Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Влияние элементов системы земледелия на показатели потенциального плодородия почвы . 14
1.1. Изменение содержания и качества органического вещества по агроклиматическим зонам страны 14
1.2. Влияние биологических особенностей культур севооборота на изменение почвенного плодородия .22
1.3. Влияние способов основной обработки на плодородие почвы 32
1.4. Влияние удобрительных средств на плодородие почвы 49
ГЛАВА 2. Объекты, методы и условия исследований 61
2. 1. Объекты и методы проведения исследований .61
2.2. Агроклиматические условия проведения полевых опытов .62
ГЛАВА 3. Влияние агротехнических приёмов на воспрпоизводство плодородия почвы
3.1. Содержание и качество гумуса 73
3.2. Содержание азота 86
3.3. Нитрифицирующая способность почвы 92
3.4. Содержание фосфора .100
3.5. Содержание калия 107
3.6. Гидролитическая кислотность 115
3.7. Сумма поглощённых оснований 123
ГЛАВА 4. Влияние элементов системы земледелия на продуктивность и качество культур севооборота
4.1. Урожайность и качество сельскохозяйственных культур 131
4.2. Продуктивность севооборотов 187
ГЛАВА 5. Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания культур севооборота 195
5.1. Экономическая эффективность 195
5.2. Биоэнергетическая эффективность .233
Заключение
Список литературы
- Влияние биологических особенностей культур севооборота на изменение почвенного плодородия
- Влияние удобрительных средств на плодородие почвы
- Агроклиматические условия проведения полевых опытов
- Продуктивность севооборотов
Введение к работе
Актуальность темы исследований. Устойчивое развитие производства зерна является важнейшим условием продовольственной безопасности страны. В Российской Федерации ежегодно должно производиться 135 млн. тонн зерна. Среднегодовое его производство в нашей стране в 2004-2007 гг. составило 90,7 млн. т зерна или 672 кг на человека. В 2015 г. намолочено 108,7 млн. тонн зерна (в 2014 г. – 110,4 млн. тонн) при урожайности 24,7 ц/га (в 2014 г. – 25,2 ц/га).
От наращивания объемов производства зерна зависит конкурентоспособность многих перерабатывающих отраслей АПК, в том числе и отечественного животноводства.
В увеличении объемов производства продовольственного зерна в Центральном регионе России особая роль отводится озимой пшенице. В связи с этим разработка и внедрение наиболее эффективных приемов повышения урожайности и качества зерна, пригодного для хлебопечения и высокопротеинового концентрированного корма является актуальной задачей.
Степень разработанности темы исследований. В связи с резким усилением воздействия природных и антропогенных стрессов на аграрное производство значительно возрастает значение фитогормональной регуляции растений и посевов. Так, в системе предпосевной обработки семян озимой пшеницы важным технологическим приемом является использование природных биостимуляторов и регуляторов роста.
Одной из причин нестабильной урожайности зерна озимой пшеницы является неустойчивая по годам перезимовка, приводящая к сильной изреженности, а иногда гибели посевов на больших площадях из-за нарушений оптимальных сроков посева. Постоянная смена старых сортов требует научно-обоснованных рекомендаций по установлению оптимальных сроков посева.
При внедрении интенсивных технологий возделывания озимой пшеницы особая роль отводится рациональному применению минеральных удобрений и ретардантов. Недостаточно изучена эффективность применения средств химизации на изменение посевных качеств семян.
В связи с этим в условиях юго-западной части Центрального региона России актуальным является изучение эффективности предпосевной обработки семян озимой пшеницы биостимуляторами природного происхождения; обоснование оптимальных сроков посева; сроков и доз внесения азотных удобрений; изучение использования ретардантов и их действия на изменение посевных качеств семян.
Тематика исследований по изучению элементов интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы входила в план НИР Брянского ГАУ. Большая часть исследований выполнена в условиях длительного стационарного опыта университета (номер регистрации 046369), который включен в реестр Государственной сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами (аттестат длительного опыта №030 от 17.12.2004 г.)
Цель исследований – уточнение и совершенствование элементов интенсивной технологии возделывания новых сортов озимой пшеницы на юго-западе Центрального региона России.
В задачи исследований входило:
1. Изучить влияние предпосевной обработки семян биостимуляторами на из-3
менение энергии прорастания и лабораторной всхожести семян озимой пшеницы.
-
Установить влияние сроков посева, уровня влаго- и теплообеспеченно-сти на характер роста и развития растений озимой пшеницы в осенний период.
-
Оценить влияние сроков посева и уровня минерального питания растений на накопление сахаров в узлах кущения и характер кустистости сортов пшеницы.
-
Изучить особенности формирования урожайности и качества зерна сортов озимой пшеницы в зависимости от сроков посева и уровня минерального питания.
-
Установить взаимосвязь между урожайностью и качеством зерна новых сортов озимой пшеницы.
-
Рассмотреть действие морфорегулятора Моддус на урожайность, качество зерна и семян озимой пшеницы.
-
Рассчитать экономическую эффективность изучаемых приемов возделывания новых сортов озимой пшеницы.
Научная новизна исследований заключалась в изучении эффективности применения биостимуляторов в системе предпосевной обработки семян: Ми-вал-Агро и Биогумус, в сравнении с препаратами Эпин-Экстра, Альбит и Циркон. Установлен оптимальный срок посева новых сортов озимой пшеницы. Установлены корреляционные связи между урожайностью и качеством зерна новых сортов озимой пшеницы. В зависимости от уровня минерального питания и возделываемого сорта изучено действие морфорегулятора Моддус на повышение урожайности, качества зерна и семян. Дана экономическая эффективность изучаемых приемов возделывания новых сортов озимой пшеницы.
Теоретическая значимость работы. Для почвенно-климатических условий юго-запада Центрального региона России изучено влияние предпосевной обработки семян биостимуляторами на изменение энергии прорастания и лабораторной всхожести семян озимой пшеницы. Научно обоснован оптимальный срок посева новых сортов озимой пшеницы интенсивного типа. Установлены корреляционные связи между урожайностью и качеством зерна новых сортов озимой пшеницы. Изучено действие морфорегулятора Моддус на повышение урожайности, качество зерна и семян в зависимости от уровня минерального питания и возделываемых сортов.
Данная научная работа имеет практическую значимость, поскольку полученные результаты исследований внедрены в сельскохозяйственное производство как наиболее эффективные элементы интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы на продовольственные цели и направлены на повышение урожайности, качества зерна и семян.
Методология и методы диссертационного исследования. Методология и методы исследований основаны на теории программирования урожайности с.-х. культур, анализе научных публикаций, формулировке цели, задач, программы исследований, закладке производственных и лабораторных опытов, учетов, наблюдений, статистической обработке экспериментальных данных и их интерпретации. При проведении исследований пользовались общепринятыми методическими указаниями. Закладку полевых опытов, фенологические наблюдения, оценки и учеты
осуществляли согласно методики полевого опыта (Доспехов, 1985) и Методики государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1972). Статистическая обработка полученных данных проведена методами дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Доспехову (1985).
Основные положения, выносимые на защиту:
действие предпосевной обработки семян биостимуляторами на изменение энергии прорастания и лабораторной всхожести семян озимой пшеницы;
влияние сроков посева на характер роста и развития растений озимой пшеницы в осенний период;
зависимость сроков посева и уровня минерального питания растений на накопление сахаров в узлах кущения и характер кустистости сортов пшеницы;
формирование урожайности и качества зерна сортов озимой пшеницы в зависимости от сроков посева и уровня минерального питания;
урожайность и качество зерна новых сортов озимой пшеницы;
действие морфорегулятора Моддус на урожайность, качество зерна и семян сортов озимой пшеницы;
экономическая эффективность изучаемых приемов возделывания озимой пшеницы.
Степень достоверности и апробация результатов проведенных исследований. Исследования выполнены в течение длительного периода времени. Программа исследований утверждалась на заседаниях ученого совета агроэко-логического института Брянского ГАУ. Правильность закладки опытов в полевых условиях проверялась и утверждалась специальной комиссией по приемке опытов. Результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях различного уровня и публикациях в печати, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК. Весь объем полевых исследований выполнен с применением современной системы сельскохозяйственных машин. Все технологические операции в проведенных полевых опытах, кроме изучаемых агроприемов, выполнены в соответствии с рекомендациями, принятыми для почвенно-климатических условий места проведения опытов.
Результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры общего земледелия, производства, хранения и переработки продукции растениеводства, ученого совета агроэкологического института ФГБОУ ВО Брянский ГАУ (2011-2015 гг.), научно-практических конференциях различного уровня: ФГБОУ ВО Курская ГСХА (2014 г.), Международная научно-практическая конференция (Минск, Белорусский аграрный технический университет, (23-24 октября 2014 г.), где получили положительную оценку.
Публикации. Основное содержание научной работы и ее результаты отражены в восьми печатных работах, из них четыре в рецензируемых изданиях из перечня ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.
Личный вклад автора. Диссертация подготовлена на основе обобщения результатов исследований, проведенных лично автором. Теоретическая часть работы выполнена автором самостоятельно. Соискатель лично закладывал полевые опыты, проводил фенологические наблюдения, учет урожая, агрохимические анализы почвы, определял биохимические и технологические анализы
зерна и посевные качества семян. Выполнены расчеты по определению экономической эффективности различных приемов возделывания озимой пшеницы.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 153 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 3 глав, заключения, предложений и рекомендаций производству. Содержит 43 таблицы, 17 рисунков и 15 приложений. Список литературы включает 231 наименование, в том числе 24 иностранных источника и 4 интернет ресурса.
Влияние биологических особенностей культур севооборота на изменение почвенного плодородия
Образование чернозёмов проходило под влиянием целого комплекса факторов – почвообразующих пород, растительности, климата, рельефа и деятельности человека. [37; 77; 78; 79; 80; 126; 206; 207; 277].
Разнообразие почв определяется возрастом. Принято считать, что формирование лесостепи произошло в период древнего голоцена, когда после схода ледника образовались многообразные болотные почвы, а затем луговые [58; 125; 126; 127; 268].
В последние два века при массовом развитии земледелия основным фактором почвообразования является хозяйственная деятельность человека, которая характеризуется, прежде всего, ростом интенсивной распашки почв, уничтожением многообразной естественной растительности и возделыванием большого количества полевых культур, применением высоких доз удобрительных средств, мелиорантов и пестицидов, орошением богарных и осушением заболоченных почв и т.п. При сложившемся уровне земледельческой культуры происходит распыление пахотного слоя, его уплотнение, уменьшение содержания гумуса, суммы поглощённых оснований, повышение кислотности, засоление, заболачивание, ухудшается пищевой режим, усиливаются процессы эрозии и т.д. Всё это снижает уровень эффективного и потенциального плодородия и является причиной падения урожаев [3; 4; 63; 64; 253; 284; 285]. В своё время патриархом российского почвоведения В.В. Докучаевым было сказано: «… нет таких цифр, которыми можно было бы измерить силу и мощь почв нашего русского чернозёма. Он был, есть и будет кормильцем России» [251].
В настоящее время в Центрально-Чернозёмном регионе тучные чернозёмы ( 9% гумуса) составляют 0,2% от общей площади чернозёмных почв, среднегумусные (6-9% гумуса) – 47,0%, малогумусные (4-6% гумуса) – 45,8%, на долю слабо и очень слабо гумусированных (1,2-4%) приходится 7% чернозёмного фонда [99]. Необходимо отметить, что почвенное органическое вещество не тождественно гумусу, хотя эти понятия часто отождествляют. Принято подразделять органическое вещество на легко разлагаемую (активную) и более устойчивую к биодеградации (пассивную) фракции. В первую входят быстро минерализуемые биохимические соединения, в том числе гумусной природы, которые активно используются микробными сообществами как источники углерода и энергии. Пассивная фракция в основном представлена гуминовыми веществами [305].
В составе органического вещества почвы принято выделять неразложившиеся растительные и животные остатки, промежуточные продукты разложения (детриты) и собственно гумусовые кислоты [93].
Потеря части гумуса при сельскохозяйственном использовании – неизбежный процесс, а задача земледельца в том, чтобы не допустить слишком большой дегумификации, в особенности лабильной части органического вещества.
Однако с флуктуациями органического вещества в почве не так всё просто. Нередко констатация факта убыли гумуса становится заложницей пропаганды, не имеющей под собой научного обоснования и экспериментального подтверждения. Буквальное сравнение результатов Докучаевской экспедиции в Центрально – Чернозёмные области с фактическим состоянием чернозёмов в настоящее время некорректно [312]. Так, в те времена в западной части ЦЧЗ на пашне содержание гумуса составляло 5,48%, а теперь в этих реперных точках содержание гумуса достигло 5,55%. Естественно, на целине (натуральная степь) гумусированность почв была значительно выше, а при распашке целины происходит интенсивная минерализация органического вещества. В 1880 году П.А. Костычев определил в чернозёме Хреновского лесничества (Воронежская область) в слое 0-15 см 9% гумуса, а в 1986 году повторное определение в этой точке показало 7,59%, то – есть, убыль почти за 100 лет составила около 16%, но никак не 60% [312].
Известно, что использование почвы для возделывания сельскохозяйственных культур сдвигает динамическое равновесие между новообразованием гумуса и его разложением. А.М. Гринченко с соавторами наблюдали на чернозёмных почвах потери гумуса из верхнего слоя при сельскохозяйственном использовании целинных чернозёмов, в то время как содержание его в нижележащих горизонтах сохранилось на исходном уровне при более чем 100 – летней распашке [62].
В Центрально – Чернозёмной зоне также имеются результаты длительных репрезентативных наблюдений, позволяющие утверждать, что убыль гумуса при распашке целины происходит, в основном, в верхних слоях почвы. Так, содержание гумуса на пашне в слое 0-10 см было меньше, чем на целине, а в более глубоких слоях больше [155].
По данным А.П. Щербакова с 1950 по 1981 год убыль гумуса по ЦЧЗ составила 0,3% или около 1 тонны в год в пахотном слое. Автор утверждает, что нужны «принципиально новые представления об использовании минеральных удобрений, они должны решать не только вопросы обеспеченности растений элементами питания, а, прежде всего, создавать условия оптимизации круговорота веществ и потоков энергии в агроэкосистемах и оказывать активное положительное влияние на интенсификацию почвообразовательного процесса, способствовать устойчивому функционированию агроэкосистем» [378].
Причины снижения содержания гумуса при освоении целины – уменьшение количества растительных остатков после уборки урожая, изменение качественных показателей зольного обмена в системе «почва – растение», смена микро – и мезофауны почвы. Убыль происходит наиболее заметно в верхних горизонтах, а в подпахотных она мало заметна. Содержание гумуса в чернозёме стабилизируется как в экосистеме на определённом уровне, а затем дегумификация не представляет угрозы.
Например, в Воронежской области, содержание гумуса в пахотном слое чернозёма типичного в первом туре, как и в третьем, составило в среднем 5,65%. В Тамбовской области содержание гумуса в пахотном слое чернозёма типичного достигало 6,5%, а в Белгородской аналогичный показатель составил 4,9%. В Липецкой области в первом туре содержание гумуса в пахотном горизонте составляло 6,1%, а в третьем – 6,0% [312].
Более поздние определения гумуса в почвах Белгородской области показали, что в четвёртом цикле агрохимических обследований гумусированность пахотного слоя составляла 4,9%, а в восьмом – 5,0%, то – есть, различия находятся в пределах ошибки наблюдения и обе выборки следует отнести к одной генеральной совокупности [166; 337].
В то же время ряд исследователей приходят к выводу, что и в настоящее время происходит заметное обеднение чернозёмов органическим веществом. Так, А.П. Щербаков утверждает, что нерациональная интенсификация, агрогенная и техногенная эксплуатация земель в течение последних десятилетий вывела из состояния экологического оптимума большие площади чернозёмов и серых лесных почв [381].
Влияние удобрительных средств на плодородие почвы
Среднегодовая температура воздуха в западном агроклиматическом районе Белгородской области, где заложен полевой опыт, составляет 5,90 – 6,30, сумма положительных температур выше 100 составляет 25100 - 26200. Годовая сумма осадков 490-540 мм, в том числе за период с температурой выше 100 - 260-290 мм. Запасы продуктивной влаги в слое 0-100 см к началу вегетационного периода dв среднем составляют 150-170 мм [213].
Распределение атмосферных осадков зимой составляет 19 %, весной – 22, летом – 36 и осенью – 23 % от общей годовой величины. Летние осадки часто выпадают в виде ливней высокой интенсивности [372; 373; 376]. При наблюдениях за погодными условиями отмечали атмосферные осадки, среднесуточные температуры воздуха, на основе которых рассчитывался гидротермический коэффициент (ГТК), как интегральный показатель условий вегетации культур.
Период активной вегетации яровых зерновых и многолетних трав в климатических условиях Белгородской области составляет четыре месяца (апрель-июль); период вегетации озимой пшеницы складывается из двух месяцев предыдущего года (сентябрь-октябрь) и четырёх месяцев следующего (апрель июль). Для сахарной свёклы вегетационный период включает шесть месяцев (апрель-сентябрь), а кукурузы пять месяцев (апрель-август). За эти вегетационные периоды учитывалось и суммарное количество выпавших осадков и среднесуточные температуры воздуха. Погодные условия (температурный и водный режимы) в годы проведения исследований (1988-2011) складывались по-разному и довольно контрастно (табл. 2.2.1- 2.2.3, прилож. 3, 4). Среднесуточная температура воздуха в течение вегетационного периода (апрель-сентябрь) колебалась в пределах 14,30-20,00 при среднемноголетнем показателе 15,30; количество осадков колебалось также со значительной амплитудой (137-467 мм) при среднемноголетнем показателе 275 мм; гидротермический коэффициент - в пределах 0,4-1,7 единиц при среднемноголетней величине 1,00. Статистическая обработка климатических параметров показывает, что с течением времени количество осадков уменьшается, повышается сумма активных температур и снижаются показатели гидротермического коэффициента (рис. 2.2.1). Иными словами, тренд погоды указывает на усиление аридизации региона. Однако о роли погоды на жизнедеятельность сельскохозяйственных культур можно более предметно судить в аспекте вегетационного периода для каждой культуры (табл. 2.2.4). Так, если в период вегетации сахарной свёклы наибольшее количество осадков выпало в первой ротации, а ячменя – в первой и четвёртой, то
Наиболее благоприятным периодом по увлажнению для кукурузы была первая ротация. Если анализировать влагообеспеченность, то наилучшая ситуация имела место для всех трёх севооборотов в первой ротации.
Количество приходящего тепла за вегетацию на всех культурах и во всех севооборотах увеличивается с течением времени и является минимальным в первой ротации и максимальным во второй.
Наиболее объективно можно судить об условиях вегетации растений по величине гидротермического коэффициента, определяемого как отношение суммы осадков за вегетационный период в мм к сумме активных среднесуточных температур воздуха в 0С за период активной вегетации, увеличенное в 10 раз [192]. Для сахарной свёклы, ячменя и кукурузы ГТК был максимальным в первой ротации, для гороха, трав и озимой пшеницы – в третьей.
Более объективно о складывающихся климатических ресурсах можно судить по их трендам (рис. 2.2.2). По большинству культур преобладают начальные ротации, а по тепловому фактору – конечные, как и по гидротермическому коэффициенту, за исключением ячменя, где эти показатели примерно одинаковы для первой и последней ротаций.
Если анализировать ситуацию по севооборотам, где колебания по отдельным культурам сглажены и превалируют общебиологические закономерности, то прослеживается ухудшение погодной составляющей с течением времени. Наблюдается снижение количества атмосферных осадков при увеличении теплового фактора, что приводит к уменьшению гидротермического коэффициента (рис. 2.2.3). Региональная особенность поведения основных погодных параметров является следствием аридизации климата в последние десятилетия.
Агроклиматические условия проведения полевых опытов
На фоне навоза гидролитическая кислотность снизилась в зернотравянопропашном севообороте на варианте без внесения минеральных удобрений. Все остальные комбинации факторов привели к увеличению кислотности. Если усреднить данные по всем трём севооборотам, то выясняется, что все обработки почвы при всех комбинациях удобрений увеличивают гидролитическую кислотность в направлении вспашка-минимальная обработка почвы (рис. 3.6.2). С увеличением доз минеральных удобрений этот процесс усиливается, а с повышением навозного фона несколько сглаживается. Заслуживает внимания локализация показателей гидролитической кислотности по профилю почвы. В самом верхнем слое показатели гидролитической кислотности выше по вспашке, а по другим глубинам эти различия нивелируются (рис. 3.6.3). То же самое можно отметить и в отношении влияния севооборотов: некоторое увеличение гидролитической кислотности имеет место в слое 0-10 см в зернотравянопропашном севообороте и снижение её в зернотравянопропашном севообороте на варианте без внесения минеральных удобрений. Все остальные комбинации факторов привели к увеличению кислотности.
Сумма поглощённых оснований повышается с глубиной исследований, что для чернозёмных почв является общеустановленным фактом. Наибольшее количество катионов в ППК находилось по безотвальной обработке, а среди севооборотов на первом месте по этому показателю находится севооборот с многолетними травами (табл. 3.7.1).
Минеральные удобрения, внесённые в единичной дозе, практически не изменяют сумму поглощённых оснований в пахотном горизонте, а двойные дозы достоверно её снижают. В подпахотном горизонте уменьшение суммы
Примечание. Cевообороты ЗТ – зернотравянопропашной, ЗП – зернопропашной, ЗПП - зернопаропропашной; Обработка почвы: В – вспашка, Б – безотвальная, М – минимальная; N42-62P62К62 поглощённых оснований значительно и достоверно уже по первой дозе NPK. Навоз увеличивает обеспеченность почвенно-поглощающего комплекса основаниями, а добавление к нему минеральных удобрений, уменьшает, в особенности при двойной дозе. Влияние обработок на сумму поглощённых оснований противоположно влиянию их на гидролитическую кислотность – самая большая их сумма в пахотном горизонте по глубокой безотвальной обработке. Среди севооборотов по этому показателю на первом месте находится севооборот с многолетними бобовыми травами, а на последнем – с чистым паром.
НСР05: севообороты –2,6; обработка почвы – 1,4; навоз – 0,9; минеральные удобрения – 0,4. Примечание. Севообороты: ЗТ–зернотравянопропашной, ЗП -зернопропашной, ЗПП – зернопаропропашной; Обработка почвы: В – вспашка, Б – безотвальная, М – минимальная; N42-62P62К62
В слое 0-50 см эти закономерности тоже прослеживаются: доминируют безотвальная обработка, зернотравянопропашной севооборот, навозный фон Таблица 3. 7. 3. Критерии верификации и связи факторов с распределением суммы поглощённых оснований по глубине почвенного профиля (2007-2011 гг.) Факторы 0-30 см 30-50 см 0-50 см F05 Верификация рф A
Примечание: А – севообороты, В – обработка почвы, С – навоз, D – минеральные удобрения и снижается сумма оснований при удвоении доз минеральных удобрений. При этом, различия между первым и третьим севооборотами статистически подтверждаются, а разница по обработкам почвы находится в пределах ошибки опыта. Показатели верификации севооборотов существенны на 5%-ном уровне на всех глубинах, а показатели обработок почвы несущественны. Действие удобрений превышает табличный коэффициент Фишера, кроме подпахотного горизонта. Соответственно коэффициенты корреляции по севооборотам существенны с долей вероятности 99%, обработок и навоза недоказуемы, а минеральных удобрений статистически существенны с абсолютной отрицательной величиной.
Если проанализировать поведение показателей суммы поглощённых оснований во времени, то следует констатировать, что за двадцать лет сумма поглощённых оснований уменьшилась на всех вариантах. Наибольшее снижение имело место по обработкам, так или иначе оборачивающих почву, минимальной обработке и вспашке, а среди севооборотов – в зернопаропропашном (риc. 3.7.1, рис. 3.7.2). Навоз, в целом, этот регресс уменьшил, а минеральные удобрения, увеличили.
В процентном отношении большая доля присутствия суммы поглощённых оснований в самом верхнем слое имела место по вспашке, затем на первое место с глубинной выходит безотвальная обработка, как тенденция. Среди севооборотов влияние более чёткое - до глубины 30 см больший процент к слою 0-50 см имел место в зернопаропропашном севообороте, а глубже превалирует зернотравянопропашной севооборот; севооборот же с чистым паром находится на последнем месте.
Продуктивность севооборотов
Показатели верификации свидетельствуют о недостоверном влиянии способа основной обработки почвы на урожайность эспарцета, а фактический коэффициент Фишера был намного меньше, чем по травам первого года пользования. Удобрения же регулировали продуктивность культуры, как в первой ротации, вполне убедительно с учётом статистических критериев (табл. 4.1.16). Соответственно и долевое участие фактора обработки почвы было невысоким, а преобладали по этому критерию минеральные удобрения.
График по тренду урожайности многолетних трав второго года пользования показывает некоторое преимущество вспашки по всем четырём ротациям, но эти различия носят ничтожный характер в связи с неподтверждением статистическими критериями (рис. 4.1.17). Прежде всего, следует отметить, что содержание растворимых углеводов в травах второго года почти в два раза было выше, чем в травах первого года. Минимальные обработки почвы увеличивали содержание углеводов, но в пределах ошибки опыта. Навоз и минеральные удобрения увеличивали этот показатель только по безотвальным обработкам, а по минимальной снижали.
Минеральные удобрения снижали содержание клетчатки по вспашке, а по безотвальной и минимальной обработкам – увеличивали (прилож.14). Внесение навоз уменьшало содержание клетчатки против контроля на вспашке и на минимальной обработке, а по безотвальной повышало, как на единичной, так и на двойной дозе минеральных удобрений.
Содержание жира в травах второго года пользования ведёт себя по отношению к факторам примерно так, как и на травах первого года, – несколько увеличивается на минимальной обработке почвы и снижается от навоза и минеральных удобрений.
Кукуруза на зерно. Кукуруза на зерно высевалась в третьем зернопаропропашном севообороте и использовала последействие навоза третьего года.
В первой ротации кукуруза, как и другие пропашные культуры, положительно реагировала на глубокую отвальную обработку (табл. 4.1.17).
Преимущество вспашки проявилось уже в контрольных вариантах, а на удобренных вариантах оно усилилось. Если на варианте без удобрений различия между отвальной и безотвальными обработками составляли 0,33-0,52 т/га при НСР05 0,26 т/га, а на вариантах с внесением удобрений – 0,49-0,59 т/га; на фоне одной дозы навоза преимущество вспашки составило 0,05-0,21 т/га.
В четвёртой ротации преимущество глубокой отвальной обработки усиливается: на контроле оно составило 0,36-1,06 т/га, на фоне единичной дозы навоза – 0,08-0,42 т/га. В среднем по девяти вариантам преимущество вспашки составило 0,32-0,72 т/га, против 0,37-0,41 т/га в первой ротации.
В среднем за двадцать лет, на варианте без удобрений по вспашке было получено зерна больше, чем по минимальной обработке на 0,54 т/га, а в целом по девяти вариантам – на 0,34 т/га при наименьшей существенной разнице 0,29 т/га.
Эффективность удобрений с увеличением длительности опыта также увеличивается. Если от минеральных удобрений в первой ротации получено прибавки продукции в размере 0,82-1,41 т/га, то в четвёртой – 1,02-2,28 т/га, от навоза - 0,22-0,69 и 0,75-1,82 т/га соответственно.
Весьма своеобразно ведёт себя тренд продуктивности кукурузы. Уже с первой ротации севооборотов проявляется преимущество вспашки перед другими обработкам почвы, оно возрастает со временем и с увеличением уровня минерального питания (рис. 4.1.19). Кукуруза, прежде всего, кормовая культура, и, в конечном счёте, важен не валовой сбор зерна, а сбор протеина с единицы площади. В этой связи следует отметить увеличение содержания белка в зерне на вспашке, как на контролях, так и в среднем по блоку. Навоз и в своём большинстве минеральные удобрения повысили белковость зерна (прилож. 15).
Содержание клетчатки также было более высоким по вспашке, хотя эти отличия недостоверны и могут квалифицироваться как тенденция. Минеральные удобрения в двойных дозах повысили содержание клетчатки, а навоз снизил.
По содержанию крахмала различия в свете обработок почвы и удобрений ещё менее заметны: по обработкам оно несколько выше по вспашке, а навоз и промышленные удобрения снизили крахмалистость по всем дозам и комбинациям. Озимая пшеница. В опытных севооборотах озимая пшеница шла по трём, значительно отличающимся по своим качественным характеристикам предшественникам, многолетним бобовым травам, гороху и чистому пару. В среднем по блокам, состоящим из 27 вариантов, получено в первой ротации в зернотравянопропашном севообороте 3,71 т/га зерна, в зернопропашном 3,57 т/га и в зернопаропропашном 3,96 т/га (табл.4.1.19). Различия между вторым и третьим севооборотами достоверны на требуемом уровне вероятности.
Урожаи по видам основной обработки почвы практически мало отличались, но формально различия были существенны на 5%-ном уровне значимости между вспашкой и минимальной обработкой, как на контрольных вари антах, так и в среднем по блокам с обработками в пользу минимальной обработки почвы (рис. 4.1.20).
Эффективность минеральных удобрений была выше в зернопропашном севообороте – 0,85-1,17 т/га, в то время как в двух других севооборотах – 0,46-0,95 т/га. Весьма низка эффективность органических удобрений, что вполне ожидаемо с учётом пятого года последействия.
В четвёртой ротации, в среднем, продуктивность зернопропашного севооборота была выше, чем двух других (табл. 4.1.20.), несмотря на то, что, казалось бы, предшественники в них более предпочтительны по своим потенциальным возможностям плодородия.