авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 8 |

«1 Госудаственное научное учреждение Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. Н.М.Тулайкова Российской академии сельскохозяйственных наук ...»

-- [ Страница 4 ] --

В опытах во все годы исследований отмечено закономерное снижение оплаты питательных веществ при повышении доз вносимых удобрений (табл. 37).

Таблица Эффективность зернопаропропашного севооборота при разных уровнях интенсивности использования пашни (1999-2008 гг.) Выход про- Прибавка урожаев Оплата пита дукции Уровни интен- Продуктив- тельных ве на 1 га сево сивности исполь- ность севооб- ществ удоб оборот-ной ц/га % зования пашни орота, ц ЗЕ рений, кг/кг площади, ц/га д.в.

ЗЕ Контроль 86,0* 21,5 - - Минимальный 96,0* 24,0 2,5 11,6 11, Средний 105,4* 26,4 4,9 22,7 4, Интенсивный 110,1* 27,5 6,0 27,9 4, Примечание: * Данные приводятся без учёта зелёной массы сидеральных культур.

4.2.2. Совместное действие удобрений и сидерального пара на баланс элементов питания в системе «почва – растение – удобрение»

Наращивание объёмов производства сельскохозяйственной продукции без реализации мер по воспроизводству почвенного плодородия неизбежно приводит к ухудшению физико-химических и агрохимических свойств почвы Особую актуальность в регионе имеет проблема сохранения и рациональ ного использования гумуса. О важной роли гумуса свидетельствуют получен ные ранее опытные данные. Для чернозёмов лесостепной и степной зон зави симость урожая от его содержания выражается коэффициентом корреляции равным 0,95-0,97.

Баланс гумуса. Значительная зависимость урожая от содержания гумуса в почве требует постоянного наблюдения за изменениями этого показателя и осуществления мер по его стабилизации и расширенному воспроизводству.

Наши данные (табл. 38) показывают, что без применения удобрений про изводство сельскохозяйственной продукции сопровождалось значительной убылью гумуса. После завершения третьей ротации севооборота в сравнении с исходным количеством гумуса убыль его в почве составила 0,42% или 1,050 т/га ежегодно.

Применение минеральных удобрений позволило снизить убыль гумуса за период исследований на 0,075-0,375 т/га ежегодно. В сравнении с зернопаро вым севооборотом в сидеральном севообороте потери гумуса за 12 лет снизи лись на 1,8 т/га или на 0,151 т/га ежегодно.

Исследования в нашей стране и за рубежом убедительно доказали поло жительное влияние сидерации на содержание в почве гумуса и подвижных форм биогенных элементов минерального питания. Однако единого мнения по этому вопросу среди учёных нет. Влияние изучаемых факторов на потенциаль ное плодородие почвы зависело от возделываемых культур, количества запахи ваемого органического материала и наличия в нём азота (В.Ф. Кормилицын, 1987).

В целом за ротацию севооборота без удобрений в почву поступило 165,3 т пожнивно-корневых остатков культур изучаемого севооборота и 15,0 т зелёной массы сидератов (горохо-овсяной смеси).

Наибольшее количество органического вещества в почву поступило от запашки горхо-овсяной смеси (ПКО+сидераты) (11,6 т), несколько меньше – после уборки кукурузы. Ежегодное восстановление гумуса в результате гуми фикации пожнивно-корневых остатков на варианте «без удобрений» составило 0,736 т/га.

Таблица Баланс гумуса в сидеральном севообороте, 1996-2008 гг.

Содержание гу- Восстановление гумуса за счёт пожнивно Убыль гумуса Истинная минера муса, % корневых остатков (ПКО) и соломы лизация гуму Варианты опыта поступило в почву за восстановление са, т/га (внесено удобрений за 12 лет, ц/га гумуса еже исход- через всего, ротацию) годно, пожнивно- еже % ное 12 лет т/га за 12 за 12 еже т/га корневых соломы год лет, ц/га лет годно остатков но,т/га Контроль 4,00 3,58 0,42 12,60 1,050 495 94 88,4 0,736 21,44 1, (без удобрений) Минимальный уровень применения удобрений 4,01 3,62 0,39 11,70 0,975 540 100 96,0 0,800 18,73 1, (N30Р30 – припосевное) Средний, общепринятый уровень применения удобрений 4,29 4,01 0,28 8,40 0,700 579 110 103,3 0,861 18,73 1, (N30Р30 – припосевное +N140Р90К90-основное) Интенсивный уровень применения удобрений 3,80 3,53 0,27 8,10 0,675 600 122 108,3 0,902 18,93 1, (N30Р30 – припосевное +N200Р120К120-основное) В опытах установлено влияние минеральных удобрений на процессы вос производства гумуса. За 12 лет исследований накопление в почве пожнивно корневых остатков на удобренных делянках возросло на 4,5-10,5 т/га. Гумифи кация дополнительного поступлении ПКО в почву позволила увеличить еже годное восстановление гумуса с 0,736 т/га до 0,902 т/га.

Для установления истинных объёмов минерализации гумуса в сидераль ном севообороте были использованы полученные данные. Расчёты показали, что сидеральные культуры практически, в условиях Среднего Заволжья, не ока зывают влияния на содержание в почве гумуса, но значительно активизируют почвенные процессы, что приводит к существенному росту урожайности сель скохозяйственных культур.

В наших исследованиях учёт основной и побочной продукции и опреде ление в ней азота, фосфора и калия позволил определить потребление элемен тов питания из почвы и удобрений на формирование урожая. Результаты про ведённых расчётов приведены в таблицах 39,40.

Баланс азота. В среднем по двум полям севооборота вынос азота урожа ем по вариантам опыта составил от 162,9 кг/га до 254,2 кг/га значительно пре вышая его поступление с удобрениями (45-245 кг/га д.в.). И, тем не менее, вне сение удобрений даже в принятых схемой опыта дозах оказывало положитель ное влияние на содержание азота в почве удобренных делянок. Количество нитратов возросло на посевах яровой пшеницы на 4,6-28,6 мг/кг почвы;

на по севах кукурузы – на 2,2-29,3 мг/кг почвы.

Выравнивание по вариантам опыта содержания азота в почве ко времени уборки урожая происходило вследствие более высоких урожаев культур и мик робиологической иммобилизации этого элемента микроорганизмами.

По годам количество нитратного азота находилось в прямой зависимости от увлажнения почвы и температурного режима. Многолетние данные доказы вают, что на посевах изучаемых культур в большинстве случаев высокое со держание NО3, как в пахотном так и подпахотном слоях почвы, находится в го ды с умеренным увлажнением.

Таблица Влияние удобрений на вынос азота, фосфора и калия урожаем культур сидерального севооборота, 1999-2008 гг.

Урожай основной Содержание,% продукции, Общий вынос уро- Вынос на 1 ц зерна, Уровень примене- ц/га жаем, кг/га кг/га Культура ния удобрений Основная продук- Побочная продук зерно, соло- ция, зерно, сено ция, солома з/мас ма К2 О са Р2О5 К2 О Р2О5 К2О Р2О5 К2 О Р2О N N N N Без удобрений 15,8 19,3 2,36 1,12 0,62 0,56 0,20 1,50 41,4 18,5 33,3 2,62 1,17 2, Минимальный Яровая пше- 18,2 20,5 2,60 1,15 0,63 0,61 0,20 1,57 50,5 21,6 37,9 2,77 1,19 2, ница Средний 20,0 21,7 2,73 1,21 0,64 0,64 0,25 1,84 59,0 25,5 45,4 2,95 1,28 2, Интенсивный 20,9 22,4 2,74 1,22 0,64 0,64 0,25 1,86 61,7 26,8 47,4 2,95 1,28 2, Без удобрений 295 - 0,29 0,12 0,35 - - - 85,6 35,4 103,2 0,29 0,12 0, Минимальный 329 - 0,29 0,12 0,35 - - - 96,1 39,8 115,1 0,29 0,12 0, Кукуруза Средний 356 - 0,36 0,13 0,36 - - - 128,4 46,5 129,0 0,36 0,13 0, Интенсивный 374 - 0,37 0,13 0,36 - - - 137,0 49,0 134,2 0,37 0,13 0, Без удобрений 14,6 17,1 2,36 1,08 0,62 0,42 0,18 1,52 35,9 16,2 30,1 2,46 1,11 2, Минимальный Яровая пше- 15,8 18,5 2,41 1,12 0,64 0,46 0,19 1,60 43,1 18,9 34,1 2,73 1,20 2, ница Средний 18,0 21,1 2,70 1,17 0,67 0,56 0,21 1,93 52,0 21,9 45,3 2,89 1,22 2, Интенсивный 18,6 22,7 2,72 1,17 0,69 0,66 0,23 2,06 55,8 23,0 49,5 3,00 1,24 2, Таблица Влияние культур севооборота и удобрений на использование азота, фосфора и калия урожаем, 1999-2008 гг.

Урожайность, Коэффициент использо Поступление в урожай ц/га вания из удобрений,% Уровень приме Культура нения удобрений из почвы из удобрений зерно солома Р К N Р К Р К N N Без удобрений 15,8 19,3 41,4 18,5 33,3 - - - - - Минимальный 18,2 20,5 - - - 9,1 3,1 - 60,7 20,7 Яровая пшеница Средний 20,0 21,7 - - - 17,6 7,0 12,1 32,0 15,6 40, Интенсивный 20,9 22,4 - - - 20,3 8,3 14,1 27,1 15,1 35, Без удобрений 295 - 85,6 35,4 103,2 - - - - - Кукуруза Минимальный 329 - - - - 10,5 4,4 - 70,0 29,3 Средний 356 - - - - 42,8 11,1 25,8 65,8 24,7 86, Интенсивный 374 - - - - 51,4 13,6 31,0 60,5 20,9 77, Без удобрений 14,6 17,1 35,9 16,2 30,1 - - - - - Минимальный 15,8 18,5 - - - 7,2 2,7 - 48,0 18,0 Яровая пшеница Средний 18,0 21,1 - - - 16,1 5,7 15,2 24,8 12,7 50, Интенсивный 18,6 22,7 - - - 19,9 6,8 19,5 23,4 12,4 48, Культурами севооборота потребление азота из почвы составило 64,0 85,9% от выноса, из удобрений – 14,1-36,0% Интенсивность баланса азота в почве составила по вариантам опыта 23,7-96,3%. Однако коэффициент исполь зования основного (под вспашку) удобрения даже при дефицитном балансе азо та был невысоким: на посевах кукурузы – 60,5-65,8%, яровой пшеницы – 27,1 32,0%.

Баланс фосфора. Особенностью динамики фосфора в почве является вза имодействие удобрений с почвой. Предыдущими исследованиями установлено, что при кислотной или слабощелочной реакции почвенного раствора фосфор удобрений вскоре превращается в фосфат кальция и в этой форме продолжи тельное время сохраняется в доступной для растений форме. Часть фосфора пе реходит в трёхкальциевые фосфаты и закрепляется почвой (А.В. Петербургский, В.И. Никитишен, 1978).

Однако, одновременно с этим, в почве протекают процессы, способству ющие переходу недоступного для растений фосфора в подвижные формы (П.Г. Адерихин, 1970;

К.Л. Загорча, 1981). При этом показатели подвижности фосфора и ускорение этих процессов в значительной степени зависят от кон центрации элемента в почвенном растворе.

В наших опытах обеспеченность культур севооборота фосфором характе ризуется динамикой подвижных форм этого элемента в период вегетации. От мечая общую тенденцию уменьшения показателей этого критерия во времени, в опытах зафиксирован высокий уровень обеспеченности почв этим элементом питания. Возрастающая подвижность фосфатов во времени, под влиянием удобрений и естественных почвенных процессов, приводит к повышенному со держанию Р2О5 в урожае и выносу в расчёте на единицу продукции.

В нашем стационаре без удобрений общий вынос урожаем основной и побочной продукции за ротацию составил 70,1 кг/га. Применение удобрений увеличило этот показатель на 10,2-28,7 кг/га. Коэффициент использования фосфора из удобрений при этом составил по яровой пшенице 12,4-20,7%, по кукурузе – 20,9-29,3%.

Интенсивность баланса этого элемента в почве при использовании изуча емых доз удобрений равна 56,0-167,0%.

Баланс калия. Главным источником калия для растений является почва.

Чернозёмы Среднего Заволжья характеризуются значительным количеством валового и обменного калия (1,58-2,70% или 160-170 мг/кг почвы соответ ственно).

Однако валовое содержание и пополнение запасов обменного калия из необменных форм почвы не могут в условиях засушливого Юго-Востока обес печить потребность растений в калии (В.В. Носов, Т.А. Соколова, В.В. Проко шев, 1995 и др.). В этих условиях калий по значимости в питании растений пе реходит во второй минимум после азота (А.П.Чичкин, 1999).

В наших исследованиях длительное сельскохозяйственное использование пашни, ведущее к повышению кислотности почвенного раствора приводит к некоторому увеличению количества обменного калия под посевами сельскохо зяйственных культур.

Одним из объективных показателей степени обеспеченности растений ка лием является баланс этого элемента питания в почве.

В наших опытах вынос калия урожаем за 12 лет составил 499,8 693,3 кг/га или 41,6-57,8 кг/га в год. Из культур севооборота наибольшее по требление этого элемента зафиксировано для кукурузы: 103,2-134,2 кг/га. Ко эффициент использовании калия удобрений составил 77,5-86,0% и зависел от уровня урожаев, погодных условий, доз удобрений.

При невысоких дозах калийных удобрений в системе почва-растение удобрение сформировался отрицательный баланс калия: вынос из почвы 166,6 кг за ротацию;

из удобрений – 53,1-64,6 кг/га. Интенсивность баланса ка лия в почве в период исследований составила 41,0-51,9%.

4.2.3. Экономическая и биоэнергетическая оценка эффективности сидерального севооборота при разных уровнях интенсивности использования пашни Для определения эффективности выращивания высоких урожаев в зерно паропропашном севообороте были использованы три группы показателей: аг ропроизводственные, экономические и биоэнергетические.

По валовому выходу зерна и зелёной массы кукурузы, стоимости выра щенной продукции в засушливых условиях Заволжья оптимальным является выращивание сельскохозяйственных культур на среднем агрофоне, сбаланси рованном по влагообеспеченности и минеральному питанию посевов.

На посевах яровой пшеницы лучшие результаты обеспечило внесение средних доз удобрений и при возделывании по сидеральному пару и при посеве после кукурузы. В среднем за 10 лет исследований при этой системе удобрения с каждого гектара яровой пшеницы получено 18,0-20,0 ц/га. Увеличение доз минеральных удобрений не обеспечило достоверного прироста продуктивности культуры.

Наибольший условно-чистый доход от возделывания яровой пшеницы получен на минимальном агротехническом фоне и без удобрений (2560 руб./га при размещении после сидерального пара и 1940 руб./га на делянках без удоб рений при посеве после кукурузы). Согласно проведённым расчётам в этих же вариантах определена наибольшая окупаемость затрат на осуществление тех нологий возделывания.

Особенности весенне-летнего периода вегетации в годы исследований позволили получить высокие для Заволжья урожаи зелёной массы кукурузы – 295-374 ц/га. Прибавки урожая от применения удобрений составили в сравне нии с контролем 34-79 ц/га и были наибольшими на интенсивном агротехниче ском фоне при внесении максимальных в опыте доз удобрений. Однако наивысшая окупаемость производственных, материально-технических и фи нансовых затрат получена на минимальных в опыте агрофонах возделывания сельхозкультур (без удобрений и при внесении минимальных доз удобрений) – 1,3-1,8 руб./руб. затрат.

В связи с последействием удобрений и сидерального пара научный и практический интерес представляет экономическая эффективность агромеро приятий в целом по севообороту.

Для расчётов экономической эффективности учтены затраты на 1 га сево оборотной площади, определены условно-чистый доход, окупаемость израсхо дованных средств на осуществление технологии (табл. 41).

Таблица Экономическая и биоэнергетическая эффективность удобрений в сидеральном севообороте (1999-2008 гг.) Акку Оку- мулиро- Затраты Стои- Услов Уро- мость Стои- но чис- пае- вано энер Уровни приме- жай- мость мость Культуры нения удобрений ность, про- затрат, тый уро- гии, К.э.э.

затрат, жаем, ц/га дукции руб./га руб./га доход, МДж/ руб./ руб./га МДж/ га руб. га Контроль без 15,8 6320,0 3900 2420 1,62 20824 6478 3, удобрений Минимальный 18,2 7280,0 4720 2560 1,54 23987 7951 3, Яровая пшеница Средний 20,0 8000,0 6151 1849 1,30 26360 9592 2, Интенсивный 20,9 8360,0 6705 1655 1,25 27546 10975 2, Контроль без 295 8850 3300 5550 2,68 77360 9877 7, удобрений Минимальный 329 9870 4120 5750 2,40 86276 11510 7, Кукуру за Средний 356 10680 5682 4998 1,88 93357 13854 6, Интенсивный 374 11220 6223 4997 1,80 98077 15231 6, Контроль без 14,6 5840,0 3900 1940 1,50 19242 6478 3, удобрений Минимальный 15,8 6320,0 4720 1600 1,34 20824 7951 2, Яровая пшеница Средний 18,0 7200,0 6268 932 1,15 23724 10460 2, Интенсивный 18,6 7440,0 6823 617 1,09 24515 11843 2, Контроль без - 5252 2775 2477 1,89 29356 5708 5, удобрений Итого Минимальный на 1 га - 5868 3390 2478 1,73 32772 6853 4, севообо ротной Средний - 6470 4525 1945 1,43 35860 8476 4, площади Интенсивный - 6755 4937 1818 1,37 37534 9512 3, Установлено, что по размеру общей стоимости продукции на 1 га севооб оротной площади лучшие результаты обеспечивают варианты «средний и ин тенсивный уровни использования пашни». На 11,7% возрастает стоимость про дукции с 1 га пашни при использовании минимально необходимых доз удобре ний. Высокие цены реализации на удобрения резко снизили условно-чистый доход и окупаемость минеральных удобрений (с 2477 до 1818 руб./га севообо ротной площади).

Необходимо отметить, что повышение урожайности за счёт средств ин тенсификации обусловливает быстрый рост энергетических затрат на возделы вание культур севооборота. Значительную долю в общем объёме энергозатрат занимают энергозатраты, содержащиеся в удобрениях.

Биоэнергетическая оценка эффективности рассматриваемых элементов агротехнологий в дополнение к экономической эффективности является важ ным критерием при разработке энергосберегающих систем земледелия.

По аккумуляции энергии в урожае среди культур севооборота выделяется кукуруза (табл. 44). За годы исследований эта культура ежегодно накапливает солнечной энергии 77,4-98,1 ГДж/га), в 3,97-4,10 раза больше, чем яровая пше ница. Коэффициент энергетической эффективности при этом составил 6,4-7,8.

В целом за ротацию севооборота этот показатель был равен 3,9-5,1 и был наибольшим без удобрений и при минимальном уровне интенсивности исполь зования пашни (4,8-5,1).

4.3. Комплексное влияние биологических и техногенных средств на состояние почвенного плодородия в зернотравяном севообороте Изменения в системе основной обработки почвы и посева сельскохозяй ственных культур привели в последнее время к необходимости разработки спо собов и приёмов сохранения и расширенного воспроизводства почвенного пло дородия, обеспечивающих при минимальном использовании средств интенси фикации выращивание высоких урожаев сельскохозяйственных культур, полу чение наибольшей окупаемости дополнительных затрат.

Решающими факторами в реализации проблемы являются использование биологических средств расширенного воспроизводства плодородия почв и применение удобрений в системе ресурсосберегающего земледелия (использо вание на удобрение соломы, посев сидератов и пожнивных культур, увеличение площадей многолетних трав). Это самые малозатратные и экологически чистые органические удобрения (П.Д. Попов и др., 1988). При этом важным является комплексное их использование, позволяющее за счёт взаимодействия усилить эффективность каждого из факторов, снизить затраты на применение техноген ных ресурсов при возделывании сельскохозяйственных культур.

Программой исследований было предусмотрено изучить эффективность сочетания положительных свойств биологического земледелия (устойчивость урожаев, снижение энергетических затрат, получение экологически чистой продукции) и традиционного земледелия с быстрым наращиванием объёмов производства сельскохозяйственной продукции и меньшей зависимостью от погодных условий.

В наших исследованиях в севообороте с насыщением его многолетними травами до 50% установлено влияние биологических приёмов воспроизводства почвенного плодородия на уровень продуктивности возделываемых культур, эффективность минеральных удобрений при совместном использовании средств интенсификации и биологизации земледелия.

4.3.1. Содержание подвижных форм питательных веществ в почве, структура и урожайность сельскохозяйственных культур Содержание подвижных форм питательных веществ в почве. Реали зация потенциальной продуктивности сельскохозяйственных культур возможна лишь при обеспечении растений в достаточном количестве элементами пита ния, создании условий, необходимых для их усвоения.

При определении исходного плодородия (в год закладки опыта) содержа ние нитратов в слое почвы 0-40 см составило 17,1-28,2 мг/кг почвы, подвижных фосфатов – 188-206 мг/кг почвы, обменного калия – 145-189 мг/кг почвы, что характеризует почву как среднеобеспеченную азотом и фосфором и высоко обеспеченную калием.

В среднем за годы исследований наибольшее количество нитратов в ве сенний период на контрольном варианте наблюдалось под посевами ячменя с подсевом эспарцета и яровой пшеницы по пласту многолетних трав – 24,7 и 35,4 мг/кг почвы соответственно.

На эти показатели положительное влияние, по-видимому, оказало после действие многолетних бобовых трав – эспарцета (посев яровой пшеницы про изведён по пласту многолетних трав, ячменя – по обороту пласта).

Минеральные удобрения повысили к началу вегетационного периода со держание подвижных форм питательных веществ по всем культурам испыты ваемого севооборота (на 0,9-31,7 мг/кг почвы). Наибольшие изменения (на 27,5 128,3%) произошли под посевами ячменя с подсевом эспарцета (при наиболь шей удалённости от многолетних трав).

Высокое содержание нитратов отмечено при среднем и интенсивном уровнях использования пашни – 42,6-46,7 и 56,4-56,7 мг/кг почвы (табл. 42).

На посевах эспарцета изучалось последействие удобрений, внесённых под покровную культуру – ячмень. Вследствие высокого коэффициента исполь зования азота удобрений в первый год (под ячмень) различия по вариантам опыта по содержанию нитратов в почве были менее значительными и состави ли в годы исследований: по эспарцету 1 года пользования – 14,1-23,2 мг/кг поч вы, 2-го года пользования – 9,0-11,1 мг/кг почвы.

Ко времени запашки пожнивно-корневых остатков на поле эспарцета 2-го года пользования отмечено накопление нитратов, по сравнению с наблюдения ми в весенний период (с 9,0-11,1 до 17,0-23,4 мг/кг почвы).

В течение вегетации растения использовали питательные вещества почвы на формирование урожая, что привело к снижению количества нитратов под посевами сельскохозяйственных культур ко времени уборки урожая.

Таблица Динамика подвижных форм питательных веществ под культурами зернотравяного севооборота ( в слое 0-40 см, мг/кг ) (1999-2008 гг.) Уровни интен- NО3 Р2О5 К2 О сивности ис- Дата взятия образцов пользования посев коло- уборка посев коло- уборка посев коло- уборка пашни шение шение шение Ячмень с подсевом многолетних трав Контроль 24,7 8,3 11,9 213 234 209 168 191 Минимальный 31,5 8,3 13,3 220 239 213 170 175 Средний 42,6 10,2 17,8 225 232 221 184 173 Интенсивный 56,4 15,3 23,8 246 240 251 209 194 Многолетние травы 1-го года пользования Контроль 14,1 8,3 8,7 217 216 193 162 146 Минимальный 15,2 9,2 9,7 225 212 201 170 146 Средний 18,8 10,5 9,6 226 212 202 176 164 Интенсивный 23,2 10,6 12,0 237 219 210 203 179 Многолетние травы 2-го года пользования Контроль 9,0 17,0 20,0 211 186 205 151 159 Минимальный 9,9 17,2 25,9 219 229 214 164 212 Средний 10,3 20,4 34,1 227 215 218 174 169 Интенсивный 11,1 23,4 34,7 241 241 234 196 232 Яровая пшеница по пласту трав Контроль 35,4 9,8 18,0 205 209 188 155 162 Минимальный 40,8 9,9 21,2 215 216 209 171 172 Средний 46,7 11,3 23,7 219 221 226 174 192 Интенсивный 56,7 34,3 41,8 228 248 234 189 222 Под посевами яровой пшеницы снижение количества нитратов происхо дило в меньшей степени, чем под посевами ячменя, что связано с дополнитель ным поступлением нитратов от минерализации пожнивно-корневых остатков многолетних трав.

Наиболее стабильным и малозависимым от культуры, используемых в опытах доз вносимых удобрений и времени взятия образцов на анализы, явля лось содержание в почве подвижных фосфатов. Без удобрений этот показатель плодородия по отдельным культурам севооборота составил 205-217 мг/кг поч вы. Также незначительными в сравнении с контролем были изменения в содер жании Р2О5 на делянках с минимально необходимым и средним, общепринятым уровнем применения минеральных удобрений. Ко времени посева их количе ство возросло на поле, занятом ячменем, на 7-12 мг/кг почвы, под яровой пше ницей – на 10-14 мг/кг почвы.

Наиболее высокое содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы по всем культурам зафиксировано при интенсивном уровне минерально го питания (228-246 мг/кг почвы).

В связи с незначительным потреблением растениями этого элемента пи тания количество его в почве оставалось высоким и довольно стабильным в те чение всего периода вегетации.

Также достаточно независимым от культуры, удобрений и фазы развития растений было и содержание в почве обменного калия.

Наиболее заметным и высоким было содержание обменного калия при внесении удобрений под урожай на уровне биоклиматического потенциала по всем срокам наблюдения.

В то же время сравнение показателей по содержанию нитратов, подвиж ных фосфатов и обменного калия, полученных в ходе исследований, с оценоч ной шкалой указывает, что уровень обеспеченности почвы этими элементами питания, кроме азота, был высоким.

Влияние удобрений на структуру урожая зерновых культур в зерно травяном севообороте. Наблюдения проводили по яровому ячменю с подсе вом эспарцета и яровой пшенице. В опытах (табл. 43) отмечена тенденция к из менению элементов структуры урожая при использовании минеральных удоб рений.

Наибольшей вариабельности подвержены такие показатели роста и раз вития растений как сохранность к уборке и кустистость – общая и продуктив ная. Количество колосоносных стеблей по яровому ячменю к уборке по фонам применения удобрений составило 404-414 стеблей/м2, а по яровой пшенице 302-317 стеблей/м2, что на 5,0-5,8% больше, чем на контроле.

В связи с биологическими особенностями и дефицитом почвенной влаги ячмень и яровая пшеница по вариантам опыта имели близкие показатели по вы соте растений – 69,0-74,9 см и 69,6-75,8 см соответственно.

Таблица Структура урожая зерновых культур в зернотравяном севообороте (1999-2008 гг.) Уровни интен- Высота Кустистость Масса Длина Количество сивности ис- расте- зерна в Выход колоса, зерен в ко пользования ний, колосе, зерна,% Общая Продуктивная см лосе, шт.

пашни см г Ячмень с подсевом многолетних трав Контроль 69,0 1,7 1,7 6,1 14,9 0,61 Минимальный 71,0 1,9 1,8 6,4 16,1 0,65 Средний 73,3 1,9 1,8 6,8 17,1 0,69 Интенсивный 74,9 2,1 2,0 6,9 18,8 0,74 Яровая пшеница по пласту многолетних трав Контроль 69,6 1,4 1,3 6,0 17,1 0,60 Минимальный 74,7 1,6 1,4 6,4 19,1 0,66 Средний 73,5 1,6 1,5 6,5 20,4 0,70 Интенсивный 75,8 1,6 1,5 6,6 20,7 0,74 Также в опытах фактически не было различий по продуктивной кустисто сти этих культур (1,7-2,0 и 1,3-1,5 колосоносных стеблей на растение). Наибо лее значимое влияние на формирование урожая оказали количество зёрен и масса зерна в колосе. По яровому ячменю эти показатели составили 14,9-18, зёрен, по яровой пшенице – 17,1-20,7 зёрен на 1 колос. Масса зерна в колосе по этим культурам без удобрений составила 0,61 и 0,60 г. На фоне внесения удоб рений масса зёрен в колосе превысила контроль на 0,04-0,13 г (яровой ячмень) и 0,06-0,14 г (яровая мягкая пшеница).

По массе зерна в колосе лучшие показатели достигнуты при внесении средних, общепринятых доз удобрений и расчётных доз удобрений под урожай культур на уровне биоклиматического потенциала (0,74 г).

В сравнении с данными, полученными по культурам контрольного зерно парового севооборота, эти показатели возросли, соответственно на 7,7-11,2% и 4,2%.

На выход зерна из общей биомассы наибольшее влияние оказали биоло гические особенности культур и улучшение минерального питания растений.

Наиболее высокие показатели отмечены по яровому ячменю без внесения удобрений (50%). Кхоз. по яровой пшенице составил 45-47%. В опытах зафик сирована тенденция к снижению выхода зерна из общей биомассы при внесе нии минеральных удобрений: на 1,3-3,0% и 1,0-2,0%.

Действие удобрений на урожай культур зернотравяного севооборота.

Урожай сельскохозяйственных культур формируется под воздействием слож ного взаимодействия факторов жизнедеятельности растений, из которых в Среднем Заволжье наибольшее значение приобретает обеспеченность посевов влагой и питательными веществами. (Н.М. Тулайков, 1932;

Д.Н.Прянишников, 1965;

Ф.Ш. Шайхутдинов, 1996;

В.А. Корчагин, 1999;

В.И. Кирюшин, 2006;

И.А. Чуданов, Л.Ф. Лигастаева, Е.А. Борякова и др., 1998).

Однако высокие урожаи возможны лишь при совместном применении удобрений, внедрении влагосберегающих технологий, посеве сортов сельскохо зяйственных культур с высоким потенциалом продуктивности (И.С. Шатилов, 1973;

В.Д. Панников, В.Г.Минеев, 1977;

А.П. Чичкин, 2001;

А.А.Жученко, и др.).

В наших опытах в зернотравяном севообороте на двух полях (яровом яч мене с подсевом эспарцета и яровой пшенице по пласту многолетних трав) изу чалось прямое действие минеральных удобрений. На посевах эспарцета учиты валось их последействие и применение подкормок в ранневесенний период (по сле схода снега). Урожаи культур зернотравяного севооборота, полученные в опытах приведены в таблице 44.

При сложившихся в течение 10 лет исследований агроклиматических условиях, водном и пищевом режимах почвы общий уровень урожаев без удоб рений составил: ячменя – 11,7-38,9 ц/га, яровой пшеницы – 8,3-29,0 ц/га, эс парцета 1-го года пользования 55,5-324 ц/га, эспарцета 2-го года пользования – 49-192 ц/га.

Без внесения удобрений, за счёт использования средств биологизации, урожай ячменя после яровой пшеницы возрос с 20,0 ц/га в зернопаровом сево обороте до 24,0 ц/га в зернопаропропашном севообороте, яровой пшеницы с 15,6 до 16,6 ц/га.

Таблица Влияние минеральных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в зернотравяном севообороте (1999-2008 гг.) Прибавки уро Годы жая Уровни применения удобрений Сред- ц/га 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 % нее Ячмень + эспарцет Без удобрений 26,7 28,1 23,6 31,6 38,9 11,7 13,6 28,4 20,0 16,9 24,0 - Минимальный 30,0 36,2 26,2 32,2 42,0 12,5 14,2 28,7 23,5 17,7 26,3 2,3 9, Средний 30,2 38,7 30,7 35,0 44,7 13,9 15,2 30,3 26,4 21,2 28,6 4,6 19, Интенсивный 30,2 46,4 35,2 37,7 40,0 16,2 17,8 29,8 25,3 20,8 29,9 5,9 24, Эспарцет 1-го года пользования Без удобрений 324 163 80 102 205 101 73 95 55,5 80,0 127,9 - Минимальный 345 169 84 107 228 110 76 111 58,5 82,0 137,1 9,2 7, Средний 359 180 91 115 253 116 81 131 64,2 82,0 147,2 19,3 15, Интенсивный 334 186 78 108 298 127 83 137 72,6 84,0 150,8 22,9 17, Эспарцет 2-го года пользования Без удобрений 90 175 80 192 123 133 99 123 49,0 120 118,4 - Минимальный 108 182 114 205 130 136 100 136 50,0 123 128,4 10,0 8, Средний 115 216 150 220 163 140 114 146 52,0 131 144,7 26,3 22, Интенсивный 114 224 128 238 170 161 114 145 60,0 151 150,5 32,1 27, Яровая пшеница Без удобрений 17,1 19,6 19,1 15,5 29,0 15,3 17,9 8,3 14,7 9,8 16,6 - Минимальный 20,1 20,6 19,7 16,8 29,3 16,3 18,0 10,8 15,6 10,5 17,8 1,2 7, Средний 23,1 21,3 21,3 17,4 31,2 19,6 19,0 12,5 16,4 11,5 19,3 2,7 16, Интенсивный 21,7 23,2 19,5 19,1 31,3 19,8 19,4 12,4 16,3 11,2 19,4 2,8 16, НСР0,5,ц/га (ячмень) 3,3 3,5 3,3 1,9 4,2 1,2 2,0 1,3 4,2 3,2 - - НСР0,5, ц/га (эспарцет 1-го года) 14,0 12,2 5,9 6,0 37,7 17,0 5,6 15,1 5,4 3,0 - - НСР0,5, ц/га (эспарцет 2-го года) 12,0 40,2 21,7 16,0 22,6 19,6 9,1 10,6 6,8 9,8 - - НСР0,5, ц/га (яровая пшеница) 2,4 2,0 1,2 1,7 1,9 0,6 1,1 2,0 0,6 0,7 - - Применение минеральных удобрений повысило продуктивность культур севооборота на 7,2-24,6%. Наиболее значимые прибавки урожаев получены на посевах ячменя (19,2-24,6%) при внесении средних и повышенных (под био климатический потенциал) доз азотно-фосфорно-калийных удобрений. Уро жайность яровой пшеницы по этим вариантам составила 19,3-19,4 ц/га, прирост от удобрений – 16,3-16,9%.

В результате последействия минеральных удобрений, внесённых под предшественник – ячмень, и прикорневых подкормок, урожай эспарцета на удобренных делянках за 10 лет исследований возрос на 9,2-32,1 ц/га зелёной массы.

Наиболее высокие урожаи эспарцета 1-го года пользования по вариантам опыта получены в 1999, 2000 и 2003 гг. (163-359 ц/га) с благоприятным для многолетних трав распределением осадков в период вегетации. Засушливый ве сенне-летний период 2007, 2005 гг. обеспечил формирование урожая зелёной массы без удобрений на уровне 55,5-73,0 ц/га, при внесении минеральных удобрений – 58,5-83,0 ц/га.

В опытах отмечена тенденция к снижению продуктивности культуры во второй год пользования (на бедных по минеральному питанию фонах). При внесении под предшествующую культуру (ячмень) средних и высоких (под биоклиматический потенциал) доз удобрений высокие урожаи зелёной массы были получены и во второй год пользования.

Яровая пшеница по пласту многолетних трав сформировала более высо кие урожаи, чем при посеве после озимой пшеницы в зернопаровом севооборо те с чистым паром (16,6-19,4 ц/га). В связи с этим прибавки урожаев от удобре ний получены несколько меньшими, чем в зернопаровом севообороте, где на контрольном варианте происходило постепенное ухудшение агрохимических свойств почвы. Прирост урожаев от внесения удобрений составил от 7,2 до 16,9%. Прибавки урожаев от этого агроприёма наиболее высокими были в 1999, 2000, 2002, 2004, 2006 гг. (от 1,0 до 6,0 ц/га или на 5,1-35,1% к контролю).

Эффективность агрокомплексов возделывания сельскохозяйственных культур, продуктивность пашни определялась составом культур в севооборо те, действием удобрений, а также имела свои особенности при сравнении по ротациям севооборота (табл. 45).

Таблица Урожайность культур и эффективность удобрений по ротациям зернотравяного севооборота (1996-2008 гг.) Урожайность по культурам, Продуктивность севооборота, ц/га ц/га КЕ Уровни ин- Яровой Много- Много- среднегодовая тенсивности яч- летние летние прибавки использования мень+ травы 1- травы 2- Яровая Всего, пашни много- го года го года пшеница ц КЕ ц/га ц/га % летние. пользо- пользова травы вания ния I ротация (1996-2000 гг.) Контроль 30,6 36,1 37,4 19,4 123,5 30,9 - Минимальный 33,0 38,6 42,4 20,2 134,2 33,6 2,7 8, Средний 35,2 39,8 46,8 21,3 143,1 35,8 4,9 15, Интенсивный 36,2 37,5 47,6 21,4 142,7 35,7 4,8 15, II ротация (2000-2004 гг.) Контроль 27,6 42,9 42,4 16,6 129,5 32,4 - Минимальный 29,2 46,4 44,0 17,2 136,8 34,2 1,8 5, Средний 32,8 50,5 48,9 19,3 151,5 37,9 5,5 16, Интенсивный 36,5 52,4 54,4 19,6 162,9 40,7 8,3 25, III ротация (2004-2008 гг.) Контроль 21,0 22,0 22,4 10,4 75,8 19,0 - Минимальный 21,5 24,1 23,0 11,2 79,8 20,0 1,0 5, Средний 22,8 27,2 24,2 12,2 86,4 21,6 2,6 13, Интенсивный 23,8 29,8 27,8 12,1 93,5 23,4 4,4 23, В опытах отмечена более высокая (в 1,6-1,7 раза) продуктивность пашни при прохождении 1 и 2 ротации. Благоприятные по влагообеспеченности годы (1997, 1999, 2000, 2001, 2002-2004 гг.) позволили сформировать более высокие урожаи ячменя и многолетних трав и резко повысили эффективность удобре ний.

Прибавки урожаев от средних и повышенных доз удобрений, выражен ные в кормовых единицах, за I-II ротации севооборота превысили показатели III ротации, включающей засушливые 2005-2007 гг. на 9,0-15,7 ц/га КЕ (на 2,3 3,9 ц/га КЕ ежегодно).

Во второй ротации севооборота без применения удобрений с каждого гектара в среднем собрано 129,5 ц/га КЕ основной продукции, что на 6,0 ц/га больше, чем в первой ротации севооборота. Более высокая продуктивность свя зана с улучшением азотного режима за счёт двухлетнего использования эспар цета и с благоприятными погодными условиями периода вегетации.

Последовательное наращивание уровня минерального питания растений за счёт внесения повышенных доз удобрений обеспечило незначительные при бавки лишь при благоприятных по влагообеспеченности условиях. Продуктив ность севооборота во второй ротации при средних общепринятых дозах воз росла на 22,0 ц/га КЕ, основной продукции;

при внесении расчётных под БКП доз удобрений она повысилась на 33,4 ц/га КЕ. Очевидно, существует предел насыщения севооборота удобрениями и уровень обеспеченности питательными веществами почвы, выше которого улучшение минерального питания не при водит к дальнейшему росту продуктивности пашни. За контроль приняты дан ные, полученные в зернопаровом севообороте с чистым паром.

4.3.2. Баланс гумуса и элементов минерального питания в системе «почва – растение – удобрение»

В многолетних исследованиях нами проведено изучение гумусового со стояния обыкновенных чернозёмов, влияние на критерии оценки эффективно сти удобрений и других факторов, характеризующих почвенное плодородие.

Влияние многолетних трав на образование гумусовых веществ выявля лось нами путём сравнения исходного содержания гумуса и после прохождения трёх ротаций севооборота. Определяли убыль гумуса за период исследований и воспроизводство за счёт пожнивно-корневых остатков, истинную минерализа цию гумуса (табл. 46).

Таблица Баланс гумуса в зернотравяном севообороте, 1996-2008 гг.

Содержание Восстановление гумуса за счёт пожнивно Убыль гумуса Истинная минера гумуса,% корневых остатков (ПКО) и соломы лизация гумуса, Варианты опыта поступило в почву за восстановление гуму т/га (внесено удобрений 12 лет, ц/га са исход- через всего, ежегод за ротацию) пожнивно % ное 12 лет т/га но, т/га за 12 лет, ежегодно, еже корневых соломы за 12 лет ц/га т/га годно остатков Контроль 1, 4,02 3,76 0,26 7,80 0,650 633,6 109 111,4 0,928 18, (без удобрений) Минимальный фон (N30Р30- припосев 3,92 3,71 0,21 6,30 0,525 664,2 126 118,5 0,988 18,15 1, ное N30Р30 - подкормка ) Средний фон (N30Р30- припосев ное 4,01 3,86 0,15 4,50 0,375 705,3 136 126,2 1,052 17,12 1, +N30Р30 - подкормка +N80Р60К60 основное) Интенсивный фон (N30Р30- припосев ное 4,31 4,21 0,10 3,00 0,250 720 143 129,4 1,079 15,24 1, +N30Р30 - подкормка +N130Р80К80 основное) Наибольшее количество воздушно-сухого органического вещества заде лывалось в почву при распашке многолетних трав – 77,0-86,4 ц/га, что в 1,9-2, раза больше, чем после наиболее урожайной в зернопаровом севообороте куль туры – озимой пшеницы. В сидеральном севообороте наибольшее количество органики, из возделываемых культур севооборота поступило от выращивания горохо-овсяной смеси – 55,7-67,7 ц/га (на 38,2-27,6% меньше, чем от многолет них трав). Заслуживает внимания тот факт, что на удобренном фоне поступле ние органического вещества в разных севооборотах выравнивается. В целом при прохождении ротации зернотравяного севооборота количество поступив ших в почву пожнивно-корневых остатков составило 211-240 ц/га, в сидераль ном севообороте – 165-200 ц/га и в зернопаровом – 96,4-107,3 ц/га.

Поступление органического вещества в почву оказало положительное влияние на содержание и динамику гумуса в зернотравяном севообороте. В ва рианте без удобрения убыль гумуса составила 0,650 т/га ежегодно, что на 0,125 0,400 т/га меньше, чем в вариантах при внесении удобрений. На интенсивном агрофоне баланс гумуса вплотную приблизился к равновесному состоянию:

убыль гумуса составила всего 0,250 т/га. Восполнение гумуса при этом соста вило 1,079 т/га ежегодно.

Баланс азота. С целью определения дефицита этого элемента питания в системе «почва-растение-удобрение» был рассчитан вынос азота урожаем куль тур севооборота (табл. 47). На неудобренном варианте вынос азота за ротацию севооборота составил 236,6 кг/га. Минеральные удобрения увеличили этот по казатель на 32,7-90,2 кг/га д.в. за ротацию.

Наибольшее содержание в биомассе и вынос этого элемента урожаем отмечен при возделывании эспарцета. Без внесения удобрений в годы исследо ваний он составил 75,0-67,8 кг/га. В результате последействия удобрений, вне сённых под покровную культуру и в прикорневую подкормку вынос азота воз рос: на эспарцете 1-го года пользования – на 9,1-22,8 кг/га, на эспарцете второ го года пользования – на 11,4-28,5 кг/га.

Таблица Влияние удобрений на вынос азота, фосфора и калия урожаем культур зернотравяного севооборота, 1999-2008 гг.

Урожайность Содержание,% Общий вынос урожа- Вынос на 1 ц зер продукции, ц/га Уровень при ем, кг/га на, кг/га Культура менения зерно, зерно, з/масса солома соло удобрений з/мас ма Р2О5 К2 О Р2О5 К2 О Р2О5 К2 О Р2О5 К2 О N N N N са Без удобрений 24,0 24,0 1,97 1,03 0,68 0,46 0,19 1,81 50,1 25,1 51,3 2,09 1,04 2, Минимальный Ячмень + 26,3 28,5 1,99 1,03 0,70 0,47 0,21 1,85 56,7 28,4 61,1 2,16 1,08 2, эспарцет Средний 28,6 30,8 2,23 1,04 0,73 0,53 0,22 2,13 68,9 31,4 74,5 2,41 1,10 2, Интенсивный 29,9 32,3 2,34 1,04 0,74 0,65 0,22 2,14 72,5 32,8 78,5 2,42 1,10 2, Без удобрений 127,9 - 2,93 0,68 2,90 - - - 75,0 17,4 76,7 0,59 0,14 0, Минимальный Эспарцет 137,1 - 3,07 0,70 2,84 - - - 84,1 19,2 77,8 0,61 0,14 0, 1-го года Средний 147,2 - 3,15 0,79 3,08 - - - 92,6 23,2 90,5 0,63 0,16 0, Интенсивный 150,8 - 3,24 0,80 3,18 - - - 97,8 24,2 96,0 0,65 0,16 0, Без удобрений 118,4 - 2,86 0,70 2,82 - - - 67,8 16,6 66,8 0,57 0,14 0, Минимальный Эспарцеь 128,4 - 3,08 0,74 2,85 - - - 79,2 19,0 73,2 0,62 0,15 0, 2-го года Средний 144,7 - 3,10 0,79 3,18 - - - 91,2 21,7 82,4 0,63 0,15 0, Интенсивный 150,5 - 3,20 0,81 3,30 - - - 96,3 24,4 99,3 0,64 0,16 0, Без удобрений 16,6 18,7 2,41 1,13 0,62 0,57 0,20 1,50 43,7 19,4 33,1 2,63 1,17 1, Минимальный Яровая 17,8 20,9 2,52 1,16 0,64 0,60 0,21 1,57 49,3 21,5 38,1 2,78 1,21 2, пшеница Средний 19,3 22,6 2,73 1,17 0,67 0,64 0,24 1,76 57,7 24,0 45,2 2,99 1,24 2, Интенсивный 19,4 23,7 2,82 1,19 0,68 0,64 0,25 1,80 60,2 25,0 48,1 3,10 1,29 2, Азотфиксирующая способность эспарцета 1-го года пользования позво лила сформировать высокие урожаи этой культуры (127,9 ц/га). Продуктив ность эспарцета второго года пользования снизилась на 9,5 ц/га. Применение минеральных удобрений частично компенсировало дефицит азота, что привело на среднем и интенсивном агрофонах к выравниванию урожаев эспарцета пер вого и второго года пользования (147,2-150,8 и 144,7-150,5 ц/га соответствен но).

При включении в структуру посевных площадей многолетних бобовых трав важным является вопрос влияния этой культуры на обогащение почвы азо том и азотфиксации атмосферного азота, долевое участие фиксированного азо та в урожае. При расчётах баланса азота в опытах установлены отчуждение азо та с урожаем надземной массы и баланс азота пожнивно-корневых остатков (табл. 47, 48).

Общий вынос азота урожаем сена в наших опытах составил 142,8 кг/га или 60,4% от выноса азота всеми культурами севооборота. Из почвы эспарцет использовал 42,8 кг/га, остальное – 100 кг/га поступило в урожай за счёт атмо сферного фиксированного растениями азота. Потребление азота из почвы эс парцетом было или меньше в сравнении с другими культурами – 42,8 и 43,7 56,7 кг/га (без удобрений и при минимальном уровне интенсивности использо вания пашни) или равным ему – 55,1-58,2 и 57,7-72,5 кг/га.

Фиксированный растениями атмосферный азот пожнивно-корневых остатков в опыте составил 62,9-80,7 кг/га. Исключение из этого количества почвенного азота, использованного на формирование надземной биомассы (42,8 кг/га) указывает на обогащение почвы биологическим азотом за счёт по сева бобовых трав. В наших опытах этот показатель составил: за ротацию сево оборота – 20,1-23,6 кг/га;

за период исследований – 60,3-70,8 кг/га. В целом за ротацию севооборота вынос азота урожаем был равен 236,6 кг/га – 326,8 кг/га.

С учётом фиксированного растениями, биологического азота на форми рование наземной массы и обогащения почвы симбиотически связанным азо том ПКО, критерий интенсивности баланса зафиксирован на уровне 22,8-68,3%.

Таблица Баланс и накопление биологического азота в зернотравяном севообороте (1996-2008 гг.) в т.ч. урожаем сена эспарцета Баланс азота ПКО, кг/кг Вынос Основная обогащение азота Внесено на 1 га еже- продукция, N общ. Nф почвы биоло урожаем N общ. Nф N почв.

годно ц/га КЕ ПКО ПКО гическим азо за рота- за ротацию за ротацию за ротацию в год том цию, кг/га за ротацию ежегодно Без удобрений 22,5 233,6 142,8 100,0 42,8 89,8 62,9 21, Минимальный уровень 24,4 263,7 163,3 114,3 49,0 103,7 72,6 24, N7,5Р15К7, Средний уровень 26,6 310,4 183,8 128,7 55,1 108,3 75,8 25, N23,7Р26,2К22, Интенсивный уровень 27,5 326,8 194,1 135,9 58,2 115,3 80,7 26, N28,7Р30,2К27, Баланс фосфора. Плодородие обыкновенных чернозёмов в значительной степени определяется обеспеченностью их валовыми и подвижными соедине ниями фосфора. Слабая подвижность и доступность почвенных фосфатов обычно приводит к высокой эффективности фосфорных удобрений.

Однако на обыкновенных черноземах при интенсивном сельскохозяй ственном использовании и применении удобрений в почве происходит накоп ление подвижных фосфатов наиболее значимое в годы с повышенной влаго обеспеченностью (А.П. Чичкин, 2002).

Полевые опыты показывают, что использование фосфора удобрений и почвы определяется в основном содержанием их в продукции и величиной урожая (М.П. Чуб, Н.В. Потатурина, 1973;

Б.А. Сушеница, 2007 и др.).

В связи с генетически обусловленным соотношением элементов питания в урожае содержание и вынос урожаем фосфатов возрастает и при улучшении азотного питания и других факторов, направленных на повышение продуктив ности культуры.

В исследованиях (1999-2008 гг.) припосевное рядковое внесение азотно фосфорных удобрений увеличило содержание фосфатов в зерне с 1,03-1,13 до 1,16%, в соломе – с 0,19-0,20 до 0,21%. На интенсивном агрофоне при внесении за ротацию 345,6 кг/га д.в. NРК-удобрений содержание фосфатов в урожае воз росло соответственно до 1,04-1,19 и 0,22-0,25%.

На естественном по плодородию фоне вынос фосфора урожаями сельско хозяйственных культур был зависимым от их продуктивности и составил за ро тацию севооборота 78,5 кг/га.

На удобренных делянках происходило одновременно увеличение содер жания фосфора в биомассе и общий вынос, обусловленный формированием до полнительного урожая. При этом вынос фосфора возрастал по вариантам опыта более высокими темпами, чем его содержание в продукции. Так, на посевах яровой пшеницы при увеличении Р2О5 в зерне на 2,6% общий вынос урожаем возрастал на 10,8%, по эспарцету соответственно – на 2,9-5,7% и на 10,3-14,4%.

Внесение удобрений повысило вынос фосфора урожаем на 9,6-27,9 кг/га.

Дефицит этого элемента при возделывании, выраженный через интенсивность баланса, составил 68,1-131,6%.

Коэффициент использования за ротацию севооборота фосфора удобрений был равен – 20,2-22,3%.

Баланс калия. На чернозёмных почвах Заволжья калий считается элемен том третьего минимума (И.Н. Чумаченко, В.Я. Обущенко, В.Н. Капранов и др., 2006). Это привело к значительному уменьшению объёмов применения калий ных удобрений, резко дефицитному балансу калия в почвах.

Анализируя влияние калийных удобрений на урожай и его качество, П.А. Чекмарёв, С.В. Лукин, Ю.В. Сискевич и др. (2011) отмечают, что их эф фективность значительно возрастает во времени и отчётливо проявляется на фоне высоких доз фосфора и азота. Установлены оптимальные уровни концен трации подвижного калия в пахотных почвах: для обыкновенных чернозёмов – 170-180 мг/кг почвы (П.Г. Акулов, 1992).

В наших исследованиях, в многолетних стационарах эффективность ка лийных удобрений возрастала в зависимости от влагообеспеченности, биологи ческих особенностей культуры, содержания подвижного калия в почве.

В отдельные годы, при ГТК вегетационного периода, превышающем 1,2 1,4 (2004 г.), мобилизация калия почвенных запасов превышала потребление растениями, что отразилось на динамике подвижного фосфора и калия в почве и повысило эффективность азотных удобрений.

Содержание калия в зерне ячменя составило по вариантам опыта 0,68 0,74%, в зерне яровой пшеницы – 0,62-0,68%, в зелёной массе эспарцета – 0,56 0,66%. Вынос калия за ротацию севооборота был равен 227,9-321,9 кг/га, в т.ч.

из почвы 227,9 кг/га, из удобрений – 22,3-94,0 кг/га.

Коэффициент использования калия из удобрений сформировался на уровне: ячменя – 65,3-47,4%, яровой пшеницы – 40,3-37,5%, эспарцета – 52,0 64,3% и был наибольшим при использовании минимальных в опыте доз калий ных удобрений. Интенсивность баланса калия за ротацию зернотравяного сево оборота составила – 36,4-38,2%.

В связи с высокой зависимостью подвижности калия от влагообеспечен ности и дефицитом влаги для растений в период вегетации, в Среднем Завол жье без применения удобрений происходит постепенное снижение содержания обменного калия в почве и повышение эффективности калийных удобрений.

4.3.3. Эколого-экономическая и биоэнергетическая эффективность зернотравяного севооборота Для оценки эффективности пашни в зернотравяном севообороте опреде лена стоимость полученной в опытах продукции, учтены все затраты на возде лывание сельскохозяйственных культур, их окупаемость (табл. 49).

Результаты расчётов экономической эффективности возделывания куль тур в зернотравяном севообороте показали, что применение удобрений в соче тании с насыщением структуры посевов до 50% многолетними травами являет ся высокоэффективным средством увеличения производства зерна, кормов и стабилизации почвенного плодородия.

Нормативный прирост урожайности зерновых культур на 1 кг д.в. мине ральных удобрений в Среднем Заволжье составляет 3-4 кг/кг д.в. В наших опы тах при среднем уровне удобренности культур севооборота (65 кг/га азота, фосфора и калия) получена максимальная в опыте прибавка урожайности в рас чёте на 1 кг д.в. удобрений.

Практически по всем вариантам опыта удобрения обеспечили прибавку урожая в сравнении с нормативной, абсолютным контролем. При улучшении обеспеченности почв элементами минерального питания и повышении доз ми неральных удобрений, оплата питательных веществ удобрений снижалась.

Минеральные удобрения в зернотравяном севообороте вносили под зер новые культуры – ячмень и яровую пшеницу. На посевах эспарцета изучалось их последействие. На эспарцете 2-го года пользования проводили подкормку посевов фосфорно-калийными удобрениями.

Таблица Экономическая и биоэнергетическая эффективность удобрений в зернотравяном севообороте (1999-2008 гг.) Стои- Окупа- Акку Уро- Стои- Услов- Затраты Уровни мость емость мулирова Куль- жай- мость ный энергии применения продук- затрат, но урожа- К.э.э.

тура ность, затрат, доход, на 1 га, удобрений ции руб./ ем, ц/га руб./га руб./га МДж/га руб./га руб. МДж/га Контроль, Ячмень + эспарцет без удобре- 24,0 8400 3300 5100 2,5 31224 6478 4, ний Минималь 26,3 9205 4120 5085 2,2 34216 7951 4, ный Средний 28,6 10100 5688 4667 1,7 37208 10460 3, Интенсив 29,9 10465 6105 4360 1,7 38890 10975 3, ный Контроль, Эспарцет 1-го года без удобре- 127,9 8953 1751 7202 5,1 48602 9283 5, ний Минималь 137,1 9597 1793 7804 5,4 52098 9504 5, ный Средний 147,2 10304 1864 8440 5,5 55936 9880 5, Интенсив 150,8 10556 1878 8678 5,6 57304 9957 5, ный Контроль, Эспарцет 2-го года без удобре- 118,4 8288 1751 6537 4,7 44992 9283 4, ний Минималь 128,4 8988 2943 6045 3,1 48792 9938 4, ный Средний 144,7 10129 3340 6789 3,0 54986 9986 5, Интенсив 150,5 10535 3472 7063 3,0 57190 10011 5, ный Контроль, Яровая пшеница без удобре- 16,6 6640 3900 2740 1,7 21879 6478 3, ний Минималь 17,8 7120 4720 2400 1,5 23460 7951 2, ный Средний 19,3 7720 6268 1452 1,2 25437 10480 2, Интенсив 19,4 7760 6823 937 1,1 25569 11837 2, ный Контроль, оборотной площади Итого на 1 га сево без удобре- - 8070 2676 5394 3,02 36674 7880 4, ний Минималь - 8608 3394 5214 2,54 39642 8836 4, ный Средний - 9563 4290 5273 2,23 42898 10202 4, Интенсив - 9829 4570 5259 2,15 44738 10695 4, ный Максимальная прибавка урожайности ячменя, в сравнении с абсолютным контролем (без применения удобрений), получена на высоком агрофоне при интенсивном уровне использования пашни. В этом случае прирост урожая на 1 кг д.в. минеральных удобрений составил 4,2 кг.


Урожайность яровой пшеницы на контроле в сравнении с зернопаровым и сидеральным севооборотами вследствие положительного действия эспарцета на питательный режим почвы возросла на 0,8-2,0 ц/га.

Применение удобрений повысило продуктивность культуры на 1,2 2,8 ц/га (на 7,2-16,9%).

Оплата питательных веществ удобрений урожаем составила 2,33 4,0 кг/кг д.в. и была наибольшей при внесении туков одновременно с посевом (на уровне нормативных показателей).

В опытах отмечено значительное последействие удобрений, внесённых под предшествующую культуру – ячмень. Прирост урожаев в первый год по следействия составил от 9,2 до 22,9 ц/га з.м., что повысило чистый доход от ре ализации продукции на 602-1476 руб./га.

Прикорневая подкормка эспарцета фосфорно-калийными удобрениями позволила сохранить высокий уровень продуктивности и во второй год пользо вания посевами. Однако условно-чистый доход при этом снизился в сравнении с первым годом пользования на 1615-1759 руб./га и окупаемость затрат на воз делывание – на 2,3-2,6 руб./руб.

Экономический анализ эффективности использования пашни в зернотра вяном севообороте показал, что применение удобрений является экономически оправданным агроприёмом. С 1 га севооборотной площади за ротацию севооб орота в годы исследований с учётом последействия удобрений получено до полнительно продукции на сумму 538-1759 руб./га. Каждый вложенный в зер нотравяном севообороте рубль затрат обеспечил получение продукции на 2,15 2,54 руб./руб. затрат.

В условиях диспаритета цен на продукцию сельского хозяйства и про мышленные товары важным показателем объективности при оценке эффектив ности севооборота является биоэнергетический анализ производства. Наши опыты показали, что энергия, накопленная в урожае зерновых культур и эспар цета значительно превышает затраты совокупной энергии на возделывание культур: по ячменю – в 3,5-4,8 раза, по яровой пшенице – в 2,2-3,4 раза, по эс парцету – 4,8-5,7 раза.

Общие затраты антропогенной энергии при выращивании сельскохозяй ственных культур при среднем уровне интенсификации производства (при вне сении 65 кг/га д.в. удобрений) достигли 10202 МДж/га. Приращение энергии, между полученной и затраченной, составило 32696 МДж/га в год.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о значи тельном влиянии средств биологизации на уровень урожайности культур, опла ту урожаем питательных веществ удобрений, окупаемость дополнительных за трат. Одновременно с этим, использование сидератов, соломы зерновых куль тур на удобрение, введение в севооборот многолетних трав является одним из важнейших факторов воспроизводства и сохранения на высоком уровне плодо родия почв (содержание гумуса, биогенных элементов и др.). Полученные дан ные позволяют перейти к разработке нормативно-регулируемых систем земле делия, значительно повысить конкурентоспособность отрасли.

5. ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ, ПРОДУКТИВНОСТЬ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПАШНИ В ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТАХ С ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМИ ПОЧВОЗАЩИТНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ 5.1. Влияние строения пахотного слоя, формируемого разными системами обработки почвы, на продуктивность полевого севооборота и основные элементы почвенного плодородия Научное обоснование оптимальных вариантов гетерогенного строения пахотного слоя с использованием минимальных и безотвальных способов обра ботки почвы является одной из важных задач по обоснованию региональных ресурсосберегающих технологий.

Исследования по изучению влияния строения пахотного слоя, формируе мого разными системами обработки почвы, на основные показатели почвенно го плодородия в разных технологических комплексах проводились на полях отдела земледелия Самарского НИИСХ.

Эффективность разного строения почвы в этих системах обработки испы тывалась в севообороте: пар чёрный – озимая пшеница – яровая пшеница – просо – яровая пшеница.

В севообороте вносилось ежегодно минеральное удобрение в дозах N40Р40К40 кг/га, использовалась в качестве органического удобрения измельчён ная солома озимой и яровой пшеницы.

Испытывались следующие варианты систем обработки почвы:

I – постоянная вспашка на 25-27 см (контроль);

II – в чёрном пару вспашка на 25-27 см, под яровые зерновые минимальная обработка почвы на 10-12 см;

III – в чёрном пару вспашка на 25-27 см, под яровые зерновые без основ ной осенней обработки почвы (прямой посев);

IV – в чёрном пару рыхление чизелем ПЧ-4,5 на 28-30 см, под яровые зер новые – минимальная обработка почвы на 10-12 см;

V – в чёрном пару рыхление чизелем ПЧ-4,5 на 28-30 см, под яровые зер новые – без осенней обработки почвы (прямой посев);

VI – минимальная обработка почвы на 10-12 см во всех полях севооборо тов;

VII – без осенней обработки почвы во всех полях севооборотов (прямой посев).

Минимальные обработки почвы, посев и измельчение соломы проводи лись комбинированными машинами ООО «Сельмаш» (рис. 5-8).

Целью исследований ставилось выявить влияние строения почвы при ис пользовании в технологических комплексах разных систем дифференцирован ной и минимальных обработок на основные элементы почвенного плодородия и продуктивность пашни, предложить их оптимальные варианты.

В стационарных опытах изучалось влияние разного строения пахотного горизонта на агрофизические, агрохимические свойства почвы, биологическую активность.

Учитывалась урожайность и качество зерна, оценивалась экономическая и биоэнергетическая эффективность севооборота с разными системами обра ботки почвы при переходе на почво- и энергосберегающие технологии.

Рис. 5. Комбинированное почвообрабатывающее орудие ОПО-4, Рис. 6. Комбинированное почвообрабатывающее орудие ОПО-8, Рис. 7. Комбинированный посевной агрегат 2АУП-18, с трактором К- Рис. 8. Автономное устройство для измельчения соломы РИС- с трактором МТЗ- 5.1.1. Результаты исследований Агрофизические свойства почвы. Большинство исследований, прово дившиеся в Среднем Заволжье изучение динамики агрофизических показателей плодородия почв при разных способах обработки почвы (Г.И.Казаков, 1997;

И.А.Чуданов, 2006;

В.А.Корчагин, 2009 и др.), указывают, что минимальные обработки не приводят к ухудшению агрофизических свойств (плотности, твёр дости и др.), оказывают благоприятное влияние на водный режим. Эти показа тели, по их мнению, не являются при возделывании зерновых культур ограни чивающим фактором урожайности при переходе к технологиям с гетероген ным и гомогенно-гетерогенным строением пахотного слоя.

По многолетним данным отдела земледелия Самарского НИИСХ, на опытных полях которого проводились наблюдения, плотность почвы в севооб оротах на полях с постоянной вспашкой, дифференцированной обработкой (безотвальное рыхление + минимальные обработки) и ежегодных минимальных обработках оказалась одинаковой – от 1,05 до 1,08 г/см3 (В.А. Корчагин, О.И. Горянин, 2001). В Самарской ГСХА (Г.И.Казаков, 1997;

И.А.Чуданов, 2006), оптимальные показатели плотности почвы для чернозёмов данного реги она составляют от 1,0 до 1,2 г/см3. В этих же пределах для большинства зерно вых культур находится и равновесная плотность, складывающаяся на длитель но необрабатываемой почве (1,04-1,14 г/см3).

По данным Самарского НИИСХ (В.А. Корчагин, О.И. Горянин, В.Г. Но виков, 2003) не выявлено повышения плотности почвы и при длительном при менении минимальных обработок почвы. Плотность пахотного слоя почвы в среднем за 26 лет (1976-2002) составила при постоянной вспашке черного пара на 20-22 см – 1,04 г/см3, постоянной минимальной обработке на 10-12 см – 1,10 г/см3, по озимой пшенице, соответственно, – 1,14 и 1,18 см3. При постоян ной вспашке чёрного пара плотность почвы в четвёртой ротации не превышала 0,98 г/см3, по озимой пшенице – 1,10 г/см3, при постоянной мелкой обработке, соответственно, – 1,02 и 1,11 г/см3.

В 2007 г. нами проводились наблюдения по твёрдости почвы при разных типах строения почвы в отдельных полях опытного севооборота (табл. 50).

Таблица Влияние систем обработки на твёрдость почвы, КПа (2007 г.) Слои почвы Варианты систем обработки почвы 0-30 см 30-60 см Озимая пшеница по чистому пару 632 I 662 II 674 III 716 IV 732 V 655 VI Просо 656 II 674 III 632 IV 684 V 674 VI 681 VII Яровая пшеница по просу 691 II 674 III 721 IV 684 V 684 VI 705 VII Твёрдость почвы на посевах озимой пшеницы по постоянной вспашке в слое 0-30 см составила 632 КПа, а по разным вариантам систем обработки с ге терогенным строением – от 655 до 732 КПа и слое 30-60 см – соответственно – 886 и 805-880 КПа.

Близкими были показатели твёрдости на посевах проса и яровой пшени цы по всем вариантам с экономными способами обработки почвы. На просе она колебалась от 632 до 684 КПа в слое 0-30 см и от 922 до 1001 КПа в слое 30-60 см. На посевах яровой пшеницы соответственно по слоям – от 674 до и от 854 до 964 КПа.


Таким образом, при гомогенном, гомогенно-гетерогенном и гетероген ном строении пахотного горизонта, сформированным разными системами об работки, чернозёмные почвы региона обеспечивают одинаково благоприятные агрофизические условия для развития зерновых культур.

Водный режим почвы. Запасы влаги почвы в метровом слое почвы на чёрных парах, в среднем за три срока наблюдений (перед устойчивым замерза нием почвы, в начале парования и перед посевом озимой пшеницы) по всем ва риантам с гетерогенным строением были выше, чем при гомогенном. Содер жание влаги в контроле составило 123,9 мм и по вариантам с гетерогенным строением от 140,7 до 142,8 мм (табл. 51).

В слое 0-30 см запасы влаги составили при гомогенном строении 44,1 мм и при обработках почвы, обеспечивающих гетерогенное строение, от 46,9 до 48,4 мм.

Таблица Запасы доступной влаги на чёрных парах и посевах озимой пшеницы при разном строении пахотного слоя почвы, в мм (среднее за 2003-2005 гг.) Слои почвы, см Строение Сроки от пахотного слоя бора проб 0-30 0-50 0- 1 49,9 71,8 103, 2 42,4 72,7 125, Гомогенное 3 40,0 68,8 142, (постоянная вспашка 4 55,2 93,0 175, на 25-27 см) 5 10,4 18,1 41, В среднем 39,6 64,9 117, 1 56,0 80,9 118, 2 44,7 77,0 143, Гетерогенное 3 44,7 80,2 162, (рыхление в чистом 4 54,6 91,2 174, пару на 30 см) 5 8,2 14,7 34, В среднем 41,6 68,8 126, 1 52,6 83,3 116, 2 46,0 80,7 151, Гетерогенное 3 43,4 78,0 154, (минимальная обработка 4 52,9 89,7 171, на 10-12 см) 5 10,3 20,7 39, В среднем 41,0 70,6 126, 1 51,6 82,3 124, 2 46,6 79,4 154, Гетерогенное 3 42,6 75,3 150, (без осенней обработки под 4 51,3 89,5 179, все культуры севооборота) 5 9,0 16,4 38, В среднем 40,2 68,6 129, Примечание. Первый срок – на чистых парах перед устойчивым замерзанием почвы.

Второй срок – в начале парования.

Третий срок – перед посевом озимой пшеницы.

Четвёртый срок – в период возобновления вегетации озимой пшеницы.

Пятый срок – перед уборкой озимой пшеницы.

При гетерогенном строении отмечены в метровом слое повышенные на 26-41,3 мм остаточные запасы влаги перед уборкой озимых, что свидетельству ет о более благоприятных условиях для накопления и сохранения влаги.

На отмечено преимущества гомогенного строения перед гетерогенным по запасам влаги весной перед посевом яровой пшеницы по озимым и просу. Запа сы влаги на посевах яровой пшеницы по озимым составили по вспашке 159,0 мм, при дифференцированной обработке – 163,2 мм, без осенней обра ботки – 163,1 мм, на просе соответственно – 146,8, 144,2 и 154,2 мм и посевах яровой пшеницы по просу – 132,3, 137,0 и 137,1 мм. Близкими были запасы влаги по этим вариантам обработки и в конце вегетации (прил. 2-4).

Средние запасы влаги за ротацию севооборота составили по вспашке – 109,9 мм, по вариантам с гетерогенным строением пахотного слоя – от 113,5 до 118,5 мм (табл. 52).

Таблица Содержание доступной влаги в метровом слое почвы под разными культурами за первую ротацию севооборота, мм Системы обработки почвы Вспашка в чи стом пару на Минимальная Без осенней Вспашка Культуры 25-27 см, под обработка на 10- обработки на 25-27 см под яровые зерновые 12 см под все под все культуры без осенней об- культуры все культуры работки Озимая пшеница 132,8 134,8 142,2 139, Яровая пшеница 114,5 114,2 119,3 114, по озимой пшенице Просо 108,3 117,8 121,0 131, Яровая пшеница 83,9 87,3 86,8 89, по просу В среднем 109,9 113,5 117,4 118, по севообороту Примечание. Данные приводятся в среднем за три срока наблюдений: перед устойчи вым замерзанием почвы, перед посевом яровых зерновых, перед уборкой.

.

Строение пахотного слоя почвы, формируемое в технологиях разными вариантами минимальной обработки почвы, не приводит к ухудшению условий поглощения зимней влаги и не ускоряет темпы её расходования в разных слоях почвы в течение всей вегетации.

Подтверждением равных или более благоприятных условий для погло щения влаги при гетерогенном строении почвы, по сравнению с гомогенным, служат приведённые на рисунках 9-10 данные по профильному её размещению в метровом слое почвы перед посевом яровой пшеницы и проса, а также по слойные запасы влаги весной (прил. 5).

Таким образом, на чернозёмных почвах Среднего Заволжья при техноло гиях с минимальными обработками (гетерогенное строение пахотного слоя) не установлено каких-либо существенных различий в накоплении и расходе влаги в сравнении с гомогенным строением (постоянная вспашка).

Подобное положение объясняется благоприятными агрофизическими свойствами местных чернозёмов, обеспечивающих равное накопление и сохра нение влаги независимо от способов и глубины обработки, благодаря опти мальной для зерновых культур плотности почвы близкой к показателям равно весной и в связи с этим одинаковым влиянием на водный режим почвы.

Пищевой режим почвы. Результаты наблюдений за пищевым режимом почвы, при разном строении пахотного слоя на парах, озимой пшенице, яровой пшенице и по просу приводятся в таблицах 53 и 54.

18, 16,9 16, 16,9 16, 16, 18, 15, 16,2 16, 16, 15,3 15,1 15, 15,7 16,9 14, 16, 16, 15, 16, 14,9 14, 15, 15,3 15,1 14,4 15, 13,9 14, 15, 14, мм, влаги по слоям 13, 14,1 14,1 13,8 14, 14, 15, 13,2 14, 13, 14, мм, влаги по слоям 13,3 13, 13,1 14, 14, 12,9 13, 13,0 12, 13, 13, 13, 12,9 13,0 12, 10, 9, 10, 9, 7, 6,6 7, 6, 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90- 6, 6,0 слои почвы,см 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90- Гомогенное Строение пахотного слоя почвы: почвы,см слои Гетерогенное с постоянной мелкой обработкой Гомогенное Гетерогенное без осенней обработки Гетерогенное с постоянной мелкой обработкой Гетерогенное без осенней обработки Рис. 9. Послойное размещение доступной влаги весной в метровом слое на по севах яровой пшеницы по озимой пшенице при разном строении пахотного слоя почвы Рис.13 Послойное размещение доступной влаги весной в метровом слое на посевах яровой пшеницы по озимой пшенице при разном строении почвы 20, 18, 16,9 16, 16, 16,9 16, 16, 16, 15,9 16, 16,2 15,715, 15, 15, 15,8 15,3 15, 15,7 14, 15,1 14,9 15, 15, 15, 15,3 15, 14, мм влаги по слоям 14, 13,8 15, 14, 13,9 13, 14, мм, влаги по слоям 13, 14,1 13, 14,1 13, 13,8 13, 12, 13, 13, 13, 12,9 12, 12, 13,0 12, 10, 10, 10, 8, 10, 9,0 8,7 8, 7, 7, 7, 5,7 5, 5, 6, 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90- 6,0 слои почвы, см 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90- Гомогенное Строение пахотного слоя почвы: почвы,см слои Гетерогенное с постоянной мелкой обработкой Гомогенное Гетерогенное без осенней обработки Гетерогенное с постоянной мелкой обработкой Гетерогенное без осенней обработки Рис. 10. Послойное размещение доступной влаги в метровом слое весной на посевах проса при разном строении пахотного слоя почвы Рис.14 Послойное размещение ПРОСО Таблица Содержание подвижных питательных веществ в слое 0-30 см на чистом пару и посевах озимой пшеницы при разном строении почвы, в мг/кг почвы (среднее за 2004-2005 гг.) Строение, Сроки взятия способы обработки Р3О5 К2 О N-NO проб почвы 1 55,9 23,4 22, Гомогенное 2 91,3 22,4 19, (Постоянная вспашка на 25-27 см) 3 24,9 24,4 18, В среднем 57,4 23,4 20, Гетерогенное 1 69,9 25,0 26, (Рыхление ПЧ-4,5 на 30 см в пару 2 109,1 25,9 22, и минимальная обработка под яро- 3 21,7 24,6 20, вые зерновые) В среднем 66,9 25,2 23, 1 54,3 25,6 23, Гетерогенное 2 97,6 25,4 22, (Минимальная обработка 3 31,4 24,6 17, на 10-12 см под все культуры) В среднем 61,1 25,2 21, 1 84,6 24,6 22, Гетерогенное 2 103,6 25,1 23, (Без осенней обработки 3 24,3 24,8 17, под все культуры) В среднем 70,8 24,8 20, Примечание. Первый срок – в начале парования, второй – перед посевом озимых, третий – весной в период возобновления вегетации озимой пшеницы.

Как видно из таблицы 53, на паровом поле отмечено в технологических комплексах с гетерогенным строением пахотного слоя большее содержание нитратов, чем при гомогенном. При постоянной вспашке (гомогенное строе ние) количество нитратов составило в среднем по трём срокам наблюдения 57,4 мг/кг почвы, а при разных вариантах с минимальными обработками (гете рогенное строение) – от 61,1 до 70,8 мг/кг почвы.

Большим было содержание подвижного фосфора на полях с гетероген ным строением пахотного слоя (23,4 мг/кг почвы при постоянной вспашке и 24,8-25,4 мг при минимальных обработках почвы).

По проведенным анализам нитрификационная способность почвы на па рах и озимых посевах составила 159,4 мг/кг почвы при гомогенном строении пахотного слоя и от 156,8 до 166,4 мг/кг почвы при разных вариантах гетеро генного строения.

При наблюдениях по содержанию подвижных питательных веществ на посевах яровых зерновых культур установлено снижение нитратов на посевах яровой пшеницы после озимых, особенно на посевах без осенней обработки почвы (прил. 6).

При анализе динамики содержания подвижных питательных веществ по двум ротациям севооборота установлена тенденция снижения содержания гид ролизуемого азота при минимальных системах обработки почвы (табл. 54).

Повысилось при переходе к минимальным обработкам содержание по движного фосфора и обменного калия.

В среднем по двум срокам наблюдений в заключительном поле севообо рота количество подвижного фосфора в слое 0-20 см составило при постоянной вспашке/гомогенное строение – 20,7 мг/кг, при дифференцированной и мини мальной обработках – 22,4-23,1 мг/кг и обменного калия соответственно – 19,9-24,3-27,0 мг/кг.

По мнению многих авторов (И.Ф. Храмцов, 2009 и др.) на дополнитель ное накопление подвижного фосфора при минимальных обработках оказывает положительное влияние большая влагообеспеченность осенью предыдущего года, а также увеличение органического вещества в почве.

Наличие в больших количествах в почве подвижного фосфора является одним из причин более высокой окупаемости минеральных удобрений в техно логиях с экономными способами обработки почвы (В.А.Корчагин, А.П.Чичкин, 2008).

Оплата питательных веществ минеральных удобрений на фоне вспашки составила – 1,47 кг/кг д.в., а по минимальной обработке – 2,20 кг/кг д.в.

За краткосрочный период наблюдений в севообороте по большинству по казателей, характеризующих ряд важных показателей плодородия почвы (об щая щёлочность, сумма поглощённых оснований, рН солевой вытяжки), суще ственных различий не отмечено (прил. 7).

Таблица Динамика содержания подвижных питательных веществ слое 0-20 см, при разных системах обработки почвы, мг/кг (замыкающее поле севооборота) В конце первой В конце второй Системы обработки почвы В среднем ротации ротации Гидролизуемый азот Постоянная вспашка (контроль) 27,2 3,6 15, Глубокое рыхление чизелем в пару, под яровые зерновые 25,2 3,8 14, без осенней обработки Постоянная минимальная 25,2 3,6 14, обработка на 10-12 см Подвижный фосфора Постоянная вспашка (контроль) 18,8 22,5 20, Глубокое рыхление чизелем в пару, под яровые зерновые 20,6 25,5 23, без осенней обработки Постоянная минимальная 20,9 23,3 22, обработка на 10-12 см Обменный калий Постоянная вспашка (контроль) 16,8 22,9 19, Глубокое рыхление чизелем в пару, под яровые зерновые 23,4 30,6 27, без осенней обработки Постоянная минимальная 21,1 27,5 24, обработка на 10-12 см Биологическая активность почвы. Важнейшим показателем, опреде ляющим состояние почвенного плодородия, является биологическая актив ность. Микробиологические исследования по обоснованию оптимальных ти пов строения почвы показали, что даже по вариантам с постоянным мелким рыхлением и при отказе от осенних обработок не отмечено снижения числен ности микроорганизмов.

Наибольшая численность актиномицетов на поле занятом просом отмече на по всем вариантам опыта в мае – 106-7 клеток на г абсолютно-сухой почвы.

При гетерогенном строении с минимальными обработками почвы их было в слое почвы 0-10 см на порядок – и в пахотном (0-30 см) слое в 7 раз больше, чем по вспашке. В июне различия по численности актиномицетов в пользу мел кого рыхления и варианта без осенней обработки становятся менее заметными, а в августе по этим вариантам наблюдалось даже некоторое снижение количе ства актиномицетов в сравнении со вспашкой (прил. 8).

Максимальное количество грибов – 106-7 клеток на 1 г отмечалось в мае, в июне наблюдался спад, а в августе – подъём до 105-6 клеток на 1 г абсолютно сухой почвы. Особых различий в численности грибов по вариантам строения почвы и в послойном их распределении за вегетационный период не отмечено.

Количество нитрификаторов и денитрификаторов в пахотном (0-30 см) слое почвы на посевах проса существенно менялось в течение весенне-летнего периода. В мае количество нитрификаторов составляло 107 клеток, денитрифи каторов – 103-4, в июне – соответственно 104 и 103-4, в августе – 105-6 и 104- микроорганизмов на 1 г почвы. Наиболее низкое количество денитрификаторов отмечалось по традиционной технологии, что свидетельствует о снижении про цессов денитрификации вследствие большей аэрации почвы на вспаханных по лях (прил. 9).

В первый срок определения (май) отмечалось заметное усиление целлю лозоразлагающей активности по изучаемым технологиям с минимальными об работками почвы на 23,1-87,2% по сравнению с контролем. В последующие сроки (июнь-август) показатели целлюлозоразлагающей активности по вариан там опыта были одинаковыми.

Таким образом, близкие показатели численности разных групп микроор ганизмов, определяющих уровень интенсивности биологических процессов в почве, свидетельствуют о том, что технологии с минимальными обработками почвы (гетерогенное строение) не приводят к существенным изменениями степени активности биологических процессов в сравнении с постоянной вспашкой (гомогенное строение пахотного слоя).

Фитосанитарное состояние посевов. При гетерогенном строении па хотного слоя почвы отказ от оборота пласта приводит к существенным переме нам условий, обеспечивающих фитосанитарное состояние посевов. Изменяются условия развития сорных растений и зачатков вредителей и болезней, умень шается глубина подрезания сорняков, осыпавшиеся семена сорняков остаются на поверхности поля.

В результате проведенных исследований, при принятых мерах борьбы с сорняками, не установлено различий по засорённости посевов озимых. На па ровых полях складываются при обработке без оборота пласта более благопри ятные условия для прорастания и последующего уничтожения сорняков в ве сенне-летний период, по сравнению с постоянной вспашкой, снижается в большей степени потенциальный запас семян сорняков в почве.

В средние по увлажнённости годы (2004, 2005 и 2006) на фоне ежегодно го применения гербицидов не установлено устойчивых различий по засорённо сти посевов и на яровых зерновых культурах.

В освоенном зернопаровом севообороте, с развитием преимущественно малолетних сорняков и при систематической обработке яровых зерновых гер бицидами, численность сорняков сохранялась в такие годы не только по тради ционной технологии, но и с минимальной обработкой почвы, на низком уровне, не превышающем пороговую вредоносность.

На посевах яровой пшеницы по озимой пшенице, численность сорняков перед уборкой составила в 2004 г. в контроле 11 шт./м2, а по вариантам с раз ными системами обработки – от 8,7 до 15 шт./м2 и с массой сорняков, соответ ственно, по вспашке – 65 г/м2 и минимальным обработкам – 48,8 и 87,5 г/м2.

На просе количество сорняков составило в 2005 г. перед уборкой по вспашке – 5,5 шт./м2, при минимальной обработке – 4,2-6,5 шт./м2 и на посевах яровой пшеницы по просу (2006 г.), соответственно, – 7,3 и 3-8,5 шт./м2. Вес сорняков на 1 м2 был: по вспашке – 37,0 г/м2 и по вариантам с минимальными обработками почвы – 29,0-49,5 г/м2 (табл. 55).

Таблица Засорённость посевов яровых зерновых культур в севообороте при разном строении пахотного слоя, формируемом разными системами обработки почвы Яровая пшеница Яровая Системы обработки, определя- Сроки по ози- Просо пшеница Ед. изм.

ющие строение почвы определения мой пше- (2005 г.) по просу нице (2006 г.) (2004 г.) шт./м В кущение 3,3 3,9 7, Вспашка на 25-27 см под все шт./м Перед убор- 11,0 5,5 7, культуры (гомогенное) кой г/м 65,0 75,6 37, В кущение шт./м 2,8 3,8 5, В пару – вспашка на 25-27 см, шт./м под яровые зерновые – рыхле- Перед убор- 8,7 4,9 6, ние на 10-12 см (гетерогенное) кой г/м 65,1 88,8 32, В пару – вспашка на 25-27 см, В кущение шт./м 4,8 5,3 10, под яровые зерновые – без ос шт./м2 9,3 4,2 7, Перед убор новной обработки (гетероген кой г/м ное) 48,8 79,4 29, В кущение шт./м 7,5 4,0 7, В пару –рыхление на 28-30 см, под яровые зерновые – рыхле- шт./м Перед убор- 9,2 6,5 8, ние на 10-12 см (гетерогенное) кой г/м 87,5 98,4 49, шт./м В кущение 4,5 4,7 8, В пару – рыхление на 28-30 см, под яровые зерновые – без ос- шт./м Перед убор- 15,0 4,7 8, новной работки (гетерогенное) кой г/м 71,3 84,4 42, В кущение шт./м 7,6 3,4 5, Рыхление на 10-12 см, шт./м Перед убор- 13,2 5,2 5, под все культуры (гетерогенное) кой г/м2 65,5 77,5 20, В кущение шт./м 7,5 4,0 7, Без основной обработки почвы шт./м Перед убор- 12,6 5,5 3, (гетерогенное) кой г/м2 62,5 86,9 30, В 2007 г. обильные осадки во второй половине вегетации, вызвали зна чительный рост засорённости посевов. Особенно заметно усилилась засорён ность при технологиях с постоянными минимальными обработками и прямым посевом. Предуборочная засорённость проса по массе сорняков была на этих вариантах в 2007 г. выше, чем в контроле в 1,5 -1,7 раза (табл. 56).

Таблица Засорённость посевов проса при разных системах обработки почвы в севообороте (2007 г.) В кущение Перед уборкой Системы обработки почвы в севообороте шт./м2 шт./м2 г/м Предшественник – озимая пшеница Вспашка на 25-27 см под все культуры 5,3 10,8 54, (контроль) В пару – вспашка на 25-27 см, под яровые 4,8 9,7 66, зерновые – рыхление на 10-12 см В пару – вспашка на 25-27 см, под яровые 6,4 11,1 85, зерновые – без осенней обработки В пару – рыхление на 30 см, под яровые 8,5 9,4 71, зерновые – рыхление на 10-12 см В пару – рыхление на 30 см, под яровые 5,5 13,2 101, зерновые – без осенней обработки Рыхление на 10-12 см под все культуры 7,8 12,6 80, Без основной обработки 6,2 11,9 92, Урожайность сельскохозяйственных культур. Управление почвенным плодородием по мнению ряда учёных (И.Н. Шарков, 2009 г. и др.) должно рас сматриваться как последовательное улучшение свойств почвы в соответствии с запросами растений. При подобном подходе система управления плодородием становится составной частью управления продуктивностью культур.

Результаты учёта урожайности зерновых приводятся в таблице 57.

В среднем по двум ротациям севооборота при обработках почвы с соче танием вспашки и глубокого безвотвального рыхления в пару с минимальными обработками комбинированными орудиями под яровые получены не уступаю щие контролю урожаи зерновых.

Снижение урожая (на 0,07-0,15 т/га) было отмечено по вариантам с соче танием в севообороте безотвального рыхления в пару с отказом от осенней об работки под яровые, при постоянных минимальной и без осенней обработок почвы.

Таблица Урожайность зерновых культур в среднем по двум ротациям зернопарового севооборота при разных системах обработки почвы, формирующих разное строение почвы, т/га (2002-2008 гг.) Системы обработки почвы Культуры I НСР II III IV V VI VII контроль Озимая пшеница 2,85 2,81 2,90 2,93 2,86 2,83 2,80 0,26-0, Яровая пшеница 1,42 1,48 1,42 1,36 1,29 1,25 1,19 0,17-0, Просо 2,51 2,60 2,62 2,66 2,52 2,45 2,39 0,32-0, Яровая пшеница 1,60 1,61 1,44 1,61 1,42 1,56 1,40 0,18-0, В среднем – 2,10 2,12 2,09 2,14 2,03 2,02 1, за две ротации За годы исследований системы обработки почвы: отвально-безотвальная (вспашка в пару, рыхление на 10-12 см под яровые зерновые);

безотвальная разноглубинная (рыхление на 28-30 см в пару, на 10-12 см под яровые зерно вые;



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.