Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству
На правах рукописи
Абдуллаев Жамиддин Нисреддинович
ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА ПОЖНИВНАЯ КУЛЬТУРА - ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПРИЕМАХ ОБРАБОТКИ КАШТАНОВОЙ ПОЧВЫ
ПРИМОРСКОЙ ПОДПРОВИНЦИИ ДАГЕСТАНА
Специальность: 06.01.01 - общее земледелие
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Махачкала - 2012
Работа выполнена в отделе земледелия ГНУ Дагестанский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН в 2008-2011г.
Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, профессор кафедры растениеводства и кормопроизводства ФГБОУ ВПО Дагестанская ГСХА.
Бексултанов Абдурагим Абдулзагирович
Официальные оппоненты: профессор кафедры общего и мелиоративного земледелия ФГБОУ ВПО Ставропольский ГАУ, доктор сельскохозяйственных наук
Дорожко Георгий Романович
доцент кафедры землеустройства и земельного кадастра Дагестанского ИНХ, кандидат сельскохозяйственных наук Ибрагимов Абдулбари Джалуевич
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Кабардино - Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова, Кабардино- Балкарская республика, г. Нальчик.
Защита диссертации состоится л31 мая 2012 г. в 15 00 часов на заседании диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 220.026.01 в ФГБОУ ВПО Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия имени М.М. Джамбулатова по адресу: 367032, РД, г. Махачкала, ул. М.Гаджиева, 180, ауд. 105, тел./факс (8722) 682419.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Дагенстанская государственная сельскохозяйственная академия имени М.М. Джамбулатова.
Автореферат разослан л28 апреля 2012 г. и размещен на сайте Министерства образования и науки РФ и Даггоссельхозакадемии www. dqsha.ru
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор с.-х. наук Т. А. Исригова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Площадь пашни, используемой для выращивания пожнивных культур, в Приморской подпровинции Дагестана не превышает 2-3%. В значительной степени это объясняется неразработанностью в научном плане вопросов по подбору и размещению культур для пожнивного посева в севооборотах. В настоящее время в этих целях рекомендуется использовать кукурузу и горох, хотя совместные посевы их позволило бы объединить достоинства обеих культур: небольшая норма высева, дешевизна семян и высокая продуктивность кукурузы с высокой обеспеченность кормовой единицы протеином, способностью фиксировать атмосферный азот и обходится без применения азотных минеральных удобрений гороха, а также с высокими достоинствами последней как предшественника всех культур севооборота.
Озимая пшеница в структуре посевных площадей подпровинции занимает 60-70%. Выращивать пожнивные культуры в полупаровый период после ее уборки (90-110 дней теплого периода года), при нынешней обеспеченности сельскохозяйственных предприятий финансовыми и материальными ресурсами, возможно лишь на 10-15% площади. Остальная площадь в этот период обрабатывается под саму пшеницу, или другую культуру по полупаровой системе. Между тем, представляет интерес возможность использования этого периода не для беспрерывной обработки почвы, разрушая ее структуру и органическое вещество, а дать возможность естественному фитоценозу формировать фитомассу, способствуя этому путем применения орошения. Это позволило бы получить дополнительный урожай зеленой массы на корм или сидерацию, не произведя никаких затрат на приобретение семян, обработку почвы и уход за посевами, кроме как на орошение.
Актуальным для рассматриваемых условий является также вопрос о системе обработки почвы в звене севооборота пожнивная культура - озимая пшеница. Согласно существующим рекомендациям под обе эти культуры рекомендуется проводить отвальную вспашку на глубину 20-22см. Представляет интерес исследование влияния и взаимовлияния приемов отвальной и поверхностной обработок почвы в звене севооборота на среднесуглинистых каштановых почвах Прикаспийской подпровинции в направлении их минимизации.
В связи с вышеизложенным, целью проводимых нами исследований является:
- изучение продуктивности пожнивных культур, их смесей и естественного фитоценоза в полупаровый период после уборки озимой пшеницы и ее повторным посевом;
- разработка системы обработки почвы в звене севооборота пожнивная культура - озимая пшеница.
Для достижения поставленных целей исследования были направлены на решение следующих задач:
- выявление продуктивности кукурузы, гороха и их смеси в пожнивном посеве в сравнении с естественным фитоценозом, формирующимся в тот же период после уборки озимой пшеницы до ее повторного посева;
- определение кормовой ценности пожнивных культур и естественного фитоценоза;
- исследование динамики влажности почвы и водопотребления пожнивных культур, естественного фитоценоза и озимой пшеницы, динамики показателей структуры, плотности, пористости, содержания питательных элементов в почве, засоренности посевов промежуточной и основной культуры в звене севооборота в связи с применяемыми приемами обработки почвы;
- экономическая и энергетическая оценка выращивания пожнивных культур и формирования естественного фитоценоза, приемов обработки почвы в звене севооборота.
Научная новизна проведенных исследований заключается в том, что впервые на каштановых почвах Приморской подпровинции Дагестана:
- исследована продуктивность гороха, кукурузы, горохо - кукурузной смеси в сравнении с естественным фитоценозом в пожнивной период между уборкой урожая озимой пшеницы и повторным ее посевом на том же поле;
- выявлено влияние приемов обработки почвы на водно - физические и агрохимические показатели ее плодородия, засоренность посевов и урожайность культур в звене севооборота пожнивная горохо - кукурузная смесь - озимая пшеница.
Основные положения, выносимые на защиту:
- целесообразность использования в хозяйствах, имеющих финансовые и материальные возможности для интенсивного использования пашни, орошаемых районов Приморской подпровинции пожнивных посевов горохо - кукурузной смеси, обеспечивающей достижения максимальных сборов кормовых и кормопротеиновых единиц с 1га.
- предпочтительность предоставления возможности естественному фитоценозу формировать фитомассу в пожнивной период в сельскохозяйственных предприятиях с ограниченными финансовыми возможностями, вместо многократных обработок почвы по полупаровой системе;
- система обработки почвы в звене севооборота пожнивная горохо - кукурузная смесь - озимая пшеница с минимизацией приемов обработки под пожнивную культуру.
ичный вклад автора в выполнение научных исследований заключается в постановке целей и задач НИР, выборе методики и выполнении экспериментальных исследований, формулировании выводов и предложений производству, внедрении результатов НИР в производство. Исследования по диссертационной работе выполнены в рамках выполнения тематического плана НИР ГНУ Дагестанский научно- исследовательский институт сельского хозяйства по федеральному заданию 020103: Усовершенствовать адаптивно - ландшафтные системы земледелия по регионам России на основе использования современной базы данных и новых технологических проектов за 2009-2011гг.
Практическая значимость выполненной работы заключается в том, что реализация результатов исследований в производстве позволяет разработать и освоить:
- интенсивную систему использования орошаемой пашни с пожнивными посевами горохо - кукурузной смеси, или сохранением естественного фитоценоза, формируемого в полупаровый период после уборки озимой пшеницы, обеспечивающие получение дополнительно 16,1-28,6т/га зеленой массы, до 12,8 тыс. руб./га чистого дохода и 105,9-376,5% рентабельности производства;
- ресурсосберегающую систему обработки почвы в звене севооборота пожнивная горохо - кукурузная смесь - озимая пшеница, обеспечивающая повышение урожайности зерна озимой пшеницы по сравнению с контролем на 0,64т/га (15,2), сбор кормовых единиц 1,54т/га (16,0%) и получение до 32,5 тыс.руб./га чистого дохода, 85,5% рентабельности.
Реализация результатов исследований в производстве: Результаты исследований прошли производственную проверку в Опытно Цпроизводственном хозяйстве Дагестанского НИИСХ Гаганский в Магарамкентском районе Республики Дагестан на площади 20га. Экономический эффект от внедрения, выразившийся в получении 250,1 тыс. руб./га чистого дохода при рентабельности 186,5%, полностью подтвердили результаты экспериментальных исследований.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и получили положительную оценку на международной (Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Экологические и правовые аспекты. - Москва - Махачкала, 2011) и всероссийской (Физиолого-биохимический мониторинг природных и антропогенных воздействий на организмы животных и растений, посвященная 80-летию ДГУ, Махачкала, 2011г) научно - практических конференциях и отчетных сессиях ГНУ Дагестанский научно - исследовательский институт сельского хозяйства в 2009 - 2011 гг.
По материалам выполненной работы опубликовано 5 научных статей, в том числе три - в изданиях, вошедших в список ВАК РФ.
Структура диссертации: диссертация написана на 137стр., состоит из 7 глав, выводов и предложений производству, содержит 10рисунков, 46 таблиц и 11 приложений. Список использованной литературы включает 145 наименований, в том числе 6 иностранных.
- АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИЗУЧЕНОСТИ ВОПРОСА.
Рассматривается состояние изученности вопросов по продуктивности яровых культур в пожнивном посеве и систем обработки почвы под пожнивные культуры и озимую пшеницу в звеньях севооборотов в стране и за рубежом, дается обоснование необходимости проведения намеченных исследований в условиях подпровинции.
- ПРОГРАММА, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ
Исследования по продуктивности пожнивных культур и эффективности систем обработки каштановой почвы в звене севооборота пожнивная культура - озимая пшеница проводились в отделе земледелия и семеноводства ГНУ Дагестанский научно- исследовательский институт сельского хозяйства и в ФГУП Гаганское в Магарамкентском районе. Программа исследований предусматривала проведение двух полевых опытов по приведенным ниже схемам:
Опыт 1: Продуктивность пожнивных культур в сравнении с естественным фитоценозом
№ п/п | Пожнивная культура |
1 | Без пожнивной культуры (естественный фитоценоз) - контроль |
2 | Горох |
3 | Кукуруза |
4 | Горох + кукуруза |
Площадь делянки 109 м2 (7,5м х14,5м), учетной - 100 м2 (7мх 14,3м), повторность 4-х кратная.
Опыт 2: Эффективность приемов обработки почвы в звене севооборота пожнивная горохо Цкукурузная смесь - озимая пшеница
№ п/п | Прием обработки почвы под пожнивную культуру, фактор А | Прием обработки почвы под последующую озимую пшеницу, фактор В |
1 | Отвальная вспашка на 20-22см + двукратное дискование - контроль | Отвальная вспашка на 20-22см + двукратное дискование - контроль |
2 | Двукратная дисковая обработка на 10-12см | |
3 | Двукратная дисковая обработка на 10-12см | Отвальная вспашка на 20-22см + двукратное дискование |
4 | Двукратная дисковая обработка на 10-12см |
Площадь делянки первого порядка (обработка почвы под пожнивную культуру) - 218м2 (7,5м х29м), учетной 200 м2 (7м х28,6м), второго порядка - 109 м2 (7,5м х14,5м), учетной - 100 м2 (7м х 14,3м), повторность 4-х кратная.
Исследовалась динамика водно-физических, агрохимических и других показателей плодородия почвы по общепринятым методикам, приведенным в ГОСТ 26107-84; ГОСТ 26261-84; Практикуме по земледелию (Доспехов и др., 1987), Методике государственного сортоиспынтания сельскохозяйственных культур (1971), Методических рекомендации по топливно-энергетической оценке сельскохозяйственной техники, технологических процессов и технологий в растениеводстве, (ВАСХНИЛ, 1982). Математическая обработка результатов исследований проводились по Б.А. Доспехову, 1979.
Климатические условия за годы исследований соответствовали многолетним показателям. Почва опытного участка каштановая, среднесуглининстая. Содержание гидролизуемого азота в пахотном слое 5,7мг, Р2О5 -2,0, К2О-33,8мг на 100г почвы. Плотность пахотного слоя 1,30, метрового -1,37 г/см3, наименьшая влагоемкость (НВ) соответственно 34,7 и 30,4%. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН = 7,1).
Для посева использованы сорта озимой пшеницы Безостая 1, гороха Рамонский 77 и гибрид кукурузы РОСС-299. Технология их возделывания соответствовала зональным рекомендациям, за исключением систем обработки почвы, которые осуществлялись согласно методике исследований.
3. ПРОДУКТИВНОСТЬ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КУЛЬТУР И СОРНО- ПОЛЕВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В ПОЛУПАРОВЫЙ ПЕРИОД. ВЛИЯНИЕ ИХ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ
3.1. Динамика влажности почвы, водопотребление пожнивных культур и естественного фитоценоза (сорно Ц полевой растительности)
Обработка почвы под пожнивные культуры заключалась в проведении вспашки на 20-22см и выравнивании ее поверхности. Предпосевные культивации и дискования не проводились, поскольку вспашка проводилась на второй день после уборки предшественника при влажности в пахотном слое 71,6-73,2 % и почва при этих обработках хорошо крошилась. Малование (выравнивание) дополнительно выровнял, уплотнял верхний слой почвы и необходимости в проведении других (предпосевных) обработок небыло. В процессе подготовки почвы под пожнивные культуры влажность метрового слоя снизилась в среднем на 2,3% (до 62,5 -64,7%).
Кроме послепосевного полива пожнивные культуры получили в 2009г. один, в 2010 и 2011гг. по два вегетационных полива. Наименьшая предполивная влажность почвы, свидетельствующая о более высоком водопотреблении культуры, отмечено у кукурузы 70,0-75,2%, у горохо - кукурузной смеси она составила 71,0-75,2%, гороха 71,2-76,7%, естественного фитоценоза - 72,4-77,3%. На вариантах с относительно низкой предполивной влажностью почвы увеличилась поливная и оросительная норма, а также суммарное водопотребление растений (табл.1).
Таблица 1. Водопотребление пожнивных культур и естественного фитоценоза за 2008-2011гг., м3/га
Культура | Запас влаги в почве к посеву | Ороси тельная норма | Осадки | Остаток воды в почве | Суммарное водопот ребление |
Без пожнивной культуры (естест венный итоценоз) - контроль | 2690 | 3100 | 1060 | 3610 | 3240 |
Горох | 2610 | 3250 | 1060 | 3550 | 3330 |
Кукуруза | 2590 | 3350 | 1060 | 3490 | 3490 |
Кукуруза + горох | 2620 | 3270 | 1060 | 3530 | 3420 |
Однако расход воды на формирование тонны зеленой массы естественного фитоценоза был наибольшим - 200,7 м3. На формирование такого же количества фитомассы гороха было потрачено 155,6м3, кукурузы и горохо - кукурузной смеси - соответственно 122,0 и 127,5м3. По расходу воды на одну тонну кормовых единиц наиболее эффективным из рассматриваемых пожнивных культур является горохо Цкукурузная смесь- 670,6м3, за нею следуют кукуруза - 717,1м3, естественный фитоценоз - 757,0м3 и горох - 778,0м3.
3.2. Агрегатный состав, плотность и пористость пахотного слоя почвы после пожнивных культур и естественного фитоценоза
Предоставление почве возможности для формирования естественного фитоценоза в полупаровый период, по своему влиянию на структурно - агрегатный состав, является более эффективным приемом, чем выращивание на этом же поле пожнивных культур по существующим технологиям (табл. 2). Наблюдаемое при этом увеличение плотности почвы на 0,05-0,06 г/см3 и снижение пористости на 2,0-2,4% математически не доказуемо.
Таблица 2.Агрегатный состав, плотность и пористость пахотного слоя почвы при уборке урожая пожнивных культур и естественного фитоценоза,
2009-2011гг.
| Культура | Содержание агрегатов 0,25 - 10,0мм | Коэффициент структурности | Плот- ность, г/см3 | Порис- тость, % | |
Без пожнивной куль туры (естественный фитоценоз) - контроль | 48,9 | 0,96 | 1,33 | 48,8 | |
Горох | 34,2 | 0,52 | 1,28 | 50,8 | |
Кукуруза | 33,4 | 0,50 | 1,27 | 51,2 | |
Горох + кукуруза | 35,3 | 0,56 | 1,28 | 50,8 | |
3.3. Продуктивность яровых культур и естественного фитоценоза в пожнивной период
Всходы пожнивных культур были получены через 4-6 дней после посева, от появления всходов до наступления уборочной спелости среднепозднего гибрида кукурузы РОСС-299 потребовалось 86-89 дней, гороха в фазе завязывания бобов 66-68 дня, в фазе плоского плода (ллопаточки) - 66-68 дней. Чтобы сблизить сроки уборки обоих компонентов, уборка кормовой смеси проводилась в начале фазы молочно-восковой спелости зерна кукурузы. Растения кукурузы в этой фазе имели высоту 223см, гороха - 118см. В совместных посевах кукурузы и гороха наблюдается увеличение линейного роста растений соответственно на 3,1 и 2,7%, что свидетельствует об отсутствии антагонизма между ними и возможном повышении урожайности в совместных посевах.
В наших исследованиях наибольшую урожайность фитомассы - в среднем за 2009-2011гг. обеспечила кукуруза - 16,14 т/га (табл.3). урожайность гороха оказалась меньше на 33,7%.
Таблица 3.Урожайность пожнивных культур за 2009-2011 гг., т/га
| Культура | 2009г. | 2010г. | 2011г. | Средняя | В % к естественному фитоценозу |
Без пожнивной культуры (естественный фитоценоз) - контроль | 15,31 | 16,31 | 16,80 | 16,14 | 100,0 |
Горох | 19,60 | 22,48 | 22,13 | 21,40 | 138,3 |
Кукуруза | 28,60 | 29,37 | 27,85 | 28,61 | 184,9 |
Горох + кукуруза | 26,95 | 27,44 | 26,06 | 26,82 | 173,4 |
НСР 0,95 | 0,95 | 0,88 | 1,02 |
Горохо - кукурузная смесь занимает промежуточное между ними положение. Естественный фитоценоз уступает агроценозам по урожайности зеленой массы 18,2-31,9%. Максимальный выход сухого вещества (7,64т/га), кормовых (5,10т/га) и кормопротеиновых (4,95т/га) единиц обеспечивает горохо - кукурузная смесь. Кукуруза в чистом посеве уступает ей по этим же показателям соответственно на (%) 1,2; 4,7 и 10,1; горох - на 16,7; 16,1 и 11,1; естественный фитоценоз - 31,9; 36,7 и 41,0.
Указанная кормовая смесь оставляет в почве наибольшее количество пожнивно - корневых остатков - 2,76т/га. При чистых посевах кукурузы оно снижается на 5,7%, гороха - на 19,5%, сорно - полевой растительности - на 38,0%. Соотношение пожнивных остатков выращиваемых культур к корневым, колеблется в пределах 1:2,48-1:2,55, а естественного фитоценоза оно значительно шире - 1:3,61.
Учитывая перечисленные преимущества кукурузо - гороховой смеси в пожнивном посеве, дальнейшие исследования по эффективности приемов обработки почвы нами проведены только с этой смесью.
- ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ПОЖНИВНУЮ ГОРОХО-КУКУРУЗНУЮ СМЕСЬ
4.1. Динамика влажности почвы, водопотребление пожнивной горохо - кукурузной смеси в зависимости от приемов обработки
Влажность пахотного слоя почвы при уборке озимой пшеницы - предшественника пожнивной горохо - кукурузной смеси - находилась на уровне 67,5 - 67,8%, а в метровом слое - 69,2-69,3% НВ. В течение вегетационного периода она в метровом слое поддерживалась в пределах 100,0 - 70,6% от НВ. Но средний показатель предполивной влажности почвы на варианте с поверхностной обработкой был выше на 1,0 - 2,6%, чем при отвальной на глубину 20-22см. Это привело к уменьшению поливных и оросительных норм в среднем за годы исследований соответственно на 30 и 70 м3/га, суммарного водопотребления на 160 м3/га. Однако расход воды на формирование урожая фитомассы на этом варианте обработки почвы оказался на 8,9 м3/га (207,1 м3/га против 118,2м3/га) больше, чем при поверхностной обработке, что бесспорно связано с более высокой урожайностью фитомассы.
4.2. Агрегатный состав почвы в связи с применяемыми приемами обработки
На контрольном варианте структура почвы в пахотном слое при уборке рассматриваемой кормовой смеси соответствует удовлетворительному состоянию (табл.4).
Таблица 4. Влияние приемов обработки на структурное состояние каштановой почвы под пожнивной горохо - кукурузной смесью, %, 2009-2011гг.
Прием обработки почвы | Слой почвы, м | Содержание агрегатов, мм | Коэффици- ент струк- турности | ||
>10,0 | 10,0-0,25 | <0,25 | |||
Отвальная вспашка на 20-22см + двукратное дискование - контроль | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 20,4 16,5 18,6 | 54,2 57,1 55,6 | 25,4 26,4 25,9 | 1,18 1,33 1,28 |
Двукратное дискование | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 22,6 13,4 17,9 | 54,0 65,8 61,5 | 23,4 20,8 22,1 | 1,17 1,92 1,49 |
В том случае, когда под пожнивную культуру проводится поверхностная обработка, количество наиболее ценных агрегатов в пахотном слое увеличивается на 8,3% благодаря более высокому их содержанию в слое 10-20см и в целом характеризуется как хорошее.
Содержание водопрочных агрегатов по вариантам опыта соответствовало их количеству при сухом просеивании, но с относительно меньшими количественными показателями: 33,0% при отвальной обработке, 36,4% при поверхностной.
4.3. Плотность, пористость и питательный режим почвы под пожнивной горохо Ц кукурузной смесью при различных приемах обработки
По нашим расчетам равновесной плотностью пахотного слоя каштановой среднесуглинистой почвы является 1,30-1,33 г/см3. Примененные нами приемы обработки почвы не оказали существенного влияния на ее показатели. Среднегодовой показатель пористости почвы по вариантам опыта также оказался одинаковым - 51,0-51,8%. Эти данные говорят о том, что нет необходимости регулирования плотности рассматриваемых почв с помощью ее обработки.
Применение поверхностной обработки способствует уменьшению питательных элементов в пахотном слое почвы на 2,6 -5,0%. Однако такое уменьшение происходит не во всем пахотном слое. В верхней половине этого слоя заметных отклонений по вариантам обработки почвы в их показателях не отмечено. Но в слое 10-20см содержание указанных элементов сократилось: гидролизуемого азота - на 10,7%, фосфатов - на 15,8%, обменного калия - на 5,0% (рис.)
Рис. Влияние приемов обработки на содержание питательных элементов в пахотном слое каштановой почвы под пожнивной горохо - кукурузной смесью,
2009-2011гг.
Такая дифференциация пахотного слоя может явиться одной из причин снижения урожайности пожнивных культур при поверхностной обработке почвы.
4.5. Влияние приемов обработки почвы на засоренность посевов и урожайность горохо Ц кукурузной смеси
Засоренность посевов пожнивной горохо - кукурузной смеси при поверхностной обработке почвы тяжелыми дисковыми боронами в среднем за 2009-2011гг. характеризуется как повышенная (43экз./м2, в т. ч. многолетних 11,сырая масса 45,2г/м2), то есть, увеличивается по сравнению с контролем соответственно в 3,3; 3,7 и в два раза.
При поверхностной обработке не ухудшаются показатели плодородия почвы, улучшается качество предпосевной обработки, увеличивается полевая всхожесть семян горохо - кукурузной смеси соответственно по культурам до 96,6 - 95,0%, количество растений до 55,0 - 31,4 шт./м2 (на контроле 93,4 - 91,2% и 55,0-31,4 шт./м2), но при этом линейный рост растений снижается (также по культурам) с 2,25 и 1,18м до 2,20 и 1,11м, урожайность зеленой массы - с 16,95 до 15,45 т/га.
5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ОЗИМУЮ ПШЕНИЦУ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА
5.1. Динамика влажности почвы и водопотребление растений озимой пшеницы
Прием обработки почвы под пожнивную культуру практически не сказывается на влажности почвы под озимой пшеницей. Оросительная норма озимой пшеницы при отвальной обработке в среднем за годы исследований составила 3740 м3/га, при поверхностной - 3470 м3/га, или на 7,5% меньше. На долю оросительной нормы приходится от 50,0 до 52,1%, осадков - 41,,0 до 43,1% , используемых запасов влаги - 6,9-7,3% всей поступающей на поле воды.
Наиболее эффективными приемами обработки почвы в звене севооборота, с позиции рационального использования воды, является поверхностная обработка под промежуточную и отвальная вспашка под основную культуру. На производство 1тонны зерна в этом случае расходуется 1493,8м3 воды - на 12,8% меньше, чем на контроле.
5.2. Агрегатный состав почвы под озимой пшеницей
Прием обработки почвы под пожнивную культуру не оказывает влияние на структурное состояние пахотного слоя под следующей за нею в севообороте озимую пшеницу. Большее влияние на нее оказывает прием обработки почвы непосредственно под основную культуру севооборота, а не под ее предшественник (тал. 5).
Замена отвальной обработки почвы поверхностной позволила значительно улучшить агрегатный состав второй половины пахотного слоя под этой культурой. Благодаря тому, что вторая половина этого слоя при этом остается не разрыхленной, в нем сохраняется на 12,8% больше структурных агрегатов (67,8% против 55,0% при отвальной обработке на 20-22см). Коэффициент структурности увеличивается на 0,90 (2,12 против 1,22),
Таблица 5. Влияние приемов обработки в звене севооборота на структурное состояние каштановой почвы под озимой пшеницей,
2009-2011гг.
Прием обработки почвы под | Слой почвы, м | Агрегаты 0,25-10,0 мм, % | Коэффици ент структур ности | Содержание водопрочных агрегатов, % | |
пожнивную культуру | озимую пшеницу | ||||
Отвальная вспашка на 20-22см+ двукратное дискование - контроль | Отвальная вспашка на 20-22см+ двук ратное дискование - контроль | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 53,2 55,1 54,2 | 1,09 1,23 1,16 | 33,8 35,3 34,6 |
Двукратное дискование | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 54,0 66,8 60,4 | 1,17 2,01 1,59 | 33,7 39,8 36,8 | |
| Двукратное дискование | Отвальная вспашка на 20-22см+ двук ратное дискование | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 53,9 54,8 54,4 | 1,17 1,21 1,19 | 34,5 36,2 35,4 |
Двукратное дискование | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 54,2 68,9 61,6 | 1,18 2,22 1,70 | 33,7 42,7 38,2 | |
содержание водопрочных агрегатов - на 5,4% (41,2% против 35,8%).
Таким образом, с позиции сохранения структуры в пахотном слое почвы под озимой пшеницей, более предпочтительным является поверхностная обработка тяжелыми дисковыми боронами на глубину 10-12см.
5.3. Плотность и пористость пахотного слоя почвы
Так, при уборке пожнивной культуры на варианте с отвальной обработкой почвы плотность пахотного слоя составила 1,28 г/см3, такой же показатель отмечен при уборке озимой пшеницы на том же варианте обработки в следующем году (табл. 6).
Таблица 6. Влияние приемов обработки на плотность и пористость каштановой почвы под озимой пшеницей, 2009-2011гг.
Прием обработки почвы под | Слой почвы, м | Плотность, г/см3 | В % к контролю | Пористость, % | |
пожнивную культуру | озимую пшеницу | ||||
Отвальная вспашка на 20-22см+ двукратное дискование - контроль | Отвальная вспашка на 20-22см+ дву- кратное дискование - контроль | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 1,27 1,30 1,28 | 100,0 100,0 100,0 | 52,1 50,9 51,7 |
Двукратное дискование | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 1,28 1,35 1,31 | 100,7 103,8 102,3 | 51,7 49,1 50,6 | |
| Двукратное дискование | Отвальная вспашка на 20-22см+ дву- кратное дискование | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 1,27 1,31 1,28 | 100,0 100,8 100,0 | 52,1 50,6 51,7 |
Двукратное дискование | 0-0,1 0,1-0,2 0-0,2 | 1,28 1,36 1,31 | 100,7 104,6 102,3 | 51,7 48,7 50,6 | |
При поверхностной обработке плотность такого же слоя почвы составила 1,30 г/см3. В этих же пределах осталась она в следующее году под озимой пшеницей. Даже в случае, когда в течение двух лет слой почвы 10-20см оставался необработанным, при ее поверхностной обработке дисковыми боронами, плотность ее, по сравнению с ежегодно обрабатываемым на полную глубину пахотным слоем, увеличилась всего на 0,06 г/см3. Такая разница в ее показателях находится в пределах ошибки опыта.
5.4. Влияние приемов обработки на содержание основных питательных элементов в почве
Отвальная обработка на 20-22см с последующими предпосевными обработками дисковой бороной, независимо от того, какие приемы обработки проводились под предшествующую промежуточную культуру, способствовала большему накоплению питательных элементов в пахотном слое почвы. Гидролизуемого азота содержалось в среднем по трем срокам определения 5,5-5,9мг, Р2О5 - 2,0-2,1мг, К2О- 29,9-31,2мг/100г. При поверхностной обработке количество их уменьшилось соответственно на 5,5%, 5,0 и 2,6%. Такое снижение NPK при поверхностной обработке произошло за счет значительного сокращения рассматриваемых элементов во второй половине пахотного слоя, где почва не подвергалась обработке: азота на 20,0%, Р2О5 на 21,1%, К2О на 7,2%.
Как видно из этих данных, исследуемые приемы обработки почвы в наибольшей степени влияют на содержание гидролизуемого азота и фосфора в меньшей степени - на K2O. Такая разница в динамике питательных элементов по вариантам обработки почвы, очевидно, связана с большей глубиной и большим количеством обработок почвы на контрольном варианте, которые способствовали увеличению минерализации органических остатков предшествующей горохо - кукурузной смеси. Однако относительно меньшее содержание питательных элементов в пахотном слое при поверхностной обработке почвы еще не говорит о бесспорно отрицательном влиянии этого приема на плодородие почвы. Данный факт имеет и важную положительную сторону, которая заключается в том, что уменьшение глубины и количества обработок в этом варианте способствует сохранению органического вещества почвы от разрушения.
5.5. Засоренность посевов озимой пшеницы в связи с применяемыми приемами обработки почвы
Отвальная вспашка почвы под пожнивную культуру и последующую озимую пшеницу позволяет поддерживать засоренность посевов последней на уровне средней степени- 12-15экз/м2. В случае применения под озимую пшеницу поверхностной обработки на фоне той же отвальной вспашки засоренность увеличивается до повышенной степени (42экз/м2), при повторных в течение года поверхностных обработках - под промежуточную и основную культуры - она достигает высокой степени засоренности 60 экз./м2. В первом случае в полной мере проявляется эффект предпосевного выворачивания на поверхность почвы семян сорняков, которые до этого находились в почве в консервированном состоянии. Они не успевают протии физиологическое дозревание до наступления фазы кущения озимой пшеницы. В дальнейшем, растения озимой пшеницы успешно справляются с сорняками, поскольку при затененной поверхности почвы прорастание сорняков не наблюдается. Следовательно, с позиции сохранения посевов ведущей зерновой культуры в чистоте от сорно - полевой растительности, подготовка почвы под нее должна заключаться в проведении вспашки на глубину 20-22см с последующей двукратной обработкой дисковыми боронами.
5.6. Особенности роста, развития растений и урожайность озимой пшеницы при различных приемах обработки почвы в звене севооборота с пожнивной культурой
Из исследуемых приемов обработки почвы под озимую пшеницу по своему влиянию на густоту растений более предпочтительным является поверхностная обработка. По сравнению с отвальной обработкой на глубину 20-22см в этом варианте получено больше: всходов озимой пшеницы на 7,8% (383шт. против 355шт./ м2), сохранилось растений к началу весенней вегетации на 6,8% (347шт. против 325 шт./ м2), к уборке урожая - на 6,7% (320шт. против 300 шт./ м2). Несмотря на это, наиболее эффективным оказался вариант, когда под пожнивную культуру применялась поверхностная, а под последующую озимую пшеницу - отвальная обработка почвы (табл.7).
Растения на вариантах с поверхностной обработкой почвы имели меньший коэффициент продуктивной кустистости - 1,36-1,35, в то время как при отвальной обработке почвы - 1,45-1,50. Благодаря этому, количество
продуктивных стеблей по указанным вариантам опыта почти выровнялось и составило соответственно 442 и 438 шт./м2 . Более продуктивным был и колос озимой пшеницы при отвальной обработке почвы. Среднее количество зерен в колосе ее находилось в пределах 25-26 штук, а при поверхностной обработке - 20-22шт, абсолютная масса зерна уменьшилась на 1,0г (с 41,1 до 40,1г), масса зерна с одного колоса - на 0,25г (с 1,05 до 0,80г).
Таблица 7.Урожайность озимой пшеницы при различных приемах обработки почвы в звене севооборота с пожнивной культурой за 2010-2011гг., т/га.
Прием обработки почвы под | Год | Средняя | В % к контролю | ||
пожнивную культуру | последующую озимую пшеницу | 2010 | 2011 | ||
Отвальная на 20-22см + два дискования на10-12см- контроль | Отвальная на 20-22см + два дискования на10-12см- контроль | 4,35 | 4,10 | 4,22 | 100,0 |
Два дискования на 10-12см | 3,84 | 3,46 | 3,65 | 86,5 | |
Два дискования на 10-12см | Отвальная на 20-22см + два дискования на10-12см | 5,02 | 4,71 | 4,86 | 115,2 |
Два дискования на 10-12см | 3,48 | 2,96 | 3,22 | 76,2 | |
НСР 0,5 | 0,22 | 0,26 | |||
5.7. Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от применяемых приемов обработки почвы
По своему влиянию на показатели качества зерна озимой пшеницы отчетливо выделились по своей контрастности варианты, где проводилась отвальная обработка почвы под озимую пшеницу на глубину 20-22см с последующими предпосевными обработками дисковой бороной и с поверхностной обработкой почвы на 10-12см теми же дисковыми орудиями. В первом случае средняя величина натурной массы зерна колебалась в пределах 776-789 г/л, при поверхностной обработке ее величина снижается в среднем на 15 единиц (767г/л). Применение отвальной обработки почвы способствовало повышению стекловидности зерна (70,7%) по сравнению с вариантами с поверхностной обработки (67,0%) и получению показателя, характерного для сильной пшеницы. Но по содержанию белка и сырой клейковины, ни по одному из приемов обработки почвы не получено зерно класса сильной пшеницы. Только в одном случае, когда под озимую пшеницу применялась отвальная вспашка на фоне поверхностной обработки под предшествующую пожнивную горохо - кукурузную смесь, получено зерно, соответствующее ценной пшенице с содержанием сырой клейковины 28,2%.
6. ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА ПОЖНИВНАЯ ГОРОХО-КУКУРУЗНАЯ СМЕСЬ - ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА В СВЯЗИ С ПРИМЕНЯЕМЫМИ ПРИЕМАМИ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
Оценка продуктивности рассматриваемого звена севооборота нами проводилась по выходу кормовых единиц с урожая пожнивной культуры и озимой пшеницы при исследуемых приемах обработки почвы. При этом учитывались не только урожай зерна озимой пшеницы, но и соломы. Наиболее эффективной системой обработки почвы в рассматриваемом звене являются поверхностная под пожнивную культуру и отвальная на глубину 20-22см - под основную культуру севооборота. При этом наблюдается незначительный (на 0,28т/га) недобор кормовых единиц с урожая промежуточной культуры, но благодаря более высокой урожайности зерна и
соломы озимой пшеницы - соответственно на 0,64-1,64т/га и 0,45-1,15т/га по сравнению с другими приемами обработки почвы, в данном звена получен наибольший сбор кормовых единиц - 11,15т/га (табл. 8).
7.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЖНИВНЫХ КУЛЬТУР И ЗВЕНЬЕВ СЕВООБОРОТА С НИМИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПРИЕМАХ
ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
Из пожнивных культур наибольший чистый доход с 1га и рентабельность обеспечивает кукуруза - соответственно 12,5тыс. руб. и 105,9%. Однако наиболее выгодным в экономическом отношении является не выращивание пожнивных культур, даже самых урожайных, а предоставление возможности естественному фитоценозу формировать урожай зеленой массы, не проведя никаких обработок почвы. В этом случае чистого дохода получено 12,8 тыс.руб./га при рентабельности 376,5%. Поэтому в нынешних условиях функционирования АПК, данный случай является одним из резервов получения дешевого зеленого корма во второй половине лета на полях, освободившихся из - под озимой пшеницы и других зерновых культур. Лучшие показатели по экономической эффективности получены при отвальной обработке почвы под озимую пшеницу на фоне поверхностной обработки под предшествующую пожнивную кормовую смесь -32,5тыс.руб./га чистого дохода при рентабельности 85,5%, или больше, чем на контроле соответственно на 6,1 тыс. руб. и 15,5%.
Приемы обработки почвы под пожнивную кормовую смесь не оказывают значительного влияния на энергетическую эффективность звена севооборота - средняя величина энергетического коэффициента в среднем по приемам обработки почвы под озимую пшеницу на фоне отвальной обработки под пожнивную кормовую смесь составляет 1,76, на фоне поверхностной обработки - 1,80.
Из приемов обработки почвы под вторую культуру звена севооборота - озимую пшеницу - более эффективным оказался отвальный. Средний показатель энергетического коэффициента в этом случае составил 1,94, а при
Пожнивная культура | Озимая пшеница | Суммарный сбор кормовых единиц по звену | |||||
Прием обработки почвы | Содержание кормовых единиц в урожае | Прием обработки почвы | Содержание кормовых единиц в урожае | Т/га | В % к контролю | ||
зерна | соломы | всего | |||||
Отвальная вспашка на 20-22см + двукратное дискование на 10-12см - контроль | 3,22 | Отвальная вспашка на 20-22см + двукратное дискование на 10-12см - контроль | 5,06 | 1,33 | 6,39 | 9,61 | 100,0 |
Двукратное дискование на 10-12см | 4,38 | 1,79 | 6,17 | 9,39 | 97,7 | ||
Двукратное дискование на 10-12см | 2,94 | Отвальная вспашка на 20-22см + двукратное дискование на 10-12см | 5,83 | 2,38 | 8,21 | 11,15 | 116,0 |
Двукратное дискование на 10-12см | 3,86 | 1,58 | 5,44 | 8,38 | 87,2 | ||
Таблица 8. Продуктивность звена севооборота пожнивная культура - озимая пшеница в связи с применяемыми приемами обработки почвы, 2009-2011гг., т/га
поверхностной обработке почвы - на 0,32 меньше. Произошло это благодаря более высоким значениям по совокупной дополнительной энергии в произведенной продукции (47,0 МДж против 36,0МДж/га) по вариантам с
поверхностной обработкой, хотя затраты совокупной энергии на производство этой продукции при отвальной обработке увеличились на 2,2 МДж/га (24,2 против 22,0 при поверхностной обработке). Оптимальной системой обработки почвы в звене севооборота пожнивная горохо - кукурузная смесь - озимая пшеница с энергетической точки зрения является отвальная обработка почвы на 20-22см с последующими предпосевными обработками дисковыми боронами под озимую пшеницу на фоне поверхностной обработки теми же дисковыми боронами под пожнивную кормовую смесь. По сравнению с контролем энергетический коэффициент в этом случае увеличился на 11,4%, а по сравнению с другими вариантами с поверхностной обработкой почвы - на 22,0-31,4%.
ВЫВОДЫ
- Климатические условия Приморской подпровинции Дагестана благоприятны для выращивания пожнивных культур (гороха посевного, кукурузы и их смеси на зеленый корм и силос) после уборки озимой пшеницы. Уборочная спелость этих культур наступает во первой - третьей декадах сентября за две - три декады до наступления оптимальных сроков посева озимой пшеницы.
- Наибольшую урожайность зеленой массы в пожнивном посеве обеспечивает кукуруза - 28,6т/га, а кормовых и кормопротеиновых единиц Цгорохо - кукурузная смесь - соответственно 5,10 и 4,95т/га.
- Альтернативой пожнивным кормовым посевам на каштановой почве подпровинции является предоставление возможности естественному фитоценозу (сорно-полевой растительности) формировать урожай фитомассы во второй половине лета. При этом сбор зеленой массы и кормовых единиц по сравнению с выращиванием горохо - кукурузной смеси снижается соответственно до 3,20т и 2,92т, но на их производство никакие затраты, кроме как на орошение, не производятся.
- Выращивание пожнивных культур или предоставление возможности естественному фитоценозу формировать урожай зеленой массы не оказывает отрицательного влияния на плодородие почвы. Более того, такой способ использования полупарового периода способствует накоплению в почве 1,90-2,36 т/га воздушно-сухой массы пожнивно - корневых остатков.
- При поверхностной обработке под пожнивную культуру и озимую пшеницу не разрушается структура второй половины пахотного слоя почвы (коэффициент структурности по культурам 1,49 - 1,64 против 1,28 - 1,18 при отвальной обработке), улучшается качество ее обработки, повышается полевая всхожесть семян на 3,6%, густота стояния растений 5,0%. Недостатком поверхностной обработки почвы является снижение пористости и повышение плотности слоя почвы 10-20см, увеличение засоренности посевов пожнивной горохо - кукурузной смеси в 3,3 раза, озимой пшеницы в 3,5 раза по сравнению с вариантами отвальной обработки.
- Преимуществом отвальной обработки почвы по сравнению с поверхностной обработкой в рассматриваемом звене севооборота, наряду со снижением засоренности посевов промежуточной и основной культур севооборота до экологически безопасного уровня (13-15 экз./м2), является увеличение питательных элементов в почве, особенно азота, на 5,0-20,0% и повышение урожайности зеленой массы пожнивной культуры на 8,9%%, зерна озимой пшеницы на 32,4 %.
- Максимальная продуктивность звена севооборота достигается в случае проведения поверхностной обработки почвы под пожнивную культуру и вспашки под последующую озимую пшеницу. Урожайность зерна последней (4,86т/га) при этом по сравнению с контролем (отвальная обработка почвы под промежуточную и основную культуры) повышается на 15,2%, сбор кормовых единиц - на 16,0% (11,15т против 9,61т/га).
- В экономическом отношении выращивание пожнивных культур после уборки озимой пшеницы уступают варианту с предоставлением возможности формироваться в этот период естественному фитоценозу, где чистого дохода получено 12,8 тыс. руб./га, рентабельность составила 376,5%, или больше, чем при выращивании пожнивной кукурузы и горохо -кукурузной смеси соответственно на 0,3- 4,5тыс.руб./га и в 3,6 - 5,8 раза.
- Обработка почвы в звене севооборота по системе: поверхностная под пожнивную и отвальная на 20-22см - под озимую пшеницу обеспечивает получение с 1га 32,5тыс. руб./га чистого дохода при рентабельности производства 85,5%, или увеличение по сравнению с контролем на 6,1 тыс. руб./га и 15,5%. Коэффициент энергетической эффективности при этом повышается на 11,4% и достигает 2,05.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В сельскохозяйственных предприятиях Приморской подпровинции Дагестана для получения максимального количества кормовых и кормопротеиновых единиц с 1га в пожнивной период после уборки озимой пшеницы до ее повторного посева следует выращивать горохо - кукурузную смесь.
2. В СПК и мелких ФКХ, не имеющих материальных и финансовых возможностей для интенсивного использования пашни путем выращивания пожнивных культур, одним из резервов получения дешевого зеленого корма на полях, освободившихся из - под озимой пшеницы и других зерновых культур, является предоставление возможности функционировать естественному фитоценозу (сорно - полевой растительности). Для достижения высоких урожаев естественного фитоценоза необходимо проведение такого же количества поливов (1-2), как и пожнивных культур.
3. Система обработки каштановой среднесуглинистой почвы в звене севооборота пожнивная культура - озимая пшеница должна заключаться в проведении поверхностной обработки на глубину 10-12см под пожнивную и вспашку на глубину 20-22см с последующей предпосевной обработкой под вторую культуру.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Абдуллаев Ж.Н., Магомедов Н.Р., Гасанов Г.Н., Аджиев А.М., Бексултанов А.А. Эффективность приемов обработки почвы под пожнивную горохо - кукурузную смесь // Проблемы развития АПК региона. Научно - практический журнал. -2011.- №4(8).-С.2-4.
2. Абдуллаев Ж.Н., Магомедов Н.Р., Гасанов Г.Н., Бексултанов А.А. Продуктивность пожнивных культур в сравнении с естественным фитоценозом в Приморской подпровинции Дагестана //Проблемы развития АПК региона. Научно - практический журнал. -2012.- №1(9).-С.4-7.
3. Абдуллаев Ж.Н., Гасанов Г.Н., Бексултанов А.А. Приемы обработки каштановой почвы и продуктивность звена севооборота пожнивная культура - озимая пшеница в Приморской подпровинции Дагестана// Аграрная наука. -2012.-№3.- С.9-12.
В других изданиях
4. Гасанов Г.Н., Бексултанов А.А., Магомедов Н.Р., Абдуллаев Ж.Н. Оптимизация функционирования агроэкосистем путем минимизации механических воздействий на почвенный покров //Материалы Всеросс. конф., посвященной 80 летию ДГУ Физиолого-биохимический мониторинг природных и антропогенных воздействий на организмы животных и растений 24-25 11.2011,Махачкала.- С. 88-89.
5. Гасанов Г.Н., Бексултанов А.А., Магомедов Н.Р., Абдуллаев Ж.Н. Восстановление плодородия малопродуктивных лугово - каштановых почв приемами механической обработки // Мат. Международной НПК Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Экологические и правовые аспекты. - Москва - Махачкала, 2011.-С.188-193.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству