Научное обоснование систем и способов обработки слитого чернозема в различных звеньях севооборотов в республике адыгея
| Вид материала | Автореферат |
- Агроэкономическое обоснование севооборотов и обработки почвы в сзао емельяновское Емельяновского, 360.03kb.
- С. Н. Волков Экономическое обоснование и эффективность укрупнения севооборотов, 89.86kb.
- Доклад руководителя Управления Роспотребнадзора по Республике Адыгея, 272.3kb.
- Приказ № 2011г г. Майкоп Опроведении в Республике Адыгея мероприятий, посвященных, 54.83kb.
- Министерство экономического развития и торговли республики адыгея, 484.47kb.
- Совершенствование технологического процесса переработки сои с использованием различных, 53.51kb.
- Постановление Кабинета Министров Республики Адыгея от 22 декабря 2008 года №202, 76.46kb.
- Комплекс мер по модернизации общего образования в муниципальном образовании «Город, 1147.43kb.
- «Проектирование структуры посевных площадей, системы севооборотов, обработки почвы, 906.62kb.
- Агробиологическое обоснование элементов технологии выращивания бахчевых культур в различных, 971.17kb.
А * Б*
Слой 0-10 см
Слой 15-25 см
Слой 30-40 см
Рис. 1. Влияние способов основной обработки под урожай (1998-2009 гг.) на глыбистость структуры слитого чернозема
* осадков за предшествующий месяц: А –1,5 нормы и больше,
Б – близко к норме и меньше
Поскольку зависимость структуры почвы от погодных условий ко времени проведения обработок была большей в сравнении с влиянием последних, а условия складывались неодинаково, то усредненные за годы исследований величины показателей по каждой культуре в отдельности оказались близкими. По этой же причине не обнаружено положительного влияния систем основных обработок. Их действие на структурное состояние почвы оказалось во все годы и под всеми культурами таким же (сравнительно лучшим или худшим), как и бессменных.
Этот факт явился основанием для изучения комбинированной системы, в которой способ основной обработки выбирался с учетом количества осадков ко времени ее проведения (табл. 2).
Таблица 2
Коэффициент структурности при бессменных и комбинированной системах обработки почвы (под пшеницей – после возобновления вегетации,
под кукурузой и подсолнечником – в период «посев – всходы»)
Культуры | Слои почвы, см | Варианты обработки почвы | |||
| вспашка на 25-27 см | чизельная на 38-40 см | поверхност ная на 10-12 см | комбинированная | ||
Озимая пшеница после однолетних трав (2004-2006 гг.) | 0-10 | 3,4 | 3,4 | 2,9 | 3,8 |
| 15-25 | 1,0 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | |
| 30-40 | 1,2 | 1,1 | 1,5 | 1,5 | |
Кукуруза на силос (2005-2007 гг.) | 0-10 | 2,0 | 2,1 | 2,5 | 2,7 |
| 15-25 | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,3 | |
| 30-40 | 0,3 | 0,2 | 0,3 | 0,3 | |
Подсолнечник (2006 2008 гг.) | 0-10 | 4,0 | 4,2 | 3,7 | 4,6 |
| 15-25 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,3 | |
| 30-40 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | |
Озимая пшеница (2007-2009 гг.) | 0-10 | 4,9 | 4,0 | 4,0 | 5,1 |
| 15-25 | 1,4 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | |
| 30-40 | 1,6 | 1,5 | 1,6 | 1,7 |
В разрезе отдельных культур значения коэффициента структурности, зависящего главным образом от содержания фракции крупнее 10 мм, оказались неодинаковыми, так как условия складывались по-разному. Однако, его усредненная величина за конкретные годы всегда была наибольшей в варианте комбинированной системы обработок.
Характерной особенностью структуры почвы под озимой пшеницей является тот факт, что после возобновления вегетации этой культуры коэффициент структурности бывает в средней и нижней частях исследуемой толщи почвы больше единицы, то есть в несколько раз большим по сравнению с яровыми сельскохозяйственными растениями. Объясняется это двумя причинами: отсутствием воздействия на почву тракторов и почвообрабатывающих орудий в весенний период, когда она обычно переувлажнена, а также действием корневой системы озимой пшеницы. Подтверждением этому служит факт худшей структуры под овсом, возделываемым в одни годы с озимой пшеницей в опыте по сравнению глубоких обработок, где доля глыбистой фракции оказалась в 2 раза большей, а коэффициент структурности в 3 раза меньшим.
4.2. Плотность почвы посевного слоя под всеми культурами и во все годы исследований оказалась в обратной связи с глыбистостью структуры. Наименьшими ее значения в среднем за три года были под горохом (0,94 0,98 г/см3) и овсом (0,94-0,96 г/см3), то есть под культурами раннего срока посева, где обработка влажной почвы обусловила большую долю агрегатов крупнее 10,0 мм (40,6-41,4 % под горохом и 49,5-53,0 % под овсом) и более высокими значениями при коэффициенте структурности – соответственно 1,3 и 0,8 0,9. В слоях 15-25 см и 30-40 см плотность почвы находилась в прямой связи со структурой, то есть с увеличением глыбистости (уменьшением коэффициента структурности) она несколько увеличивалась.
Варьирование плотности почвы по годам в слое 0-10 см под подсолнечником не превысило 0,05 г/см3, под кукурузой на силос оно составило 0,08 г/см3, а под озимой пшеницей достигло 0,10-0,13 г/см3. В слое 15-25 см колебания были большими также под озимой пшеницей, но их размах под всеми культурами меньшим, чем в посевном слое. Наиболее стабильной плотность почвы оказалась в нижней части исследуемой толщи во всех вариантах и под всеми культурами.
Плотность почвы в слое 0-10 см при поверхностной обработке, как в среднем за годы возделывания культур, так и в отдельные годы, была на уровне глубоких обработок. Здесь ее значение было наибольшим под озимой пшеницей (2001 и 2002 гг., также в среднем). Однако, в 2003 г., которому предшествовала влажная осень, она составила 0,96-0,98 г/см3.
Слой 15-25 см в наибольшей степени был уплотнен в вариантах со вспашкой (постоянной и в чередованиях). Среднее превышение относительно безотвальных обработок составило: под подсолнечником – 0,04-0,07 г/см3; под кукурузой на силос – 0,03-0,05 г/см3, под озимой пшеницей – 0,03-0,07 г/см3.
Значительно большими отмеченные различия были в отдельные годы. Так, в 2000 г. плотность почвы в средней части исследуемой толщи почвы под кукурузой на силос была по вспашке на 0,11-0,13 г/см3 больше, чем по поверхностной обработке; в 2003 г. под озимой пшеницей – на 0,14 0,16 г/см3. Объясняется это тем, что глубокие обработки в годы с влажной осенью оказывают отрицательное влияние на агрофизическое состояние указанного слоя, а поверхностная обработка на него не воздействует.
В слое 30-40 см плотность почвы была практически одинаковой в разрезе конкретных лет и культур. Исключением является только 2003 г., когда плотность почвы после возобновления вегетации озимой пшеницы здесь составила при глубоких обработках 1,38-1,39 г/см3, что на 0,09 0,11 г/см3 больше по сравнению с поверхностной обработкой.
В среднем за годы исследований вариант комбинированной системы выделялся лучшими значениями плотности почвы – в слое 0 10 см она была несколько больше, а в остальных частях 40-сантиметрового слоя несколько меньше по сравнению с иными вариантами, за исключением того способа обработки, который был выбран для корректировки.
Таким образом, дифференциация толщи почвы по плотности увеличивается с глубиной; величина плотности почвы в средней и нижней частях 40 сантиметрового слоя не превысила критических значений; плотность в посевном слое почвы более чем в половине случаев бывает меньше оптимальной; величина плотности почвы в большей степени связана с влажностью почвы при ее обработке (как и структура), чем непосредственно со способами обработки; различия в связи с изучаемыми вариантами в основном обнаруживаются в слое 15 25 см после обработки физически неспелой почвы.
4.3. Пористость почвы. Дифференциация слитого чернозема по структурному состоянию и плотности почвы обусловила дифференциацию строения пахотного слоя. Общая пористость посевного слоя была в пределах: под подсолнечником – 61,6-63,8%, под кукурузой на силос – 62,9 69,1%, под озимой пшеницей – 54,4-57,0 %, то есть относительно каждой культуры незначительной. Весьма заметные различия в общей пористости указанного слоя под разными культурами связаны с погодными условиями, отразившимися на влажности почвы при ее обработке. Варьирование общей пористости в годы исследований (во всех опытах) было в пределах: в слое 0-10 см – 53-68%, в слое 15-25 см – 52-57%, в слое 30-40 см – 48-55%.
Несколько большая общая пористость почвы в слое 15-25 см под всеми культурами отмечена при чизельной обработке и в чередовании «поверхностная – чизельная»: 58,6-59,0% – под подсолнечником; 57,7 58,3% – под кукурузой на силос; 56,5 56,7% – под озимой пшеницей. Однако в относительном выражении это превышение было весьма незначительным.
Комбинированный способ основной обработки почвы в связи с погодными условиями способствует улучшению сложения почвы. Благодаря ей уменьшение общей пористости в верхней части пахотного слоя достигает 5% (абсолютных), а в слоях 15-25 см и 30 40 см на столько же увеличивается.
Доля некапиллярных пор оказалась стабильно больше необходимой для нормального газообмена и составила почти половину общей пористости (отношение к капиллярным незначительно превышало единицу). Все же отношение некапиллярных и капиллярных промежутков в зависимости от обработки почвы было не одинаково неблагоприятным. В варианте с комбинированной системой обработок оно было несколько шире во всех слоях и под всеми культурами.
Изложенные факты убедительно свидетельствуют, что при решении вопроса обработки слитых черноземов необходимо одновременное определение структурно-агрегатного состава, плотности и строения почвы. Последнее является наиболее затратным по времени, что и обусловило необходимость разработки предлагаемого нового метода.
Предлагаемый метод определения пористости почвы отличается тем, что общая и некапиллярная пористость рассчитываются по результатам определения агрегатного состава и плотности.
Преимущества данного метода:
1. Большая производительность и меньший срок получения результата (до 4-х дней, что важно при диагностике на предмет выбора глубины обработки и целесообразности ее проведения на текущий момент);
2. При агрофизической оценке агроприемов важен комплексный учет показателей.
При использовании предложенного способа отпадает необходимость в применении специальных методов определения строения (сложения) почвы. Обычно определяют: 1) плотность (чаще всего), затем 2) агрегатный состав (реже), 3) водопрочность (еще реже), а сложение (из-за трудоемкости) определяется очень редко.
Метод применим в научных исследованиях и при диагностике.
Порядок расчетов следующий:
- Расчет общей пористости (Pобщ, %).
Робщ = Р/общ / V.
(%).- Расчет некапиллярной пористости (Pнк, %)
Рнк = Р/нк / 1,1 V.
(%).- Расчет капиллярной пористости (Pк, %)
Рк = Робщ - Рнк
Обозначения:
– общая пористость при V = 1,0 г/см3,V – плотность (объемная масса) почвы,
ℓ = 2,718 (основание натурального логарифма),
x – корень квадратный из средневзвешенного диаметра (в мм) всех агрегатов (включая >10,0 мм и <0,25 мм).
Примечание: При расчете средневзвешенного диаметра агрегатов для фракции >10,0 мм берется значение 11,0 мм; для фракции <0,25 мм – 0,13 мм, для фракции 10...5 мм – 7,5 мм; для фракции 5...3 мм – 4 мм; для фракции 3...2 мм – 2,5 мм; для фракции 2...1 мм – 1,5 мм; для фракции 1,0-0,5 мм – 0,75; для фракции 0,5...0,25 мм – 0,38 мм.
Исследования А.Г. Дояренко (1924), Д.И. Бурова (1970), В.П. Гордиенко (1976) и других авторов по изучению строения почвы методом насыщенных колонок свидетельствуют о следующем: по мере увеличения размеров структурных агрегатов общая и некапиллярная пористости увеличиваются, а капиллярная пористость уменьшается. Указанное увеличение при графическом изображении напоминает логарифмическую функцию, что обусловило поиск формулы, связывающей строение почвы с ее агрегатным составом и плотностью.
В микроструктурных или состоящих только из первичных частиц почвах некапиллярная пористость практически отсутствует, а общая представлена капиллярной пористостью. Агрофизический и математический смысл члена (10х) в формуле определения некапиллярной пористости заключается в том, что при размере микроагрегатов ≤ 0,1мм названная пористость маловероятна, а удесятеренная величина дает 1,0 (логарифм единицы равен нулю).
Коэффициенты в формулах (10,8 и 10,0), поправки
и 
, необходимость брать корень квадратный из средневзвешенного диаметра агрегатов установлены в процессе согласования результатов расчета с фактическими данными, полученными в исследованиях Адыгейского НИИСХ. Апробация на данных других научно-исследовательских учреждений свидетельствует о высокой сходимости результатов – отклонения не превысили 4-х относительных процентов.4.4. Влагообеспеченность посевов в зависимости от обработки почвы и норм удобрений
Приросты запасов продуктивной влаги к весне показаны на рисунке2, который наглядно свидетельствует о большей их величине на высокоудобренном фоне. Влияние способов основной обработки почвы проявилось также достаточно рельефно. На обоих фонах удобренности и во всех случаях (предшественник – возделываемая культура) пополнение влагозапасов было большим в варианте комбинированной системы способов основной обработки почвы в звене севооборота. На втором месте оказались приросты продуктивной влаги при глубокой чизельной обработке под кукурузу и подсолнечник, а под пшеницу после подсолнечника – при поверхностной обработке, оказавшейся под остальными культурами наименее эффективной.
Таким образом, анализ экспериментальных данных свидетельствует в пользу применения высоких норм удобрений в сочетании с выбором основных обработок почвы. Подтверждается это положительным влиянием на накопление в почве доступной для растений воды, более полным и экономичным расходованием ее на формирование урожайности.
4.5. Влияние способов обработки почвы и норм удобрений на ее агрохимические свойства
Отбор образцов почвы для определения доступных элементов минерального питания проводился в фазы интенсивного роста и развития культур в двух первых опытах из слоя 0-30 см, а в опыте по сочетанию обработок почвы с нормами удобрений – послойно из тех частей пахотного слоя, в которых изучались агрофизические показатели.
В опыте по сравнению способов глубокой обработки почвы и их чередований в среднем за годы исследований не выявлено особых различий в обеспеченности нитратной и аммонийной формами азота, содержание которых было неустойчивым по годам. Содержание подвижного фосфора в слое 0-30 см под всеми культурами опыта как в среднем, так и во все годы исследований соответствовало среднему уровню обеспеченности без особых различий между вариантами. Обеспеченность калием обменным под всеми культурами в указанном опыте колебалась по годам без связи с изучавшимися способами глубокой обработки почвы, а средние значения в разрезе каждой культуры оказались практически одинаковыми.
Рис. 2. Пополнение запасов продуктивной влаги в слое 0-150 см (мм) от уборки предшественников к весне
В опыте по сравнению вспашки с безотвальными (глубокой чизельной и поверхностной) обработками содержание нитратного азота также было неустойчивым по годам и по вариантам опыта. Под озимой пшеницей его количество в 1998 г. было наибольшим за весь период данного опыта, и при поверхностных обработках на 30-36% больше, чем при вспашке и чизельной обработке. В 2001 г., напротив, азота нитратов при бессменной вспашке содержалось почти в три раза больше (после кукурузы на силос) в сравнении с поверхностными обработками, где величина данного показателя относительно 1998 г. уменьшилась в 6-7 раз после кукурузы на силос и в 2,4…3,1 раза – после клевера.
В содержании нитратного азота по годам важно отметить следующее обстоятельство – действие чередования способов основной обработки почвы на обеспеченность посевов возделываемых полевых культур в каждом конкретном году было таким же, как и влияние ежегодных обработок. Например, в 2001 г. под озимой пшеницей по кукурузе на силос количество N-NO3 составило 9,6 и 8,2 мг/кг соответственно при бессменной глубокой отвальной обработке и в варианте «поверхностная обработка – вспашка», 5,4 и 5,7 мг/кг соответственно при ежегодной глубокой безотвальной обработке и в чередовании «поверхностная обработка – чизельная на 38-40 см». При поверхностных обработках содержалось 3,3-3,5 мг/кг N-NO3, а в вариантах «вспашка – поверхностная» и «чизельная – поверхностная» соответственно 4,0 и 3,3 мг/кг почвы.
В динамике аммонийного азота по годам просматривается такая же закономерность, что и у азота нитратного – действие чередующихся способов аналогично действию постоянных способов основной обработки почвы в конкретные годы. Данному факту возможно только одно объяснение, заключающееся в связи процессов нитрификации и аммонификации с агрофизическим состоянием почвы, а последнее зависит от способа обработки почвы.
В опыте по сочетанию обработок почвы с нормами удобрений образцы отбирались послойно под подсолнечником. Как в среднем за период исследований, так и в динамике по годам, наибольшее количество нитратного азота отмечено в слое 15-25 см, наименьшее – в посевном слое, а в нижней части пахотного слоя оно было промежуточным. Эти различия связаны с неодинаковыми условиями для нитрификации: влажностью почвы, наличием кислорода в почвенном воздухе.
Относительное увеличение содержания N-NO3 в вариантах с высокой нормой удобренности было примерно одинаковым при всех способах обработки почвы: в слоях 0-10 см, 15-25 см и 30-40 см соответственно в 3,5 3,8; 2,8-3,1 и 2,4-2,7 раз. Однако, абсолютное количество оказалось различным. В среднем за годы исследований на умеренно удобренном фоне количество нитратного азота при глубокой безотвальной обработке было на 20 и 33% больше, чем соответственно при вспашке и поверхностной обработке, а на высокоудобренном фоне различия были несущественны.
В слое 15-25 см разница между наибольшим (вспашка) и наименьшим (поверхностная обработка) значениями в содержании N-NO3 составила 18% при умеренной норме удобренности, а при высокой увеличилась до 21% при том, что в последнем случае на первом месте оказался вариант чизельной обработки, по сравнению с которым различие составило 26 %. В нижней части исследуемой толщи больше рассматриваемой доступной формы азота было при глубокой чизельной обработке, а меньше при поверхностной – на 3,6 и 6,6 мг/кг или на 37 и 28% соответственно при умеренной и высокой нормах удобрений.
В содержании аммонийного азота также наблюдалась дифференциация по частям пахотного слоя и значительное увеличение на высоком фоне удобренности. Меньше его было в верхней части, что связано с высокой аэрацией из-за рыхлого сложения; больше – в средней части благодаря лучшему увлажнению в сравнении с посевным слоем, а также адсорбции аммиака, поступающего из нижних горизонтов; количество N-NН4 в нижней части устойчиво имело промежуточное значение.
Увеличение содержания аммонийного азота на высокоудобренном фоне было меньшим, чем нитратного, и в среднем за три года исследований составило 1,7-2,4 раза в сравнении с умеренной нормой удобрений. Его варьирование в динамике по годам также было меньшим.
Как в среднем за период наблюдений, так и в отдельные годы содержание аммонийного азота в почве было больше в вариантах чизельной и комбинированной обработок в сравнении с другими способами обработки.
По результатам определения фосфора подвижного его содержание в годы исследований по практикуемой оценочной шкале было следующим: в слое 0 10 см при умеренных нормах удобрений – повышенным (в 2009 г. высоким), при высоких нормах удобрений – высоким (в 2008 г. очень высоким); в слое 15 25 см – средним и повышенным на фоне умеренных норм удобрений, а при высоком уровне удобренности повышенным и высоким (в 2008 г. очень высоким); в слое 30-40 см – низким на обоих фонах удобренности.
В среднем по трем закладкам больше подвижного фосфора при умеренных нормах удобрений содержалось в вариантах с глубокими (отвальной и безотвальной) основными обработками. При поверхностной обработке его снижение в верхней и нижней частях пахотного слоя было незначительным, а в среднем достигло 29-32 %.
На высокоудобренном фоне содержание подвижного фосфора в среднем увеличилось: в слое 0-10 см – в 1,4-1,5 раза; в слое 15-25 см – по вспашке, чизельной и поверхностной обработкам соответственно в 1,8 2,3 раза; в слое 30-40 см – в 1,1 раза по глубоким обработкам, а по поверхностной оно даже уменьшилось на 15 %.
Лучшая обеспеченность подвижным фосфором при глубокой чизельной обработке и снижение ее в нижних частях сравниваемой толщи почвы независимо от способа обработки согласуются с данными В.М. Кильдюшкина (2005), полученными на слабосмытых Предкавказских черноземах.
Если содержание фосфора подвижного в посевном слое было наибольшим, то калия обменного – наименьшим при всех способах основной обработки почвы. В нижележащих слоях почвы его содержание было на 32-38% больше, чем в посевном.
Под влиянием высокой нормы удобрений содержание обменного калия изменялось незначительно. Не обнаружено различий и в связи со способами обработки почвы.
Таким образом, комбинированная система обработок в сочетании с высокими нормами удобрений обеспечивают существенное улучшение питательного режима почвы.
4.6. Баланс гумуса в зависимости от способов обработки почвы и норм удобрений
Исследования проводились в опыте по сочетанию обработок почвы с нормами удобрений. Образцы почвы отбирались послойно после уборки, предшествовавшей первой культуре звена, и после уборки замыкающей звено культуры.
Изменения содержания гумуса в весовом выражении приведены в таблице 3. На фоне умеренных норм минеральных удобрений расход его по вспашке уменьшался в 5 раз от верхнего слоя к нижнему, а по чизельной и поверхностной обработкам увеличивался в средней части. Наименьшая убыль гумуса отмечалась в варианте с комбинированной обработкой – 665 кг/га, а по вспашке и безотвальным обработкам была соответственно почти в полтора и два раза большей.
На фоне высоких норм удобрений наибольший прирост в содержании гумуса обеспечил вариант комбинированной обработки, в котором увеличение количества гумуса имело место во всех частях сорокасантиметрового слоя. Относительно указанного варианта по поверхностной обработке прибавка гумуса была меньшей в 2,2 раза и оказалась наименьшей в опыте, несмотря на наибольший прирост в верхнем слое.
Таблица 3
Баланс гумуса (+, - ) в звене «озимая пшеница – кукуруза на силос – подсолнечник – озимая пшеница» в зависимости от обработки почвы и норм удобрений,
кг/га севооборотной площади. Среднее по трем закладкам (2003-2009 гг.)
| Варианты основной обработки почвы | Слои почвы, см | Нормы удобрений | |
| умеренная | высокая | ||
| Вспашка на 25-27 см | 0-10 | -475 | 0,0 |
| 15-25 | -375 | +518 | |
| 30-40 | -95 | +187 | |
| 0-40 | -915 | +705 | |
| Чизельная на 38-40 см | 0-10 | -95 | +95 |
| 15-25 | -803 | +345 | |
| 30-40 | -187 | +187 | |
| 0-40 | -1085 | +627 | |
| Поверхностная на 10-12 см | 0-10 | -380 | +570 |
| 15-25 | -863 | -173 | |
| 30-40 | 0,0 | 0,0 | |
| 0-40 | -1143 | +397 | |
| Комбинированная | 0-10 | -285 | +380 |
| 15-25 | -190 | +518 | |
| 30-40 | -190 | +375 | |
| 0-40 | -665 | +1273 |
Таким образом, умеренные нормы удобрений не обеспечивают уравновешенный баланс гумуса независимо от систем обработки почвы. Прирост гумуса, равномерный по частям пахотного слоя, достигается при сочетании комбинированной системы обработки почвы с высокими нормами удобрений.
5. Продуктивность сельскохозяйственных культур в зависимости от основной обработки почвы и удобрений
5.1. Полевая всхожесть семян и густота растений
Полевая всхожесть семян в опыте с глубокими обработками была низкой у всех культур, что связано с долей глыбистых отдельностей в структурно-агрегатном составе почвы. У кукурузы на зерно и подсолнечника наименьшей она была в 1994 г. и составила соответственно 28-31% и 39-42%, наибольшей – в 1996 г. У кукурузы на силос наибольшая полевая всхожесть отмечена также в 1996 г. – 81,9 88,3%, а наименьшая – в 1997 г. – 58,5-61,2 %.
Причина низкой всхожести очевидная – рыхлое сложение посевного слоя слитого чернозема, которое увеличивается из-за обработки физически неспелой почвы. Следствием является плохой контакт семян с почвой, быстрое иссушение ее верхнего слоя как в атмосферу конвекционно-диффузным путем, так и опускание в нижележащие слои по градиенту плотности.
В годы с отсутствием осадков в посевной период полевая всхожесть семян была очень низкой.
Густота перед уборкой растений подсолнечника, кукурузы на зерно и силос была на оптимальном уровне только в 1996 г. (когда было высеяно по 70 тыс/га всхожих семян кукурузы), и значительную роль в ее формировании сыграла сохранность растений ко времени уборки. У кукурузы на зерно убыль растений к уборке составила 22-23%, у подсолнечника – 5,6-7,3%, у кукурузы на силос – 5,6-7,3 %.
Самая большая убыль растений (в разрезе всех рассматриваемых культур) отмечена в 1995 г. По вспашке и глубокой безотвальной обработке она составила 43,3 и 30,2% у кукурузы на зерно, у подсолнечника соответственно 30,0 и 24,8 %. Меньшей была убыль растений по чизельной обработке и в остальные годы: в 1994 г. у кукурузы на зерно – в 1,8 раза, у подсолнечника – в 5,9 раз; в 1996 г. у подсолнечника – в 1,3 раза; у кукурузы на силос в 1995 г. – более чем в два раза.
Естественная убыль в период вегетации обычно бывает связана с тем, что корневая система позже взошедших растений не успевает за влагой, и они погибают. Однако это имело место и во влажные годы, что можно объяснять за счет эффекта, аналогичного вымоканию. После выпадения более 50 мм осадков за короткий период даже верхний слой слитого чернозема в течение продолжительного времени (5 и более дней в зависимости от выпавших осадков) бывает переувлажненным. По мере опускания гравитационной воды переувлажненными бывают и нижележащие слои. При близкой к полной влагоемкости влажности почвы определенные участки корневой системы оказываются в условиях нехватки или полного отсутствия кислорода, что при последующих стрессовых ситуациях становится причиной гибели растений.
В опыте по сочетанию обработок почвы с нормами удобрений изреживание озимой пшеницы было весьма заметным к весне 2004 г., когда за февраль выпало 2,7 месячной нормы осадков – на фоне умеренной удобренности по поверхностной обработке убыль растений составила 24,6%. Очень высокой была указанная убыль растений в 2005 г. из-за того, что во второй декаде марта выпало 223 мм осадков, а всего за месяц 341 мм (726% нормы). В указанном году изреживание было наибольшим при поверхностной обработке (52,1%), наименьшим – при глубокой безотвальной обработке (39,2%). На фоне высокой нормы удобрений уменьшение густоты растений пшеницы было значительно меньшим – по поверхностной и чизельной обработкам соответственно 34,0 и 17,7%.
Отрицательное влияние поверхностной обработки на полевую всхожесть кукурузы на силос имело место в 2005 г. – 79,6% при 86,5% в варианте комбинированной обработки.
Полевая всхожесть подсолнечника была практически одинаковой во все годы и во всех вариантах опыта. Наибольшее изреживание растений здесь отмечено в 2008 г., когда в последней декаде мая выпало больше 2,5 норм осадков.
Изреживание подсолнечника и других культур было меньшим в варианте с комбинированной обработкой, а на фоне высоких норм удобрений оно уменьшалось в 2,0-2,5 раза.
5.2. Засоренность посевов сельскохозяйственных культур
В результате исследований установлено большое видовое разнообразие сорного компонента агроценозов, количество однолетних сорняков за период вегетации культур значительно уменьшается (в 3-7 раз), а многолетних увеличивается или остается на прежнем уровне и последние обычно преобладают в общей массе сорной растительности ко времени уборки.
В опыте с глубокими обработками почвы различия между вариантами «вспашка» и «щелевание + вспашка» практически не обнаружены, так как воздействию щелевания подвергалась незначительная часть обрабатываемой поверхности. Весьма заметными они оказались при сравнении вспашки с глубокой безотвальной обработкой. В последнем случае количество многолетних сорняков перед уборкой было в 1,5-2,5 раза большим, чем на остальных вариантах опыта.
Данные по засоренности посевов во втором опыте (по изучению способов основной обработки почвы) представлены в таблице 4.
В начале вегетации общее количество сорняков в вариантах с чизельной и поверхностной обработками было большим по сравнению со вспашкой. Под кукурузой на силос это превышение достигло соответственно 38 и 48 %.
Ко времени уборки общая засоренность уменьшалась в 2-5 раз, но количество многолетних сорных растений увеличилось в полтора-два раза.
Увеличение массы всех сорняков при чизельной и поверхностной обработках по отношению к вспашке составило соответственно 16 и 21% у подсолнечника, к уборке озимой пшеницы не превысило 10%, а в посевах кукурузы на силос различия практически не обнаружены (табл. 5).
Таблица 4
Засоренность посевов в опыте по изучению способов основной обработки почвы, шт/м2 Среднее за указанные годы
| Варианты обработки почвы | Начало вегетации | Перед уборкой | ||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
| Подсолнечник, 1999-2001 гг. | ||||||
| Вспашка на 25-27 см | 84 | 81 | 3 | 32 | 26 | 6 |
| Чизельная на 38-40 см | 116 | 112 | 4 | 40 | 32 | 8 |
| Поверхностная на 10-12 см | 124 | 119 | 5 | 42 | 33 | 9 |
| Кукуруза на силос, 2000-2002 гг. | ||||||
| Вспашка на 25-27 см | 135 | 132 | 3 | 70 | 66 | 4 |
| Чизельная на 38-40 см | 149 | 145 | 4 | 80 | 73 | 7 |
| Поверхностная на 10-12 см | 152 | 149 | 3 | 84 | 77 | 7 |
| Озимая пшеница, 2001-2003 гг. | ||||||
| Вспашка на 25-27 см | 95 | 92 | 3 | 16 | 11 | 5 |
| Чизельная на 38-40 см | 102 | 97 | 5 | 19 | 11 | 8 |
| Поверхностная на 10-12 см | 112 | 108 | 4 | 22 | 14 | 8 |
1 – всего, 2 – однолетних, 3 – многолетних.
Таблица 5
Сырая масса сорняков перед уборкой
в опыте по изучению способов основной обработки почвы, г/м2
| Вспашка на 25-27 см | Чизельная на 38-40 см | Поверхностная на 10-12 см | ||||||
| одно-летних | много-летних | всего | одно-летних | много-летних | всего | одно-летних | много-летних | всего |
| Подсолнечник, 1999-2001 гг. | ||||||||
| 155,1 | 186,0 | 341,1 | 175,6 | 220,1 | 395,7 | 186,1 | 272,2 | 413,3 |
| Кукуруза на силос, 2000-2002 гг. | ||||||||
| 201,1 | 106,3 | 307,4 | 191,5 | 109,1 | 300,6 | 141,6 | 150,3 | 291,9 |
| Озимая пшеница, 2001-2003 гг. | ||||||||
| 46,6 | 87,8 | 134,4 | 32,4 | 113,0 | 145,4 | 27,8 | 119,6 | 147,4 |
Результаты опыта по сочетанию обработок почвы с нормами удобрений подтвердили выявленные ранее закономерности (табл. 6).
Повышение норм удобрений на слитых черноземах не привело к увеличению массы сорного компонента. В варианте с комбинированной обработкой масса сорняков была меньшей, чем по вспашке, чизельной и поверхностной обработкам.
Первое объясняется усилением конкурентной способности культурной части агроценоза благодаря лучшей выживаемости (увеличению густоты) растений при высоких нормах удобрений. Второе также можно отчасти объяснить усилением конкурентной способности, а также за счет большей гибели сорняков при комбинированной обработке почвы.