Продуктивность звеньев севооборотов с разным уровнем насыщения бобовыми культурами при различных способах основной обработки дерново-подзолистой почвы

Сведения о предстоящей защите диссертации

СОБОЛЕВ Сергей Викторович

«Продуктивность звеньев севооборотов с разным уровнем насыщения бобовыми культурами при различных способах основной обработки дерново-подзолистой почвы»

06.01.01

сельскохозяйственные науки

Д 006.049.01

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечернозёмной зоны

143026, Московская область, Одинцовский район, пос. Немчиновка-1, ул. Калинина, дом 1, НИИСХ ЦРНЗ

Тел. 591-83-91 и 591-87-54

Адрес электронной почты диссертационного совета - Email: [email protected]

Дата защиты диссертации – 29 мая 2007 года, в 13 часов 30 минут.

На правах рукописи

СОБОЛЕВ Сергей Викторович

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНЬЕВ СЕВООБОРОТОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ НАСЫЩЕНИЯ БОБОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

Специальность: 06.01.01. – «Общее земледелие»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2007

Диссертационная работа выполнена в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечернозёмной зоны в 2003-2005гг. Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Кирдин Владимир Филиппович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

профессор

Федорищев Виктор Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук

Верещак Михаил Владимирович

Ведущая организация: Российский Государственный аграрный заочный университет (РГАЗУ)

Защита состоится « 29 » мая 2007 года в 13 30 часов на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечернозёмной зоны по адресу: 143026, Московская обл., Одинцовский район, п. Немчиновка - 1,

ул. Калинина дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ ЦРНЗ

Автореферат разослан « 24 » апреля 2007 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Мерзликин А.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Стремление к улучшению качества растениеводческой и животноводческой продукции, свободной от избыточного накопления вредных примесей тяжёлых металлов, продуктов метаболизма азота и других агрохимикатов, а также дороговизна и отсутствие широкого ассортимента и достаточного количества промышленных минеральных удобрений, низкий выход навоза, обусловленный резким спадом поголовья КРС, подвигает отечественных сельхозтоваропроизводителей к освоению приёмов биологического земледелия, основанного на повышении роли биологического азота в формировании урожайности возделываемых культур.

В связи с этим особую актуальность и новизну представляет комплексное изучение в севообороте при возделывании новых сортов сельскохозяйственных культур, как способов основной обработки почвы и систем удобрения, так и приёмов биологизации земледелия, позволяющих дать наиболее полную и научнообоснованную оценку влияния их на продуктивность культур и состояния плодородия зональных почв.

Цели и задачи исследований. Целью исследований является совершенствование технологий возделывания зерновых и зернобобовых культур в зерно-паровых звеньях биологизированных севооборотах, с различным уровнем накопления биологического азота в системе адаптивно-ландшафтного земледелия и решения в этой связи следующих задач:

- изучить влияние приёмов биологизации земледелия и систем удобрения на урожайность и качество зерна озимого тритикале, яровой пшеницы и пелюшки в зависимости от различных способов основной обработки почвы;

- выявить влияние приёмов биологизации земледелия, способов почвообработки и систем удобрения на плотность сложения пахотного слоя почвы и её биологическую активность;

- определить направленность изменения агрохимических показателей пахотного слоя под влиянием приёмов биологизации земледелия, систем удобрения и почвообработки;

- дать балансовую, энергетическую и экономическую оценку изучаемым приёмам;

Научная новизна. Впервые для условий ЦРНЗ в одном полевом эксперименте проведено комплексное изучение влияния приемов биологизации земледелия и агротехнических факторов на урожайность новых сортов зерновых и зернобобовых культур, продуктивность пашни, качественные показатели получаемой продукции и воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв. Показано, что использование в зернопаровом звене севооборота люпина на сидерат и включение зернобобовой культуры позволяет, за счет усиления накопления биологического азота, значительно повысить продуктивность пашни, экономическую и биоэнергетическую эффективность возделывания культур.

Практическая значимость. Исследованиями доказано, что при возделывании в биологизированных севооборотах новых сортов озимого тритикале и пелюшки высокий уровень урожайности, достигался на органо-минеральных системах удобрения без внесения минерального азота.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-технических советах технологического центра по земледелию в НИИСХ ЦРНЗ (Москва 2003, 2004).

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 133 листах машинописного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству, списка литературы, включающего 164 наименования (из них 28 иностранных) и приложения.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Условия проведения опыта. Исследования проводились в 2003-2005 гг. в стационарном полевом опыте НИИСХ ЦРНЗ на дерново-подзолистой среднесуглинистой, среднеокультуренной почве со следующей агрохимической характеристикой: содержание гумуса по Тюрину – 1,88-1,91%

по Кирсанову Р2О5 -152-200 мг/кг, К2О – 55-82 мг/кг, рН 5,6-5,8, Нг 2,60 мг-экв/100г.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были различные. За трехлетний период проведения исследований (2003-2005гг.) по сумме осадков наиболее влажными были 2003 и 2004 годы (741 и 786 мм), 2005 год по этому показателю приближался к среднемноголетней величине – 688 мм против 651 мм соответственно. Во все годы распределение осадков по месяцам было неравномерным. В 2005 году основное количество их приходилось на начало вегетации, что отрицательно сказалось на сроках сева яровых зерновых культур и величине их урожая. В течение всех лет исследований среднегодовая температура воздуха превышала среднюю многолетнюю на 0,8-1,70С и составляла 5,0-5,90С против 4,20С по норме.

Методика исследований и схема опыта. В опыте изучались следующие факторы:

А: зернотравяные севообороты с разным насыщением бобовыми культурами 1.Севооборот с 50%бобовых культур.

Занятый люпиновый сидеральный пар – озимое тритикале – зернобобовые – ячмень + многолетние бобовые травы (клевер+люцерна) – мн. бобовые травы 1 г.п. – мн. бобовые травы 2 г.п. – озимая пшеница – овёс.

2.Севооборот с 25% бобовых культур

Занятый сидеральный пар (горчица) – озимое тритикале – яровая пшеница – ячмень + мн. травы (клевер+люцерна+тимофеевка) – травы 1 г.п. – травы 2 г.п. – оз. пшеница – овёс.

В: Системы удобрения

1.Органическая с применением только органических удобрений (сидерат).

2.Органо-минеральная с применением органических и фосфорно-калийных минеральных удобрений (сидерат+Р60К60)

3.Органо-минеральная с применением органических и минеральных (NРК) удобрений (сидерат+ N60Р60К60).

С: Системы основной обработки почвы

1. Ежегодная вспашка.

2. Комбинированная - с чередованием глубокой обработки на 27-30 см специальными почвообрабатывающими орудиями для заделки сидератов в нижнюю часть пахотного горизонта и мелких разноглубинных обработок почвы.

D: Применение биологических препаратов

1. Без применения препаратов.

2. С применением биологических препаратов (рибав, экстрасол).

Для характеристики биологической активности почвы проводились наблюдения за интенсивностью дыхательных процессов (продуцирование почвой СО2) и ферментативной активностью.

Продуцирование почвой СО2 определяли по Штатнову (1952). Для характеристики ферментативной активности почвы проводилось определение активности ферментов полифенолоксидазы и пероксидазы по Корягиной.

Из агрофизических свойств почвы изучались плотность сложения в пределах пахотного слоя по горизонтам 0-10, 10-20 и 20-30см., два раза за вегетацию. Определение проводили объемно-весовым методом буром Некрасова в модификации НИИСХ ЦРНЗ.

Учет урожая–сплошной поделяночный, комбайном Sampo130. Общая площадь делянки 144м2, повторность 4-х кратная, расположение делянок систематическое.

В растительных образцах определяли содержание азота – ГОСТ 50466-93, фосфора – ГОСТ 26657-97, калия – ГОСТ 30504-97, сырой белок в зерне тритикале и яровой пшеницы – умножением содержания общего азота на 5,7, в зерне пелюшки – на 6,25.

Агрохимические свойства почвы определяли по общепринятым методикам: гумус по Тюрину в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26213-91, рН потенциометрически, ГОСТ 265483-85, Нг по Каппену, ГОСТ 26212-84, подвижный фосфор и обменный калий по Кирсанову, ГОСТ 26207-84, Математическая обработка результатов учета урожаев проводилась по методике Б.А.Доспехова (1979). Экономическую эффективность изучаемых агроприемов по Базарову и Глинке (1983).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Урожайность озимого тритикале. Нашими исследованиями установлено, что в зависимости от изучаемых факторов более высокий уровень урожайности тритикале обеспечивался при посеве по люпиновому пару. В среднем по этому предшественнику урожайность составляла 44,3 ц/га Использование в качестве предшественника горчичного пара достоверно (на 2,5ц/га или на 6%) снижало величину ее до 41,8 ц/га (табл 1).

По обоим предшественникам наибольшая урожайность обеспечивалась на вариантах комбинированной обработки почвы, урожайность зерна по не бобовому предшественнику составила в среднем 44,0ц/га, по люпину – 46,1 ц/га, что было соответственно на 4,3 и 3,6ц/га (11,0 и 8,0%) выше, в сравнении с обычной отвальной вспашкой. Обработка семян тритикале биологическим препаратом не оказала существенного влияния на урожайность зерна в звене с горчицей на сидерат. А при возделывании его по люпиновому пару этот агроприем вызывал снижение урожая в среднем по биопрепарату с 45,4 до 43,2ц/га, или на 2,2ц/га (5%)

При возделывании тритикале из всех изучаемых агротехнических факторов и приемов биологизации, наиболее существенным было применение удобрений. Максимальная урожайность зерна при выращивании тритикале после горчицы на сидерат – 47ц/га создавалась на варианте органо-минеральной системы удобрения с внесением N60Р60К60. Прибавка по сравнению с органической системой составила 9,7ц/га, или 26%

После люпина на сидерат для получения урожайности тритикале близкой к достигнутому максимуму и равной 44ц/га было достаточно внесения Р60К60.

Таблица 1

Влияние агротехнических факторов и приемов биологизации земледелия на урожайность зерна озимого тритикале. 2004г.

Предшест венник (фактор А)	Средняя урожай ность по предшественнику ц/га		При бавкац/га %	Спосо бы основ ной обра ботки почвы (факторВ)	Средняя урожай ность по почво обработ кам ц/га	При бавкац/га %	Приме нение биопре парата (фак торС)	Средняя урожай ность по биопрепарату ц/га	При бавкац/га %	Системы удобрения (факторD)	Средняя урожай ность по системам удобре ний ц/га	При бавкац/га %
Горчица на сидерат	41,8		-	отвальная вспашка	39,7	-	нет	42,0	-	сидерат	37,3	-
				Комбинированная обработка	44,0	4,3 11,0	да	41,7	-	сидерат + Р60К60	41,2	3,9 10,0
										сидерат + N60Р60К60	47,0	9,7 26,0
Люпин на сидерат		44,3	2,5 6,0	отвальная вспашка	42,5	-	нет	45,4	-	сидерат	43,0	-
				комбини рованная обработка	46,1	3,6 8,0	да	43,2	-2,2 5,0	Сидерат + Р60К60	43,5	0,5 1,2
										Сидерат + N60Р60К60	46,4	3,4 8,0

Урожайность яровой пшеницы. На величину урожайности сельскохозяйственных культур большое влияние оказывают технологические приемы их возделывания, обеспечивающие создание благоприятных условий для роста и развития растений, поддержание и повышение уровня плодородия почвы. В первую очередь это относится к системам применения удобрений – основному фактору, определяющему величину и состояние качества урожая. Яровая пшеница при невысокой продуктивности в условиях 2005 года более высокий урожай (19,3ц/га) формировала по комбинированной обработке почвы. Прибавка в сравнении с вариантом отвальной вспашки составила 0,8ц/га (4%). Предпосевная обработка семян биологическим препаратом повышала величину урожайности, в среднем на 1,0ц/га (5%) (табл. 2). Наиболее мощным фактором формирования урожайности яровой пшеницы было применение удобрений. Установлено, что наименьший уровень ее 14,0 ц/га создавался на варианте органической системы удобрения (последействие горчицы на сидерат). Использование Р60К60 на фоне последействия сидерата увеличивало урожайность на 0,8ц/га (6%). Применение N60Р60К60 на этом фоне увеличивало урожайность зерна до 28,0ц/га. Прибавка составила 14,0ц/га (100%).

Урожайность гороха пелюшки. Для пелюшки, наиболее благоприятные условия создавались на вариантах отвальной вспашки. Поверхностное рыхление на 8-12 см, как элемент комбинированной обработки почвы, снижало урожайность зерна ее с 21,4ц/га по вспашке, до 20,0ц/га или на 6,5%(табл. 2). Пелюшка при не вполне благоприятных условиях вегетации была самой отзывчивой на применение биопрепарата и повышала урожайность на 2,2ц/га (12%) или, с 18,8 до 21,0ц/га. Как и для других культур, для нее лимитирующим фактором формирования урожайности, были системы удобрения. Урожайность зерна наименьшего уровня – 18,9ц/га получена без применения минеральных удобрений. Для формирования близкой к максимальной урожайности порядка 21ц/га требовалось внесение Р60К60 перед посевом.

Таблица 2

Влияние агротехнических факторов и приемов биологизации земледелия на урожайность яровой пшеницы и пелюшки 2005г.

Способы основной обработки почвы (фактор А)	Средняя урожай ность по почвообра боткам ц/га	При бавка, ц/га %	Применение биопрепарата (фактор В)	Средняя урожай ность по биопрепа рату ц/га	При бавка, ц/га %	Системы удобрения (факторС)	Средняя урожайность по системам удобрений ц/га	При бавка, ц/га %
Яровая пшеница на 2-й год после горчицы на сидерат
отвальная вспашка	18,5	-	нет	18,4	-	последействие сидерата	14,0	-
комбинированная обработка	19,3	0,8 4,0	да	19,4	1,0 5,0	последействие сидерата + Р60К60	14,8	0,8 6,0
						последействие сидерата + N60Р60К60	28,0	14,0 100
Пелюшка на 2-й год после люпина на сидерат
отвальная вспашка	21,4	-	нет	18,8	-	последействие сидерата	18,9	-
комбинированная обработка	20,0	-1,4 6,5	да	21,0	2,2 12,0	последействие сидерата + Р60К60	20,9	2,0 11,0
						последействие сидерата + N60Р60К60	22,4	3,5 18,0

Продуктивность звеньев севооборотов. Уровень суммарной продуктивности звеньев севооборота находился в зависимости от вида парозанимающего сидерата, состава зерновых культур, а также таких агротехнических факторов как способы основной обработки почвы, удобрения, использование биопрепарата. Исследованиями установлено, что при возделывании тритикале и яровой пшеницы общая продуктивность звена с горчицей на сидерат составила в среднем 60,7ц/га з.е. В звене с люпином на сидерат, где после тритикале высевалась пелюшка, величина ее увеличивалась, до 73,4ц/га з.е. или на 12,7ц/га з.е. (20,9%). При этом, в обоих звеньях, наибольшая продуктивность получена по фону комбинированной обработки почвы – 63,3ц/га з.е. в звене с горчицей и 74,2ц /га з.е. в звене с люпином (табл. 3). Влияние предпосевной обработки семян биопрепаратом на урожайность культур в изучаемых звеньях севооборотов было незначительным.

Как и при возделывании отдельных культур, основное влияние на продуктивность звеньев севооборотов, оказывали системы удобрения.

Нами установлено, что наименьшими величинами продуктивности в обоих звеньях отличались варианты органической системы удобрения (запашка сидерата). В звене с горчицей на сидерат, на этом варианте, за два года получено 51,3ц/га з.е., в звене с люпином – 69,5ц/га з.е. Ежегодное внесение Р60К60 на фоне последействия сидерата увеличивало сбор зерновых единиц до 56,0 и 72,8ц/га з.е. соответственно по указанным звеньям севооборотов или на 4,7 и 3,3ц/га з.е. (9,2 и 4,8%). Использование органо-минеральной системы удобрения с азотом было более эффективным в звене с небобовым сидератом. Продуктивность звена с горчицей на этих вариантах возросла практически в половину, достигнув 74,9ц/га. В звене с люпином на сидерат продуктивность такого уровня, равная 73ц/га з.е. обеспечивалась без применения минерального азота, только за счёт предпосевного внесения Р60К60 на фоне последействия сидерата.

Таблица 3

Влияние агротехнических факторов и приемов биологизации земледелия на продуктивность паро-зерновых звеньев севооборотов. Сумма за2004-2005г

Предшест венник		Средняя урожай ность по звену ц/га		При бавкац/га %		Спосо бы основ ной обра ботки почвы		Средняя урожай ность по почво обработ кам ц/га		При бавка ц/га %		Приме нение биопре парата		Средняя урожай ность по биопрепарату ц/га		При бавкац/га %		Системы удобре ния		Средняя урожай ность по системам удобре ний ц/га		При бавкац/га %
Горчица на сидерат		60,7		-		отвальная вспаш ка		58,2		-		нет		60,4		-		сидерат		51,3		-
						комбини рованная обработка		63,3		5,1 8,8		да		61,1		0,6 1,0		сидерат + Р60К60		56,0		4,7 9,2
																		сидерат + N60Р60К60		74,9		23,6 46,0
Люпин на сидерат	73,4		12,7 20,9		отвальная вспаш ка		72,3		-		нет		74,1		-		сидерат		69,5		-
					комбини рованная обработка		74,2		1,9 2,6		да		72,7		-1,4 1,9		сидерат + Р60К60		72,8		3,3 4,8
																	сидерат + N60Р60К60		77,8		8,3 11,9

Содержание сырого белка и размеры его накопления в товарной продукции. Содержание сырого белка в зерне озимого тритикале, яровой пшеницы и пелюшки находилось под влиянием всех изучаемых агроприёмов, выраженность которых была различной.

Нами установлено, что в зависимости от способов основной обработки почвы и систем удобрения, количество сырого белка в зерне тритикале, высеваемого по горчице на сидерат, изменялось в пределах 8,55-11,12%, по люпину – увеличивалось до 9,98-12,48% соответственно, и не зависело от предпосевной обработки семян биопрепаратом. Применение органо-минеральной биологизированной системы удобрения без азота повышало содержание сырого белка в зерне, в сравнении с органической системой, с 9,12-9,17%, до 10,20-10,26% при посеве его после горчицы по фону комбинированной обработки. После люпина на сидерат, по фону отвальной вспашки показатели увеличивались с 9,98-10,03% 10,72-10,83%. Но наиболее заметное увеличение отмечалось при использовании органо-минеральной системы удобрения, с внесением N60Р60К60 перед посевом, где изучаемый показатель возрастал с 11,06-11,24 до 12,43-12,48% соответственно по предшественникам и почвообработкам (табл. 4).

Содержание сырого белка в яровой пшенице варьировало в пределах 10,15-11,46%. Способы основной обработки почвы не оказывали существенного влияния на этот показатель. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы биологически активным препаратом способствовала повышению белковости зерна по обоим фонам почвообработки, но влияние ее было не четким. Использование органно-минеральной биологизированной системы удобрения способствовало улучшению качества зерна яровой пшеницы, повышая содержание сырого белка в нем на фоне комбинированной обработки почвы без использования биопрепарата на 0,41%, при посеве обработанными биопрепаратом семенами на 0,57% соответственно. Та же тенденция, но менее выраженная отмечалась по фону отвальной вспашки.

Таблица 4

Содержание сырого белка в товарной части урожая культур в зависимости от агротехнических факторов и биологизации земледелия. 2004-2005г.г.

Способы основной обработки почвы	Использование биопрепарата	Системы удобрения	Озимое тритикале		Яровая пшеница	Пелюшка
			белок %		после тритикале
					белок %
			по горчице на сидерат	по люпину на сидерат	по горчице на сидерат	по люпину на сидерат
комбини рованная обработка	нет	сидерат	9,12	10,15	10,15	27,19
		сидерат + Р60К60	10,26	10,54	10,54	25,81
		сидерат + N60Р60К60	11,06	11,12	11,46	23,31
	да	сидерат	9,17	10,09	10,77	26,88
		сидерат + Р60К60	10,20	10,66	11,34	25,19
		сидерат + N60Р60К60	11,12	11,06	11,06	24,12
отвальная вспашка	нет	сидерат	8,61	9,98	10,37	27,44
		сидерат + Р60К60	9,58	10,83	10,77	25,88
		сидерат + N60Р60К60	11,12	12,43	10,77	23,25
	да	сидерат	8,55	10,03	11,17	27,00
		сидерат + Р60К60	9,40	10,72	11,23	26,25
		сидерат + N60Р60К60	11,00	12,48	11,06	24,56

Внесение N60Р60К60 на фоне последействия сидерата, значительно повышая урожайность, не влияло на величину изучаемого показателя качества. При этом независимо от способов основной обработки почвы и применения биопрепарата содержание сырого белка в зерне составляло порядка 11,0-11,5%.

При содержании сырого белка в зерне гороха полевого, высеваемого на второй год после запашки сидеральной массы люпина, 23,25-27,44% изучаемые способы основной обработки почвы не оказывали существенного влияния на их величину. Независимо от способов почвообработки и использования биопрепарата наибольшее содержание его в зерне пелюшки отмечалось на варианте органической системы удобрения 26,88-27,44%, где урожайность зерна была наименьшей. Внесение Р60К60 на фоне последействия сидерата, увеличивая величину урожая, снижало содержание белка в зерне до 25,19-26,25%. Использование органо-минеральной системы удобрения с азотом обеспечивало получение урожайности максимального уровня – 21-25ц/га. Однако уровень белковости при этом был наименьшим –23,25-24,56%, что, очевидно, связано с низкой обеспеченностью почвы и растений азотом в период созревания.

Как в звене с горчицей, так и в звене с люпином основным фактором, определяющим размеры накопления белка, как отдельными культурами, так и в целом, является система удобрения, оказывающая решающее влияние на величину продуктивности и уровень белковости товарной продукции. Использование органической системы удобрения обеспечивало формирование минимального в данных конкретных условиях уровня сбора белка в обоих звеньях севооборотов: в звене с горчицей на сидерат – 4,77ц/га, в звене с люпином – 9,46ц/га. Ежегодное внесение Р60К60 на фоне последействия сидератов, повышало его величину до 5,68ц/га и 10,04ц/га соответственно по указанным звеньям (табл. 5). При применении органо-минеральной системы удобрения с азотом сбор белка был наибольшим и составлял в звене с горчицей 8,95ц/га, что превышало минимальный показатель на 85%.В звене с люпином уровень накопления сырого белка при этом составил 10,83ц/га и был лишь на 0,79ц/га выше в сравнении с показателем по органо-минеральной системе удобрения без азота. Следовательно, в этом звене, для обеспечения близкого к максимуму выхода белка достаточно внесения перед посевом только фосфорно-калийных удобрений на фоне сидерата.

Системы удобрения	Насыщение севооборотов бобовыми культурами
	25%			50%
	Сбор сырого белка
	всего	в том числе		всего	в том числе
		озимое тритикале	яровая пшеница		озимое тритикале	пелюшка
сидерат	4,77	3,29	1,48	9,46	4,33	5,13
сидерат + Р60К60	5,68	4,05	1,63	10,04	4,65	5,39
сидерат + N60Р60К60	8,95	5,21	3,74	10,83	5,48	5,35

Таблица 5

Накопление сырого белка в зависимости от систем применения удобрений, ц/га

Несмотря на определённое положительное влияние способов основной обработки почвы и применения биопрепарата для предпосевной обработки семян отдельных культур на величину продуктивности, они не оказывали существенного влияния на размеры накопления сырого белка в обоих изучаемых звеньях севооборотов. Снижение эффективности азота минеральных удобрений в звене с люпином, очевидно связано с лучшей обеспеченностью возделываемых культур этим элементом, за счет выращивания, как люпина, так и гороха полевого.

Баланс азота в звеньях севооборотов. Расчеты показывают, что в звене севооборота с горчицей на сидерат, при продуктивности за два года, в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений 52-76ц/га з.е., суммарный баланс азота по всем системам удобрения складывался отрицательно. Наибольший дефицит азота 40-60кг/га отмечался на варианте органо-минеральной биологизированной системы удобрения, при продуктивности порядка 50-60ц/га з.е., и был обусловлен отсутствием возмещения выноса внесением азота удобрений. С уменьшением продуктивности на варианте органической системы удобрения до 47-55ц/га з.е., и в связи с уменьшением выноса, размеры дефицита снижались до 25-39кг/га. На варианте органо-минеральной системы удобрения с азотом при максимально достигнутой продуктивности, равной 74-76ц/га з.е. несмотря на наибольший вынос азота урожаем, размеры отрицательного баланса уменьшались до 2-8кг/га за счет внесения азотных удобрений (табл. 6).

В звене с люпином на сидерат, несмотря на более высокую продуктивность и вынос азота урожаями культур, баланс азота выглядел более предпочтительно за счет дополнительного поступления в почву азота, фиксированного из атмосферы.

По фону комбинированной обработки почвы небольшой дефицит азота в балансе 8-11кг/га за два года отмечался на варианте органической системы удобрения. Однако по вспашке на этом варианте он был положительным +8-16кг/га вследствие поступления большего количества симбиотического азота 75кг/га против 60кг/га соответственно. По обоим фонам почвообработки применение органо-минеральной биологизированной системы удобрения обеспечивало формирование уравновешенного баланса -3+5кг/га, а по органо-минеральной системе с внесением NРК он был положительным, с превышением прихода над расходом на 64-70кг/га и возмещением выноса внесением азота удобрений на 79-85%. Это еще раз подтверждает известное положение Д.Н.Прянишникова (1952) о возможности неполного восполнения выноса азота при наличии в севооборотах бобовых культур от 25% и выше.

Таблица 6

Баланс азота в звене севооборота с горчицей на сидерат в зависимости от агротехнических факторов и приемов биологизации земледелия. Сумма за 2003-2005гг.

Способы основной обработки почвы	Исполь зование биопре парата	Системы удобрения	Приход, кг/га		Расход, кг/га		Баланс +,- кг/га	Возмещение выноса %
			всего	в том числе с удобрениями	всего	вынос с урожаем
комбини рованная обработка	нет	сидерат	52		91	91	-39
		сидерат + Р60К60	52		106	106	-54
		сидерат + N60Р60К60	172	120	179	148	-7	80
	да	сидерат	52		91	91	-39
		сидерат + Р60К60	52		112	112	-60
		сидерат + N60Р60К60	172	120	180	149	-8	80
отвальная вспашка	нет	сидерат	52		77	77	-25
		сидерат + Р60К60	52		92	92	-40
		сидерат + N60Р60К60	172	120	174	143	-2	84
	да	сидерат	52		77	77	-25
		сидерат + Р60К60	52		94	94	-42
		сидерат + N60Р60К60	172	120	174	143	-2	84

Таблица 7

Баланс азота в звене севооборота с люпином на сидерат в зависимости от агротехнических факторов и приемов биологизации земледелия. Сумма за 2003-2005гг.

Способы основной обработки почвы	Исполь зование биопре парата	Системы удобрения	Приход, кг/га			Расход, кг/га		Баланс +,- кг/га	Возмещение выноса %
			В том числе		всего	Вынос с урожаем	всего
			N2фикса ция симбиоти ческая	удоб рения
комбини рованная обработка	нет	сидерат	60		119	127	127	-8
		сидерат + Р60К60	76		135	138	138	-3
		сидерат + N60Р60К60	63	120	242	143	174	68	84
	да	сидерат	60		119	130	130	-11
		сидерат + Р60К60	76		135	130	130	5
		сидерат + N60Р60К60	63	120	242	141	172	70	85
отвальная вспашка	нет	сидерат	75		134	126	126	8
		сидерат + Р60К60	73		132	133	133	-1
		сидерат + N60Р60К60	68	120	248	150	181	67	80
	да	сидерат	75		134	118	118	16
		сидерат + Р60К60	73		132	133	133	-1
		сидерат + N60Р60К60	68	120	247	152	183	64	79

Динамика агрохимических показателей. В звене с горчицей содержание гумуса в почве на вариантах органической и органо-минеральной биологизированной систем удобрения по фону отвальной вспашки за три года уменьшилось с 1,88-1,91% до 1,66-1,68%. Комбинированная обработка почвы несколько замедляла темпы его снижения – 1,90% в начале и 1,79-1,86% в конце периода исследований.

Таблица 8

Динамика агрохимических показателей дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в паро-зерновых звеньях севооборотов, 2003-2005гг. Слой 0-25см.

Способы основной обработки почвы	Системы удобрения	Показатели
		гумус, %		Р2О5, мг/кг		К2О, мг/кг
		2003	2005	2003	2005	2003	2005
звено с люпином на сидерат
Комбини рованная обработка	сидерат	1,77	1,56	153	167	120	82
	сидерат + Р60К60	1,96	1,60	184	205	78	75
	сидерат + N60Р60К60	1,69	1,65	166	181	78	78
Отвальная вспашка	сидерат	1,77	1,71	210	194	120	78
	сидерат + Р60К60	1,88	1,78	200	199	55	88
	сидерат + N60Р60К60	1,72	1,76	194	212	82	95
звено с горчицей на сидерат
Комбини рованная обработка	сидерат	1,90	1,79	180	163	115	80
	сидерат + Р60К60	1,90	1,86	165	170	72	115
	сидерат + N60Р60К60	1,86	1,79	184	181	84	78
Отвальная вспашка	сидерат	1,88	1,68	175	146	72	65
	сидерат + Р60К60	1,91	1,66	152	175	65	72
	сидерат + N60Р60К60	1,86	1,66	163	185	63	75

В этом звене использование органо-минеральной системы удобрения с азотом, не изменяло тенденции уменьшения его содержания. Количество гумуса в почве при этом уменьшалось на 0,07% по комбинированной обработке и на 0,20% по отвальной вспашке (табл. 8). В звене с люпином на сидерат использование органо-минеральной системы без азота сдерживало размеры снижения содержания гумуса в пределах 0,06% в среднем в год.

В обоих звеньях севооборотов внесение 120кг Р2О5 на вариантах органо-минеральных систем удобрения за 2 года обеспечивало рост содержания подвижного фосфора в почве. В звене севооборота с горчицей на сидерат со 152-165мг/кг в первый год, до 170-185мг/кг, в третий год, в звене с люпином с166-200мг/кг до 205-255мг/кг соответственно. Внесение 120кг К2О за 2 года на вариантах органо-минеральных систем удобрения, как в звене с горчицей, так и с люпином на сидерат приводило к некоторому росту содержания подвижного калия в почве. Наиболее выражено эта тенденция проявлялась на фоне отвальной вспашки. В звене с горчицей содержание К2О в почве возрастало с 63-65мг/кг перед запашкой сидеральной массы до 72-75мг/кг после уборки яровой пшеницы или на 7-12мг/кг. Еще больше, на 13-33мг/кг или с 55-82мг/кг до 88-95мг/кг оно увеличивалось в звене с люпином.

Экономическая и энергетическая эффективность возделывания культур в зерно-паровых звеньях севооборотов. Расчет экономической эффективности показывает, что возделывание культур в звене с люпином на сидерат обеспечивает большую расчётную прибыль и рентабельность - 13662 руб/га и 67%, против 3470 руб/га и 16% в звене с горчицей. По уровню рентабельности наблюдается некоторое преимущество комбинированной обработки перед отвальной вспашкой, в среднем на 8%. В звене с люпином это преимущество сглаживается. Показатели расчетной прибыли и уровня рентабельности находились в зависимости от урожайности культур звена и внесения удобрений, и варьировал в пределах 12-78% на вариантах без внесения удобрений, 6-64% при внесении Р60К60 и 30-59% при внесении N60Р60К60, достигая максимума (78%) на варианте без внесения удобрений.

Сравнивая два различных звена по биоэнергетической эффективности видно, что звено с люпином на сидерат выглядит предпочтительнее звена с горчицей на сидерат. Так КЭЭ составил здесь в среднем 4,1 против 3,1 в звене с горчицей. Применение биопрепарата в этом звене не повлияло на КЭЭ. Сравнивая варианты по способам обработки почвы, наблюдается преимущество комбинированной обработки над вспашкой по этому показателю (4,5 против 3,7 соответственно). Наибольшее влияние на биоэнергетическую эффективность возделывания культур оказывали системы удобрения. Наименьшим КЭЭ был вариант с полным внесением минеральных удобрений – в среднем 2,9, на вариантах с внесением Р60К60 КЭЭ возрастал в среднем до 3,8 и наиболее высокой величины (5,6) достигал на вариантах без удобрений.

ВЫВОДЫ

1. Продуктивность звена севооборота с горчицей на сидерат достигнутого максимального уровня 78 ц/га з.е., или 8 ц/га сырого белка за 3 года, в том числе озимого тритикале 47 ц/га и яровой пшеницы 28 ц/га, обеспечивалась органо-минеральной системой удобрения с внесением N60Р60К60, на фоне комбинированной системы обработки почвы. В звене с люпином на сидерат для достижения подобного уровня продуктивности 73ц/га з.е., в том числе тритикале 44ц/га, пелюшки 22ц/га, но с более высоким выходом сырого белка – 10ц/га достаточно было внесения только Р60К60.
2. Повышение доли бобовых культур в севообороте с 25 до 50% увеличивало суммарную продуктивность звеньев соответственно с 61ц/га з.е.,до 73ц/га з.е. или на 21%, сбор сырого белка – с 6,2 до 10,1ц/га или на 63%.
3. Применение биопрепаратов для предпосевной обработки семян не оказывало существенного влияния на продуктивность звена севооборота с высокой долей бобовых, но повышало ее на 2-5% при низкой.
4. Наиболее высокая расчётная прибыль в размере 13278руб/га и уровень условной рентабельности 64% в звене с люпином на сидерат обеспечивала органо-минеральная система удобрения с применением Р60К60. В звене с горчицей на сидерат достигнутые максимальные экономические показатели – 6861руб/га и 30% формировались на вариантах с внесением минерального азота.
5. Коэффициент энергетической эффективности технологии возделывания зерновых колосовых и зернобобовых культур в паро-зерновых звеньях севооборотов с разной насыщенностью бобовыми культурами при формировании продуктивности максимального уровня, по мере повышения их доли в севообороте возрастал с 2,8 до 3,8 или на 36%.
6. В почве под зерновыми культурами в обоих звеньях активно протекали процессы минерализации органического вещества. Применение комбинированной системы основной обработки почвы и органо-минеральных систем удобрения способствовало ее замедлению, повышая условный коэффициент гумусонакопления на 24% или с 0,76 до 0,94.
7. Уравновешенный баланс азота в звене с люпином на сидерат -1-3кг/га за три года создавался применением органо-минеральной системой удобрения с внесением Р60К60. В звене с горчицей на сидерат для этого требовалось использование N60Р60К60 с компенсацией выноса азота за счет удобрений в среднем на 82%.
8. Посев бобового сидерата, возделывание пелюшки и использование органо-минеральной системы удобрения с внесением Р60К60 поддерживало среднегодовой темп снижения содержания гумуса в почве до уровня 0,06%.
9. Применение органо-минеральной системы удобрения с внесением NРК в звене севооборота с горчицей на сидерат, несмотря на близкий к уравновешенному баланс азота, не обеспечивало сохранения содержания гумуса в почве, которое к концу третьего года исследований снизилось на 0,07-0,20%.
10. Баланс фосфора и калия в почве в звене с горчицей на сидерат на варианте органо-минеральной системы удобрения с азотом складывался положительным с превышением прихода над расходом на 48-52кг/га Р2О5 и на 74-88кг/га К2О, в звене с люпином по органо-минеральной биологизированной системе– на 48-53кг/га Р2О5 и на 75-77кг/га К2О.
11. Содержание подвижного фосфора в почве при максимальной продуктивности звеньев в соответствии с балансом к концу периода исследований возрастало в среднем на 11мг/кг независимо от вида парозанимающего сидерата, изменяясь в пределах 181-205мг/кг.
12. Несмотря на положительный баланс К2О в обоих звеньях севооборотов содержание обменного калия в почве к концу периода исследований на вариантах оптимальной системы удобрения находилось на уровне низкой обеспеченности по принятым градациям и варьировало в пределах 75-88мг/кг.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

1. В зерно-паровых звеньях биологизированных севооборотов для обеспечения высокой продуктивности по выходу сырого белка (10-11ц/га), а так же для повышения экономической и биоэнергетической эффективности возделываемых культур в качестве парозанимающего сидерата следует возделывать люпин с последующим выращиванием на зерно озимого тритикале и пелюшки.

2. В системе основной обработки почвы предпочтение следует отдавать чередованию глубокой запашки сидерата с поверхностным рыхлением под последующие культуры (комбинированная обработка), обеспечивающей сдерживание минерализации свежего органического вещества растительных остатков и повышение интенсивности гумусонакопления.

3. Использование люпина на сидерат в зерно-паровых звеньях биологизированных севооборотов с высоким насыщением бобовыми культурами позволяет исключить применение азотных минеральных удобрений и биологических препаратов для предпосевной обработки семян зерновых и зернобобовых культур.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Кирдин В.Ф., Штырхунов В.Д., Соболев С.В. Производство растительного белка на основе биологизации земледелия // Сборник научных трудов «Достижения и перспективы селекции и технологического обеспечения АПК в Нечерноземной зоне РФ». М., 2006, с. 312-322.

2. Соболев С.В. Влияние приемов биологизации земледелия на продуктивность пашни и воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв // Материалы 40-й научной конференции «Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия». М., 2006, с. 322-325.

3. Соболев С. В. Продуктивность и баланс азота в звеньях севооборотов при биологизации земледелия. // Плодородие. Приложение к № 2 (35) 2007. М., 2007, с. 54-57.