Научное обоснование систем и способов обработки слитого чернозема в различных звеньях севооборотов в республике адыгея

Вид материала

Содержание

Содержание работы
2. Объект, условия и методика проведения исследований.
3. Агроэкологическая оценка земель Республики Адыгея.
4. Влияние способов и систем обработки на агрофизические и агрохимические свойства слитого чернозема

Подобный материал:

1 2 3 4 5

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Принципы формирования агротехнологий в адаптивно-ландшафтном земледелии. Изложены результаты подробного анализа научных публикаций о практических решениях и методических подходах по проблеме ресурсосберегающих агротехнологий в различных почвенно-климатических зонах России и Ближнего зарубежья. В результате этого анализа установлено решающее влияние способов основной обработки почвы на подбор последующих элементов агротехнологий, привязка способов основной обработки почвы к особенностям конкретных элементов агроландшафта с учетом агроэкологических особенностей земель и места культур в севообороте.

Адаптивная направленность агротехнологий проявляется также в оперативном изменении отдельных технологических приемов, звеньев и всей технологической системы, а также в рациональном распределении производственных ресурсов.

Таким образом, стабильную основу ресурсосберегающих агротехнологий следует устанавливать с учетом: агроэкологической оценки земель, научно обоснованных рекомендаций по построению севооборотов и системе удобрений в них.

2. Объект, условия и методика проведения исследований. Объектом исследований являются ресурсосберегающие системы и способы обработки слитых черноземов в адаптивно-ландшафтном земледелии Республики Адыгея.

По климатическим условиям место проведения опытов относится к зоне достаточного, но неустойчивого увлажнения с годовой суммой осадков 703 мм и среднегодовой температурой +10,6ºС. Сумма эффективных температур – 3514-3530ºС. Средняя температура наиболее холодного месяца (январь) – 1,7ºС, а самого теплого (июль) – +22,1ºС.

Метеорологические условия в годы проведения исследований отличались разнообразием по тепловлагообеспеченности. Значительные колебания наблюдались как по количеству и распределению осадков, так и по температурному режиму, что обусловило неодинаковую напряженность метеорологических факторов в целом.

В среднем за 16 лет исследований количество осадков было больше нормы в октябре-марте – на 89 мм, в апреле-сентябре – на 50 мм; среднемесячная температура воздуха в период вегетации превысила норму (по месяцам) на 0,71,2ºС.

Агроэкологическая оценка почв республики выполнена с учетом существующей совокупности оценочных методов, основой использования которых явились методические подходы, сочетающие типизацию агроландшафтов по рельефу территории и выделение агроэкологических групп земель по пригодности для культур (В.И. Кирюшин, А.Л. Иванов, 2005).

Для сравнения влияния систем и способов обработки почвы на ее плодородие, урожайность культур и продуктивность пашни в севообороте, а также оценки их влияния на экономические и биоэнергетические показатели производства закладывались три полевых опыта в следующей последовательности во времени: 1) опыт по сравнению способов глубокой основной обработки почвы в различных чередованиях культур – 1994-1997 гг.; 2) опыт по изучению способов основной обработки почвы и их чередований – 19992003 гг.; 3) опыт по выявлению эффективности систем основной обработки почвы при разных нормах удобрений – 2004-2009 гг.

Схема опыта №1 включала следующие варианты:

1. Вспашка на 25-27 см (контроль);

2. Обработка чизельным плугом на 38-40 см;

3. Щелевание на глубину 55-60 см через 140 см + вспашка на 25-27 см;

4. Вспашка – чизельная обработка (чередование);

5. Чизельная обработка – вспашка (чередование).

Перечисленные способы основной обработки закладывались в двух звеньях севооборота: 1) кукуруза на зерно – горох – озимая пшеница; 2) подсолнечник – кукуруза на силос - овес. Чередование культур осуществлялось во времени в трех перезакладках – в 1993/1994 гг., 1994/1995 гг. и в 1995/1996 гг. (в числителе – годы основной обработки почвы, в знаменателе – посев первых культур звена).

Повторность – четырехкратная. Расположение делянок – одноярусное, систематическое. Посевная площадь делянок – 1440 м² (80х18), учетная – 4201200 м² в зависимости от культур и используемой техники.

Под все культуры вносились одинаковые нормы удобрений: N₄₅P₄₅K₄₅ – основное; в подкормку – 50 кг/га аммиачной селитры (весной – под озимые, под пропашные – при междурядной обработке).

Опыт №2 по изучению способов основной обработки почвы включал следующие варианты:

Вспашка на 25-27 см (контроль);
Обработка чизельным плугом на 38-40 см;
Поверхностная безотвальная обработка на 10-12 см;
Поверхностная отвальная обработка на 10-12 см;
Вспашка – поверхностная (чередование);
Чизельная – поверхностная (чередование);
Поверхностная – вспашка (чередование);
Поверхностная – чизельная (чередование).

Поверхностные безотвальный и отвальный способы обработки с применением соответственно культиватора КПЭ-3,8 и тяжелой дисковой бороны БДТ-7 были организованы путем разделения делянки на 2 части (вариант с бессменной поверхностной обработкой).

Перечисленные обработки проводились в звене севооборота: «подсолнечник – кукуруза на силос – озимая пшеница». Чередование культур осуществлялось во времени в трех перезакладках – в 1998/1999 гг., в 1999/2000 гг., в 2000/2001 гг. (в числителе – годы основной обработки почвы, в знаменателе – посев первых культур звена).

Опыт заложен в четырехкратной повторности. Расположение вариантов систематическое. Посевная площадь делянок – 980 м² (14х70), учетная – от 396 до 790 м².

На всех вариантах опыта применялись одинаковые нормы удобрений: под подсолнечник N₄₀P₆₀K₄₀ – основное, P₃₀ – припосевное; под кукурузу на силос N₆₀P₆₀K₆₀ – основное, N₃₀ – в подкормку; под озимые зерновые N₆₀P₄₀K₂₀ – основное.

В описанных экспериментальных объектах почва опытных участков – слитой чернозем, характеризующийся следующими показателями: содержание физической глины в слоях 0-22 и 22-57 см составляет 76,6 и 77,1%, гумуса – 4,7%; азота общего – 0,33-0,27% и 0,21-0,18%; фосфора общего – 0,17-0,11% и 0,15-0,11%. Сумма поглощенных оснований соответственно равна 40,3 и 39,0 мг/экв на 100 г почвы, рН – 6,2. Влажность завядания соответственно 20,7 и 22,9 %.

Для полей севооборота, в которых закладывался опыт по сочетанию норм удобрений с системами обработки почвы с соблюдением всех требований к научно-производственному опыту (Б.А. Доспехов, 1973), характерны те же значения за исключением некоторых различий в содержании гумуса, которое при первой, второй и третьей закладках соответственно составило 4,72-5,22%, 4,48-4,75% и 5,39-5,78%.

Исследования проводились в звене «озимая пшеница после однолетних трав – кукуруза на силос – подсолнечник – озимая пшеница» тремя закладками. Начало каждой закладки – 2003, 2004 и 2005 гг.

Схема опыта №3 состояла из следующих вариантов основной обработки почвы: 1) вспашка на 25-27 см ежегодно; 2) чизельная обработка на 38-40 см ежегодно; 3) поверхностная обработка на 10-12 см ежегодно; 4) комбинированная система обработок, в которой способ обработки устанавливался (выбирался) с учетом влажности почвы в слоях 0-10, 15-25 и 30-40 сантиметров.

Программой этого опыта были предусмотрены точные сроки – посев озимых в первой декаде октября, последняя (основная) осенняя обработка под яровые во второй половине октября.

Исследования проводились на двух фонах удобренности (табл. 1).

Таблица 1

Нормы удобрений в научно-производственном опыте, кг д.в./га

Культуры	Нормы удобрений
умеренная	высокая
основное	припосевное	подкормка	всего	основное	припосевное	подкормка	всего
1. Озимая пшеница	N₄₅P₃₀K₂₀	–	N₃₀	N₇₅P₃₀K₂₀	N₉₀P₆₀K₄₀	N₁₅P₁₅K₁₅	N₄₅	N₁₅₀P₇₅K₅₅
2. Кукуруза на силос	N₃₀P₃₀		N₃₀	N₇₅P₄₅K₁₅	N₉₀P₆₀	N₁₅P₁₅K₁₅	N₆₀P₄₀	N₁₆₅P₇₅K₅₅
3. Подсолнечник	N₃₀P₃₀	–	–	N₃₀P₃₀	N₆₀P₆₀	N₁₅P₁₅K₁₅	–	N₇₅P₇₅K₁₅
4. Озимая пшеница	N₄₅P₃₀K₂₀	–	N₃₀	N₇₅P₃₀K₂₀	N₉₀P₆₀K₄₀	N₁₅P₁₅K₁₅	N₄₅	N₁₅₀P₇₅K₅₅
На 1га	х	х	х	N₆₄P₃₄K₂₁	х	х	х	N₁₃₅P₇₅K₆₀

Опыт закладывался в трехкратной повторности – 3 блока с разным уровнем удобренности, в пределах которых накладывались варианты обработки почвы (3+3).

Посевная площадь делянок была 2500м² (10х250). Учетная площадь делянок была не меньше половины посевной. Расположение делянок было рендомизированным. Высевались семена первого класса районированных сортов и гибридов, применялись рекомендованные гербициды.

Исследования, наблюдения и анализы проводились в соответствии с общепринятыми методиками. Математическая обработка экспериментальных данных проведена методом дисперсионного анализа, описанного Б.А. Доспеховым (1973).

Экономическая эффективность определялась путем сопоставления стоимости продукции с затратами на ее производство. Использовались технологические карты, нормы выработки и оплаты труда, разработанные Адыгейским НИИСХ, усредненные рыночные цены на сельскохозяйственную продукцию и средства производства. Стоимость кормовых культур рассчитывалась как произведение содержащихся в их урожае кормовых единиц на цену зерна овса.

Энергетическая эффективность определялась на основе методики ВНИИЗ и ЗПЭ (В.М. Володин и др., 1999).

3. Агроэкологическая оценка земель Республики Адыгея. Земледелие характерно для четырех из семи природно-хозяйственных территориальных комплексов (ПХТК). Более 90% пашни расположено на склонах до 3º, однако учет рельефа необходим повсеместно в припойменных и прибалочных частях агроландшафтов, а также в предгорном волнисто-увалистом лесостепном ПХТК.

Преобладающие типы рельефа агроландшафтов:

равнинные плакорный и пойменный на склонах до 1º;
полевой и прибалочно-полевой с рассеивающими склонами до 3º;
припойменно(прибалочно)-полевой с поперечно-прямым профилем склонов до 3º;
равнинный пойменный, перемеживающийся склонами до 3-5º;
почвозащитный предгорного ПХТК на склонах 3-7º;
мелиоративно-ирригационный в поймах и дельтах рек.

Содержание гумуса относится к группе ограниченно управляемых факторов (по В.И. Кирюшину, А.Л. Иванову, 2005). Большая часть пахотных земель имеет пониженное и даже низкое содержание гумуса по существующей оценочной шкале. Поэтому при типизации агроландшафтов содержание гумуса необходимо увязывать с типом и гранулометрическим составом почвы.

Пониженное содержание азота, фосфора и калия (соответственно 50, 19 и 12% от площади пашни) не является препятствием при оценке пригодности пашни для возделывания конкретных культур, так как обеспеченность почв элементами минерального питания относится к группе управляемых факторов.

Наивысший балл бонитета – 92…97 – характерен для черноземов мощных и сверхмощных тяжелосуглинистого гранулометрического состава. На большей части пахотных земель он варьирует в пределах 52-81 – в основном черноземы слитые и выщелоченные уплотненные (в том числе слабосмытые) легкоглинистого и глинистого гранулометрического состава; балл бонитета меньше 50 (до 35) имеют почвы разной степени смытости – черноземы (выщелоченные, слитые, типичные и обыкновенные) среднескелетные и каменистые, слитые и мочковатые, а также темно-серые глеевые. Первые две из перечисленных бонитировочных групп представлены пашней, третья – естественными кормовыми угодьями и садами.

Из всех природных признаков почв, коррелирующих с урожайностью, особого внимания требует учет гранулометрического состава, так как при выделении переуплотненных почв в отдельные севообороты обеспечивается соответствие условий среды агроэкологических требований сельскохозяйственных культур и формируется база для дифференциации систем обработки почвы, чем создаются надежные ориентиры в плане оптимизации структуры посевных площадей и состава машинно-тракторного парка, материально-технического обеспечения сельхозпредприятий.

Результаты исследований в краткосрочных опытах по проблеме севооборотов в целом согласуются с выводами, сделанными на основании длительных стационарных опытов, заложенных в зонах Северного Кавказа с неустойчивой и достаточной влагообеспеченностью – выход продукции конкретного вида напрямую связан с долей культур, обеспечивающей получение этой продукции, а общая продуктивность пашни определяется насыщением (в допустимых размерах) высокоурожайными сельскохозяйственными растениями. Вместе с тем имел место случай снижения сбора кормопротеиновых единиц на 21% в плодосменном севообороте по сравнению с зернопропашным на слитом черноземе. Причина этого – низкая урожайность люцерны из-за недостаточной густоты растений.

Причиной низкой продуктивности многолетних трав и, соответственно, отсутствия их положительного влияния на агрофизическое состояние почвы тяжелого гранулометрического состава часто является недостаточная густота растений из-за низкой полевой всхожести семян. Последняя обусловлена значительной дифференциацией пахотного слоя по влажности, связанной с его строением. Возникает парадоксальная ситуация – фактор улучшения (притом фактор естественный) агрофизического состояния почвы не удается использовать из-за наличного агрофизического состояния. В благоприятные для получения всходов многолетних трав годы наблюдается их высокая урожайность, способствующая улучшению структуры почвы и повышению урожайности последующей озимой пшеницы (до 7,8 ц/га или 19%).

Таким образом, формирование энергоресурсосберегающей структуры посевных площадей с соответствующей системой севооборотов в сельхозпредприятиях республики не исчерпывается составом и чередованием культур, а является комплексной задачей, решаемой с учетом особенностей агроландшафта на основе достаточного материально-технического обеспечения, включая сервисное обслуживание. Исходной позицией является своевременная (в состоянии физической спелости) обработка уплотненных почв, обеспечивающая впоследствии возможность для экологизации воспроизводства их агрофизических свойств посредством включения в чередование многолетних трав и промежуточных посевов.

4. Влияние способов и систем обработки на агрофизические и агрохимические свойства слитого чернозема

4.1. Структурно-агрегатное состояние слитого чернозема

Для слитого чернозема характерна значительная дифференциация частей пахотного слоя по структурному состоянию. Лучшей структурой выделяется верхняя часть, что более интенсивной обработкой слоя 0-10 см и действием экологических факторов – более частое увлажнение и иссушение верхнего слоя почвы в летний период, большая вероятность его промерзания зимой.

В слоях 15-25 и 3040 см резко возрастает доля агрегатов более 10,0 мм в сравнении с посевным слоем. В верхнем слое почвы 0-10 см агрономически ценной фракции наиболее заметно убывает доля агрегатов от 0,25 мм до 3,0 мм – в четыре и пять раз соответственно в средней и нижней частях исследуемой толщи почвы. Содержание агрегатов менее 0,25 мм незначительно изменяется по слоям почвы или несколько уменьшается с глубиной.

Отмечено значительное варьирование структурно-агрегатного состава почвы по годам. Так, различия по количеству глыбистой фракции в посевном слое достигают 6-ти раз (от 9,6 до 53,2%), в нижележащих слоях – более 2-х раз.

Существенное значение имели и способы обработки почвы, влияние которых на долю глыбистой фракции также зависело от условий предшествующей осени.

Структурное состояние верхней десятисантиметровой толщи почвы, независимо от погодных условий предшествующей осени, несколько лучшим было после вспашки, худшим после поверхностной обработки, а после глубокой чизельной обработки находилось в промежуточном положении (рис. 1).

В слое 15-25 см после влажной осени структура была наихудшей по вспашке (доля глыбистых отдельностей под всеми культурами превысила 79%), а наилучшей по поверхностной обработке, где этот слой в меньшей степени подвергся механическому воздействию. После сухой осени различия между указанными вариантами сглаживались при заметном преимуществе глубокой чизельной обработки.

Доля глыбистых отдельностей в слое 30-40 см после влажной осени наибольшей оказалась при чизельной и наименьшей при поверхностной обработке под всеми культурами. После сухого и нормального увлажнения ко времени проведения основных обработок особых различий в связи со способами обработки здесь не выявлено.

Blog

Научное обоснование систем и способов обработки слитого чернозема в различных звеньях севооборотов в республике адыгея

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Культуры