Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературных источников 7
2.1 Влияние способов основной обработки почвы на её плодородие, агрофитоценоз и урожайность нута 7
2.2 Система обработки почвы и урожайность нута 23
2.3 Фитоценотические и химические меры борьбы с сорными растениями 25
2.4 Влияние инокуляции семян и минеральных удобрений на сим-биотическую активность и урожайность нута 30
3. Место и общие условия проведения исследований 36
3.1 Методика проведения учётов, анализов, наблюдений 43
3.2 Общие условия проведения опытов 45
4. Влияние способов основной обработки почвы на агрофизические факторы плодородия, агрофитоценоз и урожайность нута 48
4.1 Структурно-агрегатный состав пахотного слоя почвы под посевом нута 48
4.2 Коэффициент структурности 53
4.3 Плотность почвы 56
4.3.1 Расход воды посевами нута 58
4.3.2 Запасы продуктивной влаги в почве 59
4.3.3 Суммарное водопотребление 61
4.3.4 Коэффициент водопотребления 63
4.4 Антропогенные и фитоценотические методы воздействия на агрофитоценоз 66
4.4.1 Потенциальный запас семян сорных растений в пахотном слое почвы 68
4.4.2 Количество сорняков, уничтоженных до посева и после посева нута 71
4.4.3 Видовой состав сорного компонента агрофитоценоза в зависимости от способов основной обработки почвы 73
4.4.4 Гербакритический период 81
5. Влияние способов основной обработки почвы и гербицидов на засорённость посевов нута 85
5.1 Засорённость нута в фазе полной спелости в зависимости от способов основной обработки почвы 87
6. Влияние инокуляции семян нитрагином и минеральных удобрений на симбиотическую активность и урожайность нута 94
6.1 Урожайность нута 99
7. Оценка эффективности использования нута в рационах кормления кур-несушек 103
8. Экономическая эффективность производства зерна нута в зависимости от способов основной обработки почвы, гербицидов и минеральных удобрений 108 Выводы и предложение производству 113 Список литературных источников
- Система обработки почвы и урожайность нута
- Общие условия проведения опытов
- Расход воды посевами нута
- Засорённость нута в фазе полной спелости в зависимости от способов основной обработки почвы
Введение к работе
Обработка почвы постоянно совершенствуется от простого к сложному: от мотыги к поверхностным приёмам, от взмёта пласта к отвальной обработке. По мере внедрения в практику приёмов и способов обработки почвы выявляются новые нерешённые задачи, которые затем вновь осмысливаются и на определённом этапе развития общества воплощаются в новые приёмы и средства обработки почвы.
Научно обоснованная разноглубинная отвальная обработка явилась мощным средством мобилизации питательных веществ и уничтожения вредных организмов. Однако в ближайшее время выяснилось, что она сильно разрушает структуру почвы, вследствие чего активно стали развиваться эрозионные процессы. Возникла необходимость в том, чтобы почва не только обрабатывалась, но и надёжно защищалась от водной эрозии и дефляции.
В настоящее время в стратегии основной обработки почвы ресурсосберегающая направленность - от более интенсивной к минимальной почвозащитной. Минимализация механического воздействия на почву связана, прежде всего, с уменьшением числа возложенных на обработку таких задач, как уничтожение сорно-полевой растительности, которая осуществляется основной обработкой, плодородие поддерживается внесением удобрений и расширением посевов многолетних бобовых трав. В биологизации земледелия большое значение имеет внедрение зернобобовых культур, особенно нута в районах с недостаточным увлажнением на тёмно-каштановых почвах, как одной из засухоустойчивых бобовых культур.
В этой связи изучение влияния способов основной обработки почвы на агрофитоциноз и урожайность нута в зоне неустойчивого увлажнения является одним из актуальных вопросов земледелия. Также проводились полевые опыты по изучению эффективности применения гербицидов на формирование агрофитоценоза и урожайность нута, изучалась симбиотическая активность азотфиксации бактериями на корнях нута.
Кроме того, важной задачей является использование зерна нута по сбалансированному белку корма для кур-несушек в СХА «Птицефабрика Кумекая» Георгиевского района Ставропольского края.
Целью работы является разработка основных элементов технологии возделывания нута на зерно и организация сбалансированного по белку кормления кур-несушек.
В задачи исследования входило изучить:
воднофизические свойства почвы в зависимости от способов основной обработки;
расход влаги посевами нута;
антропогенное и ценотическое воздействие на агрофитоценоз;
влияние гербицидов на формирование агрофитоценоза и урожайность нута;
влияние инокуляции семян нута нитрагином и минеральных удобрений на симбиотическую активность и урожайность нута;
- эффективность использования нута в рационах кормления кур-
несушек;
- определить экономическую эффективность возделывания нута в зави
симости от способов обработки почвы, гербицидов и содержания элементов
питания.
Впервые в зоне неустойчивого увлажнения на тёмно-каштановых почвах изучается влияние основных способов обработки почвы, гербицидов и разных фонов минеральных удобрений на формирование агрофитоценоза и урожайность нута.
На основании экспериментальных данных будут даны рекомендации по выращиванию нута в зоне неустойчивого увлажнения на тёмно-каштановых почвах и использование его в рационах кормления кур-несушек.
Результаты исследований подтверждаются выполненным объёмом экспериментального материала и статистической обработкой полученных экспериментальных данных.
б Основные положения диссертации доложены на научно-практических конференциях Ставропольского ГАУ и заседаниях кафедры общего и мелиоративного земледелия, и опубликованы в двенадцати статьях, в том числе одна статья в журнале «Земледелие».
Система обработки почвы и урожайность нута
С развитием сельскохозяйственного машиностроения в земледелии возрастает роль науки. Она теоретически и экспериментально устанавливает закономерности воздействия на рост и развитие растений способов и приёмов обработки почвы по возделыванию сельскохозяйственных культур. На этой основе составляются научно обоснованные и практически приемлемые системы обработки почвы под отдельные культуры. Почва при такой обработке приобретает иное, более благоприятное сложение структурных агрегатов. Регулируя структуру почвы (увеличивается общая и некапиллярная пористость, усиливается аэрация, изменяется расход воды), обработка почвы удовлетворяет требования культурных растений (П.А. Костычев, 1951; В.Р. Вильяме, 1963; А.Г. Дояренко, 1963; Н.А. Качинский, 1963; Д.И. Буров, 1970; П.Т. Кибасов, 1970; Б.А. Доспехов, 1979; ЯЛ. Мухортов, 1984; А.И. Пупо-нин, 2000).
Под нут готовить почву предлагали В.Б. Енкин и М.А. Миткевич (1946), так же как и под остальные культуры - пахать с осени на общепринятую глубину. При углублении отвальной обработки с 13 до 23 см урожайность нута повышается с 14 до 19 ц/га, то есть прибавка составляет 5 ц/га или 36%.
А.А. Корнилов (1960) рекомендует применять двухфазную систему зяблевой обработки: лущение стерни на глубину 6-8 см, а после появления всходов однолетних и отрастания многолетних сорняков - отвальную обработку на 22-25 см.
Такая единая система зяблевой обработки, включающая лущение стерни и вспашку, применялась в производстве до недавнего времени. Многие хозяйства нередко ограничиваются только отвальной обработкой без лущения и последующего боронования и культивации. Существовало мнение, что оставшиеся после отвальной обработки гребни способствуют задержанию снега и, таким образом, накоплению влаги в почве. Между тем в засушливых
районах яровые посевы страдают не только от недостаточного количества осадков, но и от больших потерь влаги из почвы в результате испарения с поверхности гребней. Имеющиеся в почве семена сорняков осенью не прорастают, дружные всходы дают весной. Из всего сказанного следует, что для сохранения почвенного плодородия и эффективной борьбы с сорняками необходимы более интенсивные и современные приёмы обработки.
Опыты и производственные данные (А.А.Корнилов, 1959), проведённые на солонцеватых и выщелоченных чернозёмах, показывают, что осенняя обработка зяби (боронование и культивация) повышают урожай как ранних, так и поздних яровых культур, улучшают водный режим и заметно снижают засорённость.
По мнению В.В. Балашова (1995), в системе подготовки почвы под нут важное значение имеет своевременная и качественная основная обработка, в значительной мере зависящая от предшественника. Когда предшественником является стерня зерновых, обработка начинается с лущения, её наибольшая эффективность одновременно с уборкой. Основная обработка почвы как отвальная обработка, так и безотвальное рыхление, осуществляются на глубину, дифференцированную в соответствии с мощностью пахотного слоя. При выращивании нута на обыкновенных и южных чернозёмах поля обрабатываются на глубину 25-27 см, применяя плуги или безотвальные орудия.
Обобщая многолетние исследования по выявлению сущности процессов, происходящих в почве после очередной её обработки, Г.С. Посыпанов и др. (2006) рекомендуют более интенсивную основную обработку почвы. Её первым и важным приёмом является лущение стерни на глубину 7-8 см. Затем через 2-3 недели проводится зяблевая вспашка на чернозёмных почвах на глубину 25-27 см, на каштановых почвах на глубину пахотного слоя плугами с предплужниками. При длительном периоде после отвальной обработки почву культивируют для выравнивания и уничтожения сорняков.
В настоящее время научные учреждения накопили большое количество данных о важной роли зяблевой обработки в накоплении и сохранении поч венной влаги. Её расход по фонам зяблевой обработки зависит во многом от увлажнения. При хорошем увлажнении почвы с осени различия в запасах влаги незначительные, хотя больше накапливается снега на полях, где сохраняется стерня. Объясняется это низкой фильтрующей способностью влажной почвы, оставленной осенью без обработки, или обработанной плоскорезом. Если почва с осени увлажнена плохо (26-34 % от ППВ), и зимой осадков достаточно, то запасы различаются существенно: на необработанной стерне содержалось 1001 м3/га продуктивной влаги, по глубокому безотвальному рыхлению и мелкой плоскорезной обработке соответственно 921 и 871, а на отвальной зяби - 500 м3/га (З.И. Порохня, И.Д. Кобяков, 2006).
Обработка почвы, как антропогенный фактор воздействия на почву, не только регулирует агрофизические свойства пахотного слоя, но и формирует внутреннюю среду посевов, под пологом которых многие сорняки оказываются сильно угнетёнными и подавленными (Г.И. Баздырев, Б.И. Смирнов, 1986; Г.И. Баздырев, 1999; 2002; Г.Р. Дорожко, В.М. Передериева, О.И. Власова, В.В. Панченко, Д.А. Ткаченко, 2001; В.М. Передериева, О.И. Власова, Е.В. Голосной и др., 2003).
В посевах сельскохозяйственных культур практически всегда произрастают сорные растения. Вследствие этого на пашне формируются сообщества культурных и сорных растений. По аналогии с естественным сообществом, совокупность культурных и сорных растений посева, характеризующаяся определённым составом, строением и взаимодействием и сформировавшаяся на сравнительно однородной в экологическом отношении сельскохозяйственной территории, называют полевым растительным сообществом, или агрофито-ценозом.
Б.М.Миркин (1981) в книге «Теория и практика агрофитоценологии» обобщил сложную взаимосвязь между культурным и сорным компонентом полевых сообществ. Он отмечал, что между видами, входящими в состав аг-рофитоценозов, устанавливаются и развиваются определённые взаимоотношения: трофические, основанные на особенностях питания растений; взаи-мосредообразующие, поскольку растение по отношению к другим выступает в качестве фактора внешней среды, и основанные на способности отдельных видов противостоять неблагоприятным факторам внешней среды.
В последнее время существенно расширено представление о полевом растительном сообществе. Особое значение придаётся прямым и косвенным влияниям между растениями, которые выражаются следующими факторами: паразитизм и полупаразитизм, механическое давление на стебли и корни культуры вьющихся, цепляющихся и сильно ветвящихся сорняков; аллелопа-тия; конкуренция; фитогенное воздействие - действие растений вида на формирование и состояние внутренней среды; через почвенные условия; отзывчивость растений на внешние воздействия; климатические факторы (засуха, недостаток тепла и т.д.); биогенные факторы (развитие болезней, стравливание скотом и т.д.); антропогенные факторы (обработка почвы, внесение удобрений, пестицидов и т. д.) (С.А.Воробьев, 1991).
Рассмотренные выше особенности взаимоотношений в полевом сообществе и составляют теоретическую основу фитоценотических мер борьбы с сорняками. Эти меры реализуются с помощью агротехнических мероприятий.
Общие условия проведения опытов
Одна из биологических особенностей нута состоит в том, что в первые фазы роста и развития эта культура медленно растет, а поэтому в весеннее время в послевсходовый период на полях, имеющих сложное фитосанитар-ное состояние, сильно зарастает сорняками, что резко сокращает урожайность этой культуры.
В таких условиях одним из сдерживающих факторов развития сорной растительности в посевах нута является применение гербицидов.
Исследование проводили в полевом опыте, где изучались способы основной обработки почвы и применение гербицидов.
Объектом исследования является культура - нут, изучалось отношение нута к применению различных гербицидов и влияние способов основной обработки почвы на влажность, агрегатный состав, видовой состав сорняков и засорённость, урожайность и качество урожая, экономическую эффективность выращивания нута и производство куриных яиц.
Опыты проводились в трехкратной повторности, площадь делянки -144 м . Учеты засоренности посевов нута проводили в фазу полной спелости (Методические указания по изучению системы гербицидов в севооборотах, 1980).
Численность сорняков определяли непосредственным подсчетом их стеблей на пробных площадках, выделяемых с помощью рамки (0,25 м ). Так как культуру нут высевали рядовым способом, то наиболее подходящая фор ма рамки - квадрат, накладывали ее так, чтобы один из рядков посева совпал с ее диагональю. Численность сорняков определяли по каждому виду по методике Б.А. Доспехова, (1979). Весовой метод определения влажности почвы
Влажность почвы определяли перед севом культуры и в фазу полной спелости зерна нута по методике, изложенной Б.А. Доспеховым, И.П.Васильевым, A.M. Туликовым (1987).
Пробы отбирали на глубину до 1 метра через каждые 10 см. Отобранные образцы помещали в предварительно взвешенные алюминиевые бюксы, которые быстро закрывали крышкой. В лаборатории бюксы взвешивали с точностью до 0,01 г, открыв крышки, помещали в сушильный шкаф и высушивали до постоянной массы при температуре 105С. После высушивания бюксы извлекали из сушильного шкафа, закрывали крышками, охлаждали и взвешивали. Влажность почвы определяли по формуле: Ві-Вг Во = х 100, где: В2-В Во - искомая величина, %; В - масса алюминиевого бюкса г.; В і - масса бюкса с почвой до высушивания; В2 - масса бюкса с сухой почвой;
Определение видового состава и массы сорной растительности
Методика разработана на кафедре земледелия и методики опытного дела РГАУ ТСХА группой ученых: Б.А. Доспеховым, И.П. Васильевым, A.M. Туликовым (1987) и заключается в проведении учета сорной растительности на площадке размером 50 х 50 см (0,25 м ). На каждой делянке при учете за-соренности брали по 4 пробных площадки (1 м ) и с каждой из них выдергивали сорные растения, освобождали корневую систему от почвы, старых засохших листьев, распределяли по видовому составу и взвешивали. Определение агрегатного состава почвы методом сухого просеивания по Н.И. Саввинову
Для количественной характеристики структуры почвы отбирали образцы с ненарушенной структурой. Почву сбрасывали с лопаты с высоты одного метра и все крупные комки растирали руками так, чтобы не сминалась и не растиралась. Отобранные образцы почвы доводили до воздушно-сухого состояния и просеивали среднюю пробу 2,5 кг через колонку сит с диаметром отверстий: 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 и 0,25 мм. На нижнее сито надевали поддон, сверху колонку сит закрывали крышкой.
После просеивания агрегаты, оставшиеся на каждом сите, взвешивали и определяли содержание фракции и выражали в процентах. Фракцию частиц меньше 0,25 мм в диаметре вычисляли по разности между общей массой почвы и суммарной массой по фракциям (А.Б.Доспехов, И.П.Васильев, A.M. Туликов, 1987).
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа по методике Б.А. Доспехова (1979).
Экономическую эффективность производства зерна нута осуществляли на основе технологических карт, разработанных по всем вариантам опыта.
Экономическую эффективность производства куриных яиц производили на основе стоимости полученной продукции от кормления кур по различным рационным и полных затрат на содержание и кормление.
Расход воды посевами нута
Любое растение нормально развивается только тогда, когда в почве всегда имеется достаточное количество влаги. Как недостаток, так и избыток ее в почве значительно влияют на рост и развитие растений. В этом случае все применяемые агротехнические приемы, направленные на повышение урожайности сельскохозяйственных культур, становятся неэффективными. Водообеспеченность растений, однако, определяется не только количеством осадков, но и физическими свойствами почвы, ее способностью впитывать, удерживать и отдавать влагу растениям. Поэтому в одной почвенно-климатической зоне, на одинаково обработанных полях содержание влаги в почве может существенно различаться. При равной влажности почвы могут содержать неодинаковое количество доступной воды, что связано с гранулометрическим составом со структурным состоянием и содержанием гумуса.
Основы учения о почвенной влаге заложены А.А. Измаильским (1936), А.Н. Роде (1965, 1969). Обстоятельно изучены водные свойства и водные режимы в трудах СИ. Долгова (1949), Н.А. Качинского (1970) и других ученых.
Вода в почве оценивается ее запасами. Учитывая запасы воды в течение вегетационного периода, судят об обеспеченности влагой сельскохозяйственных растений. В этой связи рассчитывают как общий запас, так и запас продуктивной влаги. Чтобы найти продуктивный запас влаги в почве, вычисляют общий запас влаги и запас труднодоступной влаги. Разность между ними дает количество продуктивной влаги в почве. Общий расход воды с 1 га поля в м называется суммарным водопотреблением, а расход на одну тонну урожая дает коэффициент водопотребления. Водопотребление у различных культур не одинаково. Оно зависит также от ландшафта, основной обработки и высоты урожая.
А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина (Агроклиматические ресурсы Ставропольского края, 1971) запасы воды оценивают в метровом слое почвы в зависимости от содержания продуктивной влаги. Качественная оценка запасов такой воды включает пять градаций: очень хорошие - запас воды более 160 мм, хорошие - 160-130; удовлетворительные - 130-90; плохие - 90-60 и очень плохие - менее 60 мм.
Судя по полученным нами данным, запасы продуктивной влаги колеблются по годам, в течение роста и развития нута и в зависимости от способа основной обработки почвы (таблица 6).
Как видно из таблицы, запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы перед севом нута по качественной оценке относятся к очень хорошим и хорошим. По отвальному способу обработки почвы запасы продуктивной влаги всегда (в изучаемые годы) больше, чем по безотвальному рыхлению. Колебания по годам по отвальной обработке несущественные; в 2004 году продуктивной влаги в метровом слое почвы имелось 159,1 мм, в 2005 году 165,0 мм, а в 2006 соответственно 164,1 мм, что больше на 4-6 мм. По безотвальному рыхлению запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы меньше на 8,7-18 мм, и составляют соответственно 141,0 и 154,4 мм. Эта разница обусловлена, прежде всего, способностью обработанной почвы впитывать и пропускать воду зимне-весенних осадков. Как известно, водопроницаемость зависит от общего объема пор в почве, их размеров. В легких по гранулометрическому составу почвах поры крупные и водопроницаемость всегда высокая. В суглинистых и глинистых почвах количество и размер пор зависят от структурного состояния. По отвальной обработке пахотный слой почвы, имеющий более рыхлое сложение макроструктуры, отличается более высокой водопроницаемостью, чем по безотвальному рыхлению. В научной литературе (Б.П. Гончаров, В.И. Селецкий, 1968; Л.Д. Максименко и др. 1979; Б.И. Тарасенко, 1975) утверждается, что по отвальной обработке про-мачиваемость почвы, по сравнению с безотвальным рыхлением, значительно больше, особенно во влажные годы.
Во время созревания нута содержание продуктивной влаги в почве характеризуется плохими и очень плохими запасами, особенно в 2006 году. На вспаханном участке, по сравнению с безотвальным рыхлением, запас продуктивной влаги в почве больше на 2,0-5,1 мм.
Таким образом, запас продуктивной влаги в метровом слое почвы колеблется по годам и в течение вегетации нута в зависимости от способа основной обработки. Перед севом нута запасы продуктивной влаги в почве хорошие и очень хорошие и мало изменяются в зависимости от способа основной обработки. Однако, по отвальной обработке они больше на 8,7-18 мм, по сравнению с безотвальным рыхлением. Во время созревания нута содержание продуктивной влаги в почве снижается в два раза. В 2004 году запас про дуктивной влаги в почве составляет по отвальной обработке 78,6 мм, а по безотвальному рыхлению 73,5 мм. В 2005 году он снижается (54,3-56,3 мм) по обоим вариантам обработки почвы, но тенденция превышения по отвальному способу основной обработки почвы сохраняется. Особенно неблагоприятные условия в репродуктивный период развития нута складываются в 2006 году при запасах влаги в метровом слое почвы 30,5 и 30,6 мм.
Засорённость нута в фазе полной спелости в зависимости от способов основной обработки почвы
Зернобобовые культуры очень медленно развиваются в начале вегетации - нут относится к их числу. Борьба с сорной растительностью в посевах на ранних стадиях развития - первостепенна. Большое значение имеют: размещение культуры и агротехнические мероприятия принимая во внимание поля с корнеотпрысковыми сорняками.
Перед закладкой опытов в течение трёх лет проводилась культивация на глубину заделки семян. Посев нута осуществляли при прогревании почвы на глубине заделки семян до 8 -10 градусов. Семена обрабатывались фунда-золом с нормой 400 г/т. Всходы получены в течение 9-14 дней. На 22 день после культивации появились сорняки, поэтому было проведено боронование по всходам (в фазе растения 3-5 стеблей), а сорняков в фазе нитей - лёгкими боронами, через восемь дней проведено второе боронование.
Как отмечалось выше - нут в ранние стадии развития медленно формирует надземную часть, в то время как корневая система интенсивно развивается, в связи с этим в посевах на протяжении трех лет проведения опытов наблюдались ранние яровые сорняки, такие как: марь белая, мак самосейка, горец вьюнковый, во втором году на поле отмечен овсюг. Присутствовали также и поздние яровые - канатник Теофраста, ежовник петушье просо, щирица запрокинутая, щетинник зелёный, позже появляются корнеотпрыско-вые: вьюнок полевой, бодяк полевой.
В контрольном варианте опыта по изучению эффективности применения гербицидов в течение трех лет (2004-2006 годы) засоренность посевов нута наибольшая. При численности в среднем семян сорняков по отвальной обработке масса их составляет 134,3 грамма. По безотвальному рыхлению засоренность посевов нута незначительно больше, чем по отвальной обработке.
Годы проведения полевых опытов различаются по увлажнению. Если в 2004 и 2005 годы во время вегетации нута выпадало количество осадков в виде дождя значительно превышающее многолетние показатели, то в 2006 году выпало осадков значительно меньше нормы. А поэтому значительный интерес представляет определение влияния гербицидов и их баковых смесей на гербицидную активность рабочих составов.
Применение гербицидов в 2004 году, таких как пивот и корсар в посевах нута показывает высокую гербицидную активность этих препаратов. Количество сорняков как по отвальной, так и по безотвальной основной обработкам почвы приводит к резкому снижению из численности до 2-3 шт./м2, то есть в 2-3 раза по сравнению с контрольным вариантом.
Масса сорняков при применении пивота и корсара снижается в 4-7 раз. По безотвальному рыхлению эти показатели в 2004 году по вышеназванным препаратам аналогичные (таблица 14).
Применение противозлакового гербицида центурион приводит практически к полной гибели злаковых сорных растений, но их место занято двудольными сорняками. Их масса приближается по величине к массе сорняков в контрольном варианте и составляет по отвальной и безотвальной обработками 133,7 и 140,2 г/м2 соответственно.
Определенный научный и практический интерес представляет применение баковых смесей гербицидов с целью расширения спектра действия рабочего состава гербицидов.
Оказалось, что введение в один рабочий состав двух гербицидов - пивота и корсара, но со сниженными нормами расхода в два раза каждого, гер-бицидная активность рабочего состава увеличивается, по сравнению с эффективностью применения этих препаратов с полной нормой расхода в 1,5-2 раза.
Препараты пивот и корсар, в основном проявляют свою гербицидную активность в борьбе с двудольными сорняками, а однодольные проявляют меньшую чувствительность к этим препаратам. Поэтому нами изучалась возможность совместного применения препаратов пивота и корсара с проти-возлаковым гербицидом центурионом при сниженных нормах применения в баковой смеси в два раза.
