Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Научные основы повышения устойчивости современного земледелия Центрального Черноземья 10
1.1.Исторические аспекты развития систем земледелия в России 10
1.2. Особенности почвенно-климатических ресурсов агроландшафтов Центрального Черноземья 16
1.3. Современное состояние и пути воспроизводства плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения 21
1.4. Адаптивно-ландшафтное земледелие как научная основа предотвращения деградации и повышения продуктивности агроландшафтов 42
1.5. Адаптация агротехнологий к ландшафтным условиям 53
Глава 2. Условия и методика проведения исследований 63
2.1. Цель и задачи исследований 63
2.2. Характеристика опытных участков и условия проведения опытов 64
2.3. Схемы полевых стационарных опытов и методики проведения исследований 68
Глава 3. Агроэкологическая эффективность адаптивно-ландшафтного земледелия в условиях эрозионных ландшафтов Центрального Черноземья 80
3.1. Накопление запасов влаги в снеге и смыв почвы при разных системах земледелия 80
3.2. Влияние систем земледелия на продуктивность и качество урожая сельскохозяйственных культур 81
3.3. Баланс азота, фосфора и калия в севооборотах 106
Глава 4. Эффективность применения удобрений и приемов основной обработки почвы в севооборотах 113
4.1. Влияние различных доз органических и минеральных удобрений и
и приемов обработки почвы на урожайность полевых культур 115
4.2. Эффективность минимализации основной обработки почвы в севооборотах 120
4.3. Продуктивность севооборотов при разных уровнях интенсификации агротехнологий 122
Глава 5. Воспроизводство и регулирование плодородия черноземных почв в системах земледелия Центрального Черноземья России 131
5.1. Действие приемов основной обработки и удобрений на агрофизические свойства почвы 132
5.2. Содержание и фракционно-групповой состав гумуса в черноземе типичном 140
5.3. Регулирование агрохимических показателей почвенного плодородия 149
5.4. Изменение кислотности почвы под действием факторов интенсификации земледелия 162
Глава 6. Научно-практические основы совершенствования технологий возделывания сельскохозяйственных культур в земледелии Центрального Черноземья 168
6.1. Совершенствование технологий возделывания озимой пшеницы 168
6.1.1. Эффективность комплексного применения средств химизации при разных приемах основной обработки почвы 168
6.1.2. Влияние элементов агротехнологий на продуктивность озимой пшеницы 174
6.2. Совершенствование технологий возделывания сахарной свеклы 179
6.2.1. Эффективность комплексного применения удобрении гербицидов при разных приемах основной обработки почвы 179
6.2.2. Влияние удобрений, пестицидов и приемов обработки почвы на урожайность и качество корнеплодов сахарной
свеклы 180
6.3. Эффективность технологий возделывания сельскохо зяйственных культур в полевом севообороте 187
6.4. Структура микробного сообщества пахотного слоя чернозема типичного при разных технологиях возделывания полевых культур 193
Глава 7. Биоэнергетическая и агроэкономическая оценка эффектив ности систем земледелия и агротехнологий 197
7.1. Сравнительная оценка эффективности традиционной и адаптивно-ландшафтной систем земледелия 198
7.2. Биоэнергетическая оценка агротехнологий 204
7.3. Агроэкономическая оценка технологий возделывания озимой пшеницы и сахарной свеклы 208
Глава 8. Научно-практические основы разработки моделей совершенствования технологий возделывания сельскохозяйствен ных культур в адаптивно-ландшафтном земледелии Центрального Черноземья 214
8.1. Озимая пшеница 216
8.2. Сахарная свекла 216
8.3. Кукуруза на зерно 222
Выводы 231
Предложения производству 236
Библиографический список использованной литературы
- Современное состояние и пути воспроизводства плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения
- Характеристика опытных участков и условия проведения опытов
- Влияние систем земледелия на продуктивность и качество урожая сельскохозяйственных культур
- Эффективность минимализации основной обработки почвы в севооборотах
Введение к работе
Адаптивная интенсификация земледелия призвана обеспечить дальнейшее увеличение сборов растениеводческой продукции при снижении затрат на её производство и экологизацию сельскохозяйственного производства.
В Центральном Черноземье России сформировалась крупная продовольственная инфраструктура, обладающая высоким потенциалом. При сравнительно небольшой площади (1,05 % от всей площади Российской Федерации) этот регион по праву занимает важное место в экономике страны. Располагая всего 5,2 % населения и 8,2 % площади пашни, в Центральном Черноземье производится более 10 % валовой продукции сельского хозяйства России (Романенко Г.А. и др. 1998,2003).Традиционно Центрально-Черноземные области обеспечивают производство более 50 %. сахара-песка, около 20 % растительного масла; 10 % - мяса и мясопродуктов; 12,6 % - сыров.
В последние годы в агропромышленном комплексе региона произошли крупные структурные изменения.
Постоянно меняющиеся условия развития экономики России отражаются на хозяйственной деятельности, в агропромышленном комплексе вносят заметные коррективы в разработку и реализацию современных систем земледелия и агротехнологий. Констатируется резкое сокращение применения органических и минеральных удобрений, в пахотных почвах сложился отрицательный баланс элементов минерального питания растений, усиливается деградация почв вследствие неконтролируемого развития эрозионных процессов. Темпы снижения эффективного плодородия пахотных почв стали заметно превышать компенсационные возможности стабилизирующих почвообразовательных процессов.
В этих условиях, кардинальное реформирование сельскохозяйственного производства, которое уже давно назрело, должно быть направлено, прежде всего, на стабилизацию экологического потенциала агроландшафтов, воспроизводство плодородия почв, адаптивную интенсификацию
агротехнологий, способность обеспечить производство высококачественной, экологически чистой сельскохозяйственной продукции.
Перспектива устойчивого развития земледелия Центрального Черноземья России связана с оперативной переориентацией агропромышленного производства на инновационный, наукоемкий путь. При этом одной из главных задач, поставленных нами в диссертационной работе, была задача повышения эффективности и экологичности адаптивно-ландшафтного земледелия путем оптимизации структуры пашни, совершенствования полевых севооборотов, систем удобрений, обработки почвы и защиты растений, биологизации и широкого использования адаптивных агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур.
В результате многолетних исследований разработаны теоретические и практические основы совершенствования агротехнологий и регулирования плодородия черноземных почв в системе адаптивно-ландшафтного земледелия Центрального Черноземья. При этом выявлен и теоретически обоснован ряд новых научных положений и закономерностей:
впервые на основе многолетних комплексных исследований в многофакторных стационарных полевых опытах разработаны и научно обоснованы для агроландшафтов Центрального Черноземья основные элементы высокоэффективных агротехнологий возделывания сахарной свеклы, озимой пшеницы и других с.-х. культур с высоким уровнем адаптации к ландшафтным условиям с учетом специализации и интенсификации производства;
разработаны и научно обоснованы основные параметры модели эффективного плодородия чернозема типичного;
- определены закономерности изменения количественных и качественных
параметров плодородия черноземных почв под действием разных по
интенсивности систем обработки почвы, удобрений и защиты растений в
севооборотах различной специализации, которые являются научной основой
совершенствования агротехнологий в адаптивно-ландшафтном земледелии Центрального Черноземья;
разработана и научно-обоснована эффективная система воспроизводства и регулирования плодородия черноземных почв на основе комплексного применения элементов адаптивно-ландшафтной системы земледелия и агротехнологий;
- обоснованы нормативы и регламенты применения удобрений и средств защиты растений в севооборотах, обеспечивающие высокую продуктивность сельскохозяйственных культур и качество урожая, охрану окружающей среды, экономию материальных, энергетических ресурсов;
дано агроэкономическое и биоэнергетическое обоснование
эффективности систем земледелия и агротехнологий и проведена их производственная апробация.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Научное и практическое обоснование адаптивно-ландшафтной системы
земледелия с контурно-мелиоративной организацией территории,
обеспечивающей повышение запасов воды в снеге на 15-20 %, предотвращение
смыва почвы со стоком талых и ливневых вод, воспроизводство почвенного
плодородия, повышение продуктивности полевых севооборотов на 30-40 %,
сокращение энергетических затрат на 30 % по сравнению с традиционными в
Центральном Черноземье системами земледелия.
2. Агроэкологические закономерности изменения параметров
плодородия черноземных почв под влиянием многолетнего применения
отдельных элементов систем земледелия и их сочетаний.
3. Теоретическое и практическое обоснование совершенствования систем
обработки почвы, удобрений и защиты растений в адаптивно-ландшафтном
земледелии Центрального Черноземья. Модели усовершенствованных
технологий возделывания озимой пшеницы, сахарной свеклы, кукурузы на
зерно.
4. Модель плодородия черноземных почв, адаптированную к антропогенному воздействию.
Полученные экспериментальные данные позволили обосновать
практическую целесообразность перехода к адаптивно-ландшафтным системам земледелия, обеспечивающим воспроизводство плодородия черноземов и повышение продуктивности эрозионно опасных агроландшафтов Центрального Черноземья.
Разработанные новые теоретические положения и выявленные закономерности позволяют на научной основе совершенствовать технологии возделывания сельскохозяйственных культур в земледелии Центрального Черноземья.
Сельским товаропроизводителям Центрального Черноземья предложены усовершенствованные агротехнологии и регламенты производства высококачественного продовольственного зерна озимой пшеницы и ячменя, сахарной свеклы, кукурузы на зерно, зеленых кормов для различных уровней интенсификации, специализации и технической оснащенности производства.
Разработана и предлагается для практического использования система управления плодородием черноземных почв и качеством продукции в адаптивно-ландшафтном земледелии Центрального Черноземья.
Основные исследования проводили в 1994-2004 гг. на экспериментальной базе Белгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства (БелНИИСХ) в соответствии с тематическим планом НИР Россельхозакадемии « Разработать научные основы оптимизации агроландшафтов и создать адаптивно-ландшафтные системы земледелия, обеспечивающие воспроизводство почвенного плодородия, высокую продуктивность и устойчивость сельского хозяйства к неблагоприятным факторам среды по природным зонам России», а также тематическим планом Межведомственной «Координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001- 2005 годы».
9 Производственная проверка и реализация результатов НИР проведена на базе производственных отделений института и ОПХ «Белгородское», руководителем которых длительное время являлся автор диссертации.
Все полевые исследования проводились при непосредственном участии автора. Часть аналитических работ выполнена в лаборатории института и в лаборатории ГЦАС «Белгородский». Научный анализ и обобщение экспериментального материала проводились лично автором.
При разработке программы НИР, в разное время оказали содействие доктора с.-х. наук С.В.Лукин, Н.М.Доманов, И.И.Шелганов, к.с.-х.н. В.Д. Соловиченко. За помощь и советы выражаю всем коллегам искреннюю благодарность. Искренне благодарен научному консультанту, член-корреспонденту РАСХН А.В.Захаренко, за ценные советы и замечания при подготовке диссертации.
Современное состояние и пути воспроизводства плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения
Состояние плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения зависит от целого комплекса природных и антропогенных факторов. В разработку научных основ рационального использования пахотных земель и воспроизводства плодородия почв Черноземья во второй половине 20-го столетия заметный вклад внесли В.Д.Панников (1977), В.Г.Минеев и др. (1979,1984,1988,1990,2000); Моргун, Шикула (1983,1984); Иванов, Рашковский, Белоглазов (1984); И.Д. Рудай (1985,1990); А.И.Анисимов и др. (2000) и другие исследователи. Выявленные негативные тенденции снижения естественного плодородия почв побудили ученых и практиков ко всестороннему изучению и разработке научных основ управления плодородием (Каштанов 1983,1987,1991, 1999; Минеев 1984, 1990, 2000; Витер, Новочихин 1984; Ванин 1985; Макаров, 1984,1994; Макаров, Муха, Кочетов, др. 2000; Державин 1982,1997; Милащенко 1999; Милащенко, Акулов 1990; Машога, Цаценко 1998; Носко 1989; Акулов 1991, 1992, 1995,2000 и др.).
В настоящее время разработаны эффективные приемы воспроизводства плодородия пахотных почв. Среди них заметную роль играет рациональная организация территории, экологически обоснованное распределение земель по интенсивности их использования в зависимости от расположения на элементах рельефа, использование системы почвозащитной обработки почвы, других эффективных приемов борьбы с эрозией, В последние годы заметно возрастает значимость травосеяния, рациональной структуры посевных площадей с учетом размещения сельхозугодий в ландшафте, максимального вовлечения в хозяйственный круговорот биологического азота, улучшения комплекса почвенных микроорганизмов. В целом ряде случаев возникает необходимость коренного улучшения агрономических свойств почв, на основе комплекса агролесомелиоративных мероприятий.
Как известно, удобрения являются наиболее эффективным фактором управления плодородием. При дефиците удобрений трудно рассчитывать на реальную стабилизацию круговорота веществ в агроландшафтах и улучшение почвенно-мелиоративных условий. Во второй половине 20-го столетия, именно химизация в сочетании с другими методами и средствами интенсификации явились определяющими в решении проблемы повышения плодородия почв как в стране, так и в Центрально-Черноземной зоне.
Изучению эффективности удобрений, разработке сбалансированных систем удобрений посвящено большое количество научных работ (Авдонин, 1972, Афендулов, Лактионова, 1973; Гриб,1985; Кореньков, 1985, 1990; Медведев 1986,1988; Рудай,1985; Симакин, 1988; Цюпка,1990; Ладонин и др, 1991, 1999; Кунах, 1999; Романенко, Тютюнников, Сычев 1998; Чуб и др., 2000; Буджерак,2000 ; Захаренко, 2000, др.; Авраменко и др. 2001, 2002).
Вместе с тем, в современный период в силу целого ряда хорошо известных причин наблюдается устойчивая тенденция снижения запасов элементов питания в почве, чему в значительной степени способствует интенсивное развитие водной эрозии и дефеляция, оказывающие негативное влияние на плодородие черноземов, экологию агроландшафтов и продуктивность посевов сельскохозяйственных культур. Постоянно увеличивающаяся антропогенная нагрузка на почвы приводит в ряде случаев к ухудшению водно-физических свойств почв, к подкислению, засолению, снижению содержания гумуса и обменного кальция. Уменьшение объемов внесения удобрений, широкие масштабы и интенсивность деградации почв часто приводят к значительному недобору сельскохозяйственной продукции. Кроме того, на низком агротехническом фоне продукция растениеводства имеет, как правило, низкое качество (Бесков, 1965; Безуглов,1981; Рымарь, Покудин, 1997).
Результаты агрохимического обследования показывают, что в Центральном округе Российской Федерации более половины пахотных земель имеют кислую реакцию среды. Наибольшие площади кислых почв находятся в Тамбовской области (70,8 % от площади пашни), Липецкой (65,3 %) и Курской областях (58,5 %) (табл. 1.1) Ежегодно, площади кислых почв в этих областях возрастают.
Характеристика опытных участков и условия проведения опытов
Научные исследования проводились на черноземных почвах в юго-западной части Белгородской области, которая входит в состав Центрально-Черноземной зоны Российской Федерации и ассоциацию «Центрально-Черноземная». По почвенно-географическому районированию, эта территория относится к зоне лесостепи, подзоне типичных и выщелоченных черноземов. Почвы почвенно-климатического региона, в который входит территория Белгородской области, характеризуются высоким естественным плодородием и достаточно хорошо обеспечены элементами минерального питания растений.
Экспериментальной базой наших научных исследований явились стационарные многофакторные полевые опыты Государственного научного учреждения Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук.
Вопросы комплексной оценки эффективности адаптивно-ландшафтной системы земледелия изучались в 1994-1998 гг. в стационарном полевом опыте № 1 «Изучение агроэкологической эффективности систем земледелия в эрозионно-опасных ландшафтах» (табл. 2.1).
Многофакторный стационарный полевой опыт заложен в 1987 г. в Белгородском районе на склоне юго-западной экспозиции, крутизной 1-5 . Верхняя, в основном нерасчлененная часть склона с уклоном до 3 представлена черноземом типичным среднемощньш малогумусным, занимающим 90 % ее территории. В нижней части склона, крутизной 3-5, где эрозионные процессы наиболее развиты, фоновой почвой является чернозем типичный среднемощньш малогумусный слабосмытый. Агрохимическая характеристика почв опытного участка представлена в таблице 2.2.
Почвообразующей породой на изучаемом склоне служат лессовидные суглинки и глины, что характерно для большей территории Среднерусской возвышенности. Агрохимическая характеристика по горизонтам почвенного профиля представлена в таблице 2.3.
Данные таблицы 2.3 свидетельствуют, что характер склона оказывает значительное влияние на степень проявления эрозионных процессов и агрохимические показатели пахотного и подпахотного горизонтов чернозема.
Метеорологические условия в период проведения исследований, ПО данным метеопоста БелНИИСХ, расположенного в 3 км от опытного поля, представлены в таблице 2.4 вегетационные периоды 1994, 1996, 1998 и 2002 гг. можно охарактеризовать как засушливые. Наиболее благоприятным по влагообеспеченности был 1997 год. Крайне неравномерно выпадали осадки в вегетационный период 2002 года. Резким недостатком влаги в начальный период вегетации отличались 1995, 1998, 2003 годы. Практически ежегодно в весенне-летний период отмечались суховейные явления различной интенсивности. Неустойчивый снежный покров часто приводил в сочетании с кратковременным резким похолоданием к повреждению посевов озимой пшеницы.
О неустойчивости температурного режима и выпадения осадков свидетельствуют гидротермические коэффициенты по Селянинову, которые изменялись от величин 0,6 до 1,5 при средней многолетней 1,1 (табл. 2.4).
Совершенно очевидно, что только благоприятные метеорологические условия обеспечивают максимальную реализацию потенциала плодородия почв и сорта. Метеонаблюдения в годы проведения исследований показывают, что фактические погодные условия, как правило, заметно отличаются от благоприятных для роста и развития сельскохозяйственных культур.
При проведении научных исследований основными объектами изучения были: - системы земледелия: традиционная и адаптивно-ландшафтная с контурно мелиоративной организацией территории; - структура посевных площадей и севообороты; - приемы основной обработки почвы; - системы удобрений и защиты растений в севооборотах; -приемы биологизации земледелия за счет насыщения севооборота многолетними травами; -усовершенствованные агротехнологии производства продукции растениеводства; - системы управления плодородием черноземных почв; - посевы сельскохозяйственных культур как основной системообразующий элемент агроландшафта; - агроэкологические аспекты систем земледелия и агротехнологии: (природоохранные, почвозащитные, энерго-ресурсосберегающие).
Методической основой работы был полевой факториальный эксперимент. При проведении полевых и лабораторно-аналитических исследований использовались общепринятые методы, методики и регламенты (Перегудов, 1976; Доспехов, 1965, 1972, 1985; Найдин, 1968; Соколов, 1968). В том числе: - Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Особенности закладки и проведения длительных опытов в различных условиях. - М.: 1986. - 147 с. - Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Ч.З. Анализ растений.-М.: ВИУА. 1986.-131 с. - Методические указания по отбору проб растений, определению в них азота, фосфора и калия.-М.: ЦИНАО. 1980.-55 с.
Влияние систем земледелия на продуктивность и качество урожая сельскохозяйственных культур
В зернопропашном севообороте при традиционной системе земледелия на склоне крутизной 1-3 урожайность ячменя на вариантах без использования средств химизации, составляла 3,11 т/га. При внесении удобрений в дозе N6oP6oK6o урожайность увеличивалась, в среднем, на 0,71 т/га (23,9 %). На слабосмытом черноземе (склон 3-5 ) урожайность ячменя снижалась, по сравнению с несмытой почвой (склон 1-3), на 0,65 т/га (19,4 %). На склоне крутизной 3-5 отмечалась тенденция к увеличению урожайности от применения удобрений на 0,38 т/га (16,6 %). В среднем, при традиционной системе земледелия окупаемость килограмма минеральных удобрений прибавкой урожая зерна составила 3 кг (табл. 3.1).
При адаптивно-ландшафтной системе земледелия на склоне 1-3 урожайность зерна без использования средств химизации составляла 3,27 т/га. На удобренном фоне урожайность ячменя увеличилась на 0,25 т/га (11,1 %). Окупаемость килограмма удобрений зерном составила около 2,0 кг. Существенного влияния гербицидов на урожайность ячменя в зернопропашном севообороте не наблюдалось. По нашему мнению, это связано с тем, что в севообороте ячмень возделывался сразу после проведения уравнительных посевов и засоренность вариантов, на которых гербициды не применялись, была сравнительно низкой.
В зернотравяном севообороте, при адаптивно-ландшафтной системе земледелия на участке склона 3-5, урожайность ячменя на неудобренных вариантах составила 1,87 - 1,95 т/га. Невысокая урожайность, по сравнению с зернопропашным севооборотом, объясняется использованием в зернотравяном севообороте уменьшенной на 30 % нормы высева семян ячменя при его возделывании с подсевом многолетних трав. Кроме того, в
Содержание сырого протеина в зерне ячменя в зернопропашном севообороте на неудобренных вариантах было в пределах 11,1 - 12,1 %. Использование удобрений в дозе ИбоРеоКбо увеличивало данный показатель, в среднем на 1,5 %. При традиционной системе земледелия с увеличением крутизны склона от 1-3 до 3-5 содержание сырого протеина уменьшилась, в среднем на 1,6 %. Существенного влияния средств защиты растений на данный показатель не установлено.
В зернотравяном севообороте на неудобренных вариантах содержание сырого протеина в зерне варьировало в пределах 12,5-12,6 %.
В зернопропашном севообороте на склоне 1-3 вынос азота, фосфора и калия на вариантах без использования удобрений, составил соответственно : 83,6-88,2; 35,2-38,1; 59,9-67,3 кг/га. На участке склона 3-5 при традиционной системе земледелия вынос элементов питания сокращался, соответственно: до 58,7-66,4; 25,8-30,4; 43,2-48,0 кг/га. При использовании удобрений (N60P6oK6o ) вынос азота увеличивался, в среднем на 20,4, фосфора - на 7,1, калия - на 17,2 кг/га.
В зернотравяном севообороте вынос азота на неудобренных вариантах составлял 49,5 -51,6; фосфора 20,0-21,2; калия-31,4-31,9 кг/га (табл.3.2).
В зернопропашном севообороте под кукурузу (гибрид Молдавский 215) минеральные удобрения в дозе NgoPsoKso были внесены под основную обработку почвы. Агротехника возделывания культуры - общепринятая в зоне. В фазу пяти листьев была проведена обработка посевов гербицидами ладдок -4 кг/га и бюктрил -1,5 кг/га.
Метеорологические условия периода вегетации кукурузы, были благоприятными для ее роста и развития и способствовали достижению высокой урожайности. Так, в 1995 г. средняя урожайность зерна кукурузы (стандартной влажности) в Белгородском районе составила 5,89 т/га. В передовых хозяйствах урожайность была значительно выше: в АО им. Фрунзе - 8,99 т/га, АО «Колос» - 7,66 т/га.
О высокой урожайности кукурузы в условиях Белгородской области свидетельствуют результаты исследований М.В.Труновой (1984). В среднем за 1981-1983 гг., с изменением густоты посевов от 40 до 75 тыс/га, урожайность зерна возрастала с 7,05 до 7,75 т/га. По данным В.П.Бахтина (1993), в среднем за 3 года, урожайность разных гибридов кукурузы была близкой и колебалась в пределах 8,11-8,41 т/га.
В наших исследованиях при прямолинейной организации территории урожайность кукурузы без использования средств химизации составляла 4,90 т/га на участке крутизной 1-3 и 4,43 т/га на участке крутизной 3-5 (табл. 3.3). Применение минеральных удобрений в дозе NgoPsoIQo обеспечило прибавку урожайности в среднем 1,47 т/га (30,0 %) на участке крутизной 1-3 и 1,33 т/га (30,0 %) на участке 3-5.
Полученные нами экспериментальные данные свидетельствуют, что кукуруза слабо реагирует на снижение естественного плодородия, которое происходит за счет эрозии почв при увеличении крутизны склона. Уменьшение урожайности на участке крутизной 3-5, по отношению к участку склона 1-3, составило на неудобренном фоне 0,37 т/га (6,7 %) и 0,55 т/га (7,9 %) на фоне с удобрениями.
Использование гербицидов значительно уменьшает количество сорняков в посевах кукурузы. Прибавка урожайности от их использования за счет уничтожения сорняков составила 1,28 т/га (27,4 %) на неудобренном фоне и 1,30 т/га (21,5 %) на фоне удобрений.
Эффективность минимализации основной обработки почвы в севооборотах
Полученные нами экспериментальные данные (табл. 4.1; 4.2; 4.3) свидетельствуют, что урожайность пропашных культур в севооборотах как с внесением, так и без внесения удобрений выше при вспашке и глубокой безотвальной обработке, а культур сплошного сева - примерно одинаковая или незначительно больше при минимальной обработке почвы. Так, при возделывании сахарной свеклы и кукурузы на вариантах без удобрений урожайность при вспашке была на 8-12 % выше, а при внесении минеральных удобрений N70-90P70-90K70-90 на гектар площади на 4-8 % выше, по сравнению с безотвальными приемами обработки почвы Внесение органических удобрений в дозе 40 т/га непосредственно под сахарную свеклу заметно повысило ее урожайность на фоне отвальной вспашки - на 140 ц/га. Наибольшие прибавки урожайности пропашных культур установлены при совместном внесении минеральных и органических удобрений, а также на фоне отвальной вспашки -225 ц/га корнеплодов сахарной свеклы, 143 ц/га зеленой массы кукурузы, 19,0 ц/га зерна кукурузы.
Следует подчеркнуть, что у культур сплошного сева (озимая пшеница, ячмень) урожайность зерна при всех изучаемых приемах обработки почвы была практически одинаковая, с тенденцией увеличения урожайности при минимальной обработке в пределах 0,3-1,0 ц/га. Внесение под озимую пшеницу удобрений в дозах NgoPeoKeo обеспечивает прибавку урожайности зерна в зернотравяном севообороте при вспашке - 10,9 ц/га, при минимальной обработке - 9 ц/га.
Таким образом, с учетом более низких затрат, экономически более эффективно при возделывании озимой пшеницы и ячменя в Центральном Черноземье использовать минимальную обработку черноземных почв. Выполненные нами расчеты свидетельствуют, что при минимальной обработке почвы экономия затрат топлива и общих материально- денежных затрат на всю технологию возделывания зерновых культур составляет, соответственно, 50-60 % и 20-25 %.
Как известно, продуктивность севооборотов определяется набором культур и уровнями интенсификации агротехнологий, плодородием почв и рядом других факторов. Следует подчеркнуть, что при всех достоинствах многолетних трав (их вклад в воспроизводство плодородия почв, дополнительное вовлечение в биологический круговорот симбиотически связанного атмосферного азота и др.), уровень их продуктивности (по выходу зерновых единиц) существенно ниже по сравнению с пропашными культурами.
В наших исследованиях за годы первой ротации севооборотов без использования удобрений, продуктивность зернотравяного севооборота в среднем составила 37,3 ц/га з.е., зернопропашного - 40,0 и зернопаропропашного - 40,7 ц/га з.е. Разница в продуктивности определялась долей в структуре севооборотов сахарной свеклы и кукурузы. Наибольшая продуктивность севооборотов на неудобренном фоне отмечена при использовании отвальной и безотвальной обработки почвы на 20-22 см, наименьшая - поверхностной обработки (прил. 16). По нашему мнению, это обусловлено лучшей мобилизацией почвенных запасов биофильных элементов на фоне отвальной вспашки. Следует подчеркнуть, что во второй ротации (1998-2004 гг.) при высокой общей культуре земледелия наиболее заметное увеличение продуктивности севооборотов установлено на фоне минимальной обработки почвы (6-9 ц/га з.ед.).
Анализ экспериментальных данных позволяет заключить, что за годы первой ротации на внесение минеральных удобрений возделываемые культуры реагировали ростом продуктивности в среднем на 10,2-12,9 ц/га з.ед. от одинарной дозы NPK и на 14,4-17,0 ц/га з.ед. - от двойной. Обобщение и критический анализ экспериментальных данных по результатам первой ротации позволил скорректировать дозы минеральных удобрений в сторону их уменьшения на 10 кг/га (NPK), что положительно повлияло на экономику агротехнологий и продуктивность севооборотов во второй ротации. Так, прибавки в уровне продуктивности севооборотов от одинарной дозы минеральных удобрений составили 11,7-15,5 ц/га з.е., а от двойной - 15,8-22,1 ц/га з.ед., что обусловлено оптимизацией показателей пищевого режима на удобренных делянках и возросших коэффициентах использования удобрений (прил. 17).
Внесение в севооборотах в среднем за ротацию по 8 т/га органических удобрений позволило дополнительно получить 5,1-6,3 ц/га з.ед. в первой и 5,7-8,0 ц/га з.ед. во второй ротации севооборотов. При этом, наибольшие прибавки в уровне продуктивности получены в зернопропашном севообороте.
По нашему мнению, выявленные закономерности в значительной степени обусловлены активизацией микробиологической деятельности в пахотном слое почвы под пропашными культурами, особенно под черным паром, что приводит к интенсивному разложению и минерализации свежего органического вещества навоза. Удвоение дозы органических удобрений способствует незначительному увеличению продуктивности севооборотов.
