Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
1.1 Направления в развитии обработки почвы 10
1.2 Роль и изменение основных показателей плодородия почвы при различных системах обработки и удобрений 19
1.3 Система обработки почвы под пшеницу озимую по занятым парам
ГЛАВА 2. Условия и методика проведения исследовании
2.1 Почвенно-климатические условия 35
2.2 Погодные условия в годы проведения исследований 42
2.3 Схема эксперимента, программа и методика исследований 48
ГЛАВА З. Содержание гумуса в почве 53
3.1 Содержание общего гумуса в почве 53
3.2 Гумусное состояние почвы и обогащенность гумуса азотом 59
3.3 Групповой состав гумуса чернозема южного при разных системах удобрения и обработки 62
ГЛАВА 4. Содержание азота в почве 69
4.1 Содержание общего азота в почве 69
4.2 Содержание минерального азота в почве 73
4.3 Содержание легкогидролизуемого азота в почве 76
ГЛАВА 5. Содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве 79
5.1 Содержание подвижного фосфора в почве 79
5.2 Формы минеральных соединений фосфора в черноземе южном при многолетнем применении различных систем удобрений и обработки 87
5.3 Содержание обменного калия в почве 97
ГЛАВА 6. Засоренность почвы и посевов озимой сорняками 101
6.1 Потенциальная засоренность почвы 102
6.2 Засоренность посевов сорняками 104
ГЛАВА 7. Урожайность пшеницьі озимой после занятого пара 113
ГЛАВА 8. Энергетическая и эколого-экономическая оценка сочетания систем удобрений и обработки почвы 122
Заключения 130
Рекомендации производству 134
Список использованной литературы
- Роль и изменение основных показателей плодородия почвы при различных системах обработки и удобрений
- Погодные условия в годы проведения исследований
- Гумусное состояние почвы и обогащенность гумуса азотом
- Содержание легкогидролизуемого азота в почве
Введение к работе
Актуальность работы. Установлено, что при безотвальных обработках усиливается дифференциация почв по плодородию на верхнюю более и нижнюю менее плодородную части. Однако с какой скоростью, и при каких условиях это происходит на разных почвах, на каком уровне дифференциации начнет снижаться урожайность с.-х. культур - неизвестно. Спорным остается вопрос и о влиянии разных систем обработки почвы на эффективность органических и минеральных удобрений, как и о влиянии удобрений на эффективность разных систем обработки почвы (В.М. Круть, 1980; A.M. Малиенко, 2001; И.П. Макаров, А.В. Захаренко, А.Я. Рассадин, 2002; Ю.А. Кузыченко, 2006; И.А. Пабат, 2004; В.П. Гордиенко, 2004, 2005; Н.А. Квасов, 2008; В.М. Кильдюшкин, 2010; Г.Н. Черкасов, 2010).
Мало изученным остается вопрос о плодородии почвы в целом. Известно, что на подавляющем большинстве площадей снижается содержание гумуса, т.е. падает потенциальное плодородие почвы, хотя эффективное плодородие при помощи минеральных удобрений еще удается поддерживать, но с возрастающими затратами. Отсюда все острее становится проблема воспроизводства плодородия почвы. Для решения этих вопросов необходимы глубокие знания закономерностей течения биологических и химических процессов в почве, превращения органических и минеральных удобрений, особенно минерализации и гумификации органического вещества.
Этот вопрос особенно актуален в настоящее время, когда, с одной стороны, резко снизился уровень культуры земледелия, что сужает возможности минимализации обработки почвы, и, с другой стороны - информационный бум по пропаганде минимализации обработки почвы, вплоть до прямого сева, в чем заинтересованы производители и поставщики соответствующей сельскохозяйственной техники и гербицидов. В такой ситуации землепользователям, испытывающим хронические финансовые и материальные недостатки, трудно определиться в выборе той или иной технологии обработки почвы, чтобы в сложившихся условиях получить больше продукции при наименьших затратах.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в установлении влияния различных систем удобрения и обработки почвы в полевом севообороте на воспроизводство плодородия чернозема обыкновенного (по классификации Половицкого И.Я., Гусева П.Г. (1987) чернозема южного), на засоренность почвы и посевов, урожайность пшеницы озимой после занятого пара в предгорно-степной части Крыма.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1) определить основные показатели плодородия чернозема южного -содержание общего гумуса и его групповой состав, общего азота и его форм, подвижного фосфора и фракционный состав минеральных фосфатов, обменного
калия под влиянием длительного сочетания различных систем удобрения и обработки почвы в полевом севообороте;
2) определить запасы семян сорняков в почве и засоренность посева
пшеницы озимой при длительном сочетании систем удобрений и обработки в
севообороте;
-
установить степень дифференциации пахотного слоя почвы по основным показателям плодородия при различном сочетании систем обработки почвы и удобрений в севообороте.
-
установить эффективность минеральных и органических удобрений при различных системах обработки почвы;
-
выявить влияние сочетания систем основной обработки с удобрениями в действии и последействии на урожайность пшеницы озимой в третьей ротации севооборота;
-
дать энергетическую и эколого-экономическую оценку сочетания систем удобрений и обработки почвы;
7) разработать рекомендации сельскохозяйственному производству по
наиболее рациональному сочетанию системы удобрений с системами обработки
почвы для получения устойчивых урожаев пшеницы озимой и воспроизводства
плодородия почвы.
Объектом исследования являются процессы формирования и реализации потенциала плодородия почвы и урожайности пшеницы озимой под влиянием многолетнего (на протяжении 16 лет) сочетания различных систем удобрения и обработки почвы в полевом севообороте.
Предмет исследования - почва (агрохимические и биологические показатели ее плодородия), возделывание пшеницы озимой в севообороте.
Научная новизна результатов исследования. Впервые для условий недостаточного и неустойчивого увлажнения предгорно-степной зоны Крыма установлено влияние многолетнего (16 лет) сочетания минеральных, органо-минеральных, органо-минеральных с повышенной дозой внесения навоза систем удобрения и основной обработки почвы в севообороте на показатели плодородия почвы и урожайность пшеницы озимой. Получили дальнейшее развитие известные положения и направления минимализации обработки почвы в сочетании с системами удобрения при многолетнем их применении.
Теоретическая и практическая значимость работы. Обосновано и внедрено в производство рациональное сочетание систем удобрения с системами обработки, установлена возможная продолжительность применения различных систем обработки почвы в сочетании с удобрениями, эффективность удобрений при различных системах обработки почвы и различных систем ее обработки на разных уровнях удобрения. Это дает возможность строить более рациональную систему обработки почвы в севообороте в сочетании с системой удобрений, с целью повышения и сохранения плодородия почвы и урожайности полевых культур.
Результаты исследований внедряются в учебно-научно-технологическом растениеводческом центре (УНТРЦ) ЮФ НУБ и П Украины «Крымский агротехнологический университет» (с 1 января 2015 г Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского») и других хозяйствах Республики Крым. Достигнута возможность получения различного по уровню урожая зерна пшеницы озимой после занятого пара на основе сочетания систем обработки почвы и удобрений.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Возделывание пшеницы озимой при сочетании разных систем обработки почвы с разными системами удобрений в семипольном полевом севообороте приводит к изменению биологических (содержание общего гумуса, группового его состава в почве, засоренность посевов пшеницы озимой и запасы семян сорняков в почве) и агрохимических (содержание азота, фосфора и калия) показателей плодородия, в связи с чем необходим дифференцированный подход к их применению в засушливых условиях Крым;
Энергетическая и экономическая оценка эффективности выращивания зерна пшеницы озимой в условиях засушливой предгорно-степной зоны Крыма при разных системах удобрений и обработки чернозема южного.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на международной научно - практической интернет -конференции «Прикладная наука и инновационный путь развития национального производства» (г. Тернополь, 4-5 октября 2012г.); международной научно -практической конференции «Направление и итоги сотрудничества науки и АПК» (г. Симферополь, 15-17 мая 2013г.); международной научно - практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экологизация устойчивого развития и ноосферная перспектива информационного общества » (г. Харьков, 2-4 октября 2013г.); международном семинаре «Практическое естественное земледелие: качество продукции, эффективность, перспективы» (г. Мелитополь, 15 ноября 2013г.); всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 26-28 ноября 2013г. и 2-4 декабря 2014 г.), международной заочной научно-практической конференции «Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика» (ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», 2014 г).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 научных работ, в том числе 4 в профильных изданиях, занесенных в реестр ВАК.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 199 страницах компьютерного текста и состоит из введения, восьми глав, заключения, предложений производству, списка литературы из 286 наименований, в том числе 15 иностранных авторов и приложения. Работа включает 40 таблиц основного текста и 43 таблицы приложений, 29 рисунков.
Личный вклад соискателя. Принимала непосредственное участие в разработке программы исследований, проведении полевых и лабораторных
опытов, обобщении полученных данных и их интерпретации, подготовке печатных работ.
За методическую помощь при проведении данной научно-исследовательской работы, оказанные советы и замечания И.М. Шевченко благодарна руководителям: доктору с.-х. наук, профессору р.П. Гордиенко |и кандидату с.-х. наук, профессору Н.Г. Осеннему. Автор также выражает благодарность за содействие и помощь в выполнении работы всем сотрудникам кафедры земледелия, общей и агрономической химии, особенно доцентам A.M. Пичугину, А.В. Семенцову за помощь, и в предоставлении данных по опыту за 1 и 2 ротации севооборота.
Роль и изменение основных показателей плодородия почвы при различных системах обработки и удобрений
Отвальная обработка практически никогда не находила единодушного признания. Одним из первых широко пропагандировал безотвальную обработку почвы Овсинский И.Е. (1899). За безотвальную обработку почвы выступили и многие другие ученые [13, 14, 150, 151, 180, 272].
Известно много попыток заменить отвальную обработку безотвальным рыхлением. Поводом были большие затраты топливо-смазочных материалов и других средств на оборачивание почвы, оставление ее поверхности без растительного покрова, вследствие чего усиливаются процессы эрозии [13, 136, 148,151,262,263].
Симченков Г.В. с соавторами отмечают, что обработка почвы плоскорезом увеличивает плотность слоя 10-20 см по сравнению со вспашкой, а самая высокая плотность наблюдается при мелкой обработке. Вспашка на глубину 20-22 см придает наиболее благоприятные агрофизические свойства всему пахотному слою [39, 223, 232].
По выводам Марущака A.M. (2006), замена отвальной обработки безотвальной или мелкой (до 10 см) уменьшает потенциальную засоренность посевов культурных растений. Другие же ученые [233], на основе исследований пришли к выводу, что применение систем безотвальной и мелкой или поверхностной обработок, в сравнении с отвальной и комбинированной, приводят к повышению потенциальной засоренности почвы семенами сорняков, а также засоренности посевов и потерь урожая. Оптимальное чередование приемов отвальной и безотвальной обработок почвы на различную глубину помогает успешно бороться с сорняками [155, 233]. Высокую эффективность в снижении засоренности полей обеспечивает комбинированная система обработок, заключающаяся в проведении вспашки один раз в 4-5 лет и безотвальной и мелких обработках под другие культуры [10, 72, 148, 149, 182, 183, 196].
Переход от традиционной разноглубинной отвальной обработки на плоскорезную безотвальную, поверхностную и нулевую обработку (особенно последнюю), по мнению многих исследователей, является энергетически рациональным, поскольку снижается интенсивность эрозионных процессов на обрабатываемых землях, уменьшаются непродуктивные потери влаги, при этом одновременно требуется более усиленная система защиты посевов от сорняков химическим методом [24, 106, 227].
Первым приемом в системе минимальной обработки почвы обычно является рыхление. После уборки урожая проводится мелкое лущение стерни, чтобы заделать растительные остатки и дать выпавшим зернам и семенам сорняков прорасти. Для максимального глубокого рыхления пахотного слоя, применяются орудия с не оборачивающими почвенные слои рабочими органами. Они используются только при необходимости и часто в сочетании с комбинированными посевными агрегатами. При благоприятных условиях можно полностью отказаться от глубокого рыхления почвы или даже от любого вида обработки почвы [96, 97, 101, 168]. Особенно эффективны эти элементы на черноземных почвах, которые обладают наилучшими физико-механическими, водно-физическими и химическими свойствами. В условиях юга Украины этой проблеме уделяли много ученых - Круть В.М., Гордиенко В.П., ПабатИ.А. и другие [45, 48, 52, 54, 55, 134, 135, 136, 180, 181, 182].
По сравнению со вспашкой минимальные обработки существенно сдерживают процесс минерализации органического вещества почвы. Многие исследователи указывают на дифференциацию почвенных слоев по плодородию, как основной недостаток минимальной обработки почвы. Другие ученые к недостаткам минимализации относят возрастание засоренности посевов, усиление дефицита азота, повышение уплотнения почвы [122, 143].
По мнению Буянкина Н.И. (2004), минимализация повышает количество водопрочных агрегатов в почве. Исследованиями Афанасьева Н.И и Круглова Л.В установлено, что вспашка на глубину 20-22 см создает наиболее благоприятные агрофизические свойства всего пахотного слоя. Мелкая обработка такие условия обеспечивает только в 0-10 см слое [9, 24, 170]. В условиях минимализации обработки почвы особую опасность приобретают сорняки. Для успешного контроля и регулирования численности сорняков необходимы сведения о видовом составе исследуемых агроценозов. Уменьшить засоренность полей при внедрении безотвальной, мелкой и поверхностных обработок, по мнению ряда ученых, можно осуществлением химического контроля сорняков в посевах [10, 11, 72, 181].
Замена вспашки мелкой обработкой предотвращает избыточную минерализацию азота и миграцию нитратов за пределы корнеобитаемого слоя. Важным достоинством минимализации почвообработки является сокращение ГСМ, а также экономия труда [135, 195, 196].
В конце прошлого столетия были разработаны стратегические и практические основы интенсификации земледелия на основе химизации, мелиорации, комплексной механизации, освоения методов программирования урожаев, внедрения интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Почвозащитная система находит свое практическое выражение в зональных системах земледелия и в ландшафтно-экологическом земледелии [19, 21, 131, 142, 215].
Почвозащитное рыхление обеспечивает измельчение почвенных отдельностей и изменение их взаимного расположения с увеличением объема пор. Выполняется практически всеми почвообрабатывающими орудиями. В их задачу входит: обеспечение рыхлого размещения почвенных частичек и увеличение общей пористости, особенно некапиллярной ее части, вследствие чего усиливаются аэрация и водопроницаемость почвы, интенсивность аэробных биологических процессов уничтожается почвенная корка, измельчаются глыбы, снижаются потери влаги вследствие поверхностного разрушения капилляров [18, 49, 54, 168, 169].
Погодные условия в годы проведения исследований
С третьей декады января и всю первую декаду февраля стояла прохладная погода. Температура воздуха в отдельные дни понижалась до -14 С. В среднем температура воздуха были выше многолетней. Осадки отмечались в виде умеренных дождей в январе, и практически отсутствовали в феврале.
Весной температура воздуха была близкой к норме. Все летние месяцы были очень жаркими, особенно июнь и август, в июле средняя температура была близка к норме.
Очень неблагоприятные условия в 2014 г. сложились по осадкам. Засуха началась со 2-ой декады марта и продолжалась до конца мая. Запасы влаги в почве были низкие. В мае прошли ливневые дожди, сумма их намного превысила многолетние значения, что в целом улучшило условия для формирования урожая зерна пшеницы озимой.
Изучалось четыре системы удобрения в севообороте (фактор А): 1. без удобрения; 2. минеральная (NP на запланированный урожай); 3. органо-минеральная - навоз из расчета 10 т на 1 га севооборотной площади (по 35 т/га под занятый пар и кукурузу / горчицу), минеральные удобрения в количестве, выравнивающем общее количество NP с вариантом 2; 4. органо-минеральная повышенная. Навоз из расчета 20 т на 1 га севооборотной площади (по 47 т/га под озимую пшеницу после занятого пара, под кукурузу на силос / горчицу и яровой ячмень) и минеральные удобрения, обеспечивающие повышение общего количества NP на 50% по сравнению с вариантом 2. Содержание элементов питания в навозе принято следующее: N - 0,4% - 4 кг/т; Р205 - 0,2% - 2 кг/т; К20 - 0,5% - 5 кг/т. На каждом фоне питания изучались 4 системы основной обработки почвы в севообороте (фактор Б): 1. разноглубинная отвальная (дискование на 8 - 10 см под озимую пшеницу после кукурузы на силос / горчицы, вспашка на 28 - 30 см под кукурузу / горчицу и на 20 - 22 см под остальные культуры); 2. разноглубинная безотвальная (глубина как в варианте 1); 3. мелкая под все культуры (на 8 - 10 см под озимые и на 10 - 12 см под остальные); 4. комбинированная (под озимую пшеницу после занятого пара вспашка на 20 - 22 см, после кукурузы на силос / горчицы дискование на 8 - 10 см, в остальных полях безотвальная обработка как в варианте 2).
Конкретная система удобрения и обработки почвы в экспериментальном севообороте приведена в таблицах 2.5 и 2.6. В опыте проводились следующие наблюдения и исследования.
Определение показателей плодородия почвы. Пробы почвы отбирались в 10 точках на делянке по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 см. По каждому слою составлялся средний образец с каждой делянки всех четырех повторений. Содержание калия в почве. - Содержание обменного калия в почве было определено на всех вариантах по методу Мачигина (ДСТУ 4114 - 2002. Почвы. Определение подвижных форм фосфора и калия по модифицированному методу Мачигина) [76]. Содержание семян сорных растений в почве (потенциальная засоренность) и засоренность посевов озимой пшеницы:
Потенциальная засоренность почвы определялась на 3 вариантах систем удобрений - на контроле, минеральном и органо-минеральном с повышенной дозой навоза удобрений, и на 3 вариантах систем обработки: на разноглубинной отвальной, разноглубинной безотвальной и мелкой обработках по И.М. Шевелеву в слоях 0-10, 10-20, 20-30 и 30-40 см путем выделения семян сорняков водой через сито с диаметром отверстий 0,25 мм [155; 258].
Количественный учет сорняков в посеве весной (фаза кущения) и перед уборкой урожая на площадке 0,25 м в восьми точках каждой делянки. Отдельно учитывались однолетние и многолетние виды сорных растений.
Определение влажности почвы в метровом слое. Учет урожая пшеницы озимой. Учет урожая пшеницы озимой осуществляли прямым комбайнированием. Обработка результатов исследований. При обработке и анализе результатов исследований использовались дисперсионный, корреляционный и регрессионный методы [71].
Гумусное состояние почвы и обогащенность гумуса азотом
Наши исследования показали, что в 2011 году различные системы удобрений и обработки, проводимые длительное время (16 лет), оказывали существенное влияние на содержание гумуса как на фоне удобрений (фактор А), так и по слоям почвы (фактор С). Системы обработки почвы по действию на этот показатель оказались равноценными.
С учетом данных статистической обработки видим, что за 14 лет на контрольном варианте (без удобрений) содержание гумуса уменьшилось на 0,12%, внесение минеральных удобрений значительно не способствовало увеличению содержания гумуса (увеличилось на 0,04%), внесение органо-минеральных удобрений (10 и 20т навоза на 1га севооборотной площади) повысило его содержание на 0,14 и 0,12 % соответственно.
В слое 0-40 см содержание гумуса увеличивалось, по мере того, как вносились в почву минеральные и органические удобрения (табл. 3.2).
На общее содержание гумуса оказали влияние системы удобрений. Внесение органо-минеральных и органо-минеральных с повышенной дозой внесения навоза удобрений способствовало накоплению гумуса. Внесение навоза в почву обеспечило не только сохранение исходного уровня содержания гумуса, но и увеличило его. Уровень содержания гумуса на фонах с внесением минеральных и органо-минеральных удобрений составил в среднем 2,93%, что на 0,27% выше, чем на контрольном варианте. Увеличение дозы навоза до 20 т/га существенно обогатило почву органическом веществом. Так содержание гумуса в среднем на органо-минеральном фоне составило 2,97%, на неудобренном фоне содержание гумуса в почве было меньше, чем на всех вариантах с удобрениями.
Органо-минеральная система удобрения обеспечила максимальную прибавку гумуса в 0-40 сантиметровом слое почвы, несколько ниже этот показатель был на минеральной системе удобрений - 2,87%. Аналогичные данные полученные Завьяловой Н.Е. (2007) [87].
Полученные данные по содержанию общего гумуса при различных системах обработки почвы свидетельствуют о различном содержании в сорокасантиметровом слое. Так наибольшее содержание гумуса при безотвальной, мелкой и комбинированной обработкам было в слое 10-20 см, по сравнению с верхним слоем увеличение произошло на 0,04%, и на 1,08% по сравнению с нижним (прил. Б, табл. Б 1).
Исследуя данные по содержанию гумуса на фоне с внесением только минеральных удобрений, убедились в том, что системы обработки почвы по-разному влияли на распределение общего гумуса. Наибольшее содержание гумуса в верхнем 10-см слое наблюдалось при безотвальной и мелкой системах обработки почвы, соответственно составило 3,23 и 3,19%. По сравнению с контрольным вариантом разница была 0,12 и 0,08%. В нижних слоях почвы (20-30 см) наблюдается иная картина: наибольшее содержание гумуса при отвальной и комбинированной системах обработки, что существенно выше, чем при безотвальной и мелкой системах, (прил. Б, табл. Б 2). Это обусловлено тем, что минеральные удобрения и растительные остатки запахивались в почву равномерно по 20 см слою. В нижнем 30-40 см слое почвы содержание общего гумуса при всех системах обработки было близким.
Совместное применение минеральных и органических удобрений положительно влияло на содержание в почве гумуса. Так, на органо-минеральном фоне среднее содержание гумуса составило 2,94%, тогда как в слое 0-10 см его содержание колебалось от 3,22% до 3,33% (прил. Б, табл. Б 3).
Если принять слой почвы 0-10 см за 100%, то в слое 30-40 см его содержание уменьшилось в среднем на 26%. Статистическая обработка полученных данных по гумусу не выявила достоверных различий по системам обработки почвы.
Органо-минеральные удобрения повысили содержание гумуса в почве. Это повышение наблюдается на протяжении всего периода исследований (16 лет) (рисунок 3.2).
Внесение повышенных доз навоза (20 т/га севооборотной площади) существенно увеличивало содержание общего гумуса в почве при всех системах обработки почвы. Однако, ниже двадцатисантиметрового слоя содержание гумуса существенно уменьшается. Наблюдаются достоверные различия по слоям почвы. Системы обработки почвы были равными по содержанию гумуса (2,96 при безотвальной и комбинированной обработке, и 2,98% при мелкой обработке) (прил. Б, табл. Б 4).
Увеличению общего гумуса способствовали органо-минеральные и органо-минеральные повышенные дозы удобрений, при всех системах обработки почвы. Отсутствие закономерной разницы между вариантами обработки на неудобренном и минеральном фонах подтверждают данные таблицы 3.3.
На органо-минеральном фоне в слое 10-20 см наибольшее содержание гумуса наблюдалось при мелкой обработке, по сравнению с другими вариантами. На органо-минеральном улучшенном фоне во всех слоях почвы, кроме слоя 30-40 см наблюдалась разница между обработками. Так, при вспашке и комбинированной обработке наблюдается, более плавное, снижение гумуса по профилю, а при мелкой обработке со слоя 20-30см происходит резкое его уменьшение.
Таким образом, на общее содержание гумуса повлияли только системы удобрений (органо-минеральные и органо-минеральные с повышенной дозой внесения навоза). Следует отметить, что разница между вариантами была незначительной. Увеличение норм внесения навоза до 20 т/га способствовало повышению содержания гумуса в верхних слоях почвы. Минеральные удобрения не влияли на содержание гумуса и стабилизировали почвенное плодородие.
При мелкой обработке содержание гумуса увеличивалось, в слоях 0-10 и 10-20 см. Мелкая обработка усиливает дифференциацию профиля почвы по содержанию гумуса: то есть его содержание увеличивается в верхнем слое и снижается к нижнему более значительно, по сравнению с длительной вспашкой. На всех вариантах обработки наблюдается уменьшение содержания гумуса по профилю почвы. Различия наблюдаются между всеми слоями почвы, однако при отвальной и комбинированной обработкам, содержание гумуса уменьшается медленнее, чем при мелкой и безотвальной обработках.
Содержание легкогидролизуемого азота в почве
Основным источником засоренности полей является потенциальная засоренность почвы. В условиях современного интенсивного земледелия борьба с сорняками - один из важнейших элементов системы земледелия, от которого зависит увеличение урожайности сельскохозяйственных культур. По многочисленным сведениям, за последние 50 лет засоренность полей при минимализации обработки почвы резко возросла [32, 111, 225, 267], причем структура сорного сообщества кардинально изменяется под действием экологических факторов [133]. Задача сельскохозяйственного производства заключается не в полном уничтожении сорняков, а в поддержании их численности на том уровне, который не оказал бы отрицательного влияния на урожай культурных растений [216, 242, 247, 248].
В нашем опыте определение потенциальной засоренности почвы показало, что наибольший удельный вес составляли семена двойчатки лучистой (Bifora radians), щирицы запрокинутой (Amaranthus retroflexus), достаточно много было семян вероники плющелистной (Veronica hederifolia), дескурении Софии (Descurainia Sophia), пастушьей сумки обыкновенной (Capsella bursa - pastoris), осота розового (Cirsium arvense) и полевого (Sonchus arvensis) и других.
Системы обработки почвы во все годы исследований существенно влияли на перераспределение семян сорняков, главным образом, в слоях почвы 0-10 и 10-20 см. Так, на контрольном варианте по отвальной системе обработки почвы в севообороте под озимую пшеницу в 0-10 см слое насчитывалось 57,525 млн. семян на га, а при мелкой и безотвальной 78,175 млн. семян (табл. 6.1).
В слое 10-20 см меняется распределение семян - при отвальной обработке их количество выше на 49,21 и 36,51 млн. шт. на 1 га, в сравнении с мелкой и безотвальной системами обработки почвы. Глубже запасы семян существенно снижаются по всем видам обработок, особенно при мелкой. В среднем в слое 0-40 см на фоне без удобрений наибольшее количество семян насчитывалось при безотвальной обработке - 239,4 млн. шт. семян на 1 га.
Внесение как минеральных, так и органо-минеральных удобрений увеличивало потенциальную засоренность почвы в 0-10 см слое почвы при всех системах обработки. Сохраняется общая тенденция к уменьшению количества семян вглубь по слоям почвы. В слое 0-40 см наибольшее количество семян установлено на варианте с ежегодной отвальной обработкой.
Внесение органо-минеральных удобрений существенно влияло на распределение семян сорняков в почве сорокасантиметрового слоя, по сравнению с минеральными. В среднем на органо-минеральном фоне количество сорняков составляло 294,9 млн. шт. на 1 га, что на 79,8 млн. шт. больше, чем на минеральном фоне и на 88,1 млн. шт., чем на контроле (прил. Д, рисунок Д. 1, табл. Д. 1).
В сорокасантиметровом слое наибольший процент сорных семян на контрольном варианте приходился на верхний 0-10 см - до 48,40% при мелкой обработке почвы с внесением органических удобрений (рис. 7.1, прил. Д, рис. Д.2), наименьший приходится на нижний 30-40 см слой - 84% по этой же обработке.
Отвальная обработка Слой почвы Мелкая обработка Неудобренный фон Органо-мннерапьный улучшенный фон Таким образом, длительное применение системы мелкой обработки почвы в сравнении с отвальной несколько увеличивало потенциальную засоренность почвы под пшеницей озимой в верхнем 10 см слое - на 21,72 %, тогда как в нижних слоях почвы наблюдалось ее снижение.
При всех системах обработки почвы фактическая засоренность в посеве пшеницы озимой превышала экономический порог вредоносности, что вызывало необходимость химического контроля сорняков.
В начале прошлого века учеными было отмечено, что в посевах злаковых культур 17,6 % занимал овсюг (Avena fatua L.), 13,9 % - осот полевой (Cirsium arvense (L.) Scop.), 14,5 % - пырей ползучий (Agropyrum repens), 40 % - другие сорняки [257].
Многие ученые, такие как Пачоский И.К., Целик В.З., Шевелев И.Н., Батыренко В.Г., Доброхлеб И.В. изучали видовой состав сорных растений, биологию, особенности их распространения для дальнейшего использовании этих знаний в борьбе с ними в посевах культурных растений [15,68,184,248,257].
Было установлено, что при высоком уровне засоренности посевов теряется 3-5 ц/га зерна пшеницы озимой, 6-8 ц/га кукурузы [159]. Высокая засоренность пшеницы озимой амброзией значительно ухудшает качество зерна, а именно, содержание в нем белка снижается на 0,5 %, а стекловидность -на1% [128,224].
На количественно-видовой состав сорных растений в посеве пшеницы озимой существенно влияли системы основной обработки почвы и предшественники. При безотвальной системе обработки почвы по сравнению со вспашкой происходит увеличение количества сорняков на 23 % - после гороха, на 56% - после клещевины, на 19 % - после кукурузы на силос. Сырая масса сорняков при этом увеличивается на 25, 65 и 12 %, а видовой состав на 25,50 и 40% [121, 233]. Таким образом, безоборотная система обработки ведет к увеличению численности сорняков в посевах в 1,3 - 1,6 раз [233, 254].
В нашем опыте определение засоренности в посеве пшеницы озимой проводилось в два срока - весной в фазу кущения пшеницы, и перед уборкой культуры. Учет сорняков проводили на всех делянках опыта, на площадках 0,25 м в 10 точках каждой делянки.
Учет засорённости посева пшеницы озимой весной показал, что наибольшее количество в агрофитоценозе занимали вероника персидская (Veronica persica) и плющелистная (Veronica hederifolia), дескурения Софии (Descurania Sophia) и двойчатка лучистая (Bifora radians), в меньшей степенирастения мака самосейки (Papaver rhoeas), овсюга (Avena fatua L.), горца вьюнкового (Polydonum convolvulus). Многолетние сорняки были представлены в посеве осотом полевым (Cirsium arvense), количество которого превосходило экономический порог вредоносности (ЭПВ).
В целом по опыту применение удобрений увеличивало количество однолетних сорняков, особенно на участках, где вносили минеральные и органо-минеральные удобрениями (прил. Д, табл. Д.2).
Применение повышенных доз навоза обеспечивало увеличение на 54,3 шт./м2 количества растений сорняков в посеве пшеницы озимой по сравнению с контрольным вариантом. Системы обработки почвы имели близкое влияние на общую засоренность посева однолетними видами сорняков (FB F05).