий условный чистый доход и самая высокая рентабельность.
