Влияние основной обработки почвы и удобрений на продуктивность растений в звене севооборота в условиях республики татарстан

На правах рукописи

Макарова Ольга Ивановна

ВЛИЯНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ

ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ

РАСТЕНИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА В УСЛОВИЯХ

РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Йошкар-Ола – 2010

Диссертационная работа выполнена на кафедре растениеводства ФГОУ ВПО Казанского государственного аграрного университета 2006-2009 гг.

Научный руководитель:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор Таланов Иван Павлович
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор Новоселов Сергей Иванович
	кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Ильина Тамара Анатольевна
Ведущая организация:	ГНУ «Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» РАНСХН

Защита состоится « 12 » ноября 2010 г. в 15 час. на заседании диссертационного совета ДМ 212.116.02 в ГОУ ВПО «Марийский государственный университет» по адресу 424002 г. Йошкар-Ола, ул. Красноармейская, 71, ауд. 320.

Факс: 8(8362)424017, е- mail: [email protected].

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Марийский государственный университет», с авторефератом – на официальном сайте http: / [email protected].

Автореферат разослан « 4 » октября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Н. Ф. Маслова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение урожайности зерновых культур возможно при решении главной задачи – воспроизводства почвенного плодородия. Увеличением применения химических средств, использованием технических ресурсов невозможно поддерживать уровень плодородия почвы без внесения органических удобрений. Более того, вследствие большой дороговизны, минеральные удобрения с каждым годом применяются все меньше и меньше и вынесенные с урожаем питательные вещества не возвращаются в почву, что приводит к снижению пло­дородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур.

Для покрытия потребности в органическом веществе и достижения бездефицитного баланса гумуса в земледелии, необходимо использовать все доступные и экономически оправданные источники органических удобрений. Несмотря на это, в настоящее время еще недостаточно уделяется внимание применению биологических средств повышения плодородия почвы и урожайности возделываемых культур. Мало площадей многолетних бобовых трав, недостаточно вносятся органические удобрения и солома, слабо внедряется использование пожнивных сидератов. Из-за несоблюдения научно-обоснованной системы обработки, органическое вещество почвы быстро минерализуется, снижается ее плодородие.

Пути совершенствования систем основной обработки почвы в Республике Татарстан изучаются на протяжении многих лет. Ключевые положения этих исследований технически и практически обоснованы, прошли широкую производственную проверку. Однако проблемы снижения энергозатрат, степень адаптивности различных систем обработки почвы к конкретным условиям, в частности заделка органических (навоза, соломы, сидерата и др.) удобрений, накопление и сохранение продуктивной влаги, снижение засоренности и оптимизация фитосанитарного состояния посевов, агрофизических и агрохимических показателей почвы продолжают волновать ученых и практиков.

В связи с этим, длительное изучение элементов биологизации земледелия в сочетании с минеральными удобрениями, при различных способах основной обработки почвы является актуальной задачей в повышении эффективности сельскохозяйственного производства.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение эффективности длительного (на 13-14-15 годы) применения способов основной обработки серой лесной почвы и биогенных факторов в зернопаровом звене севооборота: озимая рожь – горох – яровая пшеница в условиях Республики Татарстан.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

– изучить влияние различных приемов основной обработки при биогенных факторах на агрофизические свойства, водный и пищевой режимы, биологическую активность и другие показатели плодородия серой лесной почвы;

– определить влияние изучаемых приемов на рост, развитие растений и фитосанитарное состояния посевов зерновых культур, урожайность и качество зерна;

– провести экономическую и энергетическую оценку изучаемых факторов.

Научная новизна. Впервые в длительном стационарном опыте на серой лесной почве Республики Татарстан в зернопаровом севообороте изучено влияние основной обработки почвы и удобрений на продуктивность растений, эффективность приемов основной обработки на фоне применения биологических факторов. Установлено, что при применении биологических факторов повышается эффективность приемов основной обработки, урожайность и качество зерна зерновых культур.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Применение комбинированной основной обработки почвы на фоне применения пожнивного сидерата и соломы способствует улучшению основных показателей плодородия почвы, ус­ловий для роста и развития растений и повышению урожайности зерновых культур.

2. Внесение промежуточного сидерата улучшает фитосанитарное состояние посевов зерновых культур.

3. Использование промежуточного сидерата и соломы зерновых культур на удобрение экономически и энергетически эффективно.

Практическая ценность. Комбинированная система основной обработки почвы обеспечивает улучшение фитосанитарного состояния и плодородия почвы, продуктивность зернового звена севооборота и повышает экономическую эффективность технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Полученные данные являются теоретической основой для разработки и совершенствования технологий возделывания сельскохозяйственных культур в адаптивном земледелии.

Реализация результатов исследований. Основные результаты исследований опубликованы в научных статьях, в сборниках научных трудов. Результаты исследований внедряются при возделывании зерновых культур в хозяйствах Республики Татарстан, а также используются при обучении студентов сельскохозяйственных вузов, слушателей курсов повышения квалификации руководителей и специалистов сельскохозяйственных предприятий.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на заседаниях кафедры общего земледелия и научных конференциях профессорско-преподаватель­ского состава Казанского ГАУ (2007-2009 гг.), Всероссийской научно-практической конференции (Казань, 2009), Международной научно-практической конференции (Йошкар-Ола, 2008; Казань, 2009), где получили положительную оценку.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей, в том числе 1 – в журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций производству. Работа изложена на 171 страницах компьютерного текста, содержит 35 таблиц, 10 рисунков, 28 приложений. Список литературы включает 222 наименования, в том числе 18 иностранных авторов.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили на стационарном опытном поле кафедры общего земледелия Казанского ГАУ заложенном в 1994 г. с различными видами севооборотов и приемами основной обработки почвы. Опыты проведены в восьмипольном зернопаровом севообороте с чередованием культур: чистый пар – озимая рожь – яровая пшеница – однолетние травы – озимая рожь – горох – яровая пшеница – ячмень. Нами изучалась отзывчивость культур в звене второй ротации севооборота: – озимая рожь (после однолетних трав) – горох – яровая пшеница в 2006-2009 гг. на приемы основной обработки почвы и фоны питания с применением биогенных факторов (соответственно культурам на 13-14-15 годы их постоянного применения, по представленной схеме опытов). Пахотный слой серой лесной почвы характеризовался следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса (по Тюрину) – 3,59 %, рН солевой вытяжки – 5,7, гидролитическая кислотность – 3,07 мг/экв., сумма поглощенных оснований 20,79 мг/экв., степень насыщенности основаниями – 30-39 %, содержание легкогидролизуемого азота 182 мг, подвижного Р2О5 и обменного К2О по Кирсанову соответственно 162 и 193 мг на 1 кг почвы. Мощность пахотного горизонта почвы – 24-26 см. Варианты опыта располагали в четырехкратной повторности, в двух закладках. Размещение вариантов систематическое. Учетная площадь делянки 70 м2 (10 7,0 м).

Схема опытов:

Фактор А – Основная обработка почвы

1. Отвальная вспашка. Постоянная разноглубинная обработка плугом ПН-4-35 на глубину 22-24, 24-26 см.

2. Комбинированная система основной обработки. Чередование обработки почвы: под озимую рожь после занятого пара – поверхностная обработка почвы (БДТ-3) на глубину 8-10 см; под горох – лущение стерни (ЛДГ-10) + вспашка (ПН-4-35) на 24-26 см; под яровую пшеницу – безотвальная обработка плугом ПН-4-35 с Мальцевскими корпусами на глубину 22-24 см.

Фактор В – Фон питания

1. Фон (минеральный) – контроль. Минеральные удобрения применяли из расчета на плановую урожайность.

2. Фон + солома. Заделку измельченной соломы после озимой ржи 3-4 т/га, гороха 2-2,2 т/га проводили тяжелыми дисковыми боронами БДТ-3 на глубину 8-10 см с добавлением компенсирующей дозы азота (10 кг д.в. на 1 т соломы);

3. Фон + пожнивной сидерат. После уборки озимой ржи и гороха проводили посев ярового рапса (сорт Хана, норма высева 18 кг/га) на зеленое удобрение, в первых числах октября зеленую массу (3,5-5,5 т/га) заделывали тяжелыми дисковыми боронами БДТ-3 на глубину 8-10 см.

При посеве озимой ржи использовался сорт Эстафета Татарстана с нормой высева 4,5 млн. всхожих семян на 1 га, гороха – сорт Казанец с нормой высева 1,2 млн., яровой пшеницы – сорт Мисс с нормой высева 6,0 млн. шт./га.

Фосфорные (10 кг д. в. вносили в рядки при посеве) и калийные удобрения – под основную обработку, азотные – под предпосевную культивацию и подкормки. Содержание основных элементов питания в пожнивных и корневых остатках после однолетних трав составило N – 66, Р – 21, К – 14, после озимой ржи: N – 33, Р – 9, К – 66; после гороха: N – 52, Р – 10, К – 18 кг/га. Химический состав сидерата (%) составил: N – 0,33, Р2О5 – 0,13, К2О – 0,94; соломы озимой ржи – N – 0,42, Р2О5 – 0,13, К2О – 0,98; соломы гороха – N – 1,40, Р2О5 – 0,36, К2О – 1,16.

Наблюдения, учеты и анализы проводили согласно следующим методикам и ГОСТам: фенологические наблюдения за развитием растений – по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985); полевую всхожесть и густоту стояния растений учитывали на площадках 0,25 м2 в восьмикратной повторности; число сохранности растений – в пробных снопах, взятых с этих же площадок; структуру урожая определяли в пробных снопах, взятых перед уборкой с постоянных площадок площадью 1 м2 в трех местах делянки. Урожайность зерна учитывали по делянкам сплошным обмолотом и делали пересчет на 14 % влажность и 100 % чистоту. Натуру зерна определяли на литровой пурке по ГОСТу 10840-85, массу 1000 семян – по ГОСТу 12042-88. Площадь листьев определяли методом высечек, содержание сухого вещества – высушиванием в сушильном шкафу при температуре 105 °С. Распространение, развитие и вредность вредителей и болезней учитывали по краткой методике обследования угодий на выявление вредителей и болезней сельскохозяйственных культур по методикам, рекомендованным ВИЗР, А. Е. Чумаковым (1967), Л. В. Кочман и Т. Е. Изотовой (1979). Плотность сложения почвы в динамике по слоям 0-10 и 10-20 см проводили на двух смежных повторностях опыта в двух местах каждой делянки (Б. А. Доспехов и др., 1977). Твердость почвы определяли твердомером М. Ф. Голубева. Структурно-агрегатный состав пахотного слоя после уборки урожая проводили по методу Савинова (Б. А. Доспехов и др., 1977). Определение влажности почвы проводили термостатно-весовым методом. Количество сорных растений подсчитывали на площадках 0,33 м2. Перед уборкой урожая учитывали также сухую биомассу сорняков. Гидролитическую кислотность определили по Г. Каппену (ГОСТ 26212-84), сумму поглощенных оснований – по Каппену-Гильковицу (ГОСТ 27821-88), гумус – по И. В. Тюрину (ГОСТ 26213-84), подвижный фосфор и обменный калий – по А. Т. Кирсанову (ГОСТ 26207-84). Энергетическую оценку проводили по методике Е. И. Базарова и Е. В. Глинки (1983). Расчеты экономической эффективности выполняли по методике ВНИИЭСХ. Статистическую обработку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа по Б. А. Доспехову (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Плотность сложения и твердость пахотного слоя почвы. Меньшая уплотненность почвы на посевах озимой ржи отмечалась по отвальной вспашке в фазе возобновления вегетации, а перед уборкой – по комбинированной обработке. На фоне с минеральными удобрениями она составила 1,08 и 1,12 г/см3, в варианте, где в севообороте используется пожнивной сидерат – 1,09-1,11, а солома – 1,07-1,11 г/см3. В нижнем слое почвы (0-20 см) плотность сложения увеличивалась и составила соответственно 1,11-1,17; 1,12-1,16; 1,11-1,14 г/см3. Перед уборкой урожая на всех вариантах опыта почва уплотнялась, однако на фонах применения биофакторов показатели плотности сложения снижались.

Перед посевом гороха плотность сложения по вариантам обработки почвы и фонов питания существенно не различалась. В слое 0-10 см ее показатели составили 1,07-1,10 г/см3, в слое 10-20 см – 1,14-1,17 г/см3. В фазе цветения гороха в слое 0-10 см в зависимости от приемов обработки почвы и фонов питания плотность сложения почвы изменялась от 1,16 до 1,20, в слое 10-20 см соответственно 1,18 и 1,21 г/см3. К уборке в слое 0-10 см почва под посевами гороха уплотнялась до 1,19-1,23 г/см3, в слое 10-20 см – до 1,28-1,32 г/см3 соответственно. Под посевами гороха в течение вегетации почва уплотнялась меньше по комбинированной обработке и при использовании биофакторов.

В посевах яровой пшеницы плотность сложения почвы в слое 0-10 см изменялась от 1,14 до 1,17, в слое 10-20 см – от 1,19 до 1,23 г/см3. К уборке урожая почва под посевами яровой пшеницы сильно уплотнялась и в нижнем 10-20 см слое достигала 1,31-1,35 г/см3.

Твердость почвы в посевах зерновых культур находилась в прямой зависимости от плотности сложения пахотного слоя. Применение комбинированной обработки, пожнивного сидерата и соломы способствовали повышению устойчивости почвы к уп­лотнению и поддержанию сравнительно низкой твердости почвы в течение вегетации.

Структурно-агрегатный состав почвы. Содержание структурных агрегатов размером 0,25-10 мм в посевах яровой пшеницы в слое 0-10 см на фоне биофакторов составило 45,9-57,4, на минеральном – 41,1-44,1 %. Аналогичные показатели отмечались и в слое почвы 10-20 см. Коэффициент структурности по минеральному фону был 0,75-0,88 %, на фоне применения пожнивного сидерата – 0,95-1,01, при внесении соломы – 1,14-1,32. Применение комбинированной обработки почвы обеспечивало большее содержание структурных агрегатов и коэффициент структурности на всех фонах питания, по сравнению со вспашкой.

В пахотном слое под посевами гороха на минеральном фоне общее содержание структурных агрегатов в слое 0-20 см составило 44,2-49,4 %, при использовании пожнивного сидерата – 51,8-55,0, и соломы – 56,4-58,9 %. Коэффициент структурности составил соответственно 0,79-0,97, 0,96-1,17 и 1,16-1,30. Структурность почвы на варианте комбинированной обработки почвы после уборки гороха на фоне минеральных удобрений в слое 0-20 см составила – 49,4 %, на фоне пожнивного сидерата – 55,0, соломы – 58,9 % или больше чем по вспашке на 5,2, 3,2 и 2,5 % соответственно.

Содержание структурных агрегатов по вспашке на минеральном фоне перед посевом яровой пшеницы в верхнем (0-10 см) слое почвы составило 48,1 %, при комбинированной обработке – 56,7, в 10-20 см – 53,5 и 59,0 % соответственно. При заделке пожнивного сидерата структурных агрегатов по вспашке в верхнем (0-10 см) слое почвы содержалось 50,8 %, в нижнем (10-20 см) слое – 56,4, применение соломы повысило их содержание до 53,5 и 62,1 %. Комбинированная обработка почвы увеличивала содержание структурных агрегатов по всем фонам питания, по сравнению со вспашкой.

Коэффициент структурности по вспашке на минеральном фоне равнялся 0,93-1,15, а по биофакторам – 1,03-1,29 и 1,64-1,75. По комбинированной обработке на минеральном фоне – 1,31 и 1,44, на фоне применения пожнивного сидерата – 1,45 и 1,75, по фону соломы он был 1,88 и 2,17 соответственно.

Глыбистость и скважность почвы. Комбинированная система обработки способствовала ее уменьшению, а вспашка – увеличению. После озимой ржи по комбинированной обработке глыбистость составила 19,7-22,8 %, после гороха – 17,3-19,7, после яровой пшеницы – 20,9-23,7, а по отвальной вспашке соответственно культурам 21,0-24,4 %, 19,6-21,4 и 23,5-26,0 %.

Пористость в верхнем слое (0-10 см) почвы на фоне применения пожнивного сидерата была 60,4 -69,7 %, по соломе соответственно – 64,5-71,3, против 49,1-56,2 % на минеральном фоне. В нижнем слое (10-20 см) общая порозность из-за уплотнения почвы уменьшалась по всем вариантам опыта, однако при применении биофакторов она повышалась по сравнению с минеральным фоном. На варианте комбинированной обработки, на фоне применения пожнивного сидерата, по сравнению с минеральным, общая пористость верхнего слоя почвы была выше на 13,5 %, а на фоне применения соломы – на 15,1 %. По вспашке разница между данными фонами составила соответственно 11,3 и 15,4 %.

Содержание продуктивной влаги в почве. По комбинированной обработке содержание продуктивной влаги в почве перед посевом озимой ржи в слое 0-100 см составило 90-91 мм, что на 5-6 мм больше чем по вспашке. Аналогичная закономерность наблюдалась и в период возобновления вегетации. По вспашке содержание продуктивной влаги в почве составило 165-186 мм, а на варианте с поверхностной обработкой – 169-191 мм.

Способы биологизации ко времени посева гороха способствовали большему (184-201 мм) накоплению продуктивной влаги в метровом слое, против 169-176 мм по минеральному фону. При комбинированной обработке почвы содержание продуктивной влаги по сравнению со вспашкой было больше перед посевом на 5-7 мм, в фазе цветения – на 11-15, перед уборкой – на 11-14 мм.

Содержание продуктивной влаги в метровом слое перед посевом яровой пшеницы было больше по вариантам комбинированной обработки почвы, особенно на фонах применения биофакторов и составило 197 и 192 мм, при 186 мм на минеральном фоне. В фазе цветения содержание продуктивной влаги на минеральном фоне составило 93-95 мм, а при использовании приемов биологизации – 104-116 мм соответственно.

Коэффициент водопотребления озимой ржи в среднем за 2 года был больше (70,4-66,1 мм/т) на фоне внесения соломы и меньше (66,3-62,0 мм/т) – при применении пожнивного сидерата, на минеральном фоне – соответственно 70,4-66,4 мм/т.

Меньшее потребление влаги на формирование единицы уро­жая гороха произошло на фоне биологических факторов: по пожнивному сидерату – 115,9-106,9 мм/т, соломы – 126,8-112,3, против 126,6-113,9 мм/т по минеральному фону.

На посевах яровой пшеницы водопотребление на формирование урожая по вариантам существенно не различалось.

Пищевой режим почвы. В период весеннего возобновления вегетации озимой ржи нитратного азота в слое почвы 0-10 см содержалось больше (59,7-68,1 мг/кг) по комбинированной обработке, а подвижного фосфора – 156,1-166,3 мг/кг, против 153,4-159 мг/кг по вспашке. Сравнительно меньше подвижного фосфора было в нижнем (10-20 см) слое почвы. Общая закономерность в содержании NРК по способам обработки сохранялась. В верхнем (0-10 см) слое почвы содержание обменного калия при комбинированной обработке составило соответственно 129,4-131,4 мг/кг при 128,1 по вспашке на минеральном фоне. В слое почвы (10-20 см) содержание обменного калия по всем вариантам опыта снижалось.

Динамика нитратного азота под посевами гороха в среднем за 2 года значительно изменялась в зависимости от способов основной обработки почвы и фона питания. Так, в слое 0-10 см перед посевом нитратного азота было больше при применении биофакторов по комбинированной системе 67,7 и 71,4 мг/кг, против 65,7 мг на минеральном фоне. В нижнем слое (10-20 см) различия в содержании нитратного азота на этих вариантах были существенны – соответственно 58,9 и 60,3 мг/кг по биофакторам и 56,8 мг – на минеральном фоне. Перед посевом гороха подвижного фосфора в слое 0-10 см больше содержалось по сравнению с отвальной вспашкой при комбинированной обработке: на минеральном фоне – на 3,2, на фоне пожнивного сидерата – на 1,7, при внесении соломы – на 3,5 мг/кг. В верхнем (0-10 см) слое почвы содержание обменного калия перед посевом гороха на фоне внесения биофакторов и комбинированной обработке составило соответственно 144,2-150,0 мг/кг, при 137,0 мг по вспашке на минеральном фоне.

В слое 0-10 см перед посевом яровой пшеницы нитратного азота на фонах с применением биофакторов содержалось больше, чем на минеральном фоне: по вспашке – на 9,2-15,3 мг/кг, при комбинированной обработке – на 13,9-16,7 мг/кг. В нижнем 10-20 см слое почвы прослеживалась общая тенденция уменьшения содержания нитратного азота по вариантам. В слое почвы 0-10 см перед посевом яровой пшеницы подвижного фосфора больше содержалось по комбинированной обработке на фоне использования пожнивного сидерата и соломы 162,4-166,7 мг/кг, на минеральном – 149,9 мг/кг. Сравнительно меньше подвижного фосфора было в слое 10-20 см и составило на этих вариантах соответственно 142,7-151,2 и 125,6 мг/кг. По вариантам отвальной вспашки, по сравнению с комбинированной обработкой в слое 0-10 см на минеральном фоне снижение подвижного фосфора произошло на 6,5, на фоне пожнивного сидерата – на 7,0, на фоне соломы – на 8,2 мг/кг. Аналогичное снижение этого элемента происходило и в нижнем 10-20 см слое почвы. Обменного калия в верхнем 0-10 см слое почвы содержалось больше, чем в нижнем. Так, на минеральном фоне по вспашке в начале вегетации в верхнем слое обменного калия содержалось 137,2 мг/кг, а в нижнем – 110,2 мг/кг. Перед уборкой в верхнем слое по данному варианту было 92,2 мг/кг обменного калия, а в нижнем – 95,6 мг/кг. Примерно такая же закономерность между слоями почвы была и по другим вариантам.

Биологическая активность почвы. Биологическая активность серой лесной почвы под посевами гороха и яровой пшеницы была выше в верхнем 0-10 см, чем в нижнем 10-20 см слое почвы. Разложение льняного полотна за 30 дней экспозиции под посевами гороха на минеральном фоне составило: в слое почвы 0-10 см по вспашке – 24,3 %, а в слое 10-20 см – 23,9, по комбинированной обработке – соответственно 30,3 и 28,5 %.

Разложение льняного полотна под посевами яровой пшеницы по вспашке при применении пожнивного сидерата и соломы в слое 0-10 см было выше на 9,2 и 19,7 %, по сравнению с минеральным фоном. По комбинированной обработке превышение составило – соответственно 13,9 и 18,3 %. За 60 дней экспозиции разложения льняного полотна по вариантам в слое 0-10 см достигало 35,1-55,4 %, в слое 10-20 см – 37,7-49,8 %.

Содержание органического вещества и гумуса в почве. Поступление пожнивных и корневых остатков после однолетних трав по отвальной вспашке на минеральном фоне в среднем за 2 года составило 3,89 т/га, на варианте, где в севообороте используется промежуточный сидерат – 4,17, солома – 3,0 т/га. При комбинированной обработке соответственно – 3,96, 4,25 и 4,11 т/га.

Количество пожнивных и корневых остатков после озимой ржи на минеральном фоне изменялось от 3,70 до 3,84 т/га. Из-за дополнительного внесения биомассы (пожнивного сидерата и соломы) поступление органического вещества по вспашке на фоне «пожнивной сидерат» в среднем за два года составило 7,51 и 8,15 т/га, от внесения соломы – 9,59-9,99 т, против 3,75-3,84 т/га на минеральном фоне.

Поступление органического вещества в почву по вариантам после гороха, под посев яровой пшеницы на варианте отвальной вспашки на минеральном фоне составило 2,72 т/га, по пожнивному сидерату – 7,46, по соломе – 4,72 т/га. При комбинированной обработке поступление органического вещества в почву соответственно по фонам питания составило 2,83, 8,07 и 4,84 т/га.

Биофакторы и способы основной обработки почвы по разно­му влияли на содержание гумуса. По вспашке, после уборки яровой пшеницы, на минеральном фоне произошло уменьшение гумуса на 0,01 %, по пожнивному сидерату – на 0,01, по соломе его содержание осталось без изменений. При комбинированной системе обработки почвы с применением биофактора содержание гумуса увеличивалось. На варианте с использованием промежуточного сидерата гумуса в почве содержалось 3,60 % (+ 0,01 %), а соломы – 3,61 (+ 0,02).

Сроки наступления фенологических фаз развития. В 2005 г. озимую рожь посеяли 17 августа, а в 2006 г. – 23 августа, полные всходы появились на 9 и 11 день. Межфазный период всходы – кущение составил соответственно 9 и 13 дней, прекращение вегетации растений наступило 15 октября. Возобновление вегетации озимой ржи началось в 20-25 числах апреля, созревание зерна произошло 27 и 31 июля. Продолжительность вегетационного периода озимой ржи составила соответственно 335 и 331 дней.

Сроки наступления фаз развития гороха и продолжительность межфазных периодов проходили при оптимальной влагообеспеченности посевов и тепловом режиме. Посев проводили 7 и 4 мая, всходы появились через 9 и 11 дней, цветение гороха началось через 43 и 46 дней после всходов. В целом, вегетационный период гороха в годы исследований составил 78 и 77 дней.

Посев яровой пшеницы проводили 7 и 4 мая, а полные всходы появились на 9 и 10 день. Межфазный период всходы – кущение в 2008 г. составил 13 дней, а 2009 г. из-за низкой температуры почвы и воздуха этот период увеличился до 16 дней. Продолжительность вегетационного периода яровой пшеницы в годы исследований изменялась от 84 до 88 дней.

Динамика нарастания листовой поверхности. В посевах озимой ржи уже к фазе выхода в трубку на минеральном фоне в зависимости от приемов обработки почвы площадь листьев растений в посевах достигла 18,5-20,2 тыс. м2/га, в фазе цветения – 30,1-32, к молочной спелости зерна из-за усыхания нижних листьев, ее показатели уменьшились до 26,4-26,7 тыс. м2/га. Превышение листовой поверхности в фазе выхода в трубку по пожнивному сидерату, по сравнению с минеральным фоном, составило 1,1-3,4 тыс. м2/га, в фазе цветения – 1,9-4,8, в молочной спелости – 1,7-4,8 тыс. м2/га, по соломе соответственно 1,2-1,9, 1,7-2,3 и 1,0-2,5 тыс. м2/га. При комбинированной системе обработки площадь листовой поверхности по сравнению со вспашкой была выше в среднем по фонам на 1,7-4,1 тыс. м2/га.

Превышение листовой поверхности гороха при комбинированной обработке, по сравнению со вспашкой, на минеральном фоне составило 1,2, по пожнивного сидерату – 2,5 и по соломе – 1,5 тыс. м2/га. В период завязывания бобов площадь листовой поверхности увеличилась, однако разница в показателях по вариантам сохранилась.

В фазе цветения площадь листьев растений яровой пшеницы на варианте с комбинированной системой обработки почвы на минеральном фоне составила 27,9 тыс. м2/га, по пожнивному сидерату – 33,0, по соломе – 30,3 тыс. м2/га, тогда как по вспашке эти показатели составили соответственно 26,6, 30,1 и 28,7 тыс. м2/га.

Динамика накопления сухой биомассы. Комбинированный способ основной обработки почвы способствовал увеличению сухой биомассы в фазе восковой спелости озимой ржи, по сравнению с отвальной вспашкой на минеральном фоне на 0,46 т/га, при внесении пожнивного сидерата – на 0,74, соломы – на 0,82 т/га. Более высокая биомасса растений сформировалась на фоне пожнивного сидерата и в зависимости от приемов основной обработки почвы составила 8,23-8,97 т/га, против 7,86-8,32 т/га на минеральном фоне.

В течение относительно короткой вегетации гороха наблюдалось быстрое накопление сухой биомассы. Если в первый срок определения (15 дней после всходов) сухая биомасса растений по вариантам опыта составила 0,61-0,93 т/га, то к фазе созревания зерна она увеличилась в среднем в 6,1-4,7 раза. В фа­зе созревания гороха по вспашке на минеральном фоне сухой биомассы накопилось 3,71 т/га, на вариантах комбинированной обработки почвы с применением биофакторов, соответственно 4,16 и 4,41 т/га.

Нарастание надземной массы от выхода в трубку до восковой спелости зерна яровой пшеницы на вариантах вспашки по пожнивному сидерату составило 4,84 т/га, по соломе – 4,62, против 4,49 т/га на минеральном фоне, по комбинированной обработке соответственно 5,06, 4,90 и 4,76 т/га.

Фитосанитарное состояние посевов. Учет засоренности показал, что перед посевом озимой ржи и уборкой яровой пшеницы в слое почвы 0-10 см на вариантах отвальной вспашки насчитывалось меньше семян сорняков, а по комбинированной обработке – больше. С увеличением глубины слоя почвы до 10-20 см количество семян сорняков было больше уже по отвальной вспашке.

В результате проведения обработок почвы и применения гербицидов на посевах озимой ржи и пшеницы, количество семян сорняков в почве по вариантам к уборке яровой пшеницы уменьшилось. Число семян сорняков по отвальной вспашке на минеральном фоне в 0-10 см слое почвы снизилась на 22,5 %, по комбинированной обработке – на 25,8 %. В слое 10-20 см по вариантам обработки почвы – на 12,8-15,9 % соответственно.

Результаты учета засоренности посевов в звене севооборота показали, что сравнительно меньше сорняков было на варианте вспашки. На минеральном фоне в фазе кущения озимой ржи содержалось 40 шт./м2, перед уборкой – 23 шт., на фоне пожнивного сидерата – 31 и 17 шт./м2, при применении соломы – 51 и 29 шт./м2. Воздушно-сухая масса сорняков на этих вариантах составляла соответственно 30,2, 22,7 и 29 2 г/м2.

При комбинированной системе обработки почвы засоренность посевов увеличивалась. На минеральном фоне она составила 44 и 31 шт., по пожнивному сидерату – 35 и 23, по соломе – 56 и 37 шт./м2. Воздушно-сухая масса сорняков на этих вариантах составила соответственно 29,4, 21,8 и 28,7 г/м2.

Закономерность изменения засоренности по способам обработки в посевах гороха и яровой пшеницы была аналогична посевам озимой ржи. Меньшая засоренность посевов на всех изучаемых культурах отмечалось на фоне применения пожнивного сидерата, а при внесении соломы – увеличивалась.

В фазе цветения озимой ржи на минеральном фоне по вспашке распространение корневой гнили составило 32 %, по комбинированной обработке – 37, развитие болезни соответственно 8,1 и 9,8 %.

Наименьшее поражение растений корневой гнилью было на фоне применения пожнивного сидерата, по вспашке распространение болезни составило 21 %, по комбинированной обработке – 26, развитие болезни соответственно 4,2 и 6,1 %. Наибольшее распространение и развитие корневой гнили происходило при применении соломы на вариантах с обработкой почвы. По отвальной вспашке на этом фоне распространенность болезни составила 41 %, развитие – 11,3, по комбинированной обработке соответственно – 53 и 16,2 %.

Распространенность корневой гнили в фазе цветения гороха по комбинированной обработке при внесении соломы, по сравнению со вспашкой на фоне применения пожнивного сидерата, возрастала на 23 %, развитие – на 8,5 %.

Увеличение пораженности растений яровой пшеницы корневой гнилью происходило при внесении соломы при комбинированной обработке: распространение составило 52 %, развитие – 15,8, против 25-6,7 % соответственно по вспашке на фоне внесения пожнивного сидерата.

Максимальная пораженность растений озимой ржи листовыми микозами была при использовании в севообороте измельченной соломы в качестве органических удобрений на вариантах с работкой почвы. Превышение пораженности растений листостебельными болезнями, по сравнению с вариантом, на котором в севообороте применялся подсевной сидерат, в фазе колошения по вспашке бурой ржавчиной составило 1,9 раз, мучнистой росой – в 1,8 и септориозом – 2,2 раза, при комбинированной обработке соответственно 1,7, 1,6 и 2,2 раза. Минеральный фон по пораженности листостебельными микозами занимал промежуточное положение.

По отвальной вспашке на фоне применения пожнивного сидерата в фазе колошения яровой пшеницы развитие болезни бурой ржавчиной составило 3,3 %, мучнистой росой – 7,1, септориозом – 3,1 %, тогда как по комбинированной обработке пораженность листьев повышалось соответственно до 4,8, 9,4 и 4,4 %.

Урожайность, структура и качество зерна. При основной обработке почвы сравнительно высокая урожайность сформировалась по комбинированной системе на всех фонах питания. В среднем по двум закладкам урожайность озимой ржи на минеральном фоне составила 3,92 т/га, по пожнивному сидерату – 4,37, соломе – 4,12 т/га, или больше чем по вспашке соответственно фонам питания на 0,32, 0,45 и 0,33 т/га (табл. 1). Урожайность гороха при применении пожнивного сидерата по вспашке составила 2,20 т/га, по комбинированной обработке – 2,42 т, что боль­ше чем на минеральном фоне соответственно на 0,25 и 0,29 т/га.

Превышение урожайности яровой пшеницы на фоне с пожнивным сидератом, по сравнению с минеральным, по вспашке составило 0,25 т, по комбинированной обработке – 0,24 т/га. Наиболее высокая урожайность зерна в звене севооборота сформировалась у культур на фоне пожнивного сидерата.

Количество растений озимой ржи на 1 м2 при комбинированной обработке почвы на минеральном фоне составило 309 шт./м2, на варианте с использованием в севообороте пожнивного сидерата – 326, а с использованием соломы – 313, по отвальной вспашке соответственно 295, 312 и 306 шт./м2.

Больше растений гороха к уборке сохранилось на 1 м2 при комбинированной обработке: на минеральном фоне – 88 шт./м2, пожнивном сидерате – 93, соломе – 91, что больше чем по вспашке соответственно на 3, 4 и 3 шт./м2.

Применение пожнивного сидерата способствовало увеличению количества зерен в бобе по сравнению с минеральным фоном и приемами обработки почвы на 0,18-0,20 шт., с внесением

соломы – на 0,12-0,1 шт., массы зерна с одного растения соответственно на 0,13-0,21 и на 0,05-0,08 г.

Больше (426-442 шт./м2) продуктивных стеблей яровой пше­ницы сформировалось на фоне применения пожнивного сидерата, на фоне соломы – 430-436, против 413-421 шт./м2 на минеральном фоне.

Более высокие значения показателей качества зерна озимой ржи были на варианте с внесением пожнивного сидерата по ком-

Таблица 1. Урожайность культур в звене севооборота, т/га

Варианты обработки (А)		Озимая рожь			Горох					Яровая пшеница					Суммар- ная урожай-ность
		2006 г.	2007 г.	средняя	2007 г.		2008 г.		средняя	2008 г.		2009 г.		сред- няя
I. Фон (минеральный) – контроль (В)
Вспашка Комбинированная		3,55 3,70	3,76 4,13	3,65 3,92	1,85 2,06		2.05 2,19		1,95 2.13		3,11 3,45		2,63 2,81	2,87 3,13	8,47 9,18
II. Фон + пожнивной сидерат
Вспашка Комбинированная	3,89 4,29		3,94 4,44	3,92 4,37	2,11 2,36	2.29 2,47		2,20 2,42			3,42 3,69		2,82 3,05	3,12 3,37	9,24 10,16
III. Фон + солома
Вспашка Комбинированная	3,72 3,92		3,87 4,32	3,79 4,12	1,92 2,19	2,17 2,33		2,05 2,26		3,29 3,53		2,63 2,91		2,96 3,22	8,80 9,6
НСР05	2006 г.		2007 г.		2007 г.	2008 г.				2008 г.		2008 г.
А В АВ	0,083 0,079 0,174		0,103 0,088 0,099		0,112 0,066 0,097	0,129 0,098 0,104				0,201 0,066 0,093		0,140 0,071 0,091

бинированной обработке почвы. Натура зерна на этом варианте

составила 680 г/л, число падения – 188 сек., содержание сырого протеина – 11,35 %, белка – 13,21, зольность – 6,10 %. что больше, чем на минеральном фоне по вспашке, соответственно на 15 г/л, 44 сек., 1,51, 1,50 и 0,71 %.

Зерно яровой пшеницы с большим содержанием белка и клейковины сформировалось на вариантах с применением комбинированной обработки почвы на фоне пожнивного сидерата и составило соответственно 14,16 и 29,1 %, против 13,48 и 27,5 % на минеральном фоне по вспашке (табл. 2).

2. Качество зерна яровой пшеницы

(среднее за 2008-2009 гг.)

Варианты обработки	Натура, г/л	Содержание, %		Группа клейковины	Стекловид ность, %
		белка	Клейко вины
I. Фон (минеральный) – контроль
Вспашка	745	13,48	27,5	III	61
Комбинированная	750	13,60	28,2	III	62
II. Фон + пожнивной сидерат
Вспашка	752	13,83	28,2	III	65
Комбинированная	755	14,16	29,1	II	67
III. Фон + солома
Вспашка	749	13,71	27,9	III	63
Комбинированная	752	14,94	28,5	III	64

НСР 05 А - 0,037; 0,272

В - 0,046; 0,333

АВ 0,065; 0,471

Стекловидность зерна была выше на фоне применения биофакторов: по комбинированной обработке – 67-64 %, по вспашке – 65-63, на минеральном фоне соответственно 62 и 61 %.

Экономическая и энергетическая эффективность изучае­мых приемов. Экономически наиболее эффективным при возделывании озимой ржи оказался вариант с комбинированной обработкой почвы, где в севообороте используется пожнивной сидерат: чистый доход составил 4751,6 руб./га, себестоимость 1 т зерна – 1712,7 руб., уровень рентабельности – 63,5 %, против 2207,1 руб./га, 2195,3 руб./т и 27,5 % по отвальной вспашке на минеральном фоне. На данном варианте был получен и наибольший (2,19) коэффициент превращения энергии.

Производственные затраты при возделывании гороха на фоне применения пожнивного сидерата увеличились на 490,3-449,1 руб./га, на фоне соломы – на 283,6-322,2 руб./га, по сравнению с минеральным фоном. Себестоимость 1 т зерна снизилась на этих фонах, по сравнению с минеральным фоном соответственно на 157,9-156,9 и 25,1-21,7 руб./т, чистый доход увеличился на 634,7-855,9 и 166,4-262,8 руб./га. Уровень рентабельности производства гороха по комбинированной обработке на минеральном фоне составил 57,5 %, против 34,2 % по вспашке, на фоне пожнивного сидерата соответственно 66,7 и 40,9 %, соломы – 58,7 и 35,3 %.

Экономически эффективным возделывание яровой пшеницы оказалось на варианте с использованием комбинированной обработки почвы на фоне применения пожнивного сидерата. Чистый доход на этом варианте составил 4129,4 руб./га, себестоимость 1 т зерна 2274,7 руб., уровень рентабельности – 53,9 %, коэффициент превращения энергии – 2,05, против 2049,8 руб./га, 2785,8 руб./т, 26,6 % и 1,72 по отвальной вспашке на минеральном фоне.

ВЫВОДЫ

1. Оптимальная плотность сложения пахотного слоя и твердость почвы под культурами в звене севооборота наблюдалась при комбинированной системе обработки на фоне применения биологических факторов.

2. Содержание структурных агрегатов было больше при комбинированной обработке, особенно на фоне применения биофакторов: под посевами озимой ржи – 50,2-56,9 %, под горохом – 55,0-58,9 и под яровой пшеницей – 63,7-68,5 %, меньше по отвальной вспашке на минеральном фоне – 42,8, 44,2 и 53,5 %.

Применение комбинированной обработки, пожнивного сидерата и соломы повышало общую пористость почвы, обеспечивало лучшее ее крошение, по сравнению со вспашкой.

3. Комбинированная обработка почвы способствовала большему накоплению продуктивной влаги в метровом слое почвы, особенно при использовании биологических факторов. В период возобновления вегетации озимой ржи содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы составило 169-191 мм, перед посевом гороха – 176-201 мм и перед посевом яровой пшеницы – 186-197 мм, по отвальной вспашке соответственно 165-186, 169-189 и 176-185 мм.

4. Наиболее высокое содержание азота, подвижного фосфора и обменного калия и усиление биологической активности почвы наблюдалось при комбинированной системе обработки почвы на фонах с биофакторами.

5. Применение отвальной вспашки и промежуточного сидерата снижало засоренность посевов и развитие болезней. Использование соломы увеличивало засоренность посевов и пораженность растений болезнями.

6. Формирование высокой урожайности зерновых культур в звене севооборота обеспечивалось при комбинированной системе обработки почвы на фоне применения биологических факторов. В среднем по двум закладкам урожайность составила: озимой ржи на минеральном фоне 3,92 т/га, по пожнивному сидерату – 4,37, по соломе – 4,12 т/га, гороха – 2,13, 2,42 и 2,26, яровой пшеницы, соответственно по фонам питания – 3,13, 3,37 и 3,22 т/га. Наиболее высокая урожайность зерна сформировалась при применении в севообороте пожнивного сидерата.

7. Формирование более высокой урожайности зерновых культур в звене севооборота по комбинированной обработке и применении биофакторов происходило за счет большего количества продуктивных стеблей, массы зерна с одного колоса и массы 1000 семян.

8. Более высокие значения показателей качества зерна озимой ржи и яровой пшеницы были на варианте с внесением пожнивного сидерата по комбинированной обработке почвы. Натура зерна озимой ржи на этом варианте была больше, чем на минеральном фоне: по вспашке – на 15 г/л, содержание сырого протеина – на 1,51 %, белка – на 1,5 %.

Натура зерна яровой пшеницы по комбинированной обработке почвы на фоне пожнивного сидерата составила 755 г/л, при 745 г/л по вспашке на минеральном фоне, содержание белка соответственно 14,16 и 13,48 %, клейковины – 29,1 и 27,5 %, стекловидность – 67 и 61 %.

10. Наиболее экономически и энергетически эффективным для возделывания озимой ржи, гороха и яровой пшеницы оказался вариант с комбинированной обработкой почвы при внесении в севообороте пожнивного сидерата. Чистый доход при возделывании данных культур соответственно составил 4751,6, 4356,4, 4129,4 руб./га, себестоимость 1 т зерна – 1712,7, 2699,8, 2274,7 руб., уровень рентабельности 63,5, 66,7, 53,9 %.

Коэффициент превращения энергии соответственно составил 2,19, 1,41, 2,05.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Для улучшения плодородия серой лесной почвы в условиях Республики Татарстан и получения высокой урожайности зерновых культур с хорошими технологическими показателями качества зерна рекомендуется:

1. Применять комбинированную систему обработки почвы в севообороте:

– под озимую рожь после занятого пара – поверхностная обработка почвы (БДТ-3) на глубину 8-10 см;

– под горох – лущение стерни (ЛДГ-10) + вспашка (ПН-4-35) на 24-26 см;

– под яровую пшеницу – безотвальная обработка плугом ПН-4-35 с Мальцевскими корпусами на глубину 22-24 см.

2. С целью улучшения агрофизических показателей и повышения плодородия почвы в севообороте можно использовать промежуточные сидераты и измельченную солому зерновых культур.

СПИСОК

работ соискателя, опубликованных по теме диссертации:

Ведущие рецензируемые научные журналы, рекомендованные ВАК Минобрнауки России для кандидатских диссертаций:

1. Таланов И. П. Влияние приемов основной обработки почвы и фонов питания на продуктивность культур в звене севооборота / И. П. Таланов, М. Р. Ахметзянов, О. И. Макарова, И. И. Ярмиев // Вестник Казанского ГАУ. – 2009. – № 3 (13) – С. 115-117.

Научные статьи:

2. Таланов И. П. Отзывчивость озимой ржи на применение биологических факторов при различных способах основной обработки почвы в условиях Предкамья Республики Татарстан / И. П. Таланов, М. Р. Ахметзянов, И. И. Ярмиев, О. И. Макарова / Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения // Материалы международной научно-практической конференции. Выпуск 10. – Йошкар-Ола, 2008. – С. 76-78.

3. Макарова О. И. Эффективность некоторых способов основной обработки почвы в сочетании с различными биологическими факторами. / О. И. Макарова, И. И. Ярмиев, М. Р. Ахметзянов, И. П. Таланов / Современные проблемы развития сельскохозяйственного производства и пути их развития // Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Выпуск 5. – Казань, 2009. – С. 196-200.

4. Таланов И. П. Использование факторов биологизации на продуктивность культур в звене севооборота / И. П. Таланов, М. Р. Ахметзянов, О. И. Макарова / Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию агрономического факультета Казанского ГАУ. – Казань, 2009. – С. 162-165.

5. Усманов И. Эффективность некоторых способов основной обра­ботки почвы под горох / И. Усманов, И. Юзаев, М. Р. Ахметзянов, О. И. Макарова / Достижения научно-исследовательской работы студентов в области агропромышленного комплекса // Материалы студенческой научной конференции агрономического факультета. – Казань, 2009. – С. 28-32.