Содержание к диссертации
Введение
Изменение плодородия почвы и урожайности посевов в зависимости от приемов воздействия на них и возможные направления интенсификации производства маслосемян ярового рапса (обзор литературы)
1.1. Влияние обработки на плодородие почвы и урожайность 10
сельскохозяйственных культур
1.1.1. Глубина и способы основной обработки почвы 10
1.1.2. Оптимизация питательного режима почвы в зависимости от различных приемов ее обработки - 16
1.1.3. Влияние обработки почвы на засоренность посевов сельскохозяйственных культур 19
1.2. Рапс - культура высокого экономического потенциала 25
1.2.1. Рапс - ценная масличная и кормовая культура в России 26
1.2.2. История и современное состояние отрасли рапсосеяния 34
1.2.3. Обработка почвы под яровой рапс 39
Почвенно-климатические условия, схемы опытов и методика исследований
2.1. Рельеф, почвы и климат лесостепи ЦЧР (на примере Липецкой области) 44
2.2. Схемы и методика проведения исследований 57
2.3. Почвенно - климатические условия в годы проведения исследований 62
2.4. Агротехника возделывания ярового рапса в опытах 67
Почвенно-биологические условия и рост ярового рапса в зависимости от приемов обработки почвы
3.1. Плотность сложения почвы 69
3.2. Влажность почвы 72
3.3. Содержание элементов питания в почве 75
3.4. Содержание гумуса в почве 81
3.5. Интенсивность разложения клетчатки в почве 85
3.6. Накопление пожнивных и корневых остатков в почве 88
3.7. Фитосанитарное состояние посевов рапса в зависимости от приемов основной обработки почвы в сочетании с удобре-ниями 90
3.8. Потенциальная засоренность почвы семенами сорняков 95
3.9. Влияние обработки почвы на засоренность посевов рапса 99
Урожайность и качество маслосемян ярового рапса в связи с изучаемыми приемами возделывания
4.1. Урожайность ярового рапса в зависимости от глубины и способов основной обработки почвы 105
4.2. Продуктивность различных сортов рапса и их отзывчивость на удобрения 109
4.3. Влияние обработки почвы на элементы структуры урожая рапса 113
4.4. Влияние удобрений на элементы структуры урожая раз- личных сортов рапса 116
4.5. Масличность семян ярового рапса сорта Ратник и жирно- кислотный состав растительного масла в зависимости от обработки почвы 118
4.6. Качество семян рапса в зависимости от обработки почвы, сорта и удобрений 125
Экономическая и биоэнергетическая эффективность выращивания РАПСА
5.1. Экономическая эффективность приемов основной обра- 130 ботки почвы
5.2. Биоэнергетическая эффективность способов и глубины 132 основной обработки почвы
5.3. Экономическая эффективность новых сортов ярового pan- 137 са
Внедрение безотвальной обработки почвы под яровой рапс в сельскохозяйственных предприятиях 140
6.1. Экономическая эффективность производства семян ярового РАПСА - 143
Выводы 146
Рекомендации производству 148
Список литературы
- Оптимизация питательного режима почвы в зависимости от различных приемов ее обработки
- Схемы и методика проведения исследований
- Интенсивность разложения клетчатки в почве
- Продуктивность различных сортов рапса и их отзывчивость на удобрения
Введение к работе
В развитых странах мира наблюдается четкая тенденция роста производства масличных культур. Одновременно растет и потребление растительного масла. Основная масличная культура в России - подсолнечник. Подсолнечное масло наиболее распространенное и любимо народом. Однако обоснованные расчеты показывают, что предельное насыщение севооборотной пашни подсолнечником уже достигнуто и составляет 5,5 млн. га (Ю.К. Новоселов, 2000).
Подсолнечник выращивают в основном в Северо-Кавказском, Поволжском, Центрально-Черноземном, Уральском и Западно-Сибирском регионах (до 96% от общей площади посева). Насыщенность севооборотов подсолнечником в этих регионах очень высокая, что привело к сильному поражению растений болезнями и вредителями. Поэтому в указанных регионах расширение площадей под подсолнечником практически исчерпано. В северных районах из-за ограниченных тепловых ресурсов возделывание подсолнечника также нереально. Все эти объективные причины не позволяют создать необходимую сырьевую базу для производства растительного масла и кормового белка в объемах, обеспечивающих потребности народного хозяйства.
В последние годы, наряду с такими традиционными масличными культурами, как подсолнечник и соя, выдвинулась новая для нас культура - рапс. Эта культура имеет высокую масличность и хорошие кормовые достоинства.
В семенах современных сортов рапса содержится 40-48% жира. По вкусовым и пищевым качествам рапсовое масло приравнивается к подсолнечному и используется как салатное, а также для изготовления маргарина, комбижиров, мороженого, шоколада и других продуктов питания. Рапсовое масло позволяет заменить часть жиров животного происхождения, служит хорошим сырьем для производства комбикормов, лаков, красок. Эруковая кислота, входящая в его состав, используется в производстве нового вида нейлона (Г.Н. Малахов, 1986). В развитых капиталистических странах в по следние годы в целях охраны окружающей среды на основе рапсового масла начали производить биологическое топливо. (А.С. Скакун и др., 1994).
Рапс имеет большое значение и как универсальная кормовая культура. При переработке семян низкоглюкозинолатных и безэруковых сортов рапса на масло остаются жмыхи и шроты. Выход жмыхов составляет 50-56%, в них содержится до 35%о белка, хорошо сбалансированного по аминокислотному составу. Одна тонна рапсового жмыха позволяет сбалансировать по белку 7-8 тонн зернофуража и повысить содержание переваримого протеина в одной кормовой единице с 80 до ПО г, что соответствует научно обоснованным нормам кормления сельскохозяйственных животных.
Ценным высокобелковым и энергонасыщенным кормом является мука из семян рапса, в одном килограмме которой содержится 350 г белка и 400-450 г жира (И.В. Артемов, 1989).
В настоящее время рапс стал главной масличной культурой и важным источником высококачественных белковых кормов в Китае, Канаде, Англии, Швеции, Германии, Польше и других странах. По объему мирового производства рапс занимает пятое место среди масличных культур после сои, хлопкового семени, арахиса и подсолнечника (Ф.К. Эхерн, Д.Д. Каннели, 1986). До 1980 года в структуре мирового производства масличных культур и растительного масла на долю сои приходилось 54%, хлопчатника - 15%» и на долю арахиса -11% (E.Z., Delbeit,1989).
Настало время поставить рапс по своей важности в один ряд с пшеницей, ячменем, кукурузой и подсолнечником. Россия имеет все возможности (природно-климатические, сорта, интенсивные технологии), чтобы полностью обеспечить население и промышленность растительным маслом, а животноводство - высокобелковым кормом.
До 1980-х годов рапсу в России не придавали должного народнохозяйственного значения. Возросшие потребности в растительном масле для пищевых целей и высокобелковых кормах для животноводства, а также ус пехи в селекции двунулевых сортов привлекли внимание к рапсу и сурепице в нашей стране.
Природно-климатические условия для возделывания рапса в большинстве регионов РФ благоприятны. Он хорошо приспособлен к умеренному климату страны: высокая продуктивность ярового рапса обеспечивается в зонах, где сумма активных температур выше 10°С составляет 1700-2000°С, а безморозный период не менее 110 дней.
Биоклиматический потенциал России предопределяет зоны возделывания ярового рапса: Нечерноземье, северная часть ЦЧЗ, Урал, Сибирь, Дальний Восток. В этих регионах отсутствует конкуренция рапсу, так как другие масличные культуры здесь в больших масштабах не возделывают (Ю.К. Новоселов, 2000). Потенциальные возможности регионов России, как показывают расчеты, позволяют в перспективе иметь площади посевов рапса на маслосемена около 2,5 млн. га, на кормовые цели в основных, поукосных и пожнивных посевах - до 3,0 млн.га. При средней реальной урожайности 8-Ю ц/га с этой площади будет производство 2,0-2,5 млн.тонн маслосемян.
Для реализации этой задачи необходимо расширить посевные площади рапса в Центральном районе до 230 тыс. га, Центрально-Черноземном - до 180 тыс. га, Поволжском - до 240 тыс. га, Уральском - до 570 тыс. га, Западно-Сибирском - до 730 тыс. га (И.В. Артемов и соавторы, 1997; В.П. Савенков, Е.М. Виноградова, 2000).
Для повышения эффективности производства рапса, особенно на маслосемена, нужно прежде всего создать организационно-экономические основы и дать оценку потенциальным почвенно-климатическим ресурсам различных природно-экономических зон возможного и наиболее эффективного возделывания рапса. В основу ее положить естественное плодородие почв, биоклиматический потенциал продуктивности земли, требования к факторам жизни и потенциальную возможность рапса. При этом первостепенное значение должны иметь такие вопросы, как выбор лучшего предшественника, оптимальный уровень питания, научно обоснованная обработка почвы, сорта.
Недостаточная изученность вопросов различных приемов основной обработки почвы под яровой рапс в агроценозе с другими культурами в длительных стационарных опытах, а также влияние ресурсосберегающих безотвальных способов обработки на показатели почвенного плодородия выщелоченного чернозема, качество получаемого масла послужили основанием для выполнения данной работы.
Исследования проводились в соответствии с программой государственных заданий, включенных в план НИР ВНИПТИ рапса (раздел 20 № 20030202 программы по растениеводству).
Цель исследований - разработать пути совершенствования технологии возделывания ярового рапса для условий Центрального Черноземья на основе использования энергосберегающих безотвальных приемов основной обработки почвы и адаптивных сортов, обеспечивающих высокий, экономически эффективный уровень урожайности и хорошие товарные качества мас-лосемян.
Задачи исследований:
• изучить изменения агрофизических и агрохимических параметров плодородия чернозёма выщелоченного в зависимости от глубины и способов основной обработки под яровой рапс;
• установить эффективность действия основной обработки на засоренность почвы и видовой состав сорных растений в посевах рапса;
• определить закономерности изменения продуктивности ярового рапса при разных глубинах и способах основной обработки почвы в сочетании с минеральными удобрениями;
• провести изучение новых перспективных двунулевых сортов рапса отечественной селекции, чтобы рекомендовать их производству;
• рассчитать экономическую и биоэнергетическую оценку разных способов и разной глубин основной обработки почвы под яровой рапс и проанализировать экономическую эффективность возделывания новых сортов рапса.
Научная новизна исследований. В условиях лесостепной зоны ЦЧР теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность и целесообразность применения безотвальных энерго- и ресурсосберегающих приемов основной обработки почвы под яровой рапс. Установлены оптимальные вложения техногенной энергии при возделывании ярового рапса, обеспечивающие увеличение его продуктивности. Выявлены наиболее перспективные двунулевые сорта рапса отечественной селекции для возделывания в лесостепи ЦЧР.
Практическая значимость работы обусловлена ее прикладным характером. Разработаны научно обоснованные и экономически эффективные приемы совершенствования технологии обработки почвы под яровой рапса, позволяющие стабилизировать плодородие чернозема выщелоченного и получать высокий уровень урожайности. Результаты исследований могут использоваться при разработке мероприятий по сохранению и улучшению агрофизических и агрохимических свойств чернозема выщелоченного. Полученные данные позволяют в условиях Центрального Черноземья эффективно использовать лучшие сорта ярового рапса отечественной селекции.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались автором на областных совещаниях по растениеводству и кормопроизводству Липецкой области. Ежегодно на заседаниях учёных советов ВНИПТИ рапса, на международном совещании «Рапс - культура XXI века» (г. Липецк, 2005).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 научные статьи, в том числе 2 в центральной печати.
Производственная проверка и реализация результатов исследований. Результаты научных исследований по разработке энергосберегающих приемов основной обработки почвы под яровой рапс внедрены в хозяйствах Липецкой области в 2005-2007 гг. на площади 14468 га (ЗАО «Русь-Агро» -10550 га, ООО «Агрофирма Трио» - 3918 га). Возделывание сорта Ратник по безотвальному рыхлению с использованием минеральных удобрений в дозе ЫэдРэдКэд.обеспечило получение урожайности до 22,5 ц/га. При этом при быль составила от 2110 до 2820 руб./т при рентабельности производства 64 81%.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения и 6 глав, обзора литературы из 226 источников, в т.ч. 14 иностранных; выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 149 страницах компьютерного текста, содержит 60 таблиц в тексте и 3 в приложениях, 1 рисунок
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Безотвальные приемы основной обработки почвы под яровой рапс, в сравнении со вспашкой, обеспечивают энерго- и ресурсосбережение при сохранении почвенного плодородия и высокой урожайности.
2. Использование адаптивных к условиям ЦЧР сортов ярового рапса Ратник, Рубеж, Визит и Форум позволяет получать экономически эффективную урожайность маслосемян по 20,5-21,2 ц/га.
Более высокие показатели экономической и энергетической эффективности возделывания рапса обеспечивают безотвальное рыхление почвы плугом со стойками СИБИМЭ и минеральные удобрения в дозе Ngo-9oP8o 90 90
Оптимизация питательного режима почвы в зависимости от различных приемов ее обработки
Обработка почвы в экстенсивном земледелии рассматривалась как один из действующих факторов мобилизации питательных элементов в почве. В.Р. Вильяме (1949) считал, что обработкой можно изменить физические свойства почвы, ее отношение к воде и воздуху, а следовательно, и ее химические свойства.
В условиях интенсивного земледелия, несмотря на все увеличивающиеся дозы органических и минеральных удобрений, роль обработки в оптимизации питательного режима почвы не потеряла своего значения.
Обработка почвы способствует активизации микробиологических процессов, а от активности почвенной микрофлоры зависит переход труднорастворимых элементов питания в усвояемое состояние. Приемами обработки можно регулировать синтез и разложение органического вещества, использование запасов питательных веществ, содержание достаточного количества воздуха, необходимого для жизнедеятельности микроорганизмов и корневой системы.
Как показали работы А.Н. Лебедянцева (1927), Е.Н. Мишустина (1956, 1960) и других исследователей, накопление питательных веществ происходит в верхней части пахотного слоя. Производя механической обработкой рыхление, перемешивание, оборачивание, мы тем самым изменяем ее физические свойства, непосредственно влияем на микробиологическую активность и пищевой режим
Е.Н. Мишустин (1956, 1960) считает, что только одно рыхление почвы мало способствует интенсификации микробиологических процессов, так как при этом нижняя часть пахотного слоя (15-20 см), обладающая наибольшим потенциальным плодородием, пребывает в неблагоприятных условиях для мобилизации питательных веществ. При вспашке с оборотом эта часть пахотного слоя, более богатая подвижными веществами, перемещается ближе к поверхности, то есть в условия, благоприятные для развития микробиологических процессов. Самый верхний слой (0-5 см), перемещенный на глубину 15-20 см, сохраняет в течение всего вегетационного периода присущую ему высокую микробиологическую активность, чем создаются благоприятные условия для питания растений.
Для повышения продуктивности посевов большое значение придается азотному режиму почвы (Ф.В. Турчин, 1946; Д.Н. Прянишников, 1965). Различные способы и глубина обработки почвы в неодинаковой степени влияли на накопление нитратного азота в ней. Часто результаты исследований противоречивы.
По данным исследователей В.В. Квасникова (1951), П.К. Иванова (1953), П.Н. Ярославской (1964), содержание подвижных питательных форм азота и фосфора в почве при глубокой вспашке не снижается, а даже увеличивается. Но при глубокой вспашке увеличиваются потери азота из корне-обитаемого слоя (П.Я. Биленко, 1960; Т.А. Трофимова, 1992). На выщелоченном черноземе Я.Н.Мухортов, Н.Г. Мацнева, М.Ф. Михайлова (1974) отмечают повышение количества подвижных форм азота и фосфора под действием постоянных вспашек на глубину 27-30 см в севообороте в сравнении со вспашкой на 20-22 см.
В литературе имеются также данные, которые отрицают улучшение пищевого режима почвы под влиянием глубоких обработок. Исследования Д.П. Бурнацкого, В.В. Яровенко (1961); П.К. Иванова (1967) показывают, что по глубокой вспашке на 30-35 см содержание нитратов и доступной фосфорной кислоты весной бывает меньше, чем по вспашке на 20-25 см, и только к середине лета оно начинает выравниваться или даже превосходить обработку на меньшую глубину. П.Т. Кибасов (1968) отмечает, что в содержании питательных веществ в черноземной почве при глубокой и мелкой вспашках существенных различий не выявлено. В опытах, проведенных на Куйбышевской опытной станции В.А. Корчагиным (1975), отмечено уменьшение содержания нитратного азота при углублении пахотного слоя. Простое рыхле ниє и минимализация обработки снижают содержание нитратов в почве по сравнению со вспашкой (М.И. Рубинштейн, В.И. Коваленко, 1968; С.С. Сдобников, 1968; Ю.К. Черепанов, 1968).
На содержание питательных веществ в почве большое влияние оказывают не только глубина обработки, но также и ее способы. Л.Н. Барсуков, К.М. Забавская и Т.И. Иванова (1959) своими исследованиями показали, что при отсутствии отвальной обработки в нижней части пахотного слоя содержание нитратов в 3-5 раза меньше и значительно ниже подвижность фосфатов, чем в том же слое при ежегодной вспашке. Установлено, если прекратить оборачивание пахотного слоя, то идет изменение плодородия с нарастанием его в верхней части и падением в нижней, это явление повсеместное и оно основано на биологических закономерностях, поскольку активная деятельность микроорганизмов и почвенной фауны нуждается в снабжении кислородом.
В опытах профессора С.С. Сдобникова, поставленных в 1959-1960 годах, отношение показателей плодородия верхнего слоя к нижнему по урожаям в сосудах при ежегодной вспашке было близким к единице, на непахан-ном один год поле - 1,5, а на обрабатываемом безотвально 6 лет подряд верхний слой был в 3,2 раза плодороднее нижнего. При этом разница в содержании гумуса была незначительной, а нарастание плодородия шло за счет минерализации вновь образуемого органического вещества и распаковки агрегатов под воздействием атмосферных явлений (С.С. Сдобников, 1994).
Повышение питательных веществ в слое 0-10 см ряд ученых (Н.А.Сапожников, 1963; Н.И. Картамышев, 1996; В.А. Гулидова, 2000) объясняют усиленным развитием микроорганизмов в верхней части пахотного слоя, где остается основная масса растительных остатков.
Схемы и методика проведения исследований
В целом Липецкая область располагает высококачественными земельными ресурсами. В составе почвенного покрова доминирует ценнейшие в хозяйственном отношении выщелоченные черноземы, занимающие 73,5% площади пашни. Они характеризуются благоприятными агрофизическими, физико-химическими и агрохимическими свойствами, высоким уровнем плодородия и способны давать большие урожаи всех сельскохозяйственных культур, в том числе и ярового рапса.
Климат Липецкой области умеренно континентальный с умеренно теплым летом и сравнительно холодной снежной зимой. Сезонные колебания климата проявляются отчетливо. Средняя годовая температура воздуха 3,5-5,5 С. Самый холодный месяц - январь (-9,7 -10,8 С), самый теплый - июль (19,3 - 20,2С). Минимальные зимние температуры опускаются до - 42С, максимальные летние достигают 40С. Однако экстремальные значения температур наблюдаются редко - меньше чем в 5% лет. Тепло распределяется в течение года неравномерно, основная часть приходится на весну и лето.
Приход солнечной радиации за год составляет около 89 ккал/см2. Она распределяется по временам года следующим образом: зима - 7, весна - 29, лето - 40, осень - 13 ккал/м . На фотосинтетическую активную радиацию приходится 36 ккал/см , и изменяется она от 29 до 36 ккал/см , за апрель сентябрь составляет от 1350 до 1470 часов. Наибольшая продолжительность солнечного сияния бывает в июне и июле: соответственно 273 и 291 час. Эти показатели в значительной степени отвечают требованиям и определяют продуктивность ярового рапса.
Термические ресурсы области в целом благоприятны для возделывания ярового рапса и других сельскохозяйственных культур. Продолжительность безморозного периода составляет в среднем 145-150 дней. Морозный период с отрицательной температурой длится 140-145 дней, вегетационный период со среднесуточной температурой воздуха выше +5С - 180-185 дней (с середины апреля до середины октября), период со среднесуточной температурой выше +10С - 140-145 дней (с конца апреля - начала мая до третьей декады сентября), выше +15С - 101-108 дней. Обилие теплых дней позволяет выращивать не только малотребовательные, но и теплолюбивые ранне-, средне- и даже позднеспелые культуры, такие как кукуруза, сорго, соя, фасоль и другие.
По влагообеспеченности большая часть территории ЦЧР (Курская, Липецкая, Орловская, Тамбовская, северные районы Белгородской и Воронежской областей) относятся к зоне умеренного увлажнения и только южная часть Белгородской и Воронежской областей - к зоне недостаточного увлажнения. Гидротермический коэффициент составляет в среднем 0,9-1,1 (табл.9).
Осадки на территории Липецкой области распределяются неравномерно, сильнее увлажнены западные, более возвышенные равнины, слабее -восточные (Тамбовская равнина).
Среднемноголетняя годовая сумма осадков колеблется от 450 в юго-восточных до 500 мм в северных и западных районах области. В отдельные годы количество осадков возрастает до 700-800 мм или снижается до 250-300 мм. Число дней с осадками колеблется от 140 до 170 в году.
Весна наступает в начале апреля с быстрым нарастанием температур. Весенние заморозки возможны до 18-22 мая, случаются они и позже - до 10 июня. Осадков весной выпадает немного, но запасы продуктивной влаги в мертвом слое почвы бывают большие и достаточные для получения дружных и своевременных всходов рапса.
Лето начинается 24-28 мая и продолжается 95-101 день. Среднемесячная температура воздуха в июне достигает 17,4-18,0С, в июле - от 19,4 до 20,2С, в августе - от 18,0 до 18,5С. Длительное действие высоких температур (более 39 - 40С) случается редко.
Среднемесячные суммы осадков в области возрастают от апреля к июню-июлю и затем постепенно снижаются к сентябрю. Нередки (1-2 раза в месяц) бывают ливни с грозой, а иногда и с градом. Ливневые дожди часто вызывают сильную эрозию склоновых земель, которые не заняты посевами, поэтому на склонах надо выращивать многолетние травы.
Отрицательной особенностью климата области являются засухи и суховеи, повторяемость их возрастает с северо-запада на юго-восток. В Липецке за вегетационный период бывает в среднем 14 суховейных дней с колебаниями по годам от 4 до 48. Вероятность лет с интенсивными суховеями составляет 41%, со среднеинтенсивными - 86%, со слабоинтенсивными - 100%. Засухи в области случаются один раз в 3-4 года.
Важным условием снижения отрицательных последействий недостаточной влагообеспеченности полевых культур является обработка почвы, которая предназначена для накопления и экономного расходования почвенной влаги.
Продолжительность осени около двух месяцев - с 1-3 сентября по 3-7 ноября. Первые осенние заморозки на почве наблюдаются в среднем 19-28 сентября, в воздухе -11-20 октября.
Снежный покров устанавливается в конце ноября - начале декабря и сохраняется 120-125 дней. Высота его к концу зимы в среднем составляет 15-30 см. За холодный период (с ноября по март) выпадает осадков 135-145 мм (30% годовой нормы), а в малоснежные зимы запас воды в снеге около 100 мм. Зима в области длится 138-145 дней, с 3-7 ноября по 1-4 апреля.
В целом почвенно-климатические условия Липецкой области благоприятны для возделывания ярового рапса. Тепловые и почвенные ресурсы позволяют получать здесь урожай 250-350 ц/га зеленой массы и 15-25 ц/га маслосемян ярового рапса. Вместе с тем проблема сохранения плодородия черноземов в Липецкой области продолжает обостряться. Все более насущной и актуальной становится разработка научных основ управления плодородием почв и продукционным процессом в агроценозах на основе накопления научных знаний.
Интенсивность разложения клетчатки в почве
При интенсификации сельского хозяйства увеличивается антропогенное воздействие на почву и показатели ее плодородия. Один из них - биологическая активность почвы, представляющая собой сложный комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих биологических процессов, который зависит от генетических особенностей почвы, гидротермических условий, а также от проводимых агротехнических мероприятий (А.П. Щербаков и др., 1983).
Биологические процессы определяют плодородие почвы. Динамика органического вещества (его синтез и разложение) определяется деятельностью растений и микроорганизмов. В то же время растения избирательно поглощают из почвы элементы минерального питания, а микроорганизмы минерализуют растительные остатки, превращая связанный азот и зольные элементы пищи в доступные для растений формы. К показателям суммарного эффекта деятельности почвенных микроорганизмов можно отнести биологическую активность почвы по интенсивности разложения льняной ткани.
Исследования биологической активности почвы проводили по методу «льняных полотен». В разложении льняной ткани участвуют целлюлозоразла-гающие микроорганизмы, развивающиеся только на средах, содержащих клетчатку. Кроме указанных микробов, аэробное разложение клетчатки осуществляется актиномицетами и плесневыми грибами. Содержание в почве бактерий, разлагающих клетчатку, имеет большое значение для развития азотфиксирую-щих микробов, так как последние используют продукты их жизнедеятельности (Н.Р. Леонов, 1989).
Е.Н. Мишутин (1970) отмечал, что в почве с энергичной минерализацией органических веществ более многочисленны микроорганизмы, усваивающие минеральные соединения азота, а в почве с ограниченной минерализацией преобладает микрофлора, использующая органический азот. С этой точки зрения в посевах рапса наиболее активно разлагалось органическое вещество (льняное полотно) при отвальной вспашке. Поскольку степень активности целлюлоидных микроорганизмов зависит от наличия в почве доступного азота, фосфора и других элементов, то степень распада, можно считать, отражает направленность хода микробиологических процессов вообще.
Разложение ткани при 60 суточной экспозиции было заметнее выражено при вспашке, где убыль ткани составила в слое 0-30 см 32,8%, в то время как по плоскорезной обработке ткань разложилась на 27,6% от исходной массы, чи-зельной - на 28,1%, стойками СИБИМЭ - на 28,8% (табл. 27).
Таким образом, отвальная вспашка на 20-22 см обеспечивает в наших опытах самую высокую степень разложения льняного полотна.
При всех способах обработки почвы к концу вегетации наблюдалась разнокачественность почвенных слоев по плодородию. Дифференциация пахотного слоя, то есть разнокачественность его частей по плодородию, в свое время послужила одной из теоретических предпосылок необходимости ежегодной культурной вспашки. В настоящее время ее исследуют, но пока еще нет единого мнения по основным вопросам обработки почвы (оборачиванию, перемешиванию или рыхлению без оборота).
По нашим данным, применение поверхностной обработки (лемешное лущение на 10-12 см) приводит к резкой дифференциации частей гумусового слоя по плодородию в связи с неодинаковой глубиной заделки пожнивных остатков и удобрений. Верхняя часть пахотного горизонта (0-10 см) приобретала большее плодородие, чем нижняя (20-30 см). Разложение льняной ткани в слое 20-30 см было на 4,3% меньше, чем в слое 0-10 см.
Таким образом, неодинаковая реакция культур на неоднородность пахотного слоя позволяет заключить, что наиболее полное воспроизводство и реализация эффективного плодородия выщелоченного чернозема в условиях ЦЧР обеспечиваются при дифференцированной по глубине и способам системе
Основным естественным источником пополнения органического вещества в почве являются корневые и пожнивные остатки, количество которых зависит от вида сельскохозяйственной культуры, способа возделывания.
Содержание негумифицированных растительных остатков после уборки рапса определялось по уравнению регрессии (A.M. Лыков, В.В. Круглое, 1976).
Рапс - сравнительно новая культура для ЦЧЗ, поэтому важно знать, сколько корневых и пожнивных остатков после него остается в почве. При исследовании величины накопления пожнивных и корневых остатков мы наблюдали определенную зависимость от различных способов основной обработки почвы (табл.28).
Вспашка способствовала образованию более развитых растений с мощной корневой системой. Количество пожнивных и корневых остатков на данном варианте было максимальным и составляло 73,4 ц/га. Наименьшее их количество отмечалось по поверхностной обработке - 60,5 ц/га.
При плоскорезной и чизельной обработках формировалась по массе и объему более развитая, чем по поверхностной обработке, корневая система. Количество корневых и пожнивных остатков составляло 61,0-62,6 ц/га, что соответственно на 16,9-14,7% меньше, чем по вспашке. Следует отметить, что количество негумифицированных растительных остатков при обработке почвы стойками СИБИМЭ было почти такое же, как и в вариантах с отвальной вспашкой (71,4 ц/га).
Важно знать не только количество растительных остатков, но и содержание в них питательных веществ. Определение содержания азота, фосфора и калия в негумифицированных остатках показало, что количество питательные вещества в них в зависимости от способов обработки почвы различались незначительно: азот 1,61-1,67%, фосфор 1,13-1,16%, калий 0,66-0,72% (табл.29).
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что после уборки рапса в почву с растительными остатками возвращалось большое количество азота, фосфора и калия, которые по мере минерализации используются растениями и микроорганизмами в качестве источника питания. Расчеты показали, что с пожнивными и корневыми остатками в почве накапливалось от 97 до 120 кг/га азота, 69-83 кг/га фосфора и 40-53 кг/га калия. Причем максимальное накопление важнейших элементов питания наблюдалось по отвальной вспашке: азота - 120 кг/га, фосфора - 83 кг/га, калия - 53 кг/га.
Продуктивность различных сортов рапса и их отзывчивость на удобрения
При выборе способа и глубины обработки почвы под яровой рапс надо учитывать его биологические особенности. Во-первых, это влаголюбивая культура, имеющая мелкие семена и стержневую корневую систему, проникающую на глубину более 2 м. Во-вторых, рапс в начале своего развития очень медленно растет и развивается, поэтому его посевы склонны к сильному зарастанию сорняками.
Система подготовки почвы должна обеспечивать к посеву ярового рапса выровненную поверхность, рыхлый мелкокомковатый посевной слой (2-3 см), под которым хорошо осевшее, уплотненное семенное ложе.
В стационарном опыте основными изучаемыми факторами являлись способы основной обработки почвы и их глубина в сочетании с минеральными удобрениями и без них.
Рассматривая действие способов обработки почвы на урожайность семян рапса отмечаем, что ее эффективность во многом определялась погодными условиями (в основном влагообеспеченностью). Из 4 лет только 1998 год был достаточно увлажненным. Возможно поэтому в годы с недостаточным увлажнением хорошо зарекомендовала себя основная обработка почвы плугом со стойками СИБИМЭ. Данная безотвальная обработка на глубину 20-22 см в среднем за годы исследований обеспечила урожайность на уровне культурной вспашки -19,4 ц/га.
Чизельная и плоскорезная обработки на глубину 20-22 см были менее эффективны, чем рыхление стойками СИБИМЭ на ту же глубину. Так, по плоскорезной обработке урожайность составила 16,3, по чизельной - 17,0 ц/га, что на 16-12,4% ниже (табл. 38).
Систематическое применение плоскорезной и чизельной обработки приводит к существенному снижению урожайности семян рапса в сравнении с контрольным вариантом (3,7 и 3,0 ц/га) за счет большей засоренности посевов (табл. 36), а также вследствие пересыхания верхнего слоя почвы, в котором сосредоточена основная масса питательных веществ.
Проведение лемешного лущения на 10-12 см сопровождалось снижением урожайности на 17,5% в сравнении со вспашкой. Во все годы исследований бы ло достоверное снижение урожайности (НСР05 0,91-1,19 ц/га). Ограничивающими факторами урожайности рапса при такой обработке являлись недостаток продуктивной влаги в посевном и корнеобитаемом слоях, а также сильная засоренность посевов многолетними и малолетними сорняками.
Однако проведение глубокого чизелевания (40 см) по фону лемешного лущения способствовало дополнительному накоплению продуктивной влаги в почве, что благоприятствовало росту урожайности рапса на 7,9%.
По двухъярусной вспашке на глубину 30-32 см урожайность рапса два года из четырех лет исследований была на уровне культурной вспашки на 20-22 см, а в 1997 и 1998 годах уступала ей на 2,3 и 2,9 ц/га, что было связано с изреженностью посевов. Хотя рапс и имеет стержневую глубокопроникающую корневую систему, увеличение глубины вспашки с 20-22 до 25-27 см не способствовало росту продуктивности растений. Урожайность была во все годы ниже на 1,4-2,2 ц/га.
Способы обработки почвы под рапс в опыте оказали меньшее влияние на его продуктивность, чем применение минеральных удобрений (табл. 39).
Исследования показали, что уровень урожайности составлял на удобренном фоне 20,3 ц/га, неудобренном - 15,6 ц/га. Внесение минеральных удобрений в дозе N90P90K90 повышало урожайность рапса в среднем на 23,2%. Прибавка урожайности за счет внесения удобрений по лемешному лущению составила 27,4%о, лемешному лущению с углублением чизелем - 26,7%), по плоскорезной обработке - 26,2%), по чизельной - 19,2%, по рыхлению стойками СИБИМЭ -21,2%», по вспашке на 20-22 см - на 21,9%, по вспашке на 25-27 см - на 22,7%, по двухъярусной вспашке - на 24,3%.
