Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по сельскому хозяйству  

На правах рукописи

Денисов Константин Евгеньевич

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ПОВЫШЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ

ПОД ВЛИЯНИЕМ БИОМЕЛИОРАЦИИ В СУХОСТЕПНОЙ ЧАСТИ ЗАВОЛЖЬЯ

Специальности: 06.01.09 - растениеводство

  06.01.02 - мелиорация, рекультивация

  и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Саратов 2009

Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Саратовском государственном аграрном университете имени Н.И. Вавилова.

Научный консультант Ц	член-корреспондент РАСХН, заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Шабаев Анатолий Иванович
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кшникаткина Анна Николаевна доктор сельскохозяйственных наук, профессор  Чамышев Алексей Васильевич  доктор сельскохозяйственных наук,  ысенко Юрий Николаевич

Ведущая организация - ФГНУ ВолжНИИГиМ.

Защита состоится л_____________ 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета  Д 220.053.01 при ФГОУ ВПО Пензенская государственная сельскохозяйственная академия по адресу: 440014, г. Пенза, п. Ахуны, ул. Ботаническая, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Пензенская государственная сельскохозяйственная академия.

Автореферат разослан л_____________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук  В.А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем сельского хозяйства страны и Поволжского региона является увеличение производства зерна и улучшение его качества. Широкое использования техногенных средств увеличения урожайности зерновых культур приводит к повышению энергетических и материальных затрат, себестоимости продукции растениеводства, снижению рентабельности сельского хозяйства.

В современных экономических условиях устойчивое развитие растениеводства, повышение урожайности, снижение себестоимости и увеличение чистой прибыли возможно только на основе широкого использования беззатратных и малозатратных агроприемов в системе  адаптивно-ландшафтного земледелия и биологизации растениеводства.

Большое значение при этом имеет воспроизводство плодородия почвы, способствующее стабилизации и увеличению продуктивности такой важнейшей отрасли, как зерновое хозяйство.

Длительное сельскохозяйственное использование земель при дефиците техногенных средств поддержания плодородия привело к развитию таких негативных процессов, как снижение содержания гумуса и кальция в почве, разрушение структуры, переуплотнение пахотного и подпахотного горизонтов, усиление водной и ветровой эрозии и т.д. При этом в первую очередь ухудшаются водно-физические свойства почвы: повышается ее плотность, снижаются пористость, водопроницаемость, влагоемкость. Ухудшение водно-физических свойств почвы при деградации снижает накопление влаги в ней. Повышается непроизводительное испарение, ухудшаются воздушный и пищевой режимы. Все эти процессы приводят к падению урожайности.

Одним из реальных путей выхода из сложившейся ситуации в современных условиях является широкое применение биологических факторов повышения плодородия почвы. Это тесно связано с совершенствованием структуры посевных площадей, использованием внутренних ресурсов и соблюдением экологического равновесия в ценозах. Сюда следует отнести в первую очередь использование биологического вещества как биомелиоранта (соломы, навоза, сидератов, поукосных, пожнивных, подсевных культур и др.). Важнейшую роль в решении этой проблемы играют фиторесурсы и особенно многолетние травы. Использование био- и фитомелиорантов способно коренным образом изменить агрофизические свойства почвы, а следовательно, и плодородие в целом и повысить эффективность производства продукции растениеводства.

Все элементы адаптивно-ландшафтного земледелия (севообороты, обработка почвы, удобрения и т.д.) оказывают положительное влияние на биологические, агрофизические и агрохимические свойства почвы. Поэтому управление плодородием почвы на основе широкого использования биомелиорации с применением  местных материалов и фиторесурсов актуально с научной точки зрения и имеет большое практическое значение.

Цель исследования состояла в научно-теоретическом обосновании и практической разработке агроприемов биологизации растениеводства, улучшающих рост, развитие и процессы формирования урожайности зерновых культур за счет воспроизводства плодородия каштановых почв на основе использования местных материалов и фиторесурсов как биомелиорантов в сухостепной части Заволжья.

В задачи исследований входило:

• выявить особенности роста, развития и процессов фотосинтеза зерновых культур в различных условиях применения биомелиорантов;
• исследовать влияние различных паров на рост, развитие и процессы фотосинтеза озимой пшеницы в связи с применением биомелиоративных агроприемов;
• показать роль биомелиорантов в повышении урожайности яровой пшеницы в Заволжье;
• изучить влияние культур в севообороте на накопление пожнивной и  корневой биомассы, а также изменение количества гумуса в почве при ежегодном поступлении органического вещества под воздействием биомелиорантов;
• определить влияние различных условий использования биомелиорантов на агрофизические свойства почвы;
• установить изменение агрохимических свойств каштановых почв под влиянием биомелиорантов (навоза, соломы, сидератов и многолетних трав);
• рассмотреть влияние биомелиорантов на продуктивность зерновых культур в семипольном зернопаровом севообороте;
• разработать методику применения параметрического анализа равновесных состояний почвенных процессов и выявить взаимосвязи показателей агрофизических свойств каштановых почв;
• на базе параметрического анализа определить условия равновесных  состояний основных агрофизических показателей плодородия каштановых почв в сухостепной зоне Заволжья;
• показать возможность и эффективность использования различных многолетних трав в качестве фитомелиорантов в сухостепной части Заволжья;
• создать математическую модель управления мелиоративными приемами повышения плодородия каштановых почв и продукционными процессами зерновых культур;
• рассчитать биоэнергетическую и экономическую эффективность изучаемых биомелиоративных приемов повышения плодородия каштановых почв  и повышения продуктивности зерновых культур в сухостепной части Заволжья.

Научная новизна. Дано теоретическое обоснование особенности роста, развития и процессов фотосинтеза зерновых культур под влиянием биологических мелиорантов и условий их применения в семипольном зернопропашном севообороте в сухостепном Заволжье.

Выявлено влияние биомелиорантов и их сочетаний на агрофизические свойства почвы и урожайность культур в севообороте, установлены взаимосвязи основных  агрофизических параметров плодородия почвы с урожайностью зерновых культур.

Изучена биомелиоративная роль запашки соломы и фитомелиоративная роль житняка в повышении плодородия каштановых почв в сухостепной части Заволжья в сравнении с внесением минеральных удобрений. Произведена оценка воздействия соломы озимой пшеницы и соломы нута как зернобобовой культуры на водно-физические свойства почвы, питательный режим растений, накопление осенне-зимней влаги и на продуктивность яровой пшеницы. Выявлена роль различных паров в формировании урожайности озимой пшеницы. Дана оценка действия соломы ячменя, сидератов (донника), многолетних трав (житняка) на фоне обычной вспашки и мелиоративной обработки на водно-физические свойства каштановой почвы, ее питательный режим, накопление влаги и продуктивность озимой пшеницы.

В условиях острозасушливой сухостепной зоны Заволжья изучена особенность развития по годам произрастания основных злаковых и бобовых многолетних трав и их влияние на физические и агрохимические свойства каштановых почв, содержание гумуса в них, на интенсивность структурообразования.

Установлена математическая взаимосвязь урожайности озимой, яровой твердой и мягкой пшеницы и многолетних трав с факторами плодородия каштановой почвы, что дает возможность управлять формированием продуктивности этих культур и качеством зерна.

На основании математического анализа экспериментальных данных выявлена и оценена зависимость факторов почвенного плодородия от количества поступающего в почву свежего органического вещества.

Разработан  параметрический  анализ  равновесного  состояния основных агрофизических показателей почвенного  плодородия и приемы его стабилизации.

Практическая значимость состоит в разработке рекомендаций по применению биомелиорантов и их сочетаний на каштановых почвах. Даны рекомендации по выбору наиболее эффективных из них в конкретных условиях и технологии их применения на основе параметрического анализа  и математического моделирования.

Научно обоснованное применение подходящих для данных условий биомелиорантов дает возможность предупредить развитие деградации каштановых почв, улучшить их водный, воздушный и пищевой режимы, повысить продуктивность зерновых культур. Это позволит увеличить урожайность озимой пшеницы на 34,2Ц85,9 %, яровой мягкой пшеницы - на 28,7Ц60,3 %, яровой твердой пшеницы - на 27,8Ц55,6 %. Установлено, что для получения урожайности зерна озимой пшеницы 3,4Ц3,8 т/га, яровой мягкой пшеницы - 1,6Ц1,7, яровой твердой пшеницы - 1,4, проса - 1,5, а ячменя - 2,5 т/га необходимо обеспечить формирование площади листовой поверхности 21Ц35 тыс. м2/га; величину фотосинтетического потенциала - 1,0Ц1,5 млн м2 сут./га  при чистой продуктивности фотосинтеза в среднем за вегетацию 4Ц6 г/м2    сут.

Оптимальный подбор и использование многолетних трав в качестве фитомелиорантов позволяют повысить содержание гумуса в почве на 0,04Ц0,08 %; снизить плотность пахотного слоя на 0,03Ц0,11 г/см3, подпахотного - на
0,03Ц0,06 г/см3; увеличить пористость аэрации на 0,3Ц1,1 %; улучшить структурность почвы на 11,6Ц19,8 %; кроме того, получить высокопитательные корма - 6,67Ц11,89 т/га зеленой массы и 2,22Ц5,86 т/га сена.

Основные положения, выносимые на защиту:

• теоретическое обоснование и практическая реализация применения  навоза, соломы и сидератов как биомелиорантов, посевов житняка с фитомелиоративной целью для повышения продуктивности зернопарового севооборота, предотвращения деградации и воспроизводства плодородия каштановых почв сухостепной части Заволжья;
• особенности влияния агробиомелиоративных приемов на рост, развитие, процессы фотосинтеза, продуктивность и качество зерна озимой и яровой пшеницы;
• обоснование возможности использования различных многолетних трав для предотвращения деградации каштановых почв в сухостепной части Заволжья;
• воздействие изучаемых фитомелиорантов на улучшение агрофизических и агрохимических свойств каштановых почв;
• возможная продуктивность трав-фитомелиорантов на каштановых почвах острозасушливого Заволжья;
• повышение эффективности минеральных удобрений под влиянием биомелиорантов;
• возможность управления агромелиоративными приемами воспроизводства плодородия почвы и повышения продуктивности культур в зернопаровом севообороте на основе математического моделирования;
• энергетическая и  экономическая целесообразность использования соломы, сидератов и посевов многолетних трав как биофитомелиорантов на каштановых почвах.

Реализация результатов исследований. Полученные результаты исследований  прошли производственную проверку в хозяйствах Марксовского, Краснокутского и Ровенского районов Саратовской области на площади 1800 га. Предлагаемые агроприемы позволили увеличить урожайность озимой пшеницы на 32Ц41 %; яровой пшеницы - на 20Ц27 %; многолетних трав - в 1,5 раза. Полученные материалы по применению био- и фитомелиорантов широко используются при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по курсам Растениеводство, Земледелие, Системы земледелия и Агроландшафтное земледелие.

Апробация работы. Основные положения исследований были доложены на международных и всероссийских конференциях (Пенза, 2003, 2004) на Межрегиональной научной конференции  ученых и специалистов АПК Приволжского федерального округа (Саратов, 2003), на научных конференциях  ученых и аспирантов, посвященных 115-летию и 117-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2002, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 70 печатных работ, из них 14 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, девяти глав, выводов и предложений производству. Она изложена на 362 страницах компьютерного текста, включает в себя 26 рисунков, 103 таблицы. Список использованной литературы насчитывает 596 источников, в т.ч. 18 - на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа выполнялась с 1999 по 2008 год на полях Краснокутской селекционной опытной станции Краснокутского района Саратовской области. Почвы участка - каштановые среднемощные тяжелосуглинистые. Они обладают высокими влагоемкостью и водоудерживающей способностью. Содержание гумуса в пахотном слое - 3,3Ц3,4 %. Обеспеченность подвижным фосфором - низкая, а калием - высокая для всех сельскохозяйственных культур. На долю натрия приходится 3,1Ц3,6 % от суммы поглощенных оснований, что характеризует почвы как слабосолонцеватые. Почвенный профиль до глубины 140 см не засолен, плотный остаток составляет 0,040-0,56 %. Но с глубины 140 см отмечается свободная сода в количестве 0,01 %. Каштановые тяжелосуглинистые почвы, на которых проводились наши исследования, являются типичными для Центрального  левобережного Заволжья.

Климат района проведения опыта - резко континентальный, засушливый. Отличается высокой испаряемостью и недостаточным выпадением атмосферных осадков, низкой относительной влажностью воздуха, резким колебанием температуры воздуха и почвы. С мая по сентябрь испаряемость почти в 3 раза превышает выпадающие за это время осадки. Годовая сумма осадков составляет 302 мм, испаряемость - 800 мм.

За период проведения опытов острозасушливым был 1999 г. (ГТК = 0,32); засушливыми: 2001; 2002; 2007 и 2008 гг. (ГТК = 0,45Ц0,58); сравнительно влажным - 2004 г. (ГТК = 0,74); влажными: 2000; 2003; 2005 и 2006 гг. (ГТК = 0,82Ц0,89).

Схемы опытов

Закладку опытов осуществляли в соответствии с общепринятой методикой (Доспехов Б.А., 1985; руководства ВАСХНИЛ; НИИСХ Юго-Востока, 1973, и др.) на стационарных участках в 7-польном зернопаровом севообороте: пар - озимая пшеница - яровая твердая пшеница - нут - яровая мягкая пшеница - просо - ячмень по следующим схемам.

Опыт № 1 по изучению влияния внесения в почву соломы, сидератов и навоза на урожайность культур в севообороте:

1. Контроль - без удобрений.
2. Солома: пар (солома ячменя) - озимая пшеница - яровая пшеница (солома озимой пшеницы) - нут (Р30) - яровая пшеница (солома нута) - просо (солома яровой пшеницы) - ячмень.
3. Навоз: чистый пар (30 т/га навоза) - озимая пшеница - яровая пшеница - нут - яровая пшеница - просо - ячмень.
4. Навоз + солома: чистый пар (30 т/га навоза + соломы ячменя) - озимая пшеница - яровая пшеница (солома озимых) - нут (Р30) - яровая пшеница (солома нута) - просо (солома яровой пшеницы) - ячмень.
5. Сидераты (донник): пар (запашка биомассы донника) - озимая пшеница - яровая пшеница - нут (Р30) - яровая пшеница - просо - ячмень (подсев донника).
6. Сидераты + солома: пар (биомасса донника + солома ячменя) - озимая пшеница - яровая пшеница (солома озимых) - нут (Р30) - яровая пшеница (солома нута) - просо (солома яровой пшеницы) - ячмень (подсев донника).

Площадь делянок - 360 м2, повторность - четырехкратная, расположение делянок - рендомизированное.

Все сорта, изучаемые в опытах, относились к районированным или перспективным. Высевали озимую пшеницу Донская безостая, яровую твердую пшеницу Краснокутка 10, яровую мягкую пшеницу Альбидум 28, нут Юбилейный, просо Саратовское 8, ячмень Нутанс 624, донник желтый.

Агротехника возделывания полевых культур - общепринятая для района проведения исследований.

Опыт № 2 по изучению влияния различных биомелиорантов, внесенных под пары,  на урожайность озимой пшеницы был заложен в 8-польном зернопаровом севообороте: 1 - пар; 2 Цозимая пшеница; 3 - яровая твердая пшеница; 4 - нут; 5 - яровая мягкая пшеница; 6 - просо; 7 - ячмень; 8 - выводное поле, житняк.

Схема опыта включала в себя 5 вариантов:

1. Контроль - без внесения удобрений.
2. Пар с запашкой соломы ячменя + N30  (соломенный пар).
3. Сидеральный донниковый пар с запашкой соломы ячменя.
4. Пар с запашкой соломы ячменя + N30 на фоне мелиоративной обработки почвы на глубину до 45 см (мелиоративный пар).
5. Пар после осенней распашки житняка (житняковый пар).

Мелиоративную обработку почвы проводили плугом ПБС-4-40 с рыхлением на глубину до 45 см и оборотом верхнего слоя 0-15 см.

Кроме того, использовали пар после осенней распашки житняка. На остальных вариантах проводили обычную вспашку на 22-25 см.

Площадь делянок - 0,2 га. Повторность - трехкратная. Расположение - делянок рендомизированное.

Опыт № 3 по изучению влияния запашки соломы на урожайность яровой пшеницы был заложен в 7-польном зернопаровом севообороте. Изучали реакцию яровой твердой и мягкой пшеницы на внесение минеральных удобрений, на запашку соломы и использование фитомелиоранта - житняка.

Схема опыта включала в себя 5 вариантов:

1.Контроль - без внесения удобрений.

2.Внесение N60P30.

3.Запашка соломы.

4.Запашка соломы с внесением N60P30  .

5.  Посев пшеницы после житняка.

Площадь делянок - 0,2 га. Повторность - трехкратная. Расположение делянок - рендомизированное.

Опыт № 4 по изучению влияния многолетних трав на плодородие почвы включал в себя 6 вариантов:

1.Ячмень (контроль).

2.Кострец безостый.

3.Житняк ширококолосый.

4.Люцерна синегибридная.

5.Люцерна желтогибридная.

6.Эспарцет песчаный.

Высевали следующие сорта многолетних трав: кострец безостый ЦБалашовский местный;  житняк широколосый - Краснокутский 6; люцерна синегибридная - Краснокутская пестрогибридная; люцерна желтогибридная - Краснокутская 4009; эспарцет - Песчаный 1251.

Опыты закладывали в трехкратной повторности. Метод расположения делянок - рендомизированный. Площадь делянок - 0,1 га.

Методика исследований

Полевые опыты сопровождались наблюдениями и исследованиями в соответствии с общепринятыми указаниями (Константинов П.Н., 1952);
Астапов С.В., 1958; Ревут И.Б., 1964; Роде А.А., 1962; Плешаков В.Н., 1983; Доспехов Б.А. и др., 1987; Рекомендации по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте, 1973; Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М., 1987, и др.).

Фенологические наблюдения проводили во всех посевах изучаемых культур (ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1983); Программы и методики постановки полевых опытов и проведения исследований по программированию урожаев полевых культур - ВАСХНИИЛ, 1978).

Учет нарастания зеленой и сухой биомассы в динамике по вариантам опытов проводили через каждые 10 дней в трехкратной повторности на двух несмежных повторениях опыта путем срезания растений на площадках
0,25 м2. Площадь листьев устанавливали методом высечек и планиметрирования. Показатели фотосинтеза (фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фотосинтеза) рассчитывали по методикам А.А. Ничипоровича (1961) и Лаборатории фотосинтеза ИФР РАН.

Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом до глубины 1 м послойно через 0,1 м (Роде А.А., 1962). Расчет запасов влаги в почве проводили по А.Н. Костякову (1968).

При изучении динамики питательных веществ в почве содержание нитратного азота определяли с помощью реактива Лунге-Грисса (дисульфофеноловым методом), обменного калия - в углекислоаммонийной вытяжке на пламенном фотометре по Масловой, подвижных форм фосфора - по методу Мачигина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26205-84), гумуса - по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-84), нитрификационную способность почвы - по Методическим указаниям по определению нитрификационной способности почв (М., 1984), содержание обменного натрия - по ГОСТ 26950-86, обменных оснований Са и Mg - по МРТУ № 46-15-67.

Сухую массу корней устанавливали послойно методом монолитов (Станков Н.З., 1964), плотность почвы - методом режущего кольца буром Н.А. Качинского, а наименьшую влагоемкость - методом затопления площадок (Астапов С.В., 1958).

Плотность твердой фазы изучали пикнометрическим методом (Агроклиматические методы исследования почв, 1975). Структурный состав (мокрый и сухой рассев) устанавливали по методу Н.И. Савинова (1975) и И.М. Бахтеева. Водопроницаемость определяли по методу Нестерова прибором ПВН с диаметром колец: внутреннего - 226 мм, внешнего - 450 мм, при высоте 150 мм. Общую пористость и пористость аэрации находили расчетным методом.

Учет урожая осуществляли методом поделяночного обмолота комбайном САМПО-500 с последующим приведением его к 100 %-й чистоте и стандартной влажности.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом  корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов по Б.А. Доспехову (1985) с использованием компьютера.

Биоэнергетическую оценку рассчитывали по методике ВАСХНИЛ (1989), А.А. Жученко и др. (1988), В.В. Коринец (1985; 1992), М.М. Севернева (1991), экономическую эффективность - расчетно-нормативным методом по методике ВНК (1987); ВГСХА (Шепитько Р.С., Литвинова А.А., 1998).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Формирование элементов продукционного процесса

агробиоценоза зерновых культур

Урожайность полевых культур находится в тесной взаимосвязи с ростом, развитием растений, нарастанием биомассы и площади листовой поверхности. Только хорошо развитая листовая поверхность может обеспечить высокую фотосинтетическую деятельность посева и накопление большого количества биомассы.

Озимая пшеница

Биометрические показатели посевов озимой пшеницы различались в зависимости от условий произрастания культуры. На контрольном варианте и в фазу налива зерна растения были самыми низкорослыми. Высота их не превышала 63,0 см (опыт 2). При внесении соломы и азотных удобрений высота пшеницы составила в эту фазу развития 76,2 см; при внесении соломы с сидератами - 80,9 см; на фоне мелиоративной вспашки с соломой - 82,8 см; после житнякового пара - 82,0 см, что на 14,2 см; 17,9; 19,8 и 19,0 см выше, чем на контроле.

По формированию величины сухой биомассы закономерности были аналогичны росту растений в высоту. Заметно возросла разница с контролем в фазу налива зерна и особенно в фазу полной спелости. В фазу налива зерна разница с контролем составила 0,37 т/га; 0,87; 1,02 и 1,22 т/га; в фазу полной спелости - 0,73 т/га; 1,26; 1,27 и 1,68 т/га. Наибольшую биомассу пшеница накапливала в эти фенофазы  при посеве ее по житняковому пару.

Наименьшая площадь листовой поверхности в осенний период в посевах озимой пшеницы наблюдалась на контроле - 6,0 тыс. м2/га (табл. 1). Одинаковой отмечена площадь листьев на втором, третьем и четвертом вариантах при внесении соломы и сидератов - 6,3 тыс. м2/га; 6,8 и 6,7 тыс. м2/га. После житнякового пара площадь листьев пшеницы возросла до 7,4 тыс. м2/га. В трубкование на контрольном варианте площадь листьев составляла 10,5 тыс. м3/га. На опытных вариантах она колебалась от 11,2 до 14,7 тыс. м2/га, что выше контроля на 0,7Ц4,2 тыс. м2/га. В фазу колошения контроль уступал опытным вариантам по величине площади листьев на 0,7Ц4,8 тыс. м2/га; в фазу налива зерна - на 0,7 тыс. м2/га; 3,0; 2,8 и 3,5 тыс. м2/га. Различие с контролем на вариантах с сидератами и при внесении соломы на фоне мелиоративной обработки  были почти одинаковым - 3,8Ц4,1 и 3,0Ц2,8 тыс. м2/га. Практически не отличался от них посев озимой пшеницы по житняку.

1. Показатели фотосинтеза озимой пшеницы в среднем за  2004 Ц 2007гг. (опыт второй)

Вариант опыта	Площадь листьев, тыс. м2/га				Фотосинтетический потенциал, тыс. м2×сут./га
	осеннее кущение	трубкование	коло-шение	налив зерна	осенняя вегетация	начало отрастания - трубкование	трубкование - колошение	колошение - налив зерна	налив - полная спелость зерна	общий за вегетационный период
Черный пар (контроль)	6,0	10,5	21,1	16,4	165,2	182,4	409,1	228,0	183,7	1168,4
Пар + солома ячменя + N30	6,3	11,2	21,8	17,1	167,9	184,9	415,8	232,1	189,0	1189,7
Пар + солома ячменя + донник	6,8	13,0	24,8	19,4	181,0	218,2	507,3	294,8	227,7	1429,0
Пар + солома ячменя + N30 + мелиоративная вспашка	6,7	13,4	25,2	19,2	178,6	220,5	512,6	295,1	227,5	1434,3
Пар после распашки житняка	7,4	14,7	25,9	19,9	202,4	227,0	527,1	299,6	229,4	1485,5

Аналогично этим показателям изменялся и фотосинтетический потенциал посева. Наибольшим он был в период трубкования - колошения. На контроле и на варианте с соломой он не превышал 409,1Ц415, 8 тыс. м2×сут./га. На остальных вариантах он возрос до 507,3Ц527,1 тыс. м2×сут./га. Различие  с контрольным вариантом было 98,2 тыс. м2×сут./га; 103,5 и 118,0 тыс. м2×сут./га, или 24,0Ц28,8 %. За вегетацию на контроле и при внесении соломы фотосинтетический потенциал составлял 1168,4 и 1189,7 тыс. м2×сут./га, а на остальных вариантах - 1429,0Ц1485,5 тыс. м2×сут./га. Это выше, чем на контроле на 22,3Ц27,1 %. Наибольшим общий фотосинтетический потенциал был на посевах пшеницы после житняка.

Чистая продуктивность фотосинтеза озимой пшеницы по вариантам изменялась незначительно, зато заметно колебалась по фазам развития растений. За осеннюю вегетацию чистая продуктивность фотосинтеза пшеницы составила 2,62Ц2,92 г/м2×сут./га, или 2,800,10 г/м2×сут. Коэффициент вариации равен 3,6 %. В период от начала вегетации до фазы трубкования чистая продуктивность фотосинтеза возросла по вариантам до 7,76Ц9,53 г/м2×сут. Колебания составили 8,261,48 г/м2×сут. Коэффициент вариации 17,9 %. Заметное различие с контролем было на посевах озимой пшеницы после житнякового пара. В период трубкования - колошения продуктивность снизилась и составила 1,150,05 г/м2×сут. Коэффициент вариации равнялся 4,3 %. Колебания внутри вариантов - в пределах ошибки опыта.

В среднем за вегетацию чистую продуктивность фотосинтеза озимой пшеницы по вариантам опыта можно считать одинаковой. Она равнялась 4,550,19. Коэффициент вариации был невысок - 4,2 %.

Яровая пшеница

Формирование урожайности яровой пшеницы тесно связано с работой листового аппарата, величиной площади листьев и накоплением биомассы растений.

На контроле в период колошения яровая пшеница накапливала 2,19 т/га сухого вещества (опыт 3). При внесении соломы количество его увеличилось на 11,9 %; при использовании N60P30 - на 18,7 и 24,6 %; после житняка - на 26,0 %.

В начале налива зерна величина биомассы пшеницы превышала контроль на варианте с соломой на 12,8 %; на варианте с минеральными удобрениями  - на 20,0 и 25,7 %; после житняка - на 27,5 %. В фазу полной спелости эти различия с контролем составляли соответственно 1,0 %; 9,8; 18,3 и 20,8 %.

Наибольшей площадь листовой поверхности на всех вариантах опыта была у яровой пшеницы в фазу колошения. На контроле она составила 24,5 тыс. м2/га. На остальных вариантах площадь листьев была выше на 22,8Ц40,8 %.

Самая большая площадь листьев отмечена на вариантах, где вносили солому в сочетании с минеральными удобрениями и после распашки житняка - 34,5 и 32,6 тыс. м2/га. К наливу зерна площадь листьев снизилась за счет усыхания нижних ярусов. На контроле она равнялась 19,6 тыс. м2/га, т.е. снизилась по сравнению с фазой колошения на 4,9 тыс. м2/га. На опытных вариантах в налив зерна площадь листьев была больше, чем на контроле на 3,5 тыс. м2/га; 2,7; 4,5 и 5,2 тыс. м2/га, или на 17,8 %; 13,7; 22,9 и 26,5 %.

Наибольшей площадь листьев в фазу налива зерна была на варианте с совместным внесением в почву соломы с минеральными удобрениями (вариант 4) и после житняка (вариант 5).

Аналогичная закономерность складывалась и в отношении фотосинтетического потенциала.

Общий за вегетацию фотосинтетический потенциал составил на контроле 924,1 тыс. м2×сут./га. Внесение минеральных удобрений увеличило его на 18,1 %; запашка соломы - на 10,4 %; совместное использование соломы с минеральными удобрениями - на 24,4 %; посев после житняка - на 28,9 %.

Таким образом, не только площадь листьев, но и фотосинтетический потенциал заметно возрастали при запашке соломы, внесении минеральных удобрений, посеве пшеницы после распашки житняка.

В среднем за вегетацию намечалось незначительное увеличение чистой продуктивности посевов на опытных вариантах по сравнению с контролем. При внесении минеральных удобрений чистая продуктивность возрастала по сравнению с контролем на 9,5 %; соломы - на 7,7 %; при их совместном применение - на 6,3 %; при посеве после житняка - на 6,8 %. Коэффициент вариации при этом равнялся 3,0 %.

Ячмень

Использование сидератов в севообороте заметно увеличивало высоту растений (опыт 1). Исключение составила запашка соломы предшествующей культуры, где высота стеблестоя ячменя была практически одинаковой с контролем и равнялась 81 и 82 см. Внесение навоза повышало высоту стеблестоя ячменя на 9,9 %; навоза совместно с соломой - на 14,8 %; сидератов - на 11,1 %; сидератов совместно с соломой - на 19,7 %.

Максимальная площадь листьев ячменя в период колошения на контроле составляла 18,0 тыс. м2/га. Биомелиоранты заметно повышали ее. Внесение соломы повысило площадь листьев ячменя на 5,05 %; запашка навоза и сидератов - почти в 2 раза. При внесении навоза площадь листовой поверхности возросла на 83,9 %; навоза с соломой - на 95,6 %; сидератов - на 82,2 %; сидератов совместно с соломой - на 97,8 % .

Увеличение площади листовой поверхности и продолжительности ее в активном состоянии заметно повысило величину фотосинтетического потенциала. На контроле этот показатель составил 895 тыс. м2×сут./га. Внесение одной соломы незначительно увеличило его, всего на 2,5 %. Запашка навоза (30 т/га) повысила фотосинтетический потенциал на 47,9 %; навоза совместно с соломой - на 57,3 %; сидератов - на 46,5 %; сидератов с соломой - на 63,1 %.

Наибольший фотосинтетический потенциал отмечен на вариантах с совместным внесением сидератов и навоза с соломой. Внесение биомелиорантов способствовало увеличению сухой биомассы ячменя. Если на контроле ячмень наращивал за вегетацию 4,5 т/га сухой биомассы, то при внесении соломы количество ее возрастало на 15,6 %; навоза и сидератов - на 28,9 %; навоза и сидератов совместно с соломой - на 37, 8 %. В связи с тем, что возрастание площади листьев шло более интенсивно, чем сухой биомассы, вследствие, видимо, биологической особенности ячменя, чистая продуктивность фотосинтеза на опытных вариантах заметно снижалась.

ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВЫ

Пожнивно-корневые остатки под культурами севооборота

В среднем за годы исследований (опыт 1) озимая пшеница оставляла в почве от 3,66 до 4,43 т/га органических веществ; яровая твердая пшеница - от 1,17 до 1,68; нут - от 0,87 до 1,10; яровая мягкая пшеница - от 1,41 до 1,94; просо - от 1,04 до 1,45; ячмень - от 1,43 до 2,19 т/га В средне-сухой год количество послеуборочных остатков было меньше по сравнению с влажным годом на 35,6Ц43,4 %. Биомелиоранты повышали количество послеуборочных остатков, особенно во влажные годы.

Содержание пожнивных остатков хорошо коррелировало как с урожаем зерна, так и с урожаем соломы. Коэффициенты корреляции взаимозависимости количества послеуборочных остатков (у) от урожайности зерна культур в севообороте (х) колебались от 0,733 (у ячменя) до 0,987 (у озимой пшеницы). Высокая степень тесноты связи позволяет воспользоваться линейными уравнениями в определенных пределах указанных величин.

Для озимой пшеницы взаимосвязь этих показателей аппроксимировалась  уравнением вида: у = -0,761 + 1,362х; для яровой твердой пшеницы: у = -0,328 + 1,429х; для нута: у = 0,158 + 0,619х; для яровой мягкой пшеницы: у = 0,0353 + 1,112х; для проса: у = 0,0402 + 0,928х; для ячменя: у = 0,908 + 0,457х. Этими уравнениями можно пользоваться для расчета количества послеуборочных остатков зерновых культур в сухостепной части Заволжья. 

Урожайность соломы зерновых культур существенно зависела от условий года и внесения органических удобрений.

Всего за ротацию севооборота в среднем на контроле запахивали 9,59 т/га послеуборочных остатков, на варианте с соломой - 19,29 т/га, в т.ч. 8,02 т/га соломы; на варианте с навозом - 18,48 т/га, в т.ч. 7,0 т/га навоза. На варианте с совместным внесением соломы и навоза поступило за ротацию 28,49 т/га органической массы, в т.ч. 12,18 т/га послеуборочных остатков. При запашке сидератов (донника) в почву поступило за ротацию 18,62 т/га, в т.ч. послеуборочных остатков - 11,48 т/га (табл. 2). На втором опыте основную удобрительную биомассу вносили под пар. В среднем за годы исследований на контроле, где под чистый пар осенью запахивали только пожнивно-корневые остатки ячменя, как предшественника пара, в почву попадало 2,12 т/га сухого органического вещества. 

2. Количество свежего органического вещества, поступившего в почву

с  биомелиорантами и пожнивными остатками за 1996-2002гг., т/га

Показатель	Вариант опыта
	контроль	солома	навоз	навоз + + солома	сидераты	сидераты + солома
Сухие годы	1,15	2,25	2,39	3,58	2,40	3,67
Влажные годы	1,56	2,99	2,95	4,52	2,96	4,70
Средние годы	1,39	3,03	2,59	4,11	2,62	4,22
В среднем	1,37	2,76	2,64	4,07	2,66	4,20
Всего за ротацию севооборота В т.ч. послеуборочных остатков навоза соломы сидератов	9,59 9,59 Ц Ц Ц	19,29 11,27 Ц 8,02 Ц	18,48 11,48 7,00* Ц Ц	28,49 12,18 7,00 9,31 Ц	18,62 11,48 Ц Ц 7,00**	29,40 12,81 Ц 9,59 7,00

На втором варианте, где вносили солому ячменя под зябь, количество запахиваемого органического вещества в среднем за год возросло до 4,97 т/га. В сидеральном пару в почву поступало до 10,17 т/га сухой биомассы в виде соломы ячменя, пожнивно-корневых остатков и биомассы донника. Четвертый вариант в этом отношении мало отличается от второго, где запахивали под пар ячменную солому. В среднем за годы исследований после житняка в почве оставалось до 10,7 т/га органического вещества.

За годы исследований под яровую твердую пшеницу в пропашном звене (ячмень - пар - озимая пшеница - яровая пшеница) в почву поступало без запашки соломы 5,0-5,5 т/га органического вещества, а с внесением соломы - 13,4-14,5 т/га. Под яровую мягкую пшеницу в зерновом звене (озимая пшеница - яровая твердая пшеница - нут - яровая мягкая пшеница) приходилось 5,5-6,0 т/га органического вещества, а при внесении соломы - 15,0-15,5 т/га. Это почти на уровне житнякового поля.

На опыте с многолетними травами наибольшее количество пожнивно-корневых остатков накопилось на четвертый год жизни  под  кострецом безостым - 9,1 т/га; под житняком - 11,0 т/га; люцерной - 9,1Ц9,6 т/га. Это больше, чем под  ячменем  в 2,3Ц2,9 раза.

Преобладающая масса  пожнивно-корневых остатков у изучаемых культур была сосредоточена в пахотном слое 0Ц30 см.

Изменение содержания гумуса под влиянием

различных биологических мелиорантов

Содержание гумуса в почве хорошо коррелировало с количеством свежего органического вещества, поступившего в почву с удобрением и послеуборочными остатками (опыт 1) (табл. 3).

3.Изменение содержания гумуса за ротацию севооборота в слое 0Ц30 см, %

Вариант опыта	Начало ротации севооборота  (1996 г.)	Конец ротации севооборота (2003 г.)	Изменение содержания гумуса за ротацию	Изменение за ротацию
				1996 г.	2003 г.
1. Контроль	3,290	3,232	-0,058	-	-
2. Солома	3,380	3,369	-0,011	0,090	0,137
3. Навоз	3,380	3,353	-0,027	0,090	0,121
4. Навоз + солома	3,390	3,410	+0,020	0,100	0,178
5. Сидераты	3,400	3,377	-0,023	0,110	0,145
6. Сидераты +   + солома	3,390	3,414	+0,024	0,100	0,182

На контроле количество гумуса за ротацию снизилось на 0,058 %. На варианте с внесением соломы также наблюдалось снижение содержания гумуса, но значительно в меньших размерах (за ротацию севооборота - на 0,011 %). При внесении навоза в почву отмечено снижение количества гумуса за ротацию севооборота на 0,027 %. На варианте внесение  навоза и соломы в почву привело к некоторому накоплению гумуса - на 0,020 %. Заметное влияние на баланс гумуса оказывала заделка в почву сидератов.

На сидеральном варианте наблюдался отрицательный баланс гумуса в почве. Снижение за ротацию составило 0,023 %. Однако его было больше, чем на контроле на 0,145 %.

При совместном применении сидератов и соломы увеличение количествагумуса за ротацию составило 0,024 %. При ежегодной запашке всей соломы севооборотных культур, т.е. отчуждении с полей только зерна, в почву  возвращалось до 69,5 % органического вещества, создаваемое агроценозом за вегетацию. Это  создало бездефицитный  баланс гумуса в севообороте.

Черный пар снижал содержание гумуса в пахотном слое на 0,05 %, или приблизительно 1800 кг/га. При этом создавался остродефицитный баланс гумуса в звене ячмень - черный пар - озимая пшеница. При запашке соломы ячменя (опыт 2) поступление органического вещества в почву удваивалось.  Содержание гумуса в почве по сравнению с контролем возросло на 0,03 %, а по сравнению с исходным показателем оставалось меньше на 0,02 %. Такая же картина наблюдалась и на четвертом варианте с мелиоративной обработкой почвы и запашкой соломы ячменя. По сравнению с контролем содержание гумуса при этом возросло на 0,04 %.

Подсев донника в качестве сидерата под ячмень вместе с запашкой соломы, благодаря сравнительно влажной погоде, увеличивали количество гумуса в сидеральном звене по сравнению с контролем на 0,10 %, а по сравнению с исходным содержанием - на 0,05 %. На варианте с сидератами следует отметить тенденцию формирования бездефицитного баланса гумуса. После житняка баланс гумуса был положительным. На этом варианте содержание гумуса в почве превышало исходное состояние на 0,26 %, а контрольный вариант - на 0,31 %. Содержание гумуса на контрольном варианте в паровом звене севооборота снизилось на 0,13 %, а в зерновом - на 0,10-0,11 % (опыт 3).

Внесение соломы повысило количество гумуса в почве на 0,18-0,20 % в паровом звене севооборота и на 0,18 % - в зернобобовом. Внесение минеральных удобрений не влияло на баланс гумуса в почве зернопарового севооборота.

Под многолетними травами за счет изменения  пищевого, водного и других режимов почвы и практически полного отсутствия механической обработки происходило накопление гумуса.

В 2004 г. из-за кратковременности  воздействия многолетних трав содержание гумуса под ними мало отличалось от контрольного варианта и составило 3,26Ц3,28 %. Под житняком в 2007 г. количество гумуса возросло на 0,07Ц0,11 %; под кострецом - на 0,08 %,  под люцерной - на 0,09Ц0,10 % по сравнению с контрольным вариантом (табл. 4).

Самое низкое содержание гумуса среди всех изучаемых культур в 2007 г. было под эспарцетом - 3,32 %.

4. Содержание гумуса в пахотном слое почвы под многолетними травами

Многолетние травы	2004 г.	2008 г.
	%	%	превышение
			над контролем	над исходным состоянием
Контроль (ячмень)	3,26	3,25	Ц	Ц
Кострец безостый	3,26	3,33	0,08	0,07
Житняк ширококолосый	3,28	3,36	0,11	0,08
юцерна синегибридная	3,27	3,34	0,09	0,07
юцерна желтогибридная	3,27	3,35	0,10	0,08
Эспарцет песчаный	3,28	3,32	0,07	0,04

В 2007 г. на контроле количество гумуса было одинаковым с исходным состоянием (2004 г.) и равнялось 3,26 и 3,25 %. Под всеми многолетними травами без исключения наблюдалось увеличение содержания гумуса в пахотном слое. Под злаковыми травами это увеличение  по сравнению с исходным состоянием составило 0,07Ц0,08 %. Аналогичная закономерность отмечена и под бобовыми травами.

С уплотнением почвы содержание гумуса растет вследствие худшей аэрации и уменьшения активности микроорганизмов, разлагающих органическое вещество почвы. Зависимость содержания гумуса в почве от ее плотности показала, что до плотности 1,01Ц1,22 г/см3 содержание гумуса снижалось вследствие интенсивной его минерализации микроорганизмами. При плотности более 1,22 г/см3 отмечено устойчивое повышение количества гумуса. Особенно интенсивное повышение содержания гумуса отмечено при плотности 1,25Ц1,30 г/см3. Влияние плотности почвы на увеличение количества гумуса подтверждается зависимостью последнего от общей пористости и пористости аэрации. Заметное снижение содержания гумуса отмечено при пористости пахотного слоя более 54 % и  при пористости аэрации более 20,5 % от объема почвы. 

Заметно влияла на содержание гумуса в почве  ее влажность. Без внесения удобрений уже при влажности 24,0 % от массы почвы заметно снижалось содержание гумуса. Для поддержания плодородия почвы на определенном уровне и для его воспроизводства желательно знать условия равновесия в системе почва - растения, при котором минерализация  гумуса компенсируется его образованием. Для стабильного содержания гумуса в почве необходимо вносить ежегодно органического вещества не менее 5,1 т/га и иметь плотность почвы не ниже 1,20 г/см3..

Плотность почвы

В среднем за годы исследований (опыт 1) различие плотности почвы в слое 0Ц30 см на контроле и при внесении биомелиорантов составило в начале вегетации 0,08Ц0,15 г/см3; в конце - 0,07-0,14 г/см3. Применение биомелиорантов на каштановых почвах снижало равновесную плотность почвы, приближая ее к оптимальной. Это прослеживается в течение всех лет исследований.

Запашка соломы ячменя в почву (опыт 2) способствовала снижению плотности почвы в пахотном слое 0-30 см на 0,04 г/см3 по сравнению с контролем, где солому не вносили. После сидерального пара плотность уменьшилась на 0,05 г/см3, а после проведения под пар мелиоративной обработки - на 0,07 г/см3. Наименьшая плотность почвы в среднем за годы исследований была после распашки житняка. Она составила 1,13 г/см3, что меньше, чем на контроле на 0,08 %. Подпахотный слой имел наименьшую плотность после мелиоративной обработки почвы - 1,33 г/см3. Это меньше, чем на контроле на 0,04 г/см3. Плотность почвы в остальных вариантах была практически одинаковой.

Плотность почвы  имела тесную взаимосвязь с количеством поступившего органического вещества. Коэффициент корреляционного отношения составил -0,742. Плотность начинала заметно снижаться при внесении более 5 т/га  органического вещества, а в слое 30-50 см - более 8 т/га.

За годы исследований (опыт 3) плотность почвы под яровой твердой пшеницей, посеянной после озимой пшеницы, на контроле составила в пахотном слое 1,17 г/см3, а в подпахотном - 1,34 г/см3.

Минеральные удобрения не изменяли плотности почвы. Запашка соломы озимой пшеницы в количестве 5,0-5,5 т/га снижала плотность почвы пахотного слоя до 1,11 г/см3, или на 0,06 г/см3, а подпахотного слоя - до 1,31 г/см3, или на 0,03 г/см3. Наименьшая плотность почвы отмечена после распашки житняка. Она составила в пахотном слое 1,08 г/см3, что на 0,09 г/см3 меньше по сравнению с контролем.

Под яровой мягкой пшеницей плотность почвы в пахотном слое на контроле равнялась 1,22 г/см3, а в подпахотном - 1,37 г/см3. Это больше, чем под яровой твердой пшеницей на 0,05 и 0,03 г/см3.

Запашка соломы нута снизила плотность только пахотного слоя. Она составила 1,18-1,17 г/см3, что меньше, чем на контроле на 0,04-0,05 г/см3. Плотность подпахотного слоя под влиянием запашки соломы практически не изменялась и составила 1,35 г/см3.

После распашки житняка плотность пахотного горизонта почвы снизилась в среднем за годы исследований до 1,08 г/см3, или на 0,14 г/см3 по сравнению с контролем, а подпахотного - до 1,31 г/см3, или на 0,06 г/см3.

Интенсивнее разуплотнение почвы происходило в зернобобовом звене, чем в паровом. Это можно объяснить, видимо, отсутствием пара в зернобобовом  звене севооборота.

В опыте с многолетними травами наименьшая плотность в пахотном слое была под злаковыми травами  (опыт 4). В слое 0Ц30 см под житняком и кострецом плотность равнялась 1,15 и 1,14 г/см3. Это несколько ниже контроля (1,25 г/см3).

В подпахотном слое плотность почвы на вариантах со злаковыми травами мало отличалась от контроля и составила соответственно 1,42 г/см3; 1,44 и 1,40 г/см3. Как видно, в среднем за четыре года многолетние злаковые травы  разуплотняли только пахотный слой и не оказывали рыхлящего действия на подпахотный. Плотность каштановой почвы под бобовыми травами  люцерной и эспарцетом в среднем за годы исследований в слое 0Ц30 см составила 1,23Ц1,26 г/см3. Это больше, чем под злаковыми травами на 0,04Ц0,12 г/см3  и практически  одинаково с контролем.

В подпахотном слое 30Ц60 см под бобовыми травами плотность почвы была меньше, чем на вариантах со злаковыми культурами на 0,08Ц0,11 г/см3 и составила 1,34Ц1,37 г/см3. Это меньше контроля на 0,04Ц0,07 г/см3.

Параметрический анализ показал, что наиболее интенсивно плотность уменьшалась при поступлении в почву органического вещества более 6 т/га.

С увеличением влажности с 23,0 до 28,0 % от массы сухой почвы плотность снижалась с 1,185 до 1,150 г/см3. Значительна зависимость плотности от структуры почвы.

По расчетам, для равновесного состояния плотности каштановой почвы гумуса необходимо иметь не менее 3,58 %; влажность - не менее 17,4 % от массы сухой почвы; структурность - не ниже 60 %. Для поддержания такого равновесного состояния плотности почвы необходимо ежегодное поступление органического сухого вещества 6,2 т/га.

Пористость аэрации

       

Пористость аэрации в среднем за годы исследований в слое 0-30 см весной в период всходов при внесении биомелиорантов была достоверно выше, чем на контрольном варианте на всех полях севооборота (опыт 1).

В паровом поле солома, запаханная с осени, увеличивала пористость аэрации на 3,4 %; навоз - на 5,1 %; сидераты - на 5,3 %; их совместное внесение - на 6,0 и 6,5 %. Под озимой пшеницей пористость аэрации была несколько ниже, чем в паровом поле. Если в паровом поле она составила 21,4-27,9 %, то под озимой пшеницей - 20,8-25,0 %. Меньший эффект был отмечен под яровой пшеницей. Здесь различие пористости аэрации контрольного варианта и вариантов с применением биомелиорантов было менее значительным. При внесении соломы различие составило 2,7 %; навоза - 2,5 %; сидератов - 2,8 %, а при их совместном применении - 3,7 и 4,4 %.

Под нутом, яровой мягкой пшеницей, просом и ячменем увеличение пористости аэрации при запашке биомелиорантов было приблизительно одинаковым и составило 2,5-3,3 % на фоне соломы; 2,1-2,6 % - на фоне навоза; 3,2-3,7 % - на фоне сидератов и 4,6-7,4 % - при их совместном использовании.

Внесение биомелиорантов сдвигало равновесие некапиллярных и капиллярных пор в сторону увеличения первых. В начале вегетации в паровом поле в слое 0-30 см без внесения биомелиорантов соотношение пор колебалось по культурам от 0,60 до 0,64. На фоне соломы оно составило 0,69-0,77; на фоне навоза - 0,68-0,82; на фоне сидератов - 0,71-0,74; при их совместном применении - 0,75-0,80 и 0,78-0,84. Это объясняется в первую очередь увеличением пористости за счет крупных некапиллярных пор.

В среднем в пахотном слое 0-30 см (опыт 2) после мелиоративной вспашки пористость аэрации повысилась по сравнению с контролем на 2,4 %; после распашки житняка - на 3,7 %. В подпахотном слое 30-50 см различие с контролем отмечено только на варианте с мелиоративной вспашкой. Оно равнялось 2,6 %. Пористость аэрации на остальных вариантах изменялась от 14,2 до 14,7 %.

В почве под яровой твердой пшеницей (опыт 3) пористость аэрации в пахотном слое составила 21,5 %, а в подпахотном - 13,7 %. По профилю почвы пористость аэрации в этом случае изменялась от 24,2 до 12,3 % . Минеральные удобрения не оказали влияния на этот показатель.

Запашка соломы озимой пшеницы увеличила пористость аэрации пахотного слоя до 25,5 %, а подпахотного - до 15,3 %. Это больше, чем на контроле на 4,0 и 1,6 %. Запашка соломы мало влияла на пористость аэрации подпахотного горизонта. Наибольшая пористость аэрации отмечена после распашки житняка: в слое 0-30 см она составила 27,4 %, а в слое 30-50 см - 16,4 %. Это больше, чем на контрольном варианте на 5,9 и 2,7 %.

В среднем за годы исследований пористость аэрации под яровой мягкой пшеницей на контрольном варианте в пахотном слое равнялась 18,1 %, а в подпахотном - 10,3 %. На фоне биомелиорантов пористость аэрации составила 17,7 и 10,7 %. Различие - 0,4 %, что говорит об их идентичности.

Пористость аэрации на участке с яровой твердой пшеницей превышала этот показатель на участке с яровой мягкой пшеницей в пахотном слое на 3,4-4,6 %, а в подпахотном - на 3,4-1,2 %. На варианте с внесение соломы нута пористость аэрации возросла в среднем на 2,8-3,5 %  в пахотном слое.

После распашки житняка пористость аэрации возросла по сравнению с контролем на 8,7 % в пахотном слое и на 4,2 % - в подпахотном. После житняка пористость аэрации была выше, чем на вариантах с соломой на 6,1 и 5,2 %.

Травы оказали  положительное влияние на пористость аэрации (опыт 4). Многолетние злаковые травы в слое почвы 0Ц30 см за годы исследования способствовали увеличению пористости аэрации на 1,0Ц2,0 %. Наибольшее повышение пористости аэрации наблюдалось под житняком и кострецом - на 1,9 и 1,7 % соответственно. В слое 30Ц60 см злаковые травы уступали контролю на 0,21Ц0,43 %.

Многолетние бобовые травы за годы исследований  в слое 0Ц30 см  по изучаемому показателю уступали контролю. В то же время в слое 30Ц60 см они превосходили по пористости аэрации контроль на 1,2 % (люцерна) и на 0,6 % (эспарцет). Пористость под злаковыми травами в этом слое была ниже на 1,4Ц1,6 %.

Структурность почвы

На контроле (опыт 1) наилучшая структурность почвы была под озимой пшеницей и под просом, при запашке соломы - под озимой пшеницей, нутом и просом; при внесении навоза - под озимой пшеницей и нутом; при запашке сидератов существенного различия по культурам не отмечено.

Под озимой пшеницей наилучшая структурность почвы была на фоне навоза, сидератов и совместного их внесения с соломой. Различие с контролем составило 6,8 %; 6,0; 8,0 и 9,1 %. Аналогичная закономерность изменения структурности почвы отмечена по вариантам опыта и под остальными культурами.

Под яровой пшеницей после озимой на фоне соломы увеличение доли структурных агрегатов по сравнению с контролем составило 6,0 %; на фоне навоза - 8,2 %; на фоне сидератов - 11,0 %, при совместном внесении - на 12,0 и 14,0 %. Под  нутом разница с контролем соответственно составила 8,7 %; 11,0; 10,4; 11,4 и 14,4; под яровой пшеницей после нута - 6,4 %; 8,0; 8,2; 10,0 и 12,5 %; под просом - соответственно 3,8 %; 4,7; 5,5; 6,8 и 10,3 %; под ячменем - 8,5 %; 9,0; 10,9; 12,3 и 12,5 %.

учше всего складывались условия структурообразования под нутом при совместном внесении соломы и навоза и сидератов с соломой. Здесь отмечена самая высокая структурность почвы - 76,6-77,6 % (сухое рассеивание).

На контрольном варианте (опыт 2) отмечено сильное распыление почвенной структуры. После запашки соломы ячменя количество агрономически ценных структурных агрегатов возросло по сравнению с контролем на 5,2 %; содержание глыбистой фракции уменьшилось на 6,3 %; содержание пыли практически не изменилось. После запашки сидератов объем ценных агрегатов увеличился на 9,7 %. Содержание глыбистой фракции снизилось на 9,0 %, количество пыли не изменилось.

После мелиоративной обработки почвы количество ценных агрегатов несколько снизилось по сравнению с сидеральным паром, а по сравнению с контролем их было больше на 7,5 %. После житняка количество ценных агрегатов была наибольшим и равнялось 87,3 %, что превышало контрольный вариант на 15,9 %. И после мелиоративной обработке и после житняка глыбистые фракции уменьшились на 6,9 и 8,0 %. Содержание пылеватых фракций после мелиоративной вспашки не изменилось, а после житняка снизилось на 7,9 % относительно контроля.

Минеральные удобрения практически не влияли на структурное состояние почвы. Снижение количества пылеватых частиц дает возможность предположить о наличии структурообразовательных процессов на вариантах при внесении соломы и особенно при посевах житняка.

Наибольшее содержание агрегатов агрономически ценной структуры под злаковыми травами отмечено под кострецом безостым и житняком ширококолосым - на 19,8 и 18,0 %  больше, чем на контроле. Под  бобовыми травами агрономически ценных структурных агрегатов имелось больше всего под  желтогибридной люцерной - на 18,7 % выше контроля.

Запашка соломы ячменя под пар в среднем за годы исследований повысила водопрочность структурных агрегатов по сравнению с контролем на 10,6 %. После сидерального пара средняя водопрочность увеличилась по сравнению с контролем на 24,3 %, по сравнению с вариантом, где в почву запахивали солому, - на 13,7 %. Проведение мелиоративной вспашки не изменило водопрочности структурных агрегатов.

Различие второго и четвертого вариантов было незначительным. Степень водопрочности - 51,8 и 52,3 %. Наибольшая водопрочность отмечена после житняка. В среднем она составила 74,3 %, что выше, чем на контроле на 33,1 %, выше, чем при запашке соломы  на 22,5 и 22,0 % и выше, чем на варианте с сидератами на 8,8 %.

Водопрочность под многолетними травами (опыт 4) превышала показатели контрольного варианта под всеми изучаемыми культурами. Наибольшее превышение над контролем  в среднем по фракциям наблюдалось под кострецом - на 12 %. Бобовые травы влияли на водопрочность аналогично злаковым культурам.

Наибольшие  значения данного показателя наблюдались под люцерной желтогибридной и эспарцетом - 68,3 и 66,3 % соответственно.  Наименьшей  в 2007 г. водопрочность была под синегибридной люцерной - 63,2 %, что на 3,6 % больше контроля.

Для определения численного значения основных параметров, влияющих на структурообразование, можно использовать уравнения взаимосвязи количества ценных структурных агрегатов (0,25-10,0 мм) с содержанием гумуса, обменного кальция, обменного магния, с поступлением в почву свежего органического вещества.

Конкретно для каштановых почв с целью сохранения их равновесного структурного состояния необходимо иметь содержание гумуса 3,65 %; обменного кальция - 25,74 мг-экв на 100 г почвы; магния - не более 8,24 мг-экв/100 г. Соотношение Са++/Мg++ - 3,73. Ежегодное поступление свежего органического вещества в почву должно быть не меньше 4,3 т/га в среднем по полям севооборота.

Водопроницаемость почвы

Водопроницаемость каштановых почв колебалась в условиях проведения опыта без внесения биомелиорантов от 150 до 166 мм за первый час от начала впитывания. Внесение соломы под зяблевую вспашку повысило ее до 155-169 мм/ч; навоза - до 156-185 мм/ч, запашка сидератов - до 175-187 мм/ч, совместное внесение соломы с навозом - до 180-192 мм/ч.

Скорость впитывания влаги в почву в среднем за годы исследований составила соответственно по вариантам в чистом пару 2,57 мм/мин; 2,63; 2,75; 2,95 и 3,18 мм/мин. Увеличение содаржания гумуса с 2,90 до 3,62 % повышало водопроницаемость на 18,7 %, а улучшение структурности на 10 % увеличивало ее на 16-23 %. Заметное снижение водопроницаемости наблюдалось при повышении плотности более 1,23 г/см3. Интенсивное возрастание водопроницаемости отмечалось при увеличении поступления свежего органического вещества в почву с 6-7 т/га и соотношении некапиллярных и капиллярных пор более 0,72-0,74.

АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Содержание питательных веществ

Внесение биомелиорантов улучшало не только агрофизические свойства почвы, но и ее пищевой режим.

Под озимой пшеницей на контроле в слое 0-60 см в фазу кущения содержалось 2,14 мг нитратного азота на 100 г почвы (опыт 1). Внесение соломы под пар увеличило количество нитратного азота под озимой пшеницей весной до 2,7 мг, а к уборке количество его составляло 1,9 мг на 100 г почвы. На фоне навоза, внесенного под пар, содержание азота еще более возросло и составило 3,1 мг/100 г весной и 2,3 мг/100 г к уборке. Совместное внесение навоза и соломы в пару увеличило содержание нитратного азота под озимой пшеницей до 3,2 мг/100 г. При запашке сидератов нитратного этого элемента было 3,1 мг на 100 г почвы.

Аналогичная закономерность отмечена в изменении содержания доступного фосфора. На контроле под озимой пшеницей в слое 0-60 см в фазу кущения фосфора было 2,1 мг на 100 г почвы. Внесение соломы под пар повысило содержание этого элемента под озимой пшеницей в почве на 0,4 мг/100 г, навоз внесенный под пар, - до 3,1,  совместное использование навоза и соломы - до 3,2 мг на 100 г почвы. Сидераты, запаханные в пару, повышали содержание в почве доступного фосфора в несколько меньшей стапени.

Мелиоративная обработка (опыт 2) в среднем за годы исследований повысила содержание азота по сравнению с обычной вспашкой в пахотном слое на 0,5 мг на 100 г почвы, а относительно контроля - на  1,2 мг/100 г (табл. 5).

5. Содержание питательных веществ в слое почвы 0Ц30 см под озимой пшеницей по вариантам опытав среднем за 2004-2007 гг. (опыт 2)

Элемент питания	Вариант опыта
	черный пар (контроль)	пар + + солома ячменя + N30	пар + + солома ячменя + + донник	пар + солома ячменя + N30 + + мелиоративная вспашка	пар после распашки житняка
Нитратный азот мг/100 г %	2,3 100	3,0 130,4	4,2 182,6	3,5 152,2	4,9 213,0
Доступный фосфор мг/100 г %	2,4 100	2,8 116,7	3,2 133,3	3,0 125,0	3,8 158,3
Обменный калий мг/100 г %	28,7 100	31,1 108,4	33,2 115,7	31,8 110,8	35,1 122,3

Наибольшее количество нитратного азота отмечено за годы исследований после житняка. В среднем оно превышало контроль в 2,1 раза, а на остальных опытных вариантах - на 16,7-63,3 %.

Внесение биомелиорантов увеличивало количество доступного фосфора. Наибольшее его содержание отмечено в почве после распашки житняка Ц3,8 мг на 100 г почвы, что больше контроля на 1,4 мг/100 г, или на 58,3 %.

Количество обменного калия в пахотном слое 0-30 см на контроле составило 28,7 мг на 100 г почвы с колебаниями по слоям 26,5-30,5 мг на 100 г почвы. Внесение биомелиорантов повысило содержание этого элемента в пахотном слое по сравнению с контролем  на 8,0Ц15,7 %.

После мелиоративной вспашки в среднем за годы исследований  содержание обменного калия практически не изменилось по сравнению с обычной вспашкой. После распашки житняка в пахотном слое содержание обменного калия возросло на 6,6 мг/100 г, или на 23,9 % по сравнению с контролем и на 6,2-14,7 % по сравнению с другими вариантами.

После распашки житняка содержание обменного калия в почве возросло в среднем за годы исследований под яровой твердой пшеницей с 35,1 до 39,8 мг/100 г, а под мягкой - до 38,9 мг на 100 г почвы. Это объясняется обогащением почвы калием за счет выноса его корнями житняка из более глубоких слоев и аккумулирования в верхнем горизонте.

Под многолетними злаковыми травами содержание нитратного азота в среднем за годы изучения было ниже контроля на 10Ц15 %, за исключением житняка. Нитратного азота больше всего было под люцерной - 3,6 мг на 100 г почвы, или на 20 % по сравнению с контрольным вариантом. Эспарцет  превысил  контроль всего на 0,7 мг на 100 г почвы, или на 6 %.

Наибольшее  содержание  доступного фосфора наблюдалось под  кострецом Ц  2,9 мг на 100 г почвы. Это больше, чем в контрольным варианте на  29 %. Под  житняком фосфора было на 2,4 мг на 100 г почвы, или на 26 % больше контрольного варианта. Наивысшее содержание доступного фосфора отмечено  под  люцерной - 3,3 мг на 100 г почвы. Это на 44 % превысило показатель контроля. Слабее повлиял на данный показатель эспарцет. Под ним фосфора содержалось, как и  под контрольным вариантом - 2,3 мг на 100 г почвы.

Калия под кострецом содержалось  39,4 мг на 100 г почвы, что на 11 % выше контрольного варианта. Житняк по содержанию калия уступил контролю на 4 %. Обменного калия только под желтогибридной люцерной содержалось 2,1мг на 100 г, или на 6 % больше, чем под контрольным вариантом. Синегибридная люцерна и эспарцет уступили по этому показателю контролю на 1,5Ц3,5 %.

Изменение суммы обменных оснований

На контроле без внесения биомелиорантов наибольшая сумма поглощенных оснований была на поле под чистым паром и под озимой пшеницей. Она составила 31,44 и 31,60 мг-экв на 100 г почвы. Начиная с четвертого поля, сумма поглощенных оснований снижалась с 31,54 до 31,00Ц31,06 мг-экв на 100 г почвы. Несколько выше была сумма поглощенных оснований под культурами на фоне соломы. Если в поле чистого пара сумма поглощенных оснований составила  на контроле 31,0-31,06 мг-экв/100 г, то на фоне соломы - 31,72Ц32,97 мг-экв на 100 г почвы, или на 2,3Ц4,3 % больше, чем на контроле. На фоне навоза количество поглощенных оснований возросло по сравнению с контролем на 3,2-5,9 %; на фоне сидератов - на 3,9-5,5 %. Наибольшее увеличение суммы поглощенных оснований отмечено при совместном внесении навоза и сидератов с соломой. Различия с контролем на этих вариантах составили 5,2-7,9 и 5,6-8,3 %.

В чистом пару сумма поглощенных оснований возросла на фоне соломы на 3,6 %; на фоне навоза - на 5,4 %; на фоне сидератов - на 5,5 %; при совместном внесении - на 7,9 и 8,3 %.

Под озимой пшеницей это показатель возрос соответственно на 3,2 %; 4,4; 5,1; 7,5  и 7,6 %; под яровой пшеницей после озимой - на 4,3 %; 5,9; 5,3; 7,1 и 7,2 %; под нутом - на 4,1 %; 4,9; 4,9; 6,5 и 7,1 %; под яровой пшеницей после нута - на 3,4 %; 4,7; 4,8; 5,5 и 5,7 %; под просом - на 3,5 %; 3,7; 3,9; 5,2 и 5,6 %; под ячменем - на 2,3 %; 3,2; 3,9; 5,9 и 5,5 %. Наименьшее увеличение суммы поглощенных оснований от внесения мелиорантов было под ячменем и просом.

Содержание обменного кальция составило на контроле 67,9-71,8 %; на фоне соломы - 67,2-70,6 %; на фоне навоза - 72,2-75,5 %; на фоне сидератов - 71,9-76,3 %; при совместном внесении биомелиорантов - 70,9-74,7 и 70,4-76,1 %. Внесение соломы не увеличивало долю обменного кальция в почве. Заметное ее повышение происходило при внесении навоза и сидератов. Содержание обменного кальция снижалось от чистого пара к концу ротации севооборота. Соответственно по мере удаления от чистого пара снижался и прирост обменного кальция от применения биомелиорантов. При этом появилась тенденция увеличения обменного магния.

На контроле под чистым паром обменного магния было 7,28 мг-экв/100 г, а под ячменем - 8,13, на фоне соломы - соответственно 8,13 и 8,78; на фоне навоза - 6,79 и 7,33; при запашке сидератов - 6,37 и 7,43 мг-экв/100 г.

Натрия содержалось 1,32Ц1,80 мг-экв/100 г, или 4Ц5 %, что говорит о слабой солонцеватости каштановых почв. Внесение биомелиорантов несколько снижало содержание обменного натрия по полям севооборота с 1,60Ц1,80 до 1,32Ц1,58 мг-экв/100 г.

Мелиоративная обработка не способствовала снижению суммы обменных оснований.

 

ЗАПАСЫ ВЛАГИ В ПОЧВЕ

Влагообеспеченность культур под влиянием биомелиорантов существенно превышала контроль. Особенно улучшало водный режим совместное использование биомелиорантов.

Параметрический анализ содержания влаги в почве показал его тесную взаимосвязь в первую очередь с плотностью почвы, количеством органического вещества, сложением пахотного слоя, структурностью. Повышение плотности почвы более 1,13 г/см3 ведет к снижению запасов влаги в почве, а ее увеличение более 1,20 г/см3 снижало запасы влаги на 28 % (табл. 6) . Интенсивное увеличение запасов влаги в почве начиналось после поступления в нее 7-8 т/га свежего органического вещества в виде биомелиорантов. Начиная с 0,70, увеличение соотношения некапиллярных и капиллярных пор существенно повышает аккумуляцию осенне-зимних осадков в почве. Заметное увеличение содержания влаги отмечалось при  количестве  структурных агрегатов, начиная с 67 %.

Под озимой пшеницей в среднем за годы исследований запасы продуктивной влаги в слоях 0-50 и 50-100 см составили 61,1 и 47,4 мм.

Внесение соломы существенно повлияло на увеличение запаса влаги в почве. Величина его возросла до 60,8-92,3 мм, или на 6,5 и 18,5 мм (2,0 и 25,1 %.).

Наибольший запас влаги в слое 0-50 см отмечен после распашки житняка. Он составил 84,7-97,5 мм по годам исследований. Различие с контролем - 30,4-23,7 мм, а с вариантом на фоне внесения соломы - 22,6-6,5 мм.

В зернобобовом звене севооборота на контроле запас влаги в слое 0-50 см был по годам меньше, чем в паровом звене на 3,5-12,8 мм.

6. Запасы продуктивной влаги в почве под озимой пшеницей

в среднем за 2004-2007 гг.

Слой почвы, см	Вариант опыта
	черный пар (контроль)	пар + + солома ячменя + + N30	пар + + солома ячменя + + донник	пар + солома ячменя + N30 + + мелиоративная вспашка	пар после распашки житняка
0-50 мм %	61,1 100	66,1 108,2	66,6 109,0	70,8 115,8	70,8 115,9
50-100 мм %	47,4 100	59,8 126,1	59,8 126,2	62,9 132,7	58,7 123,8
0-100 мм %	108,5 100	125,9 16,0	126,4 116,5	133,7 123,2	129,5 119,5

Наименьший запас влаги во втором полуметре из всех вариантов отмечен после распашки житняка. Он составил 18,3-32,5 мм. Это меньше, чем на контроле на 23,7 мм, и меньше, чем на варианте с соломой на 31,1 мм. 

Такое явление следует объяснить сильным иссушением почвогрунта посевом житняка в течение 5-7 лет и неполное насыщение ее осенне-зимней влагой в течение одного года. Для насыщения влагой глубоких горизонтов после житняка в условиях сухостепной зоны Заволжья необходимо 2-3 года.

В зернобобовом звене севооборота выявлена та же закономерность, что и в паровом.

Под злаковыми многолетними травами наибольшие значения влажности почвы наблюдались под посевами четвертого года жизни. Это можно объяснить улучшением водно-физических свойств почвы и лучшим проникновением осадков, с одной стороны, и снижением продуктивности - с другой.

УРОЖАЙНОСТЬ

По мере удаления от чистого пара, начиная с пятого поля севооборота, отмечается снижение прибавки урожайности зерна культур в севообороте от применения биомелиорантов. В среднем за годы исследований на фоне запашки соломы прибавка урожайности зерна культур севооборота составила 10,2-38,6 %; на фоне навоза - 11,8-24,1 %; при запашке сидератов - 11,2-28,3 %, при совместном внесении навоза и соломы - 16,1-48,2 % (табл. 7). Наиболее отзывчивыми культурами на внесение соломы и сидератов в среднем за годы исследований оказались просо и ячмень, на внесение навоза - яровая пшеница.

7.Урожайность зерна культур севооборота 

в среднем за 1999-2002гг., т/га

Культура севооборота	Вариант опыта						НСР05
	контроль	солома	навоз	навоз + + солома	сидераты	сидераты + + солома
1. Озимая пшеница	3,22	3,55	3,60	3,74	3,58	3,80	0,21
2. Яровая твердая пшеница	1,20	1,17	1,30	1,36	1,27	1,39	0,11
3. Нут	1,08	1,32	1,32	1,44	1,32	1,49	0,18
4. Яровая мягкая пшеница	1,25	1,56	1,55	1,67	1,52	1,70	0,20
5. Просо	1,08	1,38	1,33	1,43	1,35	1,48	0,16
6. Ячмень	1,66	2,30	2,06	2,46	2,13	2,48	0,19

Высокую отзывчивость на совместное внесение соломы, навоза и сидератов показали все культуры севооборота, кроме озимой пшеницы. Прибавка урожайности зерна озимой пшеницы при совместном внесении биомелиорантов была в 2 раза ниже, чем остальных культур в севообороте. Это следует объяснить, видимо, влиянием чистого пара на условия ее произрастания и особенно на водный и пищевой режимы.

Урожайность зерна культур в севообороте существенно зависела от содержания гумуса, водно-физических свойств почвы и от запасов влаги в ней в начале вегетации.

В среднем за годы исследований урожайность зерна озимой пшеницы составила 1,93 т/га (опыт 2) (табл. 8). При запашке соломы ячменя под пар в среднем за 2003-2005 гг. урожайность повысилась на 0,33 т/г, или на 17,1 %. После сидерального донникового пара урожайность зерна озимой пшеницы выросла по сравнению с контролем на 0,83 т/га, или на 43,0 %, и составила 2,76 т/га. Почти такую же урожайность зерна эта культура сформировала при применении мелиоративной вспашки - 2,78 т/га. Это больше контроля на 0,85 т/га, или на 44,0 %. Наибольшая урожайность зерна получена после житнякового пара Ц 
3,15 т/га. Это больше, чем на контроле на 1,22 т/га, или на 63,2 %; больше, чем на варианте 2 с запашкой соломы на 0,89 т/га, или на 39,4 %; больше, чем после сидерального и мелиоративного пара (вариант 3) на 0,37-0,39 т/га, или на 13,3-14,1 %.

Таким образом, все агромелиоративные приемы, направленные на увеличение содержания органического вещества в почве, повышали и увеличивали урожайность озимой пшеницы на 17,1-44,0 %. На посеве озимой пшеницы по пару после житняка урожайность повысилась на 63,2 %.

8. Урожайность зерна озимой пшеницы по вариантам опыта

в среднем за 2004-2007гг.

Показатель	Вариант опыта
	черный пар (контроль)	пар + + солома ячменя + + N30	пар + + солома ячменя + + донник	пар + солома ячменя + N30 + + мелиоративная вспашка	пар после распашки житняка
Урожайность, т/га	1,93	2,26	2,76	2,78	3,15
Отклонение от контроля т/га %	- -	0,30 17,1	0,83 43,0	0,85 44,0	1,22 63,2
НСР05	0,24	FФ = 105,6	Fт = 2,93

Математический анализ зависимости урожайности зерна озимой пшеницы от факторов плодородия почвы показал, что урожайность зависела в первую очередь от количества органического вещества, вносимого в почву, от плотности почвы, пористости аэрации, от структуры, от количества нитратного азота и фосфора, а также от запасов влаги.

Таким образом, для получения в условиях каштановых почв сухостепного Заволжья 3,5-4,0 т/га зерна озимой пшеницы необходимо иметь в почве весной в период кущения пшеницы 4,5 мг/100 г нитратного азота, 3,8 мг/100 г доступного фосфора, не менее 60 % водопрочных структурных агрегатов, общую пористость пахотного слоя не менее 60 % при пористости аэрации не ниже 21,0 %, плотности почвы не более 1,15 г/см3 и запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы не менее 140 мм. Для этого необходимо вносить под черный пар органического вещества не менее 10 т/га или 5-6 т/га в сочетании с мелиоративной обработкой почвы.

Запасы влаги второго полуметра играли большую роль в формировании урожая пшеницы.

Наиболее продуктивно использовалась влага из верхнего слоя. Это связано с большим количеством питательных веществ в нем. Из второго полуметра продуктивность использования влаги была в 2 и более раза меньше.

В среднем за годы исследований урожайность зерна яровой твердой пшеницы на контроле равнялась 0,9 т/га. Внесение минеральных удобрений повысило урожайность на 12,2 %; запашка соломы - на 27,8 %, а совместное их внесение - на 35,6 %. После распашки житняка урожайность составила 1,40 т/га, что на 55,6 % выше контроля и на 20, 0 % выше варианта с совместным внесением минеральных удобрений и соломы.

Урожайность зерна мягкой пшеницы была выше в среднем за годы исследований по сравнению с твердой пшеницей на 0,11-0,21 т/га, или на 12,2-26,2 %. Урожайность мягкой яровой пшеницы на контроле составила 1,0 т/га. Внесение минеральных удобрений повысило ее на 0,8  %, запашка соломы - на 28,7 %, а совместное их внесение - на 52,3 %.

Наиболее благоприятный режим питания, водный и воздушный режимы отмечены после распашки житняка и при совместном внесении минеральных удобрений и соломы. На этих вариантах в среднем за годы исследований получена наибольшая урожайность зерна пшеницы 1,22-1,54 и 1,40-1,62 т/га, что выше контрольного варианта на 35,6-52,3 и 55,6-60,3 %.

Средние значения продуктивности многолетних трав за годы исследований значительно превышали показатели контроля. Наибольшее  количество зеленой массы за годы исследований сформировалось на посеве житняка - 11,89 т/га. Это на 60 % больше контрольного варианта (ячмень). Кострец по продуктивности зеленой массы уступал житняку. Стабильно высокую продуктивность зеленой массы давали за период изучения люцерна синегибридная и эспарцет песчаный, превысив контрольный вариант на 54 и 52 % соответственно  (табл. 9).

9.Продуктивность многолетних трав  в среднем за 2004-2008гг.

Многолетние травы	Зеленая масса		Сухое вещество
	т/га	% к контролю	т/га	% сухого вещества	% к контролю
Контроль (ячмень)	7,46	Ц	3,07	41,2	Ц
Кострец безостый	10,08	135	4,91	48,7	162
Житняк ширококолосый	11,89	160	5,86	49,3	190
юцерна синегибридная	9,46	127	2,88	30,4	95
юцерна желтогибридная	11,51	154	3,55	30,8	118
Эспарцет песчаный	11,35	152	4,32	38,1	140

НСР05  =  1,87 Fфакт  = 140,08        НСР05 = 1,16  Fфакт  = 129,36

Таким образом, наивысшей продуктивностью зеленой массы характеризовались в среднем за годы исследований житняк, эспарцет и желтогибридная люцерна.

Аналогичная закономерность наблюдалась с количеством накопленного травами сухого вещества. Житняк превысил вариант с ячменем почти в 2 раза, на 28 % ему уступил кострец. 

Значительно меньшую продуктивность по сухому веществу имели многолетние бобовые травы. Эспарцет  превысил контроль на 40 %,  но  при этом дал прибавку, в полтора раза меньшую, чем кострец, и в 2,2 раза меньшую, чем житняк. Желтогибридная  люцерна уступила эспарцету на 22 %, в 1,2 раза превысив контроль. Синегибридная  люцерна уступила по продуктивности сухого вещества  ячменю (контроль) на 5 %.

Зависимость урожайности от факторов плодородия почвы

Урожайность озимой пшеницы зависела от плотности почвы, пористости аэрации, количества свежего органического вещества, поступившего в почву с почвенными остатками и биомелиорантами, от структурности почвы, запаса влаги  в ней.

Взаимосвязь этих показателей выразилась в виде уравнений полинома третьей степени, решение которых позволило выявить агрофизические почвенные условия формирования урожайности зерна культур в севообороте. Для получения урожайности зерна озимой пшеницы 4,0-4,5 т/га на каштановых почвах в сухостепной части Заволжья в почве должно быть гумуса 3,45-3,50 %; плотность почвы должна быть не более 1,0-1,22 г/см3; пористость  аэрации - не менее 26,0 %; структурность - 66-70 %; весенние запасы влаги - не менее 90-100 мм. Ежегодно под паровое поле необходимо вносить от 5,0 до 8,0 т/га органического вещества. Сумма осадков за год должна составлять 420-440 мм, за вегетационный период - 130-170 мм.

Для получения урожайности зерна яровой твердой пшеницы 2,0-2,5 т/га на каштановых почвах с содержанием гумуса 3,40-3,50 % требуется поддерживать плотность почвы не более 1,10 г/см3, структурность - 70-72 %, иметь запас влаги в метровом слое 140-150 мм и обеспечивать ежегодное поступление свежего органического вещества в почву 5,0-6,0 т/га. Сумма осадков за год должна быть не ниже 420-440 мм при их количестве за вегетационный период (май  - август) не менее 120-160 мм.

Для  получения  урожайности  зерна  нута 1,5-2,0 т/га  на  каштановых  почвах с содержанием гумуса 3,2-3,3 % требуются плотность почвы 1,00-1,02 г/см3; пористость  аэрации  -  не  менее  27 %; структурность  - 76-78 %; запас влаги в почве весной - 146 мм. Ежегодное поступление органического вещества в почву должно составлять не менее 4,0 т/га при том же количестве осадков, как и в случае с яровой пшеницей.

Для получения 2,0-2,5 т/га зерна яровой мягкой пшеницы при содержании в почве 3,20-3,25 % гумуса необходимо обеспечить плотность почвы 1,06-1,08 г/см3; пористость аэрации - не менее 29 %; структурность - 74-76 %; запас влаги в почве весной - более 125 мм. Ежегодное поступление свежего органического вещества  в почву должно быть 4,0-4,5 т/га, сумма осадков за год - не менее 440 мм, в т.ч. за вегетацию - 160 мм.

Для получения урожайности проса 2,0-2,5 т/га на каштановых почвах с содержанием гумуса 3,10-3,20 % в сухостепной зоне Поволжья необходимо иметь плотность пахотного слоя 1,08-1,10 г/см3; пористость аэрации - не менее 27 %; структурность почвы - 72-76 %; весенние запасы влаги в метровом слое - не менее 120 мм при ежегодном поступлении в почву 4,0 т/га сухого органического вещества  с учетом послеуборочных остатков предшественника.

Для получения урожайности ячменя 2,5-3,0 т/га необходимо иметь содержание гумуса в почве не менее  3,10-3,15 %; плотность - 1,04-1,06 г/см3; пористость аэрации - не менее 27 %; структурность почвы - 79-80 %; запасы влаги в метровом слое весной - 130 мм. При этом ежегодно должно поступать в почву не менее 3,5-3,8 т/га свежего органического вещества, включая и послеуборочные остатки предшественника.

       

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Энергетический анализ показал, что использование соломы как биомелиоранта, многолетних трав как фитомелиорантов и мелиоративной обработки почвы в паровом звене зернопропашного севооборота при возделывании озимой пшеницы способствовало повышению коэффициента энергетической эффективности с 2,66 до 3,99.

Запашка соломы ячменя под пар в сочетании с минеральным азотом N30 повысила коэффициент энергетической эффективности с 2,66 до 2,79. Использование сидерального донникового пара увеличило коэффициент энергетической эффективности с 2,66 до 3,04, или на 14,3 %.

Коэффициент энергетической эффективности при проведении мелиоративной вспашки превышал контроль на 13,6 %; вариант с запашкой соломы - на 8,2 % и был одинаковым по величине с вариантом с сидеральным паром. После житняка получен наибольший коэффициент энергетической эффективности - 3,99. Это выше, чем по сравнению с другими опытными вариантами на 31,2-43,0 %.

Расчет экономической эффективности также показал целесообразность использования изучаемых агромелиоративных приемов.

Энергетический анализ использования удобрений показал, что внесение удобрений в дозах N60P30 в условиях Заволжья, хотя и приводило к увеличению урожайности зерна яровой твердой пшеницы на 12,2 %, однако способствовало снижению коэффициента энергетической эффективности с 1,96 до 1,35, или на 31,1 %. Это объясняется высокой энергетической стоимостью удобрений. На фоне внесения соломы в сочетании с минеральными удобрениями коэффициент энергетической эффективности повысился на 11,3 % , но оставался меньше, чем на контроле на 21,7 %.                        

Запашка соломы без минеральных удобрений была энергетически более выгодной. Коэффициент энергетической эффективности составил 2,44, что больше, чем на контроле на 24,5 %.

Наиболее энергетически выгодным оказался посев твердой яровой пшеницы после распашки житняка. В этом случае коэффициент энергетической эффективности равнялся 2,53 и был на 31,6 % больше, чем на контроле.

С учетом увеличения количества гумуса в почве на вариантах с внесением соломы и после распашки житняка энергетическая эффективность применения био- и фитомелиорантов заметно возрастала.

Коэффициент энергетической эффективности составлял на вариантах с внесением соломы 3,70, а с внесением соломы и минеральных удобрений - 2,09, что на 88,7 и 6,6 % больше контрольного варианта.

Наибольшее количество гумуса было на варианте после распашки житняка. Здесь коэффициент энергетической эффективности при учете увеличения содержания гумуса в почве возрос до 4,62, или на 75,2 %. Это больше, чем на контрольном варианте в 2,4 раза.

Внесение соломы - не только наиболее эффективный агроприем при выращивании пшеницы, но и в силу взаимодействия факторов - хорошее средство повышения эффективности минеральных удобрений.

Наиболее высокий коэффициент энергетической эффективности отмечен при выращивании мягкой пшеницы после распашки житняка. Он составил 2,83, т.е. был выше, чем на контроле на 38,7 %.

С учетом увеличения гумуса от внесения соломы и посева житняка коэффициенты возросли соответственно до 3,58 и 4,54, что выше, чем на контроле в 1,7 и 2,2 раза соответственно.

Возделывание яровой мягкой пшеницы оказалось энергетически эффективнее, чем твердой.

Экономическая эффективность полностью подтверждает рассчет энергетической оценки.

Яровая пшеница на контрольном варианте показала рентабельность  73 %, но почти самую высокую себестоимость зерна - 1740 руб./т.

Применение только минеральных удобрений вызывает незначительное (на 0,11 т/га) повышение продуктивности, но резкое удорожание производства - до 2110 руб./га, что влечет за собой снижение чистого дохода до 920 руб./га, а рентабельности - до 43 %.

При органо-минеральной системе удобрения (вариант 4) высокие затраты сохранялись, но повышение урожайности способствовало получению рентабельности производства на уровне контроля.

Запашка соломы в чистом виде позволяет получать почти самый высокий чистый дополнительный доход - 1860 руб./га и снизить себестоимость продукции с 1740 руб./т на контроле до 1380 руб./т. Уровень рентабельности на этом варианте составил 117 %, что выше контроля на 44 %.

Посев яровой пшеницы по пласту житняка оказался самым выгодным вариантом: при максимальной урожайности 1,4 т/га здесь получили дополнительный чистый доход в размере 2350 руб./га, уровень рентабельности превысил контрольный вариант на 54 % и составил 127 %.

Возделывание яровой пшеницы по пласту многолетних трав в нашем опыте дало максимальный экономический эффект - дополнительный чистый доход оказался в 2 раза выше, чем на контроле, а рентабельность превысила контроль на 54-58 %. 

Расчеты энергетической эффективности показали, что производство зеленой массы при выращивании многолетних трав в сухостепной части Заволжья энергетически выгодно. Энергозатраты окупались обменной энергией, получаемой с урожаем.                

Коэффициент энергетической эффективности на контроле составил 1,86, а при выращивании злаковых трав - 2,56Ц3,36, или в 1,4Ц2,8 раза больше. Наибольшие коэффициенты энергетической эффективности были при выращивании  житняка ширококолосого - 3,36.

Коэффициенты  энергетической эффективности при выращивании  бобовых многолетних трав составили 2,89Ц3,33, Это выше контроля в 1,5Ц1,8 раза. Наибольший коэффициент энергетической эффективности отмечен на варианте с  желтогибридной люцерной - 3,33.

Наиболее энергетически выгодными были люцерна, эспарцет и  житняк, менее - кострец. Экономическая эффективность подтверждала энергетическую эффективность. 

Снижение затрат и большая стоимость продукции по сравнению с ячменем способствовали получению значения условного чистого дохода и высокого уровня рентабельности  при возделывании многолетних трав. Среди злаковых культур наибольший условный чистый доход был получен на посеве житняка - 3,74 тыс. руб./га при уровне рентабельности 169 %.

Среди бобовых трав наибольшей экономической эффективностью характеризовалась люцерна. Условный чистый доход составил 4,03 тыс. руб./га при уровне рентабельности 175 %.

ВЫВОДЫ

1. На каштановых почвах в сухостепной части Заволжья для повышения продуктивности агроценозов зерновых культур и повышения плодородия почвы в качестве биомелиорантов можно широко применять навоз, солому, сидераты и посевы многолетних трав, а так же их совместное использование в сочетании с мелиоративной обработкой почвы и с внесением минеральных удобрений.
2. Применение в качестве биомелиорантов на тяжелосуглинистых каштановых почвах навоза, соломы и посева многолетних трав способствовало увеличению поступления в почву органического вещества вместе с пожнивно- корневыми остатками возделываемых культур в среднем до 8Ц10 т/га.
3. Ежегодное поступление органического вещества в почву более 6Ц8 т/га способствовало предотвращению процесса дегумификации и обеспечивало бездефицитный баланс гумуса. Использование сидератов совместно с внесением соломы предыдущей культуры в чистом пару, увеличивало содержание гумуса на 0,09Ц0,10 %, а посев многолетних трав - на 0,27Ц0,34 %. При запашке ежегодно всей соломы севооборотных культур в почву и введении в севооборот выводного поля многолетних трав можно создать бездефицитный баланс гумуса, в том числе и в чистом пару.
4. Применение биомелиорантов способствовало улучшению водно-физических свойств почвы и в первую очередь препятствовало чрезмерному уплотнению пахотного слоя. При раздельном внесении биомелиорантов под вспашку в среднем по полям севооборота плотность почвы снижалась на 0,06Ц0,14 г/см3, при совместном - на 0,11Ц0,18 г/см3. После уборки зерновых культур плотность на опытных вариантах оставалась ниже контроля на 0,04Ц0,11 г/см3. После распашки многолетних трав 3-го - 4-го года жизни плотность почвы уменьшалась на 0,09Ц0,13 г/см3 в пахотном горизонте и на 0,03Ц0,06 г/см3 - в подпахотном. Проведение мелиоративной вспашки под пар совместно с внесением соломы снижало плотность почвы на 0,09Ц0,10 г/см3.
5. Применение отдельно соломы, навоза, сидератов по полям севооборота повышало пористость аэрации на 2,0Ц5,1 %. Совместное использование биомелиорантов увеличивало пористость аэрации на 6,1Ц7,0 %. Показатели строения пахотного слоя возрастали с 0,61Ц0,68 до 0,83Ц0,89. Это увеличивало водопроницаемость за первый час от начала впитывания со 140 до 200 мм.
6. Отмечено улучшение структурности почвы при использовании биомелиорантов. В среднем по полям севооборота количество агрономически ценных агрегатов возрастало при использовании соломы, навоза, сидератов и многолетних трав на 4,0Ц10,0 %. При совместном их применении структурность улучшалась на 9,0Ц15,0 %. Степень водопрочности структурных агрегатов увеличивалась на 10,0Ц33,0 %.
7. Сумма обменных оснований возрастала в среднем за годы исследований в севообороте при раздельном применении биомелиорантов на 0,60Ц092 мг-экв/100 г, а при совместном применении - на 1,08Ц1,33 мг-экв на 100 г почвы. При распашке житняка этот показатель возрастал на 2,0Ц3,0 мг-экв на 100 г почвы. Увеличение суммы обменных оснований происходило за счет увеличения количества обменного кальция, содержание обменного натрия и магния несколько снижалось или оставалось на том же уровне.
8. Улучшение пищевого режима отмечено за счет увеличения содержаниия нитратного азота на 1,1Ц1,3 мг/100 г, доступного фосфора - на 0,9Ц1,1 мг на 100 г почвы. При внесении соломы совместно с минеральными удобрениями содержание азота возрастало на 1,5 мг/100 г, при совместном внесении сидератов и соломы Цна 1,9, а при распашке многолетних трав - на 2,6 мг на 100 г почвы. Количество доступного фосфора при этом возрастало соответственно на 0,3Ц0,5 мг/100 г; 0,7Ц0,8 и 1,5Ц2,1 мг на 100 г почвы. Содержание обменного калия в почве по вариантам опыта увеличилось на 2,1Ц4,9 мг на 100 г почвы.
9. На фоне биомелиорантов по культурам севооборота запасы доступной влаги в метровом слое почвы возрастали на 20,0Ц37,0 мм. При совместном применении биомелиорантов с мелиоративной обработкой почвы накапливалось до 140 мм доступной влаги в метровом слое почвы. Коэффициент использования весенних запасов влаги возрастал до 0,75.
10. Улучшение водно-физических свойств почвы, пищевого и водного режимов оказывало влияние на рост и развитие растений и формирование урожая. Применение биомелиорантов повышало высоту растений на 14Ц19 см. Площадь листовой поверхности в период колошения возрастала на 3,7Ц4,8 тыс. м2/га. Фотосинтетический потенциал за вегетационный период увеличивался на 170Ц300 тыс. м2сут./га и достигал 1,5Ц1,6 млн тыс. м2сут./га. Озимая пшеница на фоне биомелиорантов увеличила фотосинтетический потенциал на 24Ц28 %; яровая пшеница - на 18Ц29 %; просо - на 30Ц61 %. Внесение навоза повысило фотосинтетический потенциал ячменя на 47 %, навоза совместно с соломой Цна 57 %, сидератов - на 46 %, а сидератов с соломой - на 63 %.
11. Применение биомелиорантов в течение всей ротации севооборота повышало урожайность озимой пшеницы на 10,2Ц18,0 %; яровой твердой пшеницы - на 14,7Ц36,3 %; нута - на 22,2Ц38,0 %; яровой мягкой пшеницы - на 24,8Ц36,0 %; проса - на 27,8Ц37,0 %; ячменя - на 38,6Ц49,4 %. При использовании сидерального и житнякового паров на фоне мелиоративной обработки почвы урожайность озимой пшеницы возрастала на 43,0Ц63,2 %; яровой твердой - на 55,6 %; яровой мягкой - на 27,8Ц60,3 %. Наиболее отзывчивыми культурами на внесение соломы и сидератов в среднем за годы исследований оказались просо и ячмень, на внесение навоза - яровая пшеница. На совместное внесение соломы и сидератов высокую отзывчивость показали все культуры севооборота кроме озимой пшеницы, что объясняется влиянием чистого пар на условия ее произростания.
12. Использование параметрического анализа равновесного состояния почвенных процессов позволило рассчитать численные значения основных параметров плодородия каштановой почвы для получения урожайности зерна озимой пшеницы 4Ц5 т/га; яровой пшеницы - 2,0Ц2,5 т/га; проса и ячменя - 2,5Ц3,0 т/га.
13. Для получения урожайности зерна  озимой пшеницы 4Ц5 т/га, 2,0Ц2,5 т/га яровой пшеницы, 2,5Ц3,0 т/га проса и ячменя необходимо в каштановых почвах повысить содержание гумуса до 3,2Ц3,5 %, снизить плотность почвы до 1,08Ц1,22 г/см3, довести пористость аэрации в пахотном слое до 26,0Ц27,0 %, повысить структурность почвы до 66Ц70 %; иметь запасы доступной влаги в метровом слое на начало вегетации не ниже 100Ц130 мм; ежегодно вносить свежего органического вещества 5Ц8 т/га. Сумма осадков за вегетационный период зерновых культур должна составлять не менее 130Ц170 мм.
14. Наибольшие коэффициент энергетической эффективности (2,83Ц3,99), чистый доход и уровень рентабельности (136Ц177 %) получены при посеве озимой и яровой пшеницы после распашки житняка. При внесении соломы  совместно с навозом или  сидератами коэффициент энергетической эффективности составил 2,66Ц3,70, а при внесении только соломы - 2,58Ц2,73. Уровень рентабельности при этом равнялся 117Ц127 %. Возделывание многолетних трав на зеленую массу и сено также было выгодным. Коэффициент энергетической эффективности составил 3,33Ц3,36, а уровень рентабельности - 164Ц166 %.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На каштановых почвах в условиях сухостепной части Заволжья при остром дефиците энергетических и материальных ресурсов для повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур необходимо широко применять в качестве биомелиорантов солому, навоз и посевы сидератов, в качестве фитомелиорантов - многолетние травы, благоприятно  также их совместное использование. Солому следует запахивать сразу после уборки зерновых культур при измельчении ее во время уборки комбайном в количестве 2-5 т/га три-четыре раза за ротацию севооборота, навоз - под пар в количестве не менее 30 т/га. В качестве сидератов под пар следует использовать донник, подсевая его под ячмень как последнюю культуру в севообороте.
2. На  каштановых почвах Заволжья для повышения продуктивности агроценозов зерновых культур и создания бездефицитного баланса гумуса и улучшения водно-физических свойств почвы следует рекомендовать вносить  ежегодно не менее  6Ц8  т/га органического вещества под пар с учетом пожнивно-корневых остатков.
3. Для улучшения пищевого режима, агрофизических и агрохимических свойств почвы, повышения запасов влаги в глубоких горизонтах и увеличения  урожайности  зерновых  культур  на 12Ц42 %  в зернопаровом севообороте рекомендуются применение донника как сидеральной культуры под пар и запашка соломы после уборки ячменя, озимой пшеницы и нута. Обязательно с целью повышения плодородия каштановых почв в сухостепной зоне Заволжья и предотвращения одного из самых распространенных видов деградации - потери гумуса в паровом поле зернопарового севооборота целесообразно применять в качестве сидератов донник, подсеянный под предшествующую пару культуру в сочетании с запашкой соломы и внесением азотных удобрений в дозе 30 кг д.в./га.
4. Для улучшения водно-физических свойств тяжелых каштановых почв эффективно сочетание внесения соломы и азотных удобрений с мелиоративной вспашкой на глубину 40Ц45 см. Для коренного улучшения плодородия почвы необходимо вносить под пар 10Ц12 т/га органического вещества. С этой целью следует применять посевы засухоустойчивых злаковых многолетних трав, особенно житняка.
5. В сухостепных условиях Заволжья для улучшения плодородия каштановых почв и получения стабильных урожаев зерна яровой пшеницы следует рекомендовать запахивание в почву не менее 5Ц7 т/га органического вещества в сочетании с внесением минеральных удобрений в дозах N60P30. Источниками органического вещества могут служить солома культур с пониженной кормовой ценностью (озимая и яровая пшеница, нут и др.), а также посев многолетних трав, сидератов и т.д. Запашка соломы в сочетании с минеральными удобрениями в дозах N60Р30 повышает урожайность зерна яровой твердой и мягкой пшеницы на 27Ц52 %, а размещение пшеницы после распашки житняка - на 55Ц60 %. При внесении минеральных удобрений в сочетании с агромелиоративными приемами значительно повышаются эффективность и окупаемость тех и других.
6. Для повышения фитомелиоративного эффекта многолетних трав в условиях каштановых почв Заволжья необходимо использовать адаптированные к условиям Заволжья культуры - эспарцет песчаный, люцерну желтогибридную, житняк и кострец безостый. Для получения высокой продуктивности и улучшения свойств почвы многолетние бобовые травы должны возделываться не менее 3 лет, а злаковые травы - не менее 4 лет.
7. Для выбора биомелиорантов и для расчета технологических параметров их применения необходимо использовать метод мелиоративного эффекта и параметрического анализа.
8. Для  получения урожайности зерна озимой пшеницы 4Ц5 т/га, 2,0Ц2,5 т/га яровой пшеницы, 2,5Ц3,0 т/га проса и ячменя необходимо в  пахотном слое каштановых почвах повысить содержание гумуса до 3,2Ц3,5 %, снизить плотность почвы до 1,08Ц1,22 г/см3, довести пористость аэрации в пахотном слое до 26,0Ц27,0 %, повысить структурность почвы до 66Ц70 %; иметь запасы доступной влаги в метровом слое почвы на начало вегетации не менее  100Ц130 мм; ежегодно вносить свежего органического вещества в почву 5Ц8 т/га.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Денисов, К. Е. Структурное состояние почвы и величина поливной нормы / К. Е. Денисов, В. Ф. Адаев // Тезисы Российской науч. конф., посвященной 100-летию со дня рождения А. И. Кузника. - Саратов, 1999. - С. 50Ц53.
2. Денисов, К. Е. Расчет энергетической эффективности и мелиоративных мероприятий / К. Е. Денисов, Г. И. Шестеркин // Тезисы Российской науч. конф., посвященной 100-летию со дня рождения А. И. Кузника. - Саратов, 1999. - С. 26Ц28.
3. Влияние мелиоративных обработок на физические свойства каштановых почв /  К. Е. Денисов [и др.] // Резервы повышения продуктивности сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / Сарат. гос. агр. ун-т им. Н. И. Вавилова. - Саратов, 2001. - С.152Ц156.
4. Денисов, К. Е. Оценка плодородия почвы по индексу структурообразования / К. Е. Денисов, М. Н. Панасов, В. П. Тян // Резервы повышения продуктивности сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / Сарат. гос. агр. ун-т им. Н. И. Вавилова. - Саратов, 2001. - С. 138Ц143.
5. Денисов, К. Е. Роль многолетних трав в повышении плодородия обыкновенных черноземов правобережной зоны / К. Е. Денисов, В. П. Тян // Резервы повышения продуктивности сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / Сарат. гос. агр. ун-т им. Н. И. Вавилова. - Саратов, 2001. - С. 126Ц130.
6. Денисов, К. Е. Параметрический анализ устойчивости земледелия / К. Е. Денисов, М. Н. Панасов // Сборник материалов Всероссийской научной конференции Селекция, семеноводство и технология сельскохозяйственных культур сухостепного Поволжья / Пензенская ГСХА. - Пенза, 2002. - С. 161Ц163.
7. Денисов, К. Е. Агрофизические свойства каштановых почв и использование азота озимой пшеницей / К. Е. Денисов, М. Н. Панасов // Плодородие. - 2002. Ц  № 3. - С. 29Ц30.
8. Моделирование приемов повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур : [монография] / К. Е. Денисов [и др.] ; Пензенская ГСХА. - Пенза, 2003. - 136 с.
9. Прогнозирование структурообразования чернозема по динамике микроагрегатного состава / К. Е. Денисов [и др.]  // Ресурсы недр России : экономика и геополитика, геотехнологии и геоэкология, литосфера и геотехника : сборник матер. Междунар. науч.-практич. конф. - Пенза, 2003. - С. 74Ц76.
10. Влияние содержания тяжелых металлов в осадках сточных вод на величину экологически безопасных норм и их внесения в почву в качестве биомелиорантов / К. Е. Денисов [и др.] // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2003. Ц  № 1. - С. 42Ц47.
11. Использование осадков сточных вод  в земледелии : [монография] / К. Е. Денисов [и др.] ; ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003. - 144 с.
12. Денисов, К. Е. Влияние осадков сточных вод на структурность черноземов / К. Е. Денисов, Н. Е. Кузин, В. П. Тян // Ресурсы недр России : экономика и геополитика, геотехнология и геоэкология, литосфера и геотехника : сборник матер. Междунар. науч.-практич. конф. - Пенза, 2003. - С. 144Ц146.
13. Влияние осадков сточных вод на урожайность с.-х. культур в севообороте и содержание тяжелых металлов в продукции растениеводства /  К. Е. Денисов [и др.] // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2003. Ц  № 3. - С. 48Ц53.
14. Влияние осадков сточных вод на содержание гумуса в почве / К. Е. Денисов [и др.] // Зерновое хозяйство. - 2003. Ц  № 4. - С. 15Ц18.
15. Денисов, К. Е. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур путем использования осадков сточных вод / К. Е. Денисов, Н. Е. Кузин, В. П. Тян // Экологические аспекты технологии выращивания сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003. - С.11Ц15.
16. Воздействие осадков сточных вод на пищевой режим почвы / К. Е. Денисов [и др.] // Экологические аспекты технологии выращивания сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003. - С. 18Ц23.
17. Изменение запасов влаги под влиянием осадков сточных вод/ К. Е. Денисов [и др.] // Экологические аспекты технологии выращивания сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003. - С. 25 - 29.
18. Денисов, К. Е. Изменение гумуса в почве под влиянием осадков сточных вод / К. Е. Денисов, Н. Е. Кузин, В. П. Тян // Экологические аспекты технологии выращивания сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003. - С. 33Ц37.
19. Денисов, К. Е. Изменение пористости почвы под действием осадков сточных вод / К. Е. Денисов, Н. Е. Кузин, В. П. Тян // Экологические аспекты технологии выращивания сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003. - С. 40Ц44.
20. Денисов, К. Е. Снижение плотности почвы при внесении осадков сточных вод / К. Е. Денисов, Н. Е. Кузин, В. П. Тян // Экологические аспекты технологии выращивания сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003. Ц  С. 56Ц59.
21. Денисов, К. Е. Повышение структурности черноземов путем внесения осадков сточных вод / К. Е. Денисов, Н. Е. Кузин, В. П. Тян // Экологические аспекты технологии выращивания сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003. - С. 68Ц73.
22. Денисов, К. Е. Расчет экологически безопасных доз осадков сточных вод / К. Е. Денисов, Н. Е. Кузин, В. П. Тян // Экологические аспекты технологии выращивания сельскохозяйственных культур : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2003. - С. 78Ц81.
23. Денисов, К. Е. Влияние удобрений на экологическую характеристику качества зерна / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов // Химическое загрязнение среды обитания и проблемы экологической реабилитации нарушенных экосистем : сб. матер. Всероссийской науч.- практ. конф. - Пенза, 2003. - С. 21Ц24.
24. Денисов, К. Е. Моделирование мелиоративных приемов повышения плодородия почвы : [монография] /  К. Е. Денисов, Е. П. Денисов ; ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2004. - 180 с.
25. Денисов, К. Е. Зависимость урожайности от яровой пшеницы от водно-физических свойств каштановых почв / К. Е. Денисов, Д. А. Уполовников // Вавиловские чтения - 2004 : матер. Всерос. науч.-практич. конф. / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2004. - С. 45Ц48.
26. Денисов, К. Е. Использование биомелиорантов для повышения плодородия каштановых почв / К. Е. Денисов, Д. А. Уполовников // Вавиловские чтения - 2004 : матер. Всерос. науч.-практич. конф. / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2004. - С. 54Ц57.
27. Влияние различных агроприемов на засоренность посевов сельскохозяйственных  культур в суходольных агроландшафтах / К. Е. Денисов [и др.] // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2004. - № 3. ЦС. 8Ц13.
28. Влияние осадков сточных вод на запасы влаги в почве / К. Е. Денисов [и др.] //  Зерновое хозяйство. - 2004. - № 1. - С. 19Ц21.
29. Влияние предшественников яровой пшеницы на урожайность зерна и плодородие каштановой почвы в Заволжье / К. Е. Денисов [и др.] // Агропромышленный комплекс : состояние, проблемы, перспективы : сб. матер. III Международной науч.-практич. конф. / Пензенская ГСХА. - Пенза, 2005. - С. 14Ц15.
30. Денисов, К. Е. Приемы регулирования сложения пахотного слоя каштановых почв / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, М. Н. Панасов // Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие : матер. Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза, 2005. - С. 80Ц88.
31. Агромелиоративное и агроэкологическое значение многолетних трав и влияние их на плодородие каштановых почв Заволжья / К. Е. Денисов [и др.] // Вавиловские чтения - 2005 : матер., посвящ. 118-й годовщине со дня рождения академика Н. И. Вавилова / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2005. - С. 74Ц77.
32. Влияние многолетних трав на плодородие каштановых почв / К. Е. Денисов [и др.] // Актуальные проблемы земледелия : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2005. - С. 48Ц54.
33. Влияние многолетних трав на плодородие каштановых почв / К. Е. Денисов [и др.] // Актуальные проблемы земледелия : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2005. - С. 48Ц54.
34. Денисов, К. Е. Энергетическая эффективность различных мелиоративных приемов / К. Е. Денисов, Е. В. Подгорнов, Е. П. Денисов // Актуальные проблемы земледелия: сб. науч. работ, - Саратов: изд-во Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова, 2005. - С. 48Ц54.
35. Изменение агрофизических свойств каштановых почв под воздействием многолетних трав / К. Е. Денисов [и др.] // Актуальные проблемы земледелия : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2005. - С. 50Ц53.
36. Совместное действие различных биомелиорантов на плодородие южных черноземов / К. Е. Денисов [и др.] // Актуальные проблемы земледелия : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2005. - С. 130Ц132.
37. Денисов, К. Е. Влияние различных сельскохозяйственных культур на плодородие почв Саратовского Заволжья / К. Е. Денисов, Е. В. Подгорнов, Е. П. Денисов Е.П. // Актуальные проблемы земледелия : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2005. - С. 82Ц86.
38. Денисов, К. Е. Условия формирования урожайности многолетних трав и их фитомелиоративная роль / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, А. П. Солодовников // Кормопроизводство. - 2006. Ц  № 3. - С. 14Ц18.
39. Денисов, К. Е. Сохранение каштановых почв в сухостепном Заволжье / К. Е. Денисов, А. П. Солодовников, А. С. Линьков // Плодородие. - 2006. Ц  № 4(31). - С. 28Ц29.
40. Агрофизическая характеристика целинных и залежных земель Саратовского Заволжья / К. Е. Денисов [и др.] // Вавиловские чтения - 2006 : матер. конф., посвященной 119-й годовщине со дня рождения академика Н. И. Вавилова / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2006. - С. 20Ц23.
41. Особенности залежей сухостепной зоны Саратовского Заволжья / К. Е. Денисов [и др.] // Плодородие. - 2007. Ц  № 4(37). - С. 32Ц33.
42. Денисов, К. Е. Погода, азотное питание и урожайность озимой пшеницы в сухостепном Заволжье : [монография] / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, М. Н. Панасов / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2007. - 200с.
43. Многолетние травы в условиях сухостепной зоны Саратовского Заволжья / К. Е. Денисов [и др.] // Региональные проблемы устойчивого развития сельской местности : сб. ст. IV Междунар. науч. конф. - Пенза, 2007. - С. 53Ц56.
44. Способ выращивания люцерны на семена / К. Е. Денисов [и др.] // Региональные проблемы устойчивого развития сельской местности : сб. ст. IV Междунар. науч. конф. - Пенза, 2007. - С. 65Ц68.
45. Денисов, К. Е. Использование осадков сточных вод в качестве биомелиорантов / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, А. П. Солодовников // Города России : проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии : сб. ст. IX Междунар. науч. конф.  - Пенза, 2007. - С. 72Ц75.
46. Денисов, К. Е. Приемы повышения плодородия каштановых почв в сухостепном Заволжье / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, А. П. Солодовников // Нива Поволжья. - Пенза. - 2007. Ц.№ 2(3). - С.1Ц2.
47. Денисов, К. Е. Эффективность комплексных мелиораций в Поволжье : [монография] / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, А. П. Солодовников ; ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2007. - 200 с.
48. Система комплексной фитомелиорации в Поволжье / К. Е. Денисов [и др.] // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2007. Ц  № 5. - С.13Ц17.
49. Факторы, влияющие на плотность почвы в посевах костреца безостого / К. Е. Денисов [и др.] // Резервы сберегающего земледелия на современном этапе : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. - С. 3Ц14.
50. Факторы, влияющие на плотность почвы в посевах люцерны синегибридной / К. Е. Денисов [и др.] // Резервы сберегающего земледелия на современном этапе : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. - С. 27Ц37.
51. Факторы, влияющие на плотность почвы в посевах свербиги восточной / К. Е. Денисов [и др.] // Резервы сберегающего земледелия на современном этапе : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. Ц  С. 59Ц71.
52. Использование осадков сточных вод в качестве фитомелиорантов и эффективность работы корневой системы многолетних трав восточной / К. Е. Денисов [и др.] // Резервы сберегающего земледелия на современном этапе : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. Ц  С. 76Ц82.
53. Влияние многолетних трав на плодородие каштановых почв в Заволжье / К. Е. Денисов [и др.] // Нива Поволжья. - Пенза. - 2008. - № 1(6). - С. 4Ц18.
54. Денисов, К. Е. Нетрадиционные многолетние культуры в качестве фитомелиорантов / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, А. П. Солодовников // Нива Поволжья. - Пенза. - 2008. - № 2(7). - С. 14Ц19.
55. Денисов, К. Е. Влияние многолетних трав как фитомелиорантов на плодородие орошаемых тёмно-каштановых почв в Заволжье / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, Н. П. Молчанова // Нива Поволжья. - Пенза. - 2008. Ц.№ 3(8). - С. 9Ц11.
56. Денисов, К. Е. Эффективность использования различных фитомелиорантов в сочетании с осадками сточных вод для разуплотнения южных черноземов Поволжья / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, Е. В. Подгорнов // Роль почвы в сохранении устойчивости агролашафтов: сб. матер. Всерос. науч.-практич. конф. / Пензенская ГСХА. - Пенза, 2008. - С. 30Ц33.
57. Продуктивность многолетних бобовых трав в условиях Саратовского Заволжья / К. Е. Денисов [и др.] // Эффективность агромелиоративных приемов в земледелии : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. - С. 8Ц14.
58. Денисов, К. Е. Эффективность использования различных фитомелиорантов в сочетании с осадками сточных вод для разуплотнения южных черноземов Поволжья / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, Д. В. Говердов // Эффективность агромелиоративных приемов в земледелии : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. - С. 64Ц75.
59. Денисов, К. Е. Применение мелиоративных приемов для повышения плодородия каштановых почв / К. Е. Денисов, М. Н. Панасов, Д. А. Уполовников // Эффективность агромелиоративных приемов в земледелии : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. - С. 115Ц120.
60. Денисов, К. Е. Влияние мелиоративных приемов на агрохимические факторы плодородия // Эффективность агромелиоративных приемов в земледелии : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. Ц  С. 120Ц124.
61. Влияние мелиоративных и агрохимических приемов на увеличение  плодородия каштановых земель / К. Е. Денисов [и др.] // Нива Поволжья. - Пенза. - 2009. Ц.№ 1(10). - С. 4Ц8.
62. Пат. № 2264078 Российская Федерация, МПК7 А 01 G7/00. Способ повышения зимостойкости растений / заявитель и патентообладатель Пензенская ГСХА. - № 2004101598/12 ; заявл. 19.01.04 ; опубл. 20.11.05, Бюл. № 32.
63. Пат. № 2258345 Российская Федерация, МПК7 А 01 С1/02. Способ оценки жизнеспособности семян / заявитель и патентообладатель Пензенская ГСХА. - № 20041011924/12 ; заявл. 21.01.04 ; опубл. 20.08.05. Бюл. № 23.
64. RU 2а336а683 С2 Заявка № 2006137756. Способ выращивания люцерны на семена / заявитель и патентообладатель  Саратовский ГАУ. - Приоритет изобретения 25.10.2006. Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений РФ 27.10.2008.
65. Денисов, К. Е. Применение осадков сточных вод в земледелии / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, В. П. Тян ;  ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов,  2005. - 156 с.
66. Применение сточных вод в земледелии / К. Е. Денисов [и др.] ; ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2007. - 148 с.
67. Научные основы земледелия в Поволжье /  К. Е. Денисов [и др.] ; ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. - 163 с.
68. Экологические аспекты сберегающего земледелия в Поволжье  /  К. Е. Денисов [и др.] ; ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2008. - 32 с.
69. Сберегающие технологии - современный этап в развитии земледелия и рационального природопользования /  К. Е. Денисов [и др.] ; ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов, 2009. - 92 с.
70. Денисов, К. Е. Эффективность внесение соломы в качестве биомелиоранта / К. Е. Денисов, Е. П. Денисов, Б.З. Шагиев // Нива Поволжья. - Пенза. - 2009. Ц.№ 2(11). - С. 12Ц16.

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по сельскому хозяйству