758.влияние разных по интенсивности систем обработки, удобрений и гербицидов на агрофизические свойства

9

На правах рукописи

ВОРОНИН Александр Николаевич

Влияние разных по интенсивности систем обработки,

удобрений и гербицидов на агрофизические свойства

дерново-подзолистой глееватой почвы

Специальность 06.01.01 —общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2007

(А

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Ярославская государственнаясельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: Заслуженный деятечь науки РоссийскойФедерации, доктор сельскохозяйственныхнаук, профессорСмирнов Борис Александрович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РоссийскойФедерации, доктор сельскохозяйственныхнаук, профессорБаздырев Геннадий Иванович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент/Каляев Александр Михайлович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Московский государственныйагроинженерный университетимени В П Горячкина

3>ОЗащита состоится «-\S» «ЛА_£ХЛЯ 2007 г. в «Я£> » часов на заседаниидиссертационного совета К 220 043 01 при ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имениК А Тимирязева Адрес 127550, г Москва И-550, ул Тимирязевская, 49,тел /факс 976-24-92 Учёный совет ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имК А. Тимирязева и на сайте www timacad ru

Автореферат разослан «1С» Я*1 L/Uj 2007 г.

Ученый секретарьдиссертационного совета,кандидат сельскохозяйственных наук,доцент Тазина Н.Г.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия, ба-

зирующиеся на энерго-ресурсосбережении и экологической сбалансированно-сти, в настоящее время не имеют альтернативы. Подбор культурных растений,сортов и разработка научно-обоснованных технологий, наилучшим образомприспособленных к агроландшафтным территориям и их элементам, характери-зующимися однородностью почвенного покрова, обусловленного почвообразо-вательным процессом — одна из главных задач современной агрономическойнауки.

Дерново-подзолистые глееватые почвы, занимающие только в Ярослав-ской области каждый шестой гектар пашни, имеют важное страховое значение,особенно в засушливые годы.

Физические свойства почв являются проявлением сущности протекаю-щих в почвах процессов, критерием их плодородия или деградации. Механиче-ские элементы и структурные отдельности почв являются матрицей, на которойпротекают все физико-химические процессы, развитие корневых систем, по-глощение ими элементов минерального питания (В.И. Савич и др., 2002).

В научном земледелии до сих пор не сложилось единого мнения о влия-нии систем обработки почвы, фонов удобрений и гербицидов на агрофизиче-ские свойства, что обусловлено различными почвенными условиями. Этот во-прос в основном изучался на почвах нормального увлажнения. На глееватыхпочвах, формирующихся в условиях временного избыточного увлажнения, ко-торые в Нечерноземной зоне составляют значительную долю от общей площа-ди пашни, исследования не проводились.

В этой связи, целью нашем работы было изучение влияния разных поинтенсивности систем обработки, удобрений и защиты растений от сорняков наосновные агрофизические свойства и продуктивность полевых культур на дер-ново-подзолистых глееватых почвах.

В задачи исследований входило определение: динамики содержания гу-муса и агрофизических показателей (структуры почвы и её водопрочное™;влажности, твёрдости и плотности почвы); электрокинетического потенциалапочвенных отдельностей; уровня урожайности полевых культур; экономиче-ской и энергетической эффективности перспективных технологий.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с программой работРАСХН, Федеральной целевой программой Минсельхоза России «Плодородие»и перспективным планом научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО ЯГСХА«Разработка научных и технологических основ адаптивно-ландшафтных системземледелия для Центрального района Нечерн<

| г „ и " е н » К-А. ТимирязеваВДВ имени Н.И. ЖелезковаФонд научный литературы


Налчмая новизна. Впервые в Центральном районе Нечерноземной зоныРоссии на дерново-подзолистой пееватой среднесупинистой почве было из\-чено одновременное многоплановое воздействие разных по интенсивности сис-тем обработки, удобрений и гербицидов на агрофизические свойства почвыПри этом было уделено особое внимание изучению влияния сотомы, испочь-зуемой в качестве органического удобрения как отдетьно, так и совместно сминеральными удобрениями, и гербицидов на агрофизические показатели пло-дородия Впервые была установлена дифференциация пахотного горизонта наслои по содержанию фракции < 0,25 мм с уветичением ее доли в нижней частипри системах обработки без оборачивания почвы, а также способ предупрежде-ния этой дифференциации и возможного пере>ппотления путем примененияпериодической отвальной обработки

Практическая ценность работы. Система поверхностно-отвальной об-работки как без удобрений и гербицидов, так и при их применении способств\ -ет утучшению гумусированности почвы и ее структурного состояния, препят-ствует излишнему уплотнению и обеспечивает нахождение уровня влажности итвердости почвы в пределах оптимальных значении, не снижает урожайностьполевых культур и экономит затраты совокупной знергии на проведение ос-новной обработки почвы в 2,8 раза в сравнении с традиционной отвальной Бы-ла обоснована недопустимость применения ежегодной поверхностной обработ-ки и необходимость периодического оборачивания почвы из-за возможного современем переуплотнения слоя 10-20 см и нижетежащих горизонтов в связи смиграцией фракции почвы < 0,25 мм из верхнего стоя в нижний

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научнойконференции ФГОУ ВПО ЯГСХА в 2006 году и отмечены дипломом на межре-гиональной выставке «Инновации Производство Рынок» в 2006 гоау в г Яро-славле Система поверхностностно-отвальной обработки бы ia проверена в ус-ловиях производства СПК «Грешнево» Ярославской об пасти

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных ра-бот

Структура и объём работы. Основное содержание диссертации изложе-но на 148 страницах машинописного текста, включает 27 таблиц, 32 рисунка исостоит из введения, трех пав, выводов и предложений производству Списокиспользованной литературы включает 234 наименований, в том числе 18 ино-странных авторов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫУсловия и методика исследований

Экспериментальная работа проводилась в 2003-2006 гг в полевом ста-ционарном многолетнем трёхфакторном опыте, заложенном на опытном поле


ЯГСХА в 1995 году методом расщеплённых делянок с рендомизированнымразмещением вариантов в повторениях. Повторность опыта четырехкратная.

Почва опытного участка дерново-среднеподзолистая глееватая средне-суглинистая на карбонатной морене. В годы исследований почва пахотного го-ризонта в среднем содержала: гумуса - 2,6 %, легкодоступного фосфора -224,7 мг/кг почвы, обменного калия — 76,5 мг/кг почвы.

В опыте выращивались следующие полевые культуры в чередовании вовремени: многолетние травы (1995) - озимая пшеница (1996) - однолетние тра-вы (1997) - ячмень (1998) - овёс (1999) - однолетние травы (2000) - озимаярожь (2001) - однолетние травы (2002) - озимая рожь (2003) - однолетние тра-вы (2004) - ячмень (2005) - озимая тритикале (2006). Сорта: Мироновская-808(озимая пшеница), Ярославская-136 (вика полевая) + Скакун (овёс) - однолет-ние травы, Московский-3 (ячмень), Скакун (овёс), Волхова (озимая рожь), Ан-тей (озимая тритикале).

Все элементы технологий выращиваемых культур (кроме изучаемых) ис-пользовались в опыте рекомендованные для региона.

Схема трёхфакторного (4x6x2) опыта включает 48 вариантов. На делян-ках первого порядка площадью 756 м2 (54 м х 14 м) изучаются системы обра-ботки почвы, на делянках второго порядка площадью 126 м 1 (14 м х 9 м).—удобрения и на делянках третьего порядка площадью 63 м2 (9 м х 7 м) — герби-циды.

Все результаты исследований представлены в среднем по изучаемымфакторам и в среднем за указанные годы — 2003-2006 гг.

Схема полевого стационарного трёхфакторного (4x6x2) опытаФактор А. Система основной обработки почвы, «О».

1. Отвальная: вспашка на 20-22 см с предварительным лущением на 8-10 см,ежегодно, «Oi».

2. Поверхностная с рыхлением: рыхление на 20-22 см с предварительным лу-щением на 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на6-8 см в остальные 3 года, «О2».

3. Поверхностно-отвальная: вспашка на 20-22 см с предварительным лущениемна 8-10 см 1 раз в 4 года + однократная поверхностная обработка на 6-8 см востальные 3 года, «О3».

4. Поверхностная: однократная поверхностная обработка на 6-8 см, ежегодно,«О4».

В год закладки опыта (1995) проводилась вспашка плугом ПЛН-3-35 на20-22 см с предварительным дискованием пласта многолетних трав БДТ-3 наглубину 8-10 см на всех вариантах опыта.


Фактор В Система >добрений, «У».1 Без удобрений, «У,»2 Мо, «Ул»3 Сочома 3 т га, «Уз»4 Сотома 3 т/га f М*о (азотное хдобрение в расчете 10 кг д в на 1 т истомы),

«У,»5 Солома 3 т'га - NPK (доза минеральных удобрений, рассчлтанн„я на плани-

руемую прибавку урожая), «У<»6 МРК (норма минеральных утобрений, рассчитанная на тчанируемую при-

бавку урожая), «У6»Фактор С Система защиты растении от сорняков, «Г».

1. Биотехнопошческая (без гербицидов), «Г|»2 Интегрированная (с гербицидами), «Г;»

Технологические приемы осуществляюсь дискование таста многотет-них трав на 8-10 см под озимую пшеницу - тяжелой дисковой бороной БДТ-3 вагрегате с трактором ДТ-75, вспашка на пубину 20-22 см - плуюм ПЛН-3-35.вспашка на глубину 20-22 см с оборотом пласта на 180 ° и с рыхлением подпа-хотного горизонта - тугом ПБС-2 (то-ько в 2004 г на варианте «Oj») туше-ние и поверхностная обработка - дисковым 1ушитьником -1ДГ-5А, культива-ция - культиватором КПС-4, боронование - зубовой бороной БЗТС-1,0, рыхле-ние на 20-22 см - сменными рабочими органами к п i\ry ПБС-2 — рыхлителямиВсе операции осуществлялись в агрегате с трактором МТЗ-82

Гербициды применялись 2,4-ДЛ (40 °о) в норме 2,0 кг'га весной в фазукущения озимой пшеницы (1996), Раундап - 5,0 т/га за две недечи до предпо-севной обработки под вико-овсян\ю смесь по всходам пырея ползучего(10-15 см) (1997), Гранстар - 15,0 г га в фазу кущения ячменя (1998), Раундап -8,0 т/га при массовом появлении побегов многолетних сорных растений, $а14 дней до предпосевной обработки почвы под вико-овсяную смесь (2004), Аг-ритокс - 1,25 л/га - весной в фазу кущения озимой тритикале (2006)

Содержание гумуса определяти по методу ИВ Тюрина (вариантЦИНАО) (И С Кауричев, 1986), сгрукт\ра почвы анализировалась по методуСавинова (сухое просеивание), водопрочность почвенной структуры опредетя-тась по методу Савинова с испопьзованием прибора Бакшеева (Б А Доспехов,ИП Васильев, AM Туликов, 1977), Э1ектрокинетический потенциал опреде-ляли методом электрофореза (РА Ду-шикая, РИ Фельдман, 1978) плотностьпочвы определяли по общепринятой методике (И С Кауричев, 1986), изучениетвердости почвы проводили твердомером Ревякина (Б А Доспехов, И П Ва-сильев, А М Туликов, 1977), втажность почвы определячи весовым методом


(И.С. Кауричев, 1986). Урожайность всех полевых культур учитывали сплош-ным поделяночным методом с пересчётом на абсолютную чистую продукцию истандартную влажность зерна 14 % и сена однолетних трав — 16 %. Экономиче-ская и энергетическая оценка перспективных технологий производства продук-ции полевых культур дана на основании фактических технологических карт,действующих в хозяйствах области, нормативов и цен на продукцию, материа-лы и энергию, а так же действующих методик (А.В. Шпилько и др., 2001). Экс-периментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа с ис-пользованием пакета прикладных программ «STRAZ» и корреляционного ана-лиза при помощи «Microsoft Excel».

За период проведения исследований погодные условия вегетационныхпериодов были контрастными: 2003 и 2004 годы характеризовались избыточ-ным количеством осадков, 2005 и 2006 годы были с меньшим количеством ат-мосферных осадков при повышенной температуре в сравнении со среднемно-голетними данными.

Результаты исследованийВлияние разных по интенсивности систем обработки, удобрении и

гербицидов на динамику агрофизических свойств почвыГумус, как интегральный показатель плодородия, в значительной мере

влияет на агрофизические свойства почвы и на урожайность полевых культур.Так связь гумусированности почвы с урожайностью в среднем за 2003-2006 гг.была тесной и выражалась коэффициентом корреляции г = 69,5 %, а с влажно-стью — г = 62,4 %.

В 2003 году изучаемые системы обработки почвы в среднем по факторамне обусловили существенных различий в содержании гумуса, при наибольшихзначениях по системе поверхностно-отвальной обработки и наименьших поежегодной поверхностной в слое 0-10 см и в целом по пахотному горизонту. Ав среднем за 2004-2006 гг. система поверхностно-отвальной обработки обеспе-чила достоверное увеличение содержания гумуса как в слое 0-10 см, так и в10-20 см на 0,14 и 0,16 %, соответственно, по сравнению с системой отвальнойобработки (табл. 1). Из изучаемых систем удобрений в 2003 году лишь по фону«солома + NPK» отмечалось достоверное увеличение содержания гумуса послоям 0-10 и 10-20 см. В среднем за 2004-2006 гг. применение всех фонов удоб-рений в среднем по факторам способствовало увеличению содержания гумусапри наибольших статистически значимых уровнях на вариантах «солома +NPK» и «NPK». Это можно объяснить поступлением в почву дополнительноорганического вещества за счёт увеличения корневого опада и внесения соло-мы.


1. Роль изучаемых факторов в изменении содержания гумуса в почве(%, в среднем за 2004-2006 гг.)

ВариантСлой почвы, см

0-10 10-20 | 0-20Фактор А. Система обработки почвы, «О»

Отвальная, «О|»Поверхностная с рыхлением, «О2»Поверхностно-отвальная, «Oj»Поверхностная, «Су>

НСРи

2,592,632,732,620,06

2,512,522,672,550,09

2,552,582,702,590,07

Фактор В. Система удобрений, «У»Без удобрений, «У,»

N30, «У:»Солома, «У3»

Солома + Nio, «У«»Солома + NPK, «У,»NPK,«y6»

НСРИ

2,482,582,562,582.862,800,06

2,44 J2,512,482,552.692,710.08

2,462,542,522.562,78

2.76 j0,05

Фактор С. Система зашиты растений, «Г»Без гербицидов, «Г,»С гербицидами, «Гг»

НСРи

2.622,66

F*<Fos

2,562,57

Ft<F0!

2.592,62

F t <F 0 S

Коэффициент структурности, предложенный Н А Качинским, являет-

ся наиболее общим показателем, характеризующим структурное состояние

почвы.

Исследуемые системы обработки почвы в 2003 году и за 2004-2006 гг. в

среднем по фонам удобрений и гербицидов не оказали существенного эффекта

на коэффициент структурности (табл. 2). Вместе с тем, динамика изменения

этого показателя свидетельствует, что наибольшие значения коэффициента

структурности отмечались по системам поверхностной с рыхлением и поверх-

ностно-отвальной обработки, а наименьшие - при ежегодной отвальной.

Из изучаемых систем удобрений в среднем по факторам в 2003 году наварианте «солома + NPK» по слою 0-10 см отмечалось существенное увеличе-ние коэффициента структурности.

А за 2004-2006 гг. при всех фонах удобрений, за исключением «Ыз0», на-блюдалось увеличение коэффициента структурности, а на варианте «солома3 т/га» оно было достоверным в слое 0-10 см, при наибольших значениях в це-лом по пахотному горизонту на фонах «солома 3 т/га», «солома + NPK» и «со-лома + N30»-

Применение гербицидов в среднем по факторам не вызвало достоверных

различий в коэффициенте структурности.


2. Роль изучаемых факторов в изменении коэффициента структурности(в среднем за 2004-2006 гг.)

Вариант Слой почвы, см

0-10 10-20 0-20Фактор А. Система обработки почвы, «О»

Отвальная, «Ор>Поверхностная с рыхлением, «Ог»Поверхностно-отвальная, «Оз»Поверхностная, «О^»

HCPos

3,423,493,523,43

F t<FC5

3,333,363,353,36

F4<Fo<

3,383,42

3,433,40

Fd,<F05

Фактор В. Система удобрений, «У»Без удобрений, «У,»N M , « y 2 »Солома, «У3»

Солома + Njo, «У4»Солома + NPK, «У5»N P K , « y 6 »

НСР 0 5

3,383,283,713,443,463,520,29

3,383.133.483,473.473,18

F*<F(,,

3,383,213,593.463,473.35

Ft<Fc<Фактор С. Система защиты растений, «Г»

Без гербицидов, «Г|»С гербицидами. «ГЧ»

НСРо,

3,41

3,35F*<FO S

3,283.29

F*<F 0 5

3,353,32

F*<F 0 5

Содержание агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) в 2003 годудостоверно не зависело от изучаемых факторов.

3. Многолетнее действие факторов на содержание агрономически ценныхагрегатов при сухом просеивании (%, в среднем за 2004-2006 гг.)

Вариант0-10

Фактор А. Система обработки почвы, «О»Отвальная, «О|»Поверхностная с рыхлением, «О 5»Поверхностно-отвальная, «Оч»Поверхностная, «О4»HCPO S

76,1476,1776,8775.76

F*<F 0 5

Фактор В. Система удобрений, «У»

Без удобрений, «У]»

N3o, «У2»Солома, «Уз»Солома + N3o, «У«»Солома + NPK, «У5»NPK,«y6»НСР05

75,4075,3377,9476,1976,3676,191,80

Фактор С. Система зашиты растений, «Г»

Без гербицидов, «Г|»С гербицидами, «Гг»НСР 0 5

76,2176,26

F*<F05

Слой, см10-20

75,8075,7775,4175,51F,b<Fo5

75,3574,2577,3875,7476,59

74,43F 4<Fo,

75.2975,96

F f t <F 0 5

0-20

75,9876,0176,1475,63

F4<F<»

75,3874,7977,7275,9776,48

75,311,81

75.7576,13

F 4 < F 0 !


В среднем за 2004-2006 гг содержание этой фракции существенно не из-менялось под действием исстедуемых систем обработки почвы в среднем пофакторам при наибольших значениях по системе поверхностно-отвагьной об-работки в слое 0-10 см и в цепом по пахотному горизонту (табл 3)

Применение всех фонов удобрений, кроме «Ызо», в среднем по факторамспособствовало увеличению содержания агрономически ценных агрегатов принаибольших значениях по вариантам с соломой, в т ч существенному по фону«солома 3 т/га» в слое 0-10 см и в цечом по пахотному горизонту

Использование химических средств защиты растений от сорняяов не обу-словило в среднем по факторам достоверных изменений доли агрегатов от 0 25до 10 мм

Содержание агрегатов размером < 0,25 \ш влияет на дотю агрономиче-ски ценных агрегатов и коэффициент структурности

На 8-й год применения системы поверхностной обработки (2003) привнесении полных минеральных удобрений наблюдалось достоверное увеличе-ние содержания фракции < 0,25 мм в слое 10-20 см с 1 96 на системе отвальнойобработки до 4,49 % (рис 1 б)

t8

3

О

о

1

е- Л 4»

t 96 1 98

тпшшШ Отвальная0 Поверхкостно-отвальня£3 Повеохностная

П Отвальная• Поверхностно-отвальная• Поверхностная

а бРис 1 Влияние разных систем обработки на содержание фракции < 0,25 мм вслое почвы 10-20 см (2003 г, а - без удобрений, б - NPK)

Увеличение содержания фракции < 0,25 мм по ежегодной поверхностнойобработке в слое 10-20 см обусловлено сильным распылением верхнего слояпочвы и миграцией ее в нижнюю часть пахотного слоя, что может приводить кего переуплотнению

При поверхностно-отвальной обработке почвы путем применения перио-дической вспашки 1 раз в 4 года удаётся достигать перемещения фракции< 0,25 мм в верхнюю часть пахотного горизонта для оструктуривания

По фону «без удобрений» в слое 10-20 см наибольшие значения отмеча-лись в системе отвальной обработки, а при поверхностно-отвальной - наи-меньшие (рис. 1 а).

В среднем за 2004-2006 гг содержание фракции < 0,25 мм при системахотвальной и поверхностно-отвальной обработки по фону «без удобрений» было


примерно на одном уровне и чишь на варианте с ежегодной поверхностной на-блюдалось значительное увеличение (рис 2)

о-ю ю гоСтой почвы см

СЗОтвальваа Я Повсрхносгно-отвальи AS Q Поверхностная

Рис 2 Влияние изучаемых систем обработки на содержание фракции < 0,25 мм(в среднем за 2004-2006 гт , фон - без удобрений)

Применяемые системы обработки почвы в среднем по фонам удобрений игербицидов обеспечили разную динамику по содержанию фракции < 0,25 мм(табл 4)

4 Содержание фракции < 0,25 мм при сухом просеивании(%, в среднем за 2004-2006 гг )

Вариант

Фактор АОтвальная «О »Поверхностная с рыхлением «О »Поверхностно-отвальная «О,»Поверхностная «СЪ»НСРо,

0-ЮСистема обраоотки почвы «О»

3,232 942 77

' 3 49F 4 <F 0 5

Фактор В Система удобрений «У»Вез удобрений «У,»N,,,,«y.»Солома «У-*»С о л о м а -+- N30 < У4»

Солома ->-NPK «У<»NPK «У6>НСР0,

Фактор СБез гербицидов «Г|»С гербицидами «Г2»НСР0,

3 "̂ 5j 882 713 202 472810 66

Система защиты растении, «Г»2 953,26

F4<F0<

Спой почвы сч10-20

2 682 702 492 82

F»<Foi

2 9 12.75

| 2 622 522 542 67

! 0 34

2 762 58

F6<FIH

0-20

2.962 822 633 15

Ft<Fr.<

3 233 322.672 862 512 740 38

2.862 92

F4<Fo5

Наибольшее содержание этой фракции наблюдалось на системах отваль-ной и поверхностной обработки в обоих слоях почвы, а наименьшее содержа-ние — на поверхностно-отвальной Применение удобрений в среднем по факто-рам обусловило существенное снижение доли фракции < 0,25 мм в слое 0-10 сми в целом по пахотному горизонту на фонах Уз, V's и У6, а по слою 10-20 см навариантах Уз, У4 и У*


Гербицид в среднем не обусловил достоверных изменений исследуемогопоказателя.

Электрокинетический потенциал на системе поверхностно-отвальнойобработки находится на практически одинаковом уровне у фракций размером< 0,25 мм, 0,25-10 мм и > 10 мм по обоим слоям (0-10, 10-20 см) пахотного го-ризонта. Это свидетельствует о наступлении динамического равновесия, благо-приятного для формирования агрономически ценной почвенной структуры и еёкачественной однородности.

Следовательно, некоторое улучшение структурного состояния почвы присистеме поверхностно-отвальной обработки, особенно при применении органи-ческого удобрения в форме соломы в сочетании с минеральными, научно обос-новано.

Содержание водопрочных агрегатов (> 0,25 мм) является важнейшимкачественным показателем общей оструктуренности почвы (табл. 5).

5. Содержание фракции > 0,25 мм при мокром просеивании в зависимости отизучаемых факторов (%, в среднем за 2004-2006 гг.)

ВариантСлой почвы, см

0-10 10-20 0-20Фактор А. Система обработки почвы. «О»

Отвальная, «О)»

Поверхностна» с рыхлением, «С>2»Поверхностно-отвальная, «Оч»Поверхностная. «О«»

Н С Р я

55,4657,1158,3459,27

Fft<F«

54.6352,80

^ _ 55.1258.66

F*<Fo5

55,0454,95

56,7358,961,26

Фактор В. Система удобрений, «У»Без удобрений. «У,»

N M , « y 2 »Солома, «У,»

Солома + Nv>. «У4»Солома + NPK, «У,»NPK, «У6»НСР„5

58,1359,7757,8454,7058,4250,294,86

59,3356,4054.3056.4856.4851,654,90

58,7358,08

56,0755,5957,4550,973,37

Фактор С. Система защиты растений, «Г»Без гербицидов, «Г|»

С гербицидами, «Г?»HCPO S

58,1356,97

Fd,<Fo5

55,29

55,31

F4<F05

56,7156,14

Ft<F05

Из изучаемых систем обработки в среднем по факторам за 2004-2006 гг.применение поверхностно-отвальной и ежегодной поверхностной способство-вало достоверному увеличению этой фракции в целом по пахотному горизонтуна 1,69 и 3,92 %, соответственно при наибольших значениях на системе по-верхностной как по слою 0-10 см, так и 10-20 см.

Исследуемые системы удобрений неоднозначно себя проявили в измене-нии данного показателя. Отмечалось достоверное снижение доли водопрочных

10


агрегатов при применении соломы отдельно (У^) по стою 10-20 см и «NTK» пообоим слоям Использование гербицидов не способствовало в среднем заметным изменениям данного показателя

Динамика влажности в глееватой почве зависела в основном от содер-жания гумуса, обусловленного системами обработки почвы и удобрений, иуровня питания, обеспечивающих различия в плотности стеблестоя и разнойстепени непродуктивного расхода влаги через испарение с поверхности почвы

Твёрдость почвы существенно не различалась в зависимости от изучае-мых систем обработки и определялась в большей степени метеорологическимиусловиями вегетационного периода, по всем вариантам и слоям пахотного го-ризонта она находилась в пределах допустимых значений Снижение этого по-казателя на вариантах с удобрениями, особенно на «солома •*• NPK» и «МРК»,обусловлено лучшей оструктуренностью почвы

Плотность почвы за 2004-2006 гг исследований по всем вариантам, втом числе и системам обработки, была в пределах оптимальных значений илинесколько ниже Использование всех фонов удобрений в среднем по факторамспособствовало снижению плотности почвы, в т ч достоверному при примене-нии полных минеральных удобрений совместно с соломой и отдельно (У5 иУ6) по обоим слоям пахотного горизонта Это можно объяснить существеннымувеличением гумуса на этих же вариантах.

Урожайность полевых культур, экономическая и энергетическаяэффективность технологий

Урожайность сельскохозяйственных культур - интегральный показательплодородия, свидетельствующий об эффективности агротехнических приемов(табл 6) Урожайность полевых культур существенно не изменялась по изучае-мым системам обработки почвы, за исключением достоверного снижения уро-жая озимой тритикале по системам поверхностной и поверхностной с рыхле-нием в 2006 году на 0,53 и 0,78 т/га, соответственно

Применение удобрений способствовало статистически значимому увели-чению величины урожая при максимальных значениях по фону «солома +NPK» за все годы исследований Использование соломы непосредственно передпосевом озимых при поверхностной её заделке усиливало токсичность почвы испособствовало снижению урожайности озимой тритикале Использование i ep-бицида Раундап в 2004 году, его последействие в 2005 году и гербицида Агри-токс в 2006 приводило к достоверной прибавке урожая в сравнении с варианта-ми без их применения на 4-14 % в среднем

I I


6. Урожайность полевых культур(т/га, в среднем по факторам, основная продукция)

ВариантОзимаярожь,2003

Однолет-ние травы,

2004

Ячмень.2005 '

Озимаятритикале,

2006Фактор А. Обработка почвы, «О»

Отвальная, «О|»Поверхностная с рыхлением, «Ог»Поверхностно-отвальная. «Оз»Поверхностная, «О4»

HCPos

2,132,002,101,97

F*<Fe5

1,741.651.631,88

Ft<F 0 5

2.202,122.272.15

F*<F05

2,011,481,791.230.43

Фактор В. Удобрение, «У»Без удобрений, «У]»

N 3 0, «У2»Солома 3 т/га, «Уз»Солома 3 т/га + Ызо. «Уд»Солома 3 т/га + NPK, «У«»NPK, «У6»HCPos

1,361,461,632.023,002.830,65 •

1,411.561,521.632,172.080,09

1,53 11,881,872,123.082.63

1.091,401,011,912.302,05

0.22 | 0,30Фактор С. Система зашиты растений, «Г»

Без гербицидов, «Г]»С гербицидами. «Гз»НСР05

2,052.06

F4<F05

1.691,760.07

2,092.280.12

1.511.730.10

Экономическая эффективность производства зерна ячменя и озимойтритикале была выше при технологиях, базирующихся на системе поверхност-но-отвальной обработки почвы как с применением NPK совместно с соломой,так и отдельно, где уровень рентабельности на ячмене был выше на 42,7 и8,8 %, а на озимой тритикале — на 10,6 и 21,9 %, соответственно, чем при тех-нологиях по классической отвальной обработке.

Эффективность системы поверхностно-отвальной обработки была обу-словлена экономией энергетических затрат по сравнению с ежегодной отваль-ной в 2,8 раза, в том числе затрат на: движители и сельскохозяйственные ма-шины в 2,6 раза, ГСМ в 3,1 раза и затраты труда в 3,1 раза (табл. 7).

7. Затраты совокупной энергии на разные по интенсивности системы ос-новной обработки почвы (МДж/га/год)

Основная обработкапочвы

Отвальная. «Oj»

Поверхностно-отвальная. «Оз»

Статьи затрат

движители и с.-х. машины (вт. ч. амортизация, текущий

ремонт, Т. О.)

511,80

196.74

ГСМ

525,64

169,20

затраты труда

1,66

0,53

Итого

1038.82

366,48

12


выводы1 Содержание гумуса в среднем по факторам существенно увеличивается

только при системе поверхностно-отвальной обработки по обоим споям пахот-ного горизонта до 2,67-2,73 % в сравнении с системой отвальной обработки(2,51-2,59 %, соответственно) Применение всех систем удобрений вызываетдостоверное увеличение содержания гумуса с наибольшими значениями на фо-нах «солома + NPK» и «NPK» - 2,69-2,86 и 2,71-2,80 0/о, в сравнении с фоном«без удобрений» - 2,44-2,48 %, соответственно Использование гербицида Ра-ундап не изменяет содержание гумуса в почве

2 Изучаемые системы обработки почвы в среднем по фонам удобрений игербицидов не оказывают существенного влияния на коэффициент структурно-сти по обоим слоям пахотного горизонта Самые высокие значения коэффици-ента структурности отмечаются по системам поверхностной с рыхлением и по-верхностно-отвальной обработки в целом по пахотному горизонту — 3,42 и 3,43,соответственно Все фоны удобрений в среднем по факторам также не обуспов-тавают статистически значимого изменения данного показатетя по 0-20 см примаксимальных значениях на вариантах с применением сочомы (У3-У<,) -3,46-3,59 в сравнении с фоном «без удобрений» (3,38)

3 Применение гербицида Раундап на вариантах с системами отвальной иповерхностной обработки в среднем по фонам удобрений способствует дина-мике на увеличение коэффициента структурности за счет разрушения макроаг-регатов (> 10 мм) при одновременном увеличении распыления почвы по дан-ным системам с наибольшими значениями по ежегодной поверхностной и наи-меньшими по поверхностно-отвальной

4 Содержание агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) по стоям0-10 и 10-20 см существенно не изменяется под действием изучаемых системобработки почвы в среднем по факторам при наибольших значениях на вариан-те с поверхностно-отвальной по слою 0-10 см и в целом по пахотному горизон-ту Фоны с удобрениями не обусловливают существенных, изменений в доле аг-рономически ценной стр\ ктуры за исключением варианта «солома 3 т'га», гденабподается достоверное \вечичение в 0-10 см — на 2,54 %, а в 0-20 см - 2,34 ° gпри наименьших значениях на фонах «Изо» и «NPK» в целом по пахотному го-ризонту - 74,73 и 75,31 %, соответственно Применение гербицида не вызываетстатистически значимых изменений содержания этой фракции

5 Содержание фракции < 0,25 мм в стое 0-20 см существенно не зависитот изучаемых систем обработки почвы в среднем по факторам при наибольшихзначениях этого показатеад на системам отвальной и, особенно, поверхностнойобработки и наименьших — по поверхностно-отвальной Применение со юмыотдельно и совместно с минеральными удобрениями сушественно снижает со-


держание фракции < 0,25 мм до наименьших значений по фону «солома +NPK» в слое 0-10 см и в целом по пахотному горизонту — 2,48 и 2,51 %, соот-ветственно. Применение Раундапа обусловливает динамику на некоторое уве-личение доли этой фракции в слое 0-10 см.

6. Электрокинетический потенциал на системе поверхностно-отвальнойобработки находится на практически одинаковом уровне у фракций размером< 0,25 мм, 0,25-10 мм и > 10 мм по обоим слоям (0-10, 10-20 см) пахотного го-ризонта. Это свидетельствует о наступлении динамического равновесия, благо-приятного для формирования агрономически ценной почвенной структуры и еёкачественной однородности.

7. Общая водопрочность почвенных агрегатов размером > 0,25 мм суще-ственно не изменяется под действием изучаемых систем обработки почвы всреднем по фонам удобрений и гербицидов за исключением поверхностно-отвальной и ежегодной поверхностной, где отмечается существенное увеличе-ние данного показателя по 0-20 см на 1,69 % и 3,92 % в сравнении с системойотвальной обработки. Применение систем удобрений «солома + N30», «солома +NPK» и «NPK» способствует статистически значимому снижению доли водо-прочных агрегатов более 0,25 мм в целом по пахотному горизонту в среднем на3,41-9,75 %.

8. Изучаемые системы обработки не оказывают существенного влиянияна влажность почвы. Из применяемых систем удобрений достоверному увели-чению этого показателя способствуют фоны «солома + NPK» и «NPK» из-зауменьшения испарения влаги с поверхности почвы.

9. Твёрдость почвы по всем системам обработки в среднем по факторам вслое 0-10 см практически не изменяется. При минимальной обработке почвы сглубиной твёрдость увеличивается по сравнению с ежегодной отвальной, одна-ко, этот показатель находится в пределах допустимых значений — до 35 кг/см2.Твёрдость почвы с повышением фона питания в основном зависит от метеоус-ловий.

10. Плотность почвы при всех системах обработки, удобрений и гербици-дов находится на уровне оптимальных значений (1,0-1,3 г/см ) или несколькоменьше (0,8-1,0 г/см3,2005 г.).

11. Система поверхностно-отвальной обработки в среднем по всем фонамудобрений и гербицидов, особенно по фону «солома + NPK», обеспечивает ди-намику на улучшение агрофизических свойств глееватой почвы, оптимизируясоотношение разных фракций при уменьшении доли мелкодисперсной фазы(< 0,25 мм), в сравнении с системами ежегодной отвальной и поверхностнойобработки.

14


12 Урожайность выращиваемых сельскохозяйственных кучьтур по всемсистемам обработки почвы в среднем по факторам не имела существенных раз-личий в 2003-2005 гг, а в 2006 году наблюдалось достоверное снижение поурожайности зерна озимой тритикале на системе поверхностной <, рыхлением иповерхностной на 0,53 и 0,74 т/га, соответственно, в сравнении с ежегодной от-вальной Применение удобрений практически по всем фонам обусловило стати-стически значимое увеличение урожайности при наибольших значениях при-бавки на фоне «солома + NPK» по озимой ржи - в 2,2 раза, по вико-овсянойсмеси - в 1,5 раза, по ячменю - в 2,0 раза, по озимой тритикале - в 2,1 раза

13 Наивысшая экономическая эффективность производства зерна ячменяи озимой тритикале достигается по технологии, базирующейся на системе по-верхностно-отвальной обработки с применением фона удобрений «солома *-\ТРК» При этом получаются самые низкие производственные затраты и себе-стоимость, наибольшие выход продукции, чистый доход и уровень рентабечь-ности, который составляет по ячменю - 119,2 %, а по тритикале - 69,6 %

14 Затраты совокупной энергии на проведение системы поверхностно-отвальной обработки в среднем в 2,8 раза ниже чем затраты на систему отваль-ной, в том чисче на движитечи и с к машины в 2,6 раза, ГСМ — в 3,1 раза и за-траты труда — в 3,1 раза

Предложения производствуНа дерново-среднеподзочистой глееватой среднесуглинистой почве Цен-

трального района Нечерноземной зоны России в качестве основной рекоменду-ется применение системы поверхностно-отвальной обработки, базирующейсяна сочетании отвальной на глубину 20-22 см с предваритечьным лущением на8-10 см один раз в 4 года и поверхностной обработки на 6-8 см в последующие3 года

Эта технология обеспечивает улучшение агрофизических свойств почвы,предотвращение переуплотнения нижележащих ее стоев и наибольшую эконо-мическую и энергетическую эффективность и экологическую безопасностьсистем.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:1 Щукин С В Влияние разных по интенсивности систем обработки и

удобрений на агрофизические свойства дерново-подзолистой почвы / С В Щу-кин, Б А Смирнов, А Н Воронин // Совершенствование технологий возделыва-ния (.ечьскохозяйственных культур / Сб науч тр междунар науч -метод конф4 1 -Ярославль ЯГСХА, 2005 -с 121-127.

15


2. Щукин СВ. Роль различных по интенсивности систем обработки иудобрений в изменении агрохимических свойств почвы / С В . Щукин, Б.А.Смирнов, А.Н. Воронин // Совершенствование технологий возделывания сель-скохозяйственных культур/Сб. науч. тр. междунар. науч.-метод. конф. ч.1.-Ярославль: ЯГСХА, 2005.-С.128-137.

3. Воронин А.Н. Агрофизические свойства дерново-подзолистой почвыпри различных по интенсивности системах обработки и удобрений /А.Н. Воро-нин, Б.А. Смирнов, СВ. Щукин // Технологические проблемы сельскохозяйст-венного производства / Сб. науч. тр. междунар. науч.-метод. конф. ч.1.-Ярославль: ЯГСХА, 2006.-c.7-12.

4. Воронин А.Н. Действие и последействие различных систем обработкии удобрений на агрофизические показатели плодородия / А.Н. Воронин,Б.А. Смирнов, СВ. Щукин // Технологические проблемы сельскохозяйствен-ного производства/ Сб. науч. тр. междунар. науч.-метод. конф. чЛ.-Ярославль:ЯГСХА, 2006.-С.13-20.

5. Ресурсосберегающая почвозащитная экологически безопасная система«поверхностно-отвальной» обработки и управления плодородием и фитосани-тарным состоянием посевов полевых культур для дерново-подзолистых почвадаптивно-ландшафтного земледелия Нечерноземной зоны РФ /Б.А. Смирнов,А.Н. Воронин и др. // Научно-промышленная выставка «Инновации. Производ-ство. Рынок». - Ярославль: ЦНТИ.-2006.-С.51.

6. Агрофизические свойства почвы в зависимости от обработки и удобре-ний / Б.А. Смирнов, А.Н. Воронин, Т.И. Перегуда, A.M. Труфанов // Плодоро-дие.-2007.-№3.-с.25-26.

16


r3

>. y

>

Подписано в печать 02 04 2007. Формат 60x90 1/16Бумага белая.

Условных печ листов 1 0 Тираж 100 экз Заказ № 25Типография ФГОУ ВПО «Ярославская государственная

сечьскохозяйственная академия»150042, г. Ярославль, Тутаевское шоссе, 58



Documents

758.влияние разных по интенсивности систем обработки, удобрений и гербицидов на агрофизические свойства