Обработка серых лесных почв

Сельскохозяйственное использование серых лесных почв и пути их улучшения

Серые лесные почвы по своему естественному плодородию в подавляющем большинстве случаев стоят значительно выше дерново-подзолистых и при правильном использовании могут давать высокие и устойчивые урожаи самых разнообразных сельскохозяйственных культур. В пределах Украинской ССР и в смежных с ней областях РСФСР на серых лесных почвах возделывают сахарную свеклу, а во всей лесостепной зоне успешно выращивают пшеницу, рожь, кукурузу, горох, гречиху, просо, картофель и др. Лесостепная зона, особенно в пределах Украинской ССР и средней полосы европейской части СССР, является зоной интенсивного садоводства.

Вместе с тем серые лесные почвы нуждаются в правильных агротехнических воздействиях не в меньшей степени, чем дерново-подзолистые, и получение высоких и устойчивых урожаев на них возможно только при применении соответствующей системы агротехнических мероприятий.

Серые лесные почвы отличаются небольшим содержанием перегноя, поэтому первостепенным мероприятием по их улучшению является внесение органических удобрений в виде навоза, торфонавоза и зеленого удобрения. В наибольшей степени нуждаются в обогащении органическим веществом светло-серые сильно подзолистые лесные почвы легкого механического состава.

Весьма важным мероприятием на этих почвах является известкование. В качестве сырья для известкования можно использовать дефекационную грязь сахарных заводов, а также молотый известняк, известковый туф, мел, мергель и обычный карбонатный лёсс. Использование карбонатного лёсса для целей известкования впервые предложено проф. М. М. Годлиным.

Этот способ известкования весьма удобен в том отношении, что лёсс всегда можно достать вблизи поля, которое подлежит известкованию.

Большинство серых лесных почв содержит в себе ограниченное количество усвояемых форм азота, фосфора и калия, поэтому применение минеральных удобрений является мощным фактором повышения урожайности. Наивысший эффект дает здесь полное минеральное удобрение, действие которого превышает суммарное действие отдельных компонентов.

Для создания благоприятного водно-воздушного, теплового и питательного режимов в почвах очень важное значение имеет углубление пахотного горизонта, которое следует производить при обязательном внесении в почву органических и минеральных удобрений, а также извести.

В районах с изрезанным рельефом основной задачей в борьбе за высокий урожай является систематическая борьба с эрозией.

В качестве противоэрозионных мероприятий здесь необходимо широко применять вспашку поперек склонов, задержание вод и регулирование стока путем террасирования крутых склонов и создания водопоглощающих лесных, садовых и садово-лесных полос, а также строительство прудов и водоемов в естественных ложбинах, верховьях балок и оврагов.

Существенное значение в лесостепной зоне имеет также борьба за влагу и создание благоприятного водного режима в почвах. Здесь следует широко практиковать снегозадержание и насаждение полезащитных лесных полос.

Наивысшая эффективность всех этих мероприятий достигается при комплексном их применении.

Гаркуша, И.Ф. Почвоведение/ И.Ф. Гаркуша.- Л.: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962.- 448 с.

Источник

«ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПОД ЯРОВУЮ ПШЕНИЦУ В УСЛОВИЯХ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ . »

Государственное научное учреждение Владимирский научноисследовательский институт сельского хозяйства

(ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии)

На правах рукописи

Безменко Анастасия Александровна

ОПТИМИЗАЦИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ

ПОЧВЫ ПОД ЯРОВУЮ ПШЕНИЦУ В УСЛОВИЯХ

ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ

Специальность 06.01.01 – общее земледелие, растениеводство Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук Зинченко С.И.

Суздаль Содержание ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1. Роль приемов обработки почвы при выращивании сельскохозяйственных культур 1.2. Влияние приемов основной обработки на плотность сложения почвы 1.3. Влияние структурного состояния почвы на развитие сельскохозяйственных культур и плодородие 1.4. Влияние приемов основной обработки на водный режим серой лесной почвы 1.5. Формирование уровня засоренности посевов сельскохозяйственных культур посредством обработки почвы 1.6. Биологическая активность почвы в зависимости от приемов основной обработки 1.7. Влияние приемов основной обработки на продуктивность яровой пшеницы

ГЛАВА II. ОБЪЕКТ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Почвенно-климатические условия 2.1.1. Климат 2.1.2. Почвы 2.1.3. Погодные условия в период проведения исследований 2.2. Методика и условия проведения исследований

ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА

ПЛОДОРОДИЕ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ

ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

3.1. Эффективность приемов основной обработки в регулировании агрофизических свойств 3.1.1. Влияние приемов основной обработки на структуру почвы 3.1.2. Формирование плотности сложения серой лесной почвы в зависимости от приемов основной обработки 3.2. Влияние приемов основной обработки на водный режим почвы 3.3. Содержание элементов питания в почве при различных приемах основной обработки серой лесной почвы 3.4. Влияние приемов основной обработки почвы на засоренность посевов яровой пшеницы

ГЛАВА ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ПЛОДОРОДИЯ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ

ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ

4.1. Влияние приемов основной обработки на изменение уровня микробной биомассы агроценозов серой лесной почвы 4.2. Влияние приемов основной обработки почвы на ферментативную активность каталазы 4.3. Влияние приемов основной обработки почвы на целлюлозоразлагающую активность серой лесной почвы 4.4. Распространение азотобактера в агроценозах серой лесной почвы в зависимости от приема основной обработки

ГЛАВА V. РОСТ, РАЗВИТИЕ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

ПРИ РАЗНЫХ ПРИЕМАХ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

5.3. Урожайность и структура урожая яровой пшеницы

ГЛАВА VI. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ

ОБРАБОТКИ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Общая характеристика работы

Работа посвящена изучению влияния примов основной обработки на урожайность яровой пшеницы, плодородие серой лесной почвы в агроэкосистемах адаптировано-ландшафтного земледелия Владимирского ополья.

Актуальность темы. На современном этапе развития земледелия широкое применение находит ландшафтное планирование, а в России развивается адаптивно-ландшафтный подход к проектированию систем земледелия. Стратегическое направление адаптивно-ландшафтных систем земледелия основано на охране и рациональном использовании почвенных ресурсов. В связи с этим возникает необходимость дальнейшего поиска обеспечивающих получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур при одновременном снижении энергетических и материальных затрат (В.И.

Создание оптимальных условий для выращивания яровой пшеницы может решаться за счет совершенствования приемов основной обработки серой лесной почвы и уменьшения энергоемкости технологий в конкретных условиях Владимирского ополья. Это способствует максимальному увеличению продуктивности культуры, рациональному использованию материальных и природных ресурсов, что является актуальным для современного земледелия.

Цель исследования: Изучить влияние приемов основной обработки на плодородия серой лесной почвы Владимирского ополья.

1. Оценить влияние приемов основной обработки на регулирование водного режима и агрофизические свойства серой лесной почвы.

2. Определить эффективность различных приемов основной обработки на показатели плодородия почвы.

3. Выявить роль различных по способу и глубине приемов основной обработки на фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы в зернотравяном севообороте.

4. Изучить влияние различных по интенсивности и характеру воздействия приемов обработки на изменение биологических свойств серой лесной почвы.

5. Установить влияние изучаемых обработок почвы на рост, развитие и урожайность яровой пшеницы в зернотравяном севообороте.

6. Определить наиболее экономически эффективные приемы обработки почвы при выращивании яровой пшеницы.

Научная новизна. Впервые дана комплексная оценка влияния приемов основной обработки на динамику почвенных процессов, определяющих агрофизические, водно-физические, агрохимические и биологические свойства серой лесной почвы, а также урожайность яровой пшеницы в условиях Владимирского ополья.

Экспериментально доказана возможность и целесообразность использования ресурсосберегающих приемов основной обработки под яровую пшеницу в зернотравяном севообороте, что позволяет сохранить плодородие серой лесной почвы, снизить на 17,5-25,5% затраты горюче смазочных материалов и трудовых ресурсов по сравнению с ежегодной вспашкой на глубину 20-22 см.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований предложены приемы основной обработки, позволяющие повысить экономические показатели производства зерна яровой пшеницы, с учетом сохранения основных показателей плодородия серой лесной почвы.

Результаты исследований можно использовать для усовершенствования существующих технологий возделывания яровой пшеницы в Опольной зоне на серой лесной почве.

Материалы диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе по дисциплинам «Земледелие», «Агрохимия» и «Биология почв».

Реализация результатов исследований. Результаты научных исследований внедрены в ЗАО СПП «Тарбаево» Суздальского района Владимирской области при возделывании яровой пшеницы в 2013 году на площади 300 га. Было установлено, что при использовании безотвальной обработки на глубину 6-8 см под яровую пшеницу вместо отвальной вспашки на глубину 20-22 см (при урожайности 2,34 и 2,40 т/га соответственно) снижался расход ГСМ на 35,2 кг/га (27,5%), а затраты рабочего времени на 2,75 чел.- часов на 1 га (21,7%).

Всероссийской школе молодых ученых и специалистов: «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства»

(Ульяновский НИИСХ, 2010 г.); на Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока РФ»

(Саранск, 2010 г.); на XVII Международной научной конференции (Варшава, Институт технологии и науки о жизни, 2011г.); на Международном агроэкологическом форуме (С-Петербург, ГНУ Северо-Западный НИИМЭСХ, 2013г.); на конференции Всероссийской школы молодых ученых и специалистов «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Суздаль, ГНУ Владимирский НИИСХ, 2013 г.).

1. Эффективность приемов основной обработки серой лесной почвы в регулировании агрофизических, водно-физических и агрохимических свойств почвы под яровую пшеницу.

2. Показатели засоренности посевов яровой пшеницы при различных приемах и глубине основной обработки.

3. Показатели уровня биологической активности серой лесной почвы при различных приемах основной обработки.

4. Изменение структурных элементов урожая, уровня урожайности яровой пшеницы и показатели экономической эффективности различных приемов основной обработки почвы на двух фонах минерального питания.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы: Диссертационная работа изложена на страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, содержит 15 таблиц, 25 рисунков и приложений, библиографического списка используемой литературы, который включает — 277 источников, в том числе — 20 на иностранном языке.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1. Роль приемов обработки почвы при выращивании увеличение продуктивности земледелия и урожайности культур (Л.А. Нечаев, В.И. Зотиков, 2013).

Большое значение в жизни сельскохозяйственных растений, их продуктивности имеют физические свойства почвы: плотность ее сложения, структурное состояние, аэрация и т.д. Причем механическая обработка почвы занимает ключевое место в регулировании данных показателей (А.Я. Рассадин, С.А. Клычникова, 2000).

Среди многочисленных агротехнических приемов обработка почвы всегда играла основную роль в создании урожая, так как этот прием является универсальным средством воздействия на многие физические, химические и биологические свойства почвы, и, в конечном счете, на е плодородие (П.П. Колмаков, A.M. Нестеренко, 1981).

Обработкой почвы человек начал заниматься в глубокой древности. С целью выращивания сельскохозяйственных растений верхний слой почвы рыхлился острой палкой (землекопалкой), преобразованной затем в мотыгу.

Глубина рыхления в этот период не превышала 12 см. Возделываемые характеризовали как огородное из-за малой обрабатывающей площади. С увеличением численности населения, увеличилась потребность в продуктах питания, а это требовало усовершенствования почвообрабатывающих орудий для расширения площади возделываемых культур. С приручением тягловых животных появилась возможность расширения посевных площадей сельскохозяйственных культур и увеличение глубины рыхления почвы. А с переходом сельскохозяйственного производства к использованию машин и разработкой почвообрабатывающего орудия – плуга, глубина обработки почвы с течением времени увеличилась до 25-30 см (С.А. Семенов,1974).

К концу XX века плуг является основным почвообрабатывающим орудием, используемым для основной обработки почвы. Однако в начале XX века в России И.Е. Овсинский (1911) отмечал, что «глубокая вспашка – это порча почвы …. Только в исключительных случаях она может быть произведена один раз в качестве мелиоративного средства». Предложенный прием мелкой обработки почвы вместо отвального плуга не был поддержан.

Однако по мере того, как отмечал P.Crosson (1981), нежелательные тенденции в агроэкосистемах становились все более очевидными, появился интерес к природоохранной агротехнике, которые возникли в 30-х годах прошлого века в США и 50-х годах, в степных районах бывшего СССР, вслед за появлением почвенной эрозии и пыльными бурями. Переход в этих районах к минимальной или нулевой обработке почвы вместо отвальной вспашки было достаточно, чтобы прекратить эрозию почвы и значительно сократить расход на горючее и затраты труда на производство одного центнера зерна (Х.П. Аллен, М.Ф. Пушкарев, 1985; Ю.П. Одум, А.С. Калинский и др.,1987).

В начале 60-х годов методы минимализаци обработки почвы стали широко внедряться в практику. Этому способствовал массовый выпуск специальной почвообрабатывающей техники и приспособлений, начатый крупнейшими фирмами США (R. Cannell, 1980; Q. Bowen, 1982).

Под минимальной обработкой подразумевают способы обработки, которые занимают промежуточное положение между отвальной вспашкой и прямым посевом в необработанную почву (G.B. Triplett, 1982).

В Швеции более 50 лет успешно практикуют мелкую обработку под зерновые культуры. Снижение урожаев до 4%, по сравнению со вспашкой на 20-25 см, отмечено только при оставлении большого количества пожнивных остатков или распространении корневых гнилей (R.Q. Cannel, 1985;

В европейской части России безотвальные приемы обработки почвы широкого распространения не получили. Однако, в связи со значительным сокращением к концу XX века в сельскохозяйственном производстве сельскохозяйственную технику товаропроизводители начали вместо вспашки применять мелкую обработку почвы или чередование с ней (И.В. Бирюков, О.А. Самохина и др., 2010).

К требованиям, выдвигаемым для обработки почвы, изначально были:

уничтожение предшествующей растительности; обеспечение посевов максимальным количеством воды и усвояемой пищи (В.Р. Вильямс, 1947).

Эти требования должны выполняться почвообрабатывающими орудиями в результате формирования оптимальных физических свойств почвы для возделываемых культур. К этим свойствам можно отнести крошение почвы и формирование агрономически ценной структуры, которые в свою очередь обеспечивают оптимальную объемную массу в пахотном слое (0-30 см) и его аэрацию, создающих нормальные условия для биохимических процессов по переходу элементов питания почвы в доступные для растений формы.

Агрофизические свойства, формируемые в результате рыхления почвообрабатывающими орудиями, должны обеспечивать условия для пополнения и сохранения в почве атмосферных осадков и в целом способствовать сохранению плодородия почвы (Г.И. Баздырев, 2008;

А.Н. Каштанов, 2008).

Почвенный покров Нечернозмной зоны разнообразен по генезису и механическому составу. Кроме того, почвенные разности отличаются по физическим, химическим, водным, биологическим, тепловым свойствам и плодородию. Наиболее распространнный тип почв — дерново-подзолистый (В.П. Нарциссов, 1984). Верхний горизонт обеднн илистой фракцией. В естественном состоянии они имеют высокую плотность и низкую порозность, слабооструктурены, обладают низким плодородием из-за слабой мощности гумусового горизонта, скудными запасами питательных веществ, доступных для растений, имеют повышенную кислотность, низкую мкость поглощения в пахотном слое (Н.В. Войтович, 1997; Н.В. Войтович, Н.А. Полев, 2000).

Свойства пахотного слоя зависят от количества и качества горизонтов исходных почв. Разнокачественность генетических горизонтов дерновоподзолистых почв, малая мощность гумусового горизонта ведут к необходимости углубления пахотного слоя. Углубление можно проводить постепенным припахиванием подпахотных горизонтов к пахотному слою, сразу или предварительно разрыхляя их почвоуглубителями, с последующим примешиванием к пахотному слою при основной вспашке, желательно с удобрением (В.Р. Вильямс, 1947; М.Г. Чижевский, 1952; Н.А. Качинский, 1965).

Приемы обработки почвы в основном подразделяются на отвальную вспашку и безотвальную обработку. Основное отличие их состоит в том, что при отвальной вспашке происходит оборот обрабатываемого слоя почвы, при безотвальной обрабатываемый слой почвы остается на месте, но как и при отвальной происходит его рыхление на глубину обработки (Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков и др., 2000; А.Ф. Сафонов, А.М. Гатаулин и др., 2006).

Недостаточная изученность вопросов применения отвальной, безотвальной, разноглубинных обработок, их почвозащитная эффективность под зерновые и пропашные культуры в севообороте, в сочетании с удобрениями, при интенсивном использовании пашни, поиск путей сокращения затрат на основную обработку и повышение плодородия, учитывая комплексное влияние обработок почвы и удобрений, явились основанием для проведения полевых экспериментов в разных почвенноклиматических зонах России (И.С. Кочетов, А.М. Гордеев и др., 1990;

И.П. Макаров, 1993; Л.Н. Цуриков, 1997).

Различные способы и глубина основной обработки оказывают большое влияние на такие физические свойства почвы как структура, скважность, тврдость, объмный вес и др. Эти же показатели непосредственно влияют на рост и продуктивность растений.

Традиционная зяблевая вспашка почвы – отвальная вспашка – самая энерго- и трудоемкая операция в технологии возделывания сельскохозяйственных культур. На ней расходуется около 36-38% топлива от потребности для возделывания сельскохозяйственных культур. Чтобы вспахать один гектар, нужно израсходовать от 16 до 25 кг топлива, в зависимости от гранулометрического состава почвы (С.С. Небышинец, 2007).

По мнению С.С. Небышинец (2007) за счет обработки почвы может формироваться до 25% урожая. Однако это и один из трудоемких агротехнических приемов. На его проведение затрачивается около 40% энергетических и 25% трудовых ресурсов, используемых для выращивания урожая сельскохозяйственных культур. Обработка связана со значительным расходом нефтепродуктов, который достигает от 12 до 38% общих затрат топлива в аграрном комплексе.

1.2. Влияние приемов основной обработки на плотность сложения почвы Важным показателем агрофизического состояния пахотного слоя является его плотность.

Плотность почв – это важная характеристика, показывающая, в каких условиях растут, развиваются и плодоносят культурные растения. С плотностью почвы тесно связаны содержание и подвижность в ней влаги, газообмен, тепловой режим, биологическая активность и в итоге – плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур. Важно определить оптимальную плотность разных по гранулометрическому составу почв при динамике значений влажности и содержании питательных веществ (В.Ф. Вальков, 1968).

Рыхление почвы меняет размер почвенных агрегатов, комков и приводит к изменению их взаимного расположения, обуславливает изменение агрофизических свойств почвы (В.Ф. Вальков, 1968).

Значение плотности сложения почвы и ее связь с водно-физическими, тепловыми, биологическими свойствами и влиянием на повышение плодородия изучалось рядом ученых. Их исследованиями установлено, что под влиянием уплотнения или рыхления почвы изменяется объем пор и соотношение в ней твердой, жидкой и газообразной фаз (Н.А. Сапожников, 1963; А.В. Королев, В.Ф. Баранов, 1965; А.Г. Дояренко, 1966; И.Б. Ревут, 1968; О.Г. Растворова, 1983; О.Г. Растворова, Д.Г. Андреев и др., 1995 и др.).

Оптимальная плотность — при которой распределение пор по их воздухопроникающую способность почвы и передвижение по почве воды и воздуха, обеспечивающее растения максимальным количеством доступной воды при достаточной степени аэрации (F.J.Veihmeyer, А.Н. Hendrickson, 1948).

По данным Z.Y. Murel (1984), в уплотненной почве в результате уменьшения аэрации снижается доступность для растений калия на 70%, азота — на 30%, магния — на 20%, кальция — на 10%. Кроме того, в такой почве усиливается процесс денитрификации, создаются условия, способствующие накоплению в верхнем части пахотного слоя растворов солей в токсичной для растений концентрации.

Рассматривая вопросы физики почв и проблемы их обработки, И.Б. Ревут (1964) говорит о том, что плотность является первичным водопроницаемость и накопление дождевых и талых вод, скорость передвижения влаги в почве и т.д. Сравнению водного режима почвы при различных способах обработки следует предпочесть характеристику объмного веса почвы, так как во-первых, при отсутствии различий в плотности нет оснований ожидать существенных различий в водном режиме, и, во-вторых, без данных о плотности нельзя определить абсолютное влагосодержание в почвенных слоях (И.Б. Ревут, 1996).

А.А. Конищев (2013) считает, что любая обработка служит для создания требуемого сложения обработанного слоя (его плотности и фракционного состава). В дальнейшем это сложение и будет определять урожайность возделываемой культуры. Ведь известно большое количество исследований показывающих зависимость продуктивности посевов от плотности почвы (или производной от плотности-пористости почвы). Все знают, что при избытке осадков растения лучше развиваются на рыхлой почве, а при недостатке — на более плотной. То есть максимальная продуктивность растений при каждом уровне увлажнения достижима только при вполне определенной плотности почвы. Причем, для зерновых, например, значение имеет плотность ниже уровня заделки семян при посеве.

Согласно исследованиям, проведнным в США, при длительном использовании отвального плуга на глубине вспашки формируется подошва с объмной массой до 1,75-2,00 г/см3, что резко ограничивает глубину проникновения корней и общий размер корневой системы (D.C. Reicosky, D.K. Cassel, R.L. Blevin etc., 1977; Soil Fertility Mannual…, 1979).

При использовании объмной массы почвы в качестве показателя необходимости е обработки важно учитывать, что в случае повышенного увлажнения почв одного и того же типа, параметры оптимальной плотности несколько снижаются. Например, при нормальном и недостаточном увлажнении дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы оптимальная объмная масса пахотного слоя для ячменя равнялась 1,20-1,25 г/см3, а в условиях повышенного увлажнения — 1,1-1,2 г/см3 (Б.А. Доспехов, A.M. Пупонин, 1975; Г.Г. Данилов, 1982).

Н.А. Качинский (1949) считает, что плотность пахотного слоя нормальных почв должна колебаться в пределах от 1,00 до 1,40 г/см 3. В соответствии с этим характеристика почв меняется от культурной до сильно уплотннной.

Современные орудия и машины существенно уплотняют почву на фоне глубокой, обычной и нулевой обработок — в среднем соответственно до 30, и 6 см, причм на глубине 18-50 см решающее значение имеет не характер движителя, а осевая нагрузка (R.P.C. Morgan, 1986). По данным K.H. Hartge (1977, 1979) уплотнение ходовыми органами распространяется на глубину до 30 см и более, и отрицательное действие длится в течение нескольких лет.

Применение имеющихся орудий основной обработки почв оказывает различное влияние на строение пахотного слоя в силу своих конструктивных особенностей. В Нечернозмной зоне на светло серых лесных почвах наиболее изучена возможность замены зяблевой вспашки на поверхностные обработки глубиной до 10-12 см. Анализ работ на эту тему показывает, что поверхностные обработки приводят к уплотнению нижних горизонтов (С.А. Наумов и др., 1980; Е.И. Ефимова, 1982; Г.В. Бойко, 1982, 1983;

М.С. Матюшин и др., 1990; П.С. Семешкина, 1994).

В опыте И.П. Макарова, Г.Д. Аверьянова и М.С. Матюшина (1984), объмная масса верхней части пахотного слоя (0-20 см) не зависела от примов основной обработки. Это объясняется тем, что в вариантах с глубокими обработками почва к весне уплотнялась до 1,08 — 1,11 г/см3, а при мелких, вследствие изменения влажности и температуры, происходило е разуплотнение. В слое же 20-30 см плотность сложения по вспашке на 30 см составляла 1,29 г/см3, на 20 см — 1,37 г/см3 и при лущении на 12 см – 1,41 г/см3.

чернозмах дают основания полагать, что даже при длительном возделывании яровой пшеницы по минимальной обработке отмечается незначительное увеличение плотности. В многолетнем опыте в течение 9 лет, в варианте без осенней обработки, объмная масса почвы слоя 0-20 см достигала максимальной величины — 1,13 г/см3, а в среднем не превышала 1,06 г/см3 (В.Г. Холмов, Г.Я. Полецкая, 1984). В опытах А.А. Борина (2003), на дерново-подзолистых почвах Ивановской области, объмная масса в годы проведения опытов не выходила за пределы оптимальных значений для возделывания, чем от обработки почвы.

Исследованиями, проведнными в Северном Казахстане, установлено, что влияние разных приемов основной обработки почвы на е плотность в слоях 0-10, 10-20 и 20-30 см было незначительным. Повышенная плотность отмечалась лишь в слое 20-30 см при мелкой плоскорезной обработке (12-14 см) (А.Н. Чмиль, А.А. Слезнв и др., 1992).

С другой стороны имеются данные об отсутствии отрицательного влияния поверхностных обработок на плотность почвы. Как отмечает В.А. Гулидова (2001), способы и глубина основной обработки не оказали существенного влияния на плотность почвы, на всех вариантах обработки она была в пределах оптимальных значений для яровых.

Несмотря на имеющиеся данные об отсутствии отрицательного влияния длительных поверхностных обработок на плотность сложения почвы, в условиях Нечерноземья считается нецелесообразным применение их более 2-3 лет (В.П. Заикин, В.В. Ивенин и др., 1996).

Изучение плоскорезной обработки на дерново-подзолистой и серой лесной почве не выявило существенной разницы в сложении пахотного слоя по сравнению с традиционной плужной обработкой (А.И. Пупонин и др., 1980; Г.Д. Аверьянов, М.С. Матюшин, 1981; В.П. Заикин, А.Г. Шаблыкин, 1990).

регионах неодинакова. Чаще всего более рыхлое сложение почвы после вспашки сохраняется в течение 1-3 месяцев, затем плотность выравнивается по всем вариантам обработки или вспаханная почва становится даже более плотной, чем не вспаханная (К.И. Саранин, Н.А. Старовойтов, 1987; А. Vez, 1984; Beitrgezurrationellen …, 1984).

И.Б. Ревут (1972), Д.И. Буров (1970) указывают, в каких пределах могут колебаться плотность и пористость почв в зависимости от их структурного состояния. Отмечено, что рыхлые структурные и окультуренные почвы имеют более низкую плотность.

Исследования И.Б. Ревут (1972) показывают, что в связи с уплотнением почвы снижается объем свободных пор и поэтому плотность почвы является важнейшей характеристикой скорости диффузии: чем плотнее почва, тем при меньшей влажности наблюдается критическое снижение скорости диффузии.

Так, при плотности 1,5-1,6 г/см3 уже при влажности 24,5% к объему или при 16% к весу почвы относительная величина диффузии в 2,5 раза ниже, чем при той же влажности, но в рыхлой почве.

И.П. Макаров (2002) отмечает, что чем плотнее почва и, чем выше ее влажность, тем медленнее отводится образующаяся в ней в результате биологической деятельности углекислота, и тем сильнее проявляется тенденция к накоплению ее в почве. Таким образом, плотность почвы в конечном итоге определяет ее биологическую активность, а также накопление элементов питания растений в доступной им форме.

Плотность почвы оказывает влияние на численность микроорганизмов и биологическую активность почвы. Нормальный газообмен нарушается при плотности более 1,45 г/см3. Это вызывается сокращением макропор и крупных капилляров, диффузия воздуха и газообмен между почвой и атмосферой подавляется. Содержание кислорода резко снижается (В.Ф. Вальков, 1968).

Полевые культуры проявляют различное отношение к плотности почвы. По данным А.Г. Бондарева, В.В. Медведева (1980) и В.И. Кирюшина (1996) для большинства культур сплошного сева эти значения находятся в пределах 1,1-1,3 г/см3. Этой плотности соответствует порозность со значениями 55-60%. При таких показателях плотности почва хорошо водопроницаема и влагоемка.

По определению Е.В. Шеина (2005, 2006) плотность почвы определяет урожайность растений не только как характеристика плотности упаковки частиц и проницаемости для корней, а прежде всего тем, что формирует оптимальный водный, воздушный и питательный режимы растений. Поэтому говоря об оптимальной плотности и порозности почвы необходимо иметь в виду формирующиеся условия для протекания биологических процессов в почвах и растениях (обеспеченность растений водой, воздухом, питательными веществами).

Почти все почвы России подвержены уплотнению. Нагрузка на почву за последние 35 лет увеличилась в 2-4 раза. Переуплотнение почв ведет к снижению урожайности на 25-50% и больше, к уменьшению эффективности применения удобрений более чем на 40%, повышению суммарного расхода горючего на 15% и более (Г.А. Романенко, М.В. Комов и др., 1996;

Л.Л. Шишов, П.В. Комов и др., 2001).

1.3. Влияние структурного состояния почвы на развитие сельскохозяйственных культур и плодородие Известно, что структура играет большую роль в протекании жизненно важных для растений процессов в пахотном слое (В.В. Докучаев, 1949;

Н.А.Качинский,1947, 1958; А.Г. Дояренко, 1966; Р. Инал, 1973).

Структура почвы – совокупность агрегатов различного размера, формы, пористости, механической прочности и водопрочности. При оценке агрономического.

Для морфологического описания почв С.А. Захаров разработал классификацию почвенных структур, в которую входят три типа (с подразделением на роды): кубовидная (глыбистая, комковатая, ореховатая, зернистая), призмовидная (столбчатовидная, столбчатая, призматическая), плитовидная (плитчатая, чешуйчатая). Роды делят на виды по размеру агрегатов (В.И. Кирюшин, 2010).

Для агрономической оценки структуры Н.И. Савинов предложил классификацию, согласно которой к агрономически ценным относят агрегаты размером от 0,25 до 10 мм, более крупные почвенные отдельности считают глыбистой частью почвы, а более мелкие – распыленной (В.И. Кирюшин, 2010).

Н.И. Качинский (1965), И.Б. Ревут (1968) почвенные фракции размером от 0,25 до 10 мм относят к агрономически ценной структуре, агрегаты крупнее 10 мм – это глыбы, отдельности мельче 0,25 мм – пылевая часть почвенных агрегатов.

Необходимо иметь в виду, что не всякая водопрочная структура агрономически ценная. Важно, чтобы водопрочные агрегаты имели рыхлую упаковку, были пористые и обладали способностью легко воспринимать воду, чтобы в их поры легко проникали корневые волоски и микроорганизмы (И.С. Кауричев, 1982).

Джекс Кук (1970) доказал, что структура – конечный результат природных процессов образования и развития почвы и что она определяет пригодность почвы как среды обитания для всего биоценоза.

Плохая структура, препятствуя росту корней, по-видимому, связана со свойствами песка и пыли, которые могут привести к сильному уплотнению почвы со слишком малым содержанием глины или органического вещества должного качества для связывания агрегатов. Сильное уплотнение ведет к нехватке воды и воздуха и к образованию пор, которые слишком малы для прорастания корней, когда масса почвы пересыхает, становится жесткой и уменьшает доступ к запасам питательных веществ.

Состояние структуры во всей зоне роста корней (часто 90-150 см) отражается на урожаях культур. Больше всего повреждают культуры уплотненные слои. Они могут образовываться в любой части профиля в результате сплывания почвы после быстрого увлажнения. Сплывание можно часто наблюдать, когда агрегаты поверхностного слоя почвы распадаются при увлажнении и размываются в однородную массу; когда образовавшаяся корка высыхает, она становится твердой, мешает прорастанию всходов и проникновению воды в почву. Если дождевая вода не может быстро проникать в подпочву, значительная часть обрабатываемого слоя может утратить свою структуру, и тогда корневые системы культур инактивируются или разрушаются. Вследствие недостатка кислорода, почва содержит меньше легкодоступной воды, и питательные вещества становятся менее доступными для растений (Джекс Кук, 1970).

Представители русской науки В.Р. Вильямс (1947), А.А. Измаильский (1949), А.В. Советов (1950), П.А. Костычев (1951) и другие рассматривали структуру почвы как важнейший фактор плодородия. В ее создании они придавали большое значение правильной обработке почвы.

При наличии агрономически ценной структуры в почве создается благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Между агрегатами преобладают некапиллярные поры, а внутри агрегатов — капиллярные. Некапиллярные поры (поры аэрации) имеются также и внутри комка. В бесструктурной почве механические элементы лежат плотно, поэтому в ней образуются в основном капиллярные поры. Эти особенности строения и пористости структурных и бесструктурных почв оказывают огромное влияние на водно-воздушный и питательный режимы.

Структурные почвы благодаря наличию некапиллярных пор хорошо впитывают влагу, которая по мере движения рассасывается комками, промежутки между которыми заполняются воздухом. Воздух содержится и в порах аэрации внутри комка. В такой почве потери воды от поверхностного стока незначительны, почти вся она поглощается почвой, а наличие некапиллярных пор предохраняет почву от испарения влаги с поверхности.

Следовательно, в структурной почве одновременно создают благоприятные условия обеспечения растений влагой и воздухом. Даже при увлажнении до наименьшей влагоемкости (НВ) в таких почвах сохраняется хороший воздухообмен, и господствуют окислительные процессы. Достаточная аэрация, при наличии доступной влаги, обеспечивает лучшие условия питательного режима по сравнению с бесструктурной почвой; активнее идут микробиологические процессы, отсутствуют процессы денитрификации, образования и накопления активных, не силикатных форм полуторных окислов, что ослабляет связывание фосфатов в труднорастворимые формы.

Бесструктурной почвой вода поглощается медленно, значительная часть ее может теряться вследствие поверхностного стока. Сплошная капиллярная связь в толще почвы вызывает большие потери влаги от испарения. В такой почве нередко наблюдается два крайних состояния увлажнения: избыточное или недостаточное. При избыточном увлажнении все промежутки заполнены водой, воздух отсутствует. В этих условиях развиваются анаэробные процессы, ведущие к потерям азота в результате денитрификации, образованию вредных для растений закисных форм железа и марганца, накоплению подвижных не силикатных форм полуторных окислов и к закреплению фосфора в труднорастворимые формы, т. е.

создается неблагоприятный питательный режим (Н.А. Качинский, 1947, 1958).

При недостаточном увлажнении в почве много воздуха и кислорода, но растения испытывают недостаток в воде.

Агрономически ценная структура, придавая почве рыхлое сложение, облегчает прорастание семян и распространение корней растений, а также уменьшает энергетические затраты на механическую обработку почвы (Н.А. Качинский, 1947, 1958).

Более плотное сложение и повышенная связность бесструктурных почв повышают удельное сопротивление при их обработке и ухудшают развитие корней растений. Как отмечалось выше, структурная почва хорошо поглощает воду и резко снижает поверхностный сток, а, следовательно, смыв и размыв почвы, а структурные комочки размером более 1-2 мм устойчиво противостоят разрушению ветром (Н.А. Качинский, 1947, 1958).

Рассмотренное выше агрономическое значение структуры позволяет сделать следующее общее заключение: «во всех случаях на почвах одного типа, одной генетической разности и в сходных агротехнических условиях структурная почва всегда характеризуется более благоприятными для сельскохозяйственных культур показателями, нежели бесструктурная или малоструктурная» (И.С. Кауричев, 1982).

По мнению Н.И. Качинского (1965), И.Б. Ревут (1968) структуре почвы отводится важная роль в формировании почвенного плодородия. Взаимное расположение почвенных отдельностей и различные сочетания существенно влияют на условия роста и развития растений, через плотность почвы, ее водный режим и связанные с ними условия развития микробиологической деятельности, образование доступных для растений питательных веществ.

Поэтому, важно при оценке приемов основной обработки и глубины обработки почвы изучить их влияние на структуру почвы как важнейший показатель, определяющий в значительной мере ее эффективное плодородие.

В современном земледелии выполнение полевых механизированных работ тяжлой сельскохозяйственной техникой, многооперационность принятых технологий выращивания культур, мелкоконтурность полей, препятствующая использованию широкозахватной техники, вынужденная необходимость проводить полевые работы при повышенной и при пониженной влажности пахотного слоя, возросший уровень применения колсных тракторов в сельском хозяйстве отрицательно влияют на структурное состояние почвы. Сохранить и улучшить структурное состояние почвы можно при значительном снижении интенсивности обработки, сокращении числа проходов машинно-тракторных агрегатов, путм совмещения технологических операций (И.С. Рабочев, П.У. Бахтин, 1978;

А.И. Пупонин, Ф.З. Мухаметдинов, 1980; А.И. Пупонин, 1984;

А.И. Пупонин, Н.Ф. Хохлов, 1984; J. Dauglas, М. Goss, 1982).

1.4. Влияние приемов основной обработки на водный режим серой К условиям внешней среды, определяющим рост и развитие растений, относится вода. Основной источник воды для растения – почвенная влага (М.Н. Масютенко, А.В. Кузнецов, 2012).

Для получения высоких и устойчивых урожаев огромное значение имеет влагообеспеченность посевов.

Суть обработки почвы в отношении регулирования влаги сводится к двум моментам: обработкой почвы необходимо создать условия для максимального аккумулирования атмосферных осадков и посредством изменения сложения пахотного слоя обеспечить их экономное расходование (В.П. Заикин, В.В. Ивенин, А.В. Климов и др., 1996). При оценке способов обработки почв необходимо учитывать многогранность их влияния. Каждый прим обработки оказывает как прямое, так и косвенное воздействие. Часто один и тот же прим обработки почвы может оказать как положительное, так и отрицательное влияние на влагообеспеченность посевов. Выявлено неоднозначное влияние разноглубинных обработок на динамику влаги (П.Д. Кошкин, 1990; В.П. Заикин, В.В. Ивенин, А.В. Климов и др., 1996).

Положительную роль глубоких обработок в накоплении необходимого запаса воды для яровых зерновых отмечает В.П. Нарциссов (1972). В опытах И.П. Макарова, Г.Д. Аверьянов и др. (1984) также показано существенное влияние глубины обработки почвы на запасы влаги. В метровом слое запасы влаги были больше по глубокой вспашке и рыхлению. Эта взаимосвязь находит сво подтверждение и в других опытах (Ю.К. Казаков, Л.Н. Синева, 1974; Г.Д. Аверьянов, М.С. Матюшин, 1981; Л.М. Войкин, А.И. Кузнецов, 1989; Б.М. Кушенов, 2000).

Поверхностные обработки в большинстве способствуют уплотнению нижележащих слоев, изменяя водно-физические свойства в худшую сторону.

В то время как глубокие обработки создают глубокий пахотный слой, который действует как регулятор влажности почвы. Выявлена закономерность снижения эффективности глубоких обработок при достаточном увлажнении и, наоборот, повышение значимости глубины обработки при недостатке влаги (В.М. Горошко, Я.А. Парфнова, 1987;

В.П. Заикин, В.В. Ивенин, А.В. Климов и др., 1996). В засушливые годы влияние углубления на урожай сельскохозяйственных культур на легких почвах значительнее, чем на тяжлых. Так, средняя прибавка урожая при рыхлении на 45 см по сравнению с вспашкой на 20 см на песчаных почвах составляла 4,4%, на суглинках — 2,3% (R.W. Swain, 1975). На тяжлых почвах преимущество глубокого рыхления связано с улучшением дренирования почв в весенний и осенний периоды, что позволяет раньше начать полевые работы. Так, уменьшение глубины обработки, и особенно замена отвальной обработки безотвальной ускоряет наступление физической спелости от 2-3 дней (дерново-подзолистые) до 4 дней (чернозмы). При этом плотное ложе обеспечивает ровную заделку семян и ускоряет появление всходов (В.Ф. Кивер, В.Д. Сахаров и др., 1986; В.Ф. Кирдин, 1986; В.И. Санковский, 1986; К.И. Саранин, Н.А. Старовойтов, 1987; В.М. Горошко, Я.А. Парфнова, 1987).

При углублении пахотного слоя путм глубокой вспашки в пахотный горизонт включается менее окультуренный слой подпочвы, что приводит к снижению питательных веществ в почве и ухудшению е физических свойств (G. Thevenet, 1976). Отмечено, что положительное влияние глубокого рыхления на свойства почвы сохраняется в течение 4-5 лет (К.И. Саранин, В.П. Шептухов, 1985).

При совершенствовании обработки почвы необходимо учитывать все почвенно-климатические факторы, влияющие на накопление влаги в почве в осенне-зимний период. В зоне, где количество выпадающих в вегетационный период осадков явно недостаточно, необходимо стремиться к накоплению в почве к периоду посева максимального запаса дополнительной влаги, полностью используя осадки, выпавшие в осенне-зимний период, а если их недостаточно, то увеличить период накопления влаги за счт паров (Р. Nordguist, G. Wicks, 1976). Так, опытами Сибирского НИИСХ установлено, что для улучшения водного режима почв глубину поверхностной обработки осенью следует сохранить до 7-8 см и под покровом этого слоя создать щели для накопления талых вод. Этот прим обеспечивает оптимальную плотность почв и улучшает влагообеспеченность посевов (Н.З. Милащенко, 1977). Преимущество безотвальной обработки в накоплении продуктивной влаги отмечают Х.Х. Хабибрахманов, И.Г.

Гайнутдинов (1993) и А.И. Кузнецов, А.И. Бачикин (1986).

С другой стороны, имеются многочисленные исследования, которые говорят о том, что различные способы основной обработки не оказали влияния на увлажнение почвы. По данным В.А. Гулидовой (2001) перед посевом в слое 0-30 см по вариантам обработки запасы влаги были практически на одном уровне 53-56 мм. Незначительные различия в содержании влагозапасов проявлялись, начиная с глубины 40-50 см.

В исследованиях Г.Д. Аверьянова, М.С. Матюшина и др. (1984), разницы по запасам влаги в метровом слое по вспашке и плоскорезному рыхлению, проводимых на одинаковую глубину, не выявлено.

В условиях аридности климата вопросу накопления необходимых запасов продуктивной влаги к посеву сельскохозяйственных культур отводится важная роль (А.Л. Иванов и др., 2004). Не случайно, еще классики почвоведения и земледелия, как И.А. Стебут (1883), А.А. Измаильский (1881, 1894), П.А. Костычев (1905), В.В. Докучаев (1936), К.А. Тимирязев (1936) и другие считали, что для борьбы с засухой ставилась задача разработать такой агротехнический комплекс, который способствовал бы наиболее полному использованию атмосферных осадков. В решении этой проблемы важная роль отводилась глубине обработке почвы. Однако по вопросу о глубине обработки среди них не было единого мнения.

Ученые отмечали, что глубокую обработку почвы целесообразно проводить не ежегодно, а чередовать ее с мелкой (И.У. Полимпсестов, 1868).

Наряду с этим А.А. Измаильский, И.А. Стебут (1883), и другие (1881) рассматривали глубокую обработку, как прием позволяющий накапливать к посеву максимальное количество почвенной влаги. Такую же роль глубокой вспашке отводили П.А. Костычев (1905, 1912), К.А. Тимирязев (1936).

В своих исследованиях В.А. Корчагин (2002, 2003), Л.А. Негода (2006), С.Н. Немцев (2008) показывают, что применение минимальной обработки не приводит к ухудшению водного режима. К.И. Карпович, Е.В. Кузина (2006) отмечают, что способы основной обработки почвы в звене севооборота неодинаково сказываются на ее влажности. Поверхностная обработка почвы способствовала более благоприятной влагообеспеченности растений в период их роста.

Л.А. Нечаев, В.М. Новиков (2006) отмечают, что наибольшими запасами влаги характеризуются в ранневесенний период глубокие обработки, затем разноглубинная и поверхностная система основной обработки почвы.

рациональными являются плоскорезные и комбинированные системы основной обработки. В среднем за 12 лет запасы продуктивной влаги в полуметровом слое по плоскорезной глубокой обработке были выше, по сравнению со вспашкой перед уходом в зиму, на 25 мм, весной – на 47 мм, а в засушливые годы разница еще больше. Постоянные мелкие, поверхностные плоскорезные, и особенно нулевые обработки способствовали меньшему накоплению влаги в метровом слое почвы к весне на 17-42 мм по сравнению с глубокими.

Традиционная зяблевая вспашка почвы – отвальная вспашка – самая энерго- и трудоемкая операция в технологии возделывания сельскохозяйственных культур. На ней расходуется около 36-38% топлива от потребности для возделывания сельскохозяйственных культур. Чтобы вспахать один гектар, нужно израсходовать от 16 до 25 кг топлива, в зависимости от гранулометрического состава почвы (С.С. Небышинец, 2007).

При недостатке воды в почве ухудшаются ее агрофизические свойства, затухают биологические и химические процессы, из-за чего уменьшается количество и доступность элементов питания для растений.

1.5. Формирование уровня засоренности посевов сельскохозяйственных Весьма сложной задачей земледелия во все времена являлась защита посевов от сорной растительности. Урожай зерновых культур из-за сорняков может снижаться на 10%, а в отдельных случаях на 25-30%, и засорнность является одним из серьзных препятствий на пути повышения урожайности.

Поэтому борьбе с сорняками придатся огромное значение во всм мире (Ю.М. Лукьянов, 2000; С.С. Сдобников, 2002).

Сорняками называются растения, засоряющие сельскохозяйственные угодья и наносящие вред культурным растениям. Растения, относящиеся к культурным видам, не возделываемые на данном поле, относятся к засорителям. На территории нашей страны насчитывается около 1500 видов сорняков. К важнейшим сорнякам, которые сильно снижают урожай, относятся 30 видов. Это: хвощ полевой, бодяк полевой, осот розовый, василк синий, овсюг, пырей ползучий, марь белая, мокрица, пикульник, вьюнок полевой и другие. Сорные растения отличаются большой устойчивостью против неблагоприятных почвенно-климатических условий.

Приспосабливаясь к жизни культурных растений, сорняки приобрели многие признаки и свойства, присущие культурным растениям. В борьбе за условия существования они наносят большой ущерб сельскому хозяйству, снижая урожай сельскохозяйственных культур и его качество. Обладая быстрым ростом и развитием, сорняки потребляют большое количество питательных веществ и влаги. Сорняки способствуют развитию вредителей и болезней (М.Н. Гуренев, 1990; А.Г. Лапин, М.А. Усов, 1990).

В борьбе с сорняками агротехнические мероприятия играют большую роль. Они являются действенным естественным способом борьбы и большей частью обходятся дешевле, чем применение химических средств, большинство которых пока надежно уничтожают только двудольные сорняки. Поэтому гербициды должны применяться в дополнение к агротехническим мероприятиям или в тех случаях, когда механическая борьба не может проводиться своевременно или когда иным путем нельзя добиться успеха. Борьба с сорняками на агротехнической основе гармонично сочетается с обычными мероприятиями по обработке почвы и уходу за посевами, которые так или иначе необходимо проводить для улучшения структуры и аэрации почвы на протяжении вегетации, в связи, с чем они вряд ли требуют дополнительных затрат (Э. Рюбензам, К. Крауэ, 1969).

В условиях современного земледелия задача сельскохозяйственного производства не в полном уничтожении сорняков, а в поддержании их на уровне, не оказывающем отрицательного влияния на урожай культурных растений (Г.И. Баздырев, 1995,1998).

В современных адаптивно-ландшафтных системах земледелия борьбе с сорняками, наряду с защитой растений от болезней и вредителей, придатся очень большое значение. При этом целью борьбы с сорняками является не полное истребление, а снижение их количества в агрофитоценозах до практически безвредного уровня (Г.И. Баздырев, 1999). Важный фактор почвозащиты и ресурсосбережения в современном земледелии совершенствование примов механической обработки почвы, которая исторически не утратила сво значение в борьбе с сорняками.

Механическая обработка почвы — издавна главный агротехнический прием уничтожения сорняков. В настоящее время механическая обработка ресурсосбережение и почвозащиту. Но такие приемы обработок почвы обычно не обеспечивают должного снижения засорнности. Поэтому минимилизация обработки оказывается эффективной на почвах достаточно окультуренных и чистых от сорной растительности (В.П. Заикин и др., 1996).

сельскохозяйственных культур упрощает задачу механической обработки в борьбе с сорняками и значительно расширяет возможности минимилизация е обработки (A.M. Пупонин, 1984).

Внедрение интенсивных технологий в земледелии предполагает более полное удовлетворение потребностей сельскохозяйственных растений в факторах жизни, в том числе и за счт максимального снижения вредоносности сорняков. Сорняки выступают главным конкурентом культурных растений за основные жизненные факторы, так как находят себе место для поселения и совместного произрастания с культурными видами в условиях интенсивного земледелия (Г.И. Баздырев, 1995; Г.И. Баздырев, Л.И. Зотов, 1998).

По вопросу влияния обработки почвы на степень засорнности накоплен большой материал. Рациональная и своевременная обработка снижает уровень засорнности посевов малолетними и многолетними сорняками на 50-60%, способствует интенсивному прорастанию и быстрому развитию культурных растений, препятствует распространению болезней и вредителей, что повышает конкурентоспособность сельскохозяйственных культур. При обработке почвы погибают растущие сорняки (Г.И. Баздырев, 1995; Г.И. Баздырев, Л.И. Зотов, 1998).

На основе обработки почвы разработаны и широко используются методы уничтожения и подавления сорняков (провокация семян к прорастанию, механическое уничтожение, истощение, удушение, высушивание). Эти методы, в отличие от химического способа борьбы с сорняками, не требуют больших затрат и удачно сочетаются и совмещаются с обычными примами обработки почвы, необходимыми для возделывания сельскохозяйственных культур (А.И. Пупонин, 1984).

В борьбе с сорной растительностью в Нечернозмной зоне России особое место принадлежит зяблевой отвальной обработке почвы, первым примом которой является лущение (Г.С. Груздев, 1988; Почвозащитные технологии …, 2001). В результате вспашки происходит перемещение семян сорняков из пахотного слоя в глубокие слои, что приводит к сокращению засорнности посевов полевых культур (А.В. Захаренко, 1996).

Данные о влиянии различных способов основной обработки далеко не однозначны в различных зонах страны. Нечернозмная зона по своим климатическим особенностям наиболее соответствует биологическим особенностям большинства сорняков. Поэтому в этой зоне эффективность обработок почвы во многом определяется способностью различных примов оказывать влияние на засорнность посевов. Большинство исследователей отмечают более низкую эффективность в борьбе с сорняками примов поверхностной и плоскорезной обработок по сравнению со вспашкой (А.Д. Грицай, Н.В. Коломиец, 1981; К.И. Саранин, Н.А. Старовойтов, 1982, 1987; В.П. Нарциссов, П.Д. Кошкин, 1984; В.Ф. Юрьев, И.Г. Родькин, 1985;

А.И. Пупонин, Б.А. Смирнов, А.Д. Чекрыжов и др., 1985; А.И. Пупонин, В.В.

Гриценко, Э.А. Цвирко, 1985; А.В. Климов, 1986; Г.И. Баздырв, 1999; В.П.

Заикин, В.В. Ивенин, А.В. Ивенин, 2001; А.Н. Сухов, А.И. Беленков, А.В.

В Мордовском НИИСХ установлено, что отвальная вспашка по сравнению с безотвальным рыхлением снижала количество сорняков в посевах с 102 до 36 шт/м2 (П.З. Кирдяшов, В.Ю. Глухов, 2000).

В опытах Бел НИИЗ лучшие результаты в борьбе с сорняками обеспечивала мелкая обработка почвы, в сочетании с последующим рыхлением для уничтожения всходов сорняков. Глубина основной обработки не играла решающей роли в борьбе с сорной растительностью, прежде всего потому, что за время продолжительного послеуборочного периода, на вспаханной почве сорняки успевали прорасти, и для их уничтожения необходимы дополнительные обработки (Г.Д. Белов, 1979).

При систематическом безотвальном рыхлении основная масса семян сорных растений сосредотачивается в верхнем слое. Это обуславливает более высокую засорнность посевов сельскохозяйственных культур и вредоносность сорняков.

Заметная роль системы обработки почвы в очищении посевов от сорных растений установлена многими исследованиями и не вызывает сомнений (А.И. Мальцев, 1936; В.А. Францессон, 1956; Л.Н. Барсуков, 1957;

Б.А. Доспехов, 1979; А.И. Пупонин, 1984; К.И. Саранин, 1989; К.И. Саранин, И.И, Беляков, 1991; А.В. Захаренко, 1996, 1999).

1.6. Биологическая активность почвы в зависимости от приемов Способы обработки почвы по-разному влияют на биологическую активность почвы, изменяя процесс минерализации растительных остатков, накопления и разрушения гумуса, способствуя изменению почвенного плодородия (В.В. Ивенин, А.Г. Шаблыкин, 1990).

Я.Н. Мухортов, О.А. Семихатова, В.А. Трунова и др. (1970) и Н.А. Айтхожина, А.В. Наумова, Г.Н. Чуркина (2007) по результатам своих исследований пришли к выводу, что приемы обработки почвы, под зерновые культуры, воздействуя на сложение, строение, структуру и водный режим почвы оказывают определенное влияние на ее биологическую активность.

Важным показателем биологической активности почвы является ее целлюлозоразрушающая способность. Определение этого показателя показывает, что в целом в слое 0-30 см выщелоченного чернозема распад льняного полотна был выше при вспашке, в сравнении с поверхностными обработками в нижних слоях почвы с мелкой обработкой интенсивность минерализационных процессов в необработанных слоях уменьшалась, о чем свидетельствовало ослабление энергии нитрификационного процесса и эмиссии СО2 (О.В. Енкина, 1999).

установили, что оптимальные условия для разрушения и нитрификации создались при плотности почвы 1,05-1,25 г/см3, а при объемной массе свыше 1,35 г/см3 эти процессы шли на спад.

Исследования процессов разложения целлюлозы в почве дают возможность судить о биоклиматических и экологических условиях почвообразования, об интенсивности протекания биохимических процессов, уровне плодородия и биологической активности почвы (В.И. Гауэрт, Н.Н. Наплекова, В.А. Хмелев, 1977).

Чем эффективнее протекают процессы разложения целлюлозы в почве, тем быстрее осуществляется биологический круговорот элементов, и культурные растения полнее обеспечиваются элементами питания (Г.А. Булаткин, А.Е. Ковалева, 1984).

Поэтому биологическая активность, определяемая по скорости распада клетчатки, точно отражает комплекс почвенных условий, который действует на важный интегральный показатель плодородия почвы – урожай (Б.А. Доспехов, 1967, 1976).

Биологическая активность почвы характеризуется взаимодействием обитающих в ней живых организмов с почвенной средой. В 1 грамме хорошо окультуренной почвы количество их может достигать нескольких миллиардов, а общая масса до 10 т/га. Это преимущественно микроорганизмы:

бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты (А.М. Лыков, И.П. Макаров, 1982).

Почвенные организмы разрушают растительные и животные остатки.

Одна часть образующегося при этом органического вещества минерализуется полностью, а затем усваивается растениями, другая переходит в форму гумусовых веществ и используется почвенными организмами (В.А. Зайцева, Д.Г. Звягинцев, 1978; Н.В. Полякова, Ю.А. Малышева, А.Ю. Лисина, 2008).

В опытах кафедры земледелия ТСХА биологическая активность пахотного слоя в течение 1977-1981 гг. при всех сроках экспозиции по поверхностной и плоскорезной обработке была выше, чем по вспашке.

Нитрификационная способность слоя 0-20 см по поверхностной и плоскорезной обработке имела существенное преимущество перед вспашкой (А.И. Пупонин, 1984).

В исследованиях Чувашской ГСХА, проводимых в 2005-2008 гг., степень разложения льняного полотна за вегетацию озимой пшеницы составила по ресурсосберегающим способам обработки 46,3 и 47,6 против 44,8 % по вспашке. Это происходило в слоях 0-10 и 10-20 см. В 20-30 см слое почвы процент разложения льняной ткани был на одном уровне. Таким образом, минимальная и «нулевая» обработка почвы, по сравнению со вспашкой, усиливают активность целлюлозоразлогающих микроорганизмов, а от их активности зависит плодородие почв, поэтому предпочтительными являются минимальная и «нулевая» обработка почвы, при которых возможно увеличение активности биологических процессов в слоях почвы (А.И. Волков, 2008).

Изучение приемов обработки на темно-каштановых почвах, выявило различное влияние их на разложение клетчатки. Наивысшее разложение льняного полотна было по варианту с отвальной вспашкой на 30 см – 42,5%, при вспашке на 20 см – 24,8%, с мелким рыхлением – 32,8% (А.М. Аммедагаев, 1977).

Исследования Р.Н. Янбухтиной (1989) при вспашке под озимую пшеницу разложение льняной ткани составило 18,2%, по бесплужной обработке – 28,5%, а при чередовании в севообороте отвальной вспашки и плоскорезной обработки – 23,9%. По данным Н.Ф. Коптева (1990) наибольший распад льняной ткани был в слое почвы 0-10 см на вариантах с плоскорезной обработкой, а в слое 10-20 см – на вспашках отвальным плугом. Характеризуя биологическую активность всего пахотного слоя, О.Г. Котлярова обнаружила вдвое больший распад льняной ткани по фону отвальной вспашки, чем по плоскорезу (О.Г. Котлярова, 1990, 2006;

О.Г. Котлярова, Г.И. Уваров, Е.Г. Котлярова, 2004).

В опытах Ю.П. Плескачева и И.Б. Борисенко (2005) слой почвы 0-10 см при плоскорезной обработке характеризовался большей биологической активностью, чем по отвальной вспашке, и резким ее падением, вглубь лежащем слое, в котором проявилось полное преимущество отвальной вспашки.

Отвальная система обработки почвы, создавая более рыхлый пахотный слой, способствует небольшому усилению разложения клетчатки, по сравнению с мелкими и нулевой обработками (Г.И. Казаков, 2008).

Оптимизация биологических свойств почвы на основе разработки методов регулирования биологических процессов очень важна.

Одной из важнейших характеристик почвы является ферментативная активность, представляющая собой совокупность процессов поступления, стабилизации и действия ферментов. Накапливаясь в почве, ферменты становятся неотъемлемыми компонентами экосистемы. Многие исследователи считают, что ферментативная активность в полной мере отражает напряженность и направленность биохимических процессов протекающих в почве. Активность ферментов является важным показателем биологической активности почвы, ее плодородия и экологического состояния (К.А. Козлов, 1964; П.А. Власюк, А.П. Лисовая, 1968; А.Ш. Галстян, 1974;

А.М. Гриченко и др. 1972; Т.А. Щербакова, 1980; Ф.Х Хазиев, А.Е. Гулько, 1991; Е.В. Агафонов и др. 2002; А.М. Лыков, В.Т. Емцев, 2002; К.Ш. Казеев и др. 2003; Т.А. Девятова, А.П. Щербаков, 2006 и др.).

Ученые МГУ им. М.В. Ломоносова, проводя многочисленные исследования, определили, что ферментативная активность почв – это важнейший из показателей потенциальной биологической активности, характеризующий скрытую способность системы сохранять гомеостаз (Д.Г. Звягинцев, 1987).

Формирование и функционирование ферментативной активности почвы – сложный и многофакторный процесс. В почвах естественных экосистем, где экологические параметры находятся в состоянии динамического равновесия, изменение ферментативной активности почвы обусловлено, главным образом, естественными сезонными колебаниями гидротермического режима, микробиологической активностью почвы, развитием растений. Очевидно, что в таких условиях она относительно стабильна. Сельскохозяйственное использование почв приводит к изменению направленности почвенных процессов под влиянием агроэкологических факторов. Совокупность этих изменений можно охарактеризовать как изменения химического компонентного состава почвы, ее физических свойств, а также фито — и микробоценозов агроэкосистемы – основных параметров формирования и функционирования ферментного потенциала почвы (Б.А. Доспехов, 1967; Ф.Х. Хазиев, 1991; С.А. Абрамян, 1992).

Т.А. Девятова, А.П. Щербаков (2006) считают, что наиболее информативные данные по активности ферментов можно почерпнуть в залежных и целинных почвах. Освоение черноземных почв и длительное их сельскохозяйственное использование способствует инактивации почвенной ферментативной системы. Наиболее серьезным изменениям подвергается верхний полуметровый слой почвы.

А.П. Щербаков, А.Д. Михновская и др. (1984) отмечают, что ферментативная активность целинных почв выше, нежели пахотных черноземов во всех регионах, что соответствует более высокому содержанию в них гумуса и гидролизуемого азота. Высокая ферментативная активность естественных почв характерна, главным образом, для их верхних горизонтов.

Однако различия в ферментативной активности пахотных почв и почв естественных ландшафтов характерны для всего почвенного профиля.

Как в верхних слоях, так и по всему профилю ферментативная активность почв сельскохозяйственного использования бывает ниже, в отличие от целинных участков (К.Ш. Казеев, 2004; М.К. Зинченко и др., 2009). Активное участие ферментов почвы в формировании ее плодородия является установленным фактом (Е.Н. Мишустин, 1972; А.Ш. Галстян, 1974;

Ф.Х. Хазиев, 1982; Т.А. Щербакова, 1983 и др.). Вместе с тем подавляющее большинство исследователей, занимавшихся изучением ферментативной активности почв, отмечали ее зависимость от климатических условий, а в агроценозах от уровня антропогенной нагрузки.

Для измерения интенсивности этих процессов в практике почвенной энзимологии используют активность ряда окислительно-восстановительных ферментов, а именно, каталазы, пероксидазы, гидрогеназы и др. Уровень активности последних связывают с характеристикой интенсивности биогенеза гумуса. Некоторые исследователи (А.Н. Ратникова, 2005;

М.В. Дабахов, 2005; С.А. Рощупкин, 2006 и др.) рекомендуют использовать каталазу для предварительной оценки биологической активности почвы и уровня ее плодородия. Известно, что каталаза широко распространена в почвах и катализирует реакцию разложения перекиси водорода на молекулярный кислород и воду. Она синтезируется практически всеми микроорганизмами, поэтому всегда обнаруживается в почве. Высокая активность этого фермента является свидетельством напряженности энергетических процессов в почве. Активность каталазы тесно связана с содержанием гумуса и отражает уровень плодородия почвы.

Н.А. Кирясова (2007), проводя исследования на черноземе типичном, не обнаружила различий в активности фермента по вариантам обработки почвы (отвальная вспашка на 20-22 см, безотвальная мелкая на 6-8 см, нулевая). Однако сохранение растительных остатков в биологически активном верхнем слое почвы, при поверхностной обработке, способствует активизации окислительно – восстановительных ферментов и каталазы в том числе (Е.Н. Мишустин, 1972; А.Ф. Витер, 1990; А.П. Щербаков и др., 2000 и др.).

Таким образом, для целей экологической оценки состояния почвы агроценозов показатели ферментативной активности являются информационным дополнением.

Важнейшим признаком плодородных почв является активность размножения в них азотофиксирующих бактерий, свидетельствующих о благоприятном течении биологических процессов. Особое место среди них атмосферный азот. Однако, он довольно требователен к условиям внешней среды. К числу оптимальных для азотобактера почвенных условий относится рН 6,0-7,2 и наличие доступного фосфора, кальция и молибдена, что известно еще из работ С.Н. Виноградского (1952), Д.Н. Прянишникова (1952), Л.И. Рубенчик (1960) и Н.А. Красильникова (1958), индуцировавших развитие азотобактера в почве путем внесения в нее этих элементов.

Отмеченные физиологические особенности характеризуют экологию данного организма. Большое разнообразие углеродистых соединений при рН 6,0-7, обеспечивает бурное развитие не симбиотических азотофиксаторов, способных на этом материале фиксировать азот из атмосферного резервного фонда и переводить его в цикл продуктивности (Н.Г. Пушкарева, 2008).

Органические вещества служат источником энергии для развития азотобактера, и если почва богата ими, то численность микроорганизма в ней высока. Особые требования азотобактер предъявляет к влажности почвы, в связи с меньшим осмотическим давлением в клетках в сравнении с грибами и актиномицетами (В.Г. Емцев, 2006). В благоприятных условиях азотобактер фиксирует на 1 г сброженного сахара до 20 мг азота (А.Т. Фарниев, 2002).

При этом за вегетационный период пахотный слой каждого гектара почвы обогащается 15-18 кг азота за счет свободноживущих бактерий.

Степень фиксации азотобактером атмосферного азота зависит от количества и характера источника углерода, физико-химических свойств почвы, активности распространенных штаммов и других факторов. В процессе жизнедеятельности, наряду с фиксацией азота, азотобактер способен выделять стимуляторы роста, антибиотики и витамины, улучшающие развитие растений и повышающие плодородие почвы (Ж. Войнова-Райкова, 1986; А.Т. Фарниев, 1995; И.А. Дегтярева, 2003;

В.Г. Емцев, Е.Н. Мишустин, 2006, З.Г. Джанаев, 2008 и др.).

На численность азотобактера в почве влияет растительный покров, то есть, азотобактер находится в специфических взаимодействиях с растениями.

Бактерии, расположенные непосредственно в зоне корневой системы, создают благоприятные условия для развития азотобактера. Установлено (Н.А. Красильников, 1958; Л.И. Рубенчик, 1960; Е.Н. Мишустин, 1972;

В.Г. Емцев, 2006), что благоприятная среда для развития азотфиксатора создается в ризосфере бобовых культур.

Таким образом, бактерией, индикаторной на благоприятные свойства почвы, является не симбиотический фиксатор атмосферного азота – азотобактер. Азотобактер справедливо считают показателем высоких агрономических свойств почвы (З.Г. Джанаев, 2008).

А.Т. Фарниев (1995) отмечал, что наиболее интенсивное развитие азотобактера наблюдалось в 0-10 см слое выщелоченного чернозема (Алания), когда процент обросших комочков почвы составил 78%. Автор отмечает, что размножение азотобактера может сдерживаться из-за ухудшения воздухопроницаемости почв.

В других исследованиях, проведенных на обыкновенных черноземах Кубани (М.Д. Назарько, В.Г. Лобанов, 2005) установлено, что наименьшая плотность азотфиксирующей микрофлоры определилась на пашне, а наибольшая – на целинном участке. Аналогичные данные получены и на серых лесных почвах Владимирского ополья (М.К. Зинченко, 2008, 2009, 2010).

Учитывая описанные реакции азотобактера на агрогенное воздействие, его можно использовать в качестве индикатора экологического состояния почв. Штаммы Azotobacter chroococcum, которые распространены в серой лесной почве Владимирского ополья, обладают не только способностью фиксировать молекулярный азот, но и синтезировать ростовые и другие биологически активные вещества, таким образом, усиливая метаболизм растительной клетки. Присутствие в почве этого микроорганизма является индикатором плодородия и может служить одним из показателей уровня их экологического состояния.

Таким образом, трансформация в почве различных соединений осуществляется микробными сообществами, специфичными для каждого типа почв. Наблюдения за динамикой этих показателей позволяет оценить степень влияния агротехнического воздействия на гомеостатический уровень агроландшафтов.

1.7. Влияние приемов основной обработки на продуктивность и развитие Сохранение земельных ресурсов, как основного средства производства в сельском хозяйстве, является важнейшей задачей всех руководителей и специалистов агропромышленного комплекса, несмотря на сложные экономические условия. Прежде всего, необходимо предотвратить дальнейшее сокращение площадей сельскохозяйственных угодий, особенно пашни.

Яровая пшеница является ведущей зерновой культурой России. Она одна из древнейших и наиболее распространенных культур на земном шаре.

Возделывают ее во всех частях света — от полярного круга до крайнего юга Америки и Африки. Наибольшие площади ее посева находятся в России. По посевным площадям и валовому сбору зерна она занимает первое место среди других зерновых культур. Основные площади посевов яровой пшеницы сосредоточены в Нечерноземной зоне, Западной и Восточной Сибири, в Поволжье и на Урале. Площадь возделывания яровой пшеницы в РФ составляет 28745 тыс. га, всего яровые зерновые, зернобобовые и озимые культуры занимают 47865 тыс. га. Вся посевная площадь Российской Федерации составляет 77473 тыс. га, из них площадь сельскохозяйственных предприятий 58335 тыс. га, в том числе площадь под зерновыми и зернобобовыми культурами 47536 тыс. га (Министерство сельского хозяйства РФ, 2009).

Обработка почвы – наиболее важное звено в технологии возделывания любой культуры. Правильный выбор приемов основной обработки почвы во многом определяет продуктивность яровой пшеницы.

Основным критерием оценки любого способа или системы обработки почвы является величина урожайности сельскохозяйственных культур и их экономическая эффективность. Имеющиеся материалы показывают, что в условиях Нечерноземья энергоемкая «классическая» система основной обработки почвы является далеко не лучшей. Во многих случаях замена плужной обработки на поверхностную, плоскорезную и чизельную, не приводит к снижению урожая, при одновременной экономии затрат на обработку. Однако выбор приема обработки, его длительность, выбор культуры, как показывают данные научных учреждений зоны, зависят от конкретных условий (В.П. Заикин, В.В. Ивенин, 2003, 2005).

Длительные опыты Северо-Западного НИИСХ (В.А. Чернышов, Э.Г. Вальгауз, 1984) на окультуренных дерново-подзолистых супесчаных и суглинистых почвах выявили возможность замены вспашки на глубину 20-22 см на поверхностную обработку глубиной 10-12 см под все культуры сплошного сева в севооборотах разной направленности. Урожайность яровых культур сплошного сева не снижалась при повторении поверхностной обработки в течение 7-8 лет. Замена зяблевой вспашки на поверхностную позволила сократить затраты на обработку в 1,5-2,5 раза.

В опытах В.В. Каракулева Ф.Г. Бакирова и В.Д. Вибе (2004) по замене вспашки на плоскорезное и чизельное рыхление почвы было установлено, что наибольшая урожайность яровой пшеницы может быть получена при сочетании мелкого рыхления почвы с обработкой чизельным плугом.

Прибавка урожая по отношению к контролю составила 0,34 т/га или 18,9%.

Замена плоскорежущего орудия КПШ-9 для обработки стерни на дисковое БДС-7 перед чизелеванием почвы привело к достоверному снижению (на 0,18 т/га) урожайности зерна пшеницы, что говорит в пользу сохранения соломенной мульчи на поверхности почвы. Об этом свидетельствует и тот факт, что вариант с мелким рыхлением КПШ-9 превосходил (на 0,11 т/га) по урожайности вариант с обработкой почвы БДС-7, при использовании их в качестве основной обработки почвы.

Одинаковую с контролем среднюю урожайность яровой пшеницы обеспечивает нулевая обработка почвы. Причем достоверное снижение урожайности произошло только в один (2004 г.) из трех лет наблюдений, когда особенно сильна была разница в засоренности посевов многолетними сорняками между вариантами со вспашкой и нулевой обработкой почвы (В.В. Каракулев, Ф.Г. Бакиров, В.Д. Вибе, 2004).

Несмотря на лучшие показатели по основным элементам почвенного плодородия использование ресурсо- и энергосберегающих технологий, основанных на минимальной и «нулевой» обработке почвы, привело к снижению урожайности всех зерновых культур в севообороте по сравнению с традиционной технологией.

Следовательно, при внедрении ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур необходимо использование сортов с неглубокой, но развитой корневой системой и высокой продуктивной кустистостью (М.Б. Терехов, 2000; А.А. Моисеев, 2005;

И.Н. Шарков, 2006; А.И. Волков, 2008, М.В. Грибков, Д.А. Логинов, 2008, А.А. Боговиз, 2006).

Многолетние исследования ТСХА в полевых опытах не выявили отрицательного влияния на урожай различных сельскохозяйственных культур дифференциации пахотного слоя (А.И. Пупонин, 1984). В ряде случаев зерновые культуры отзывались положительно на гетерогенное строение. Так, например, относительный урожай их в вегетационно полевом опыте был выше при гетерогенном строении слоя 0-30 см на 6-9%, а на фоне с известью и полным минеральным удобрением — на 9-10%, чем на почве с гомогенным строением (А.И. Пупонин, 1984). Однако, полученные данные о преимуществе гетерогенного строения пахотного слоя не дают основания рекомендовать их для широкого использования в Нечерноземной зоне. Наиболее приемлемой системой обработки нечерноземных почв является сочетание отвальных, поверхностных и безотвальных рыхлений в севооборотах (И.П. Макаров, Н.И. Картамышев, 1998).

Опытами, проведенными в 1972-1998 гг., установлено, что в зернопаропропашных и зернопаровых севооборотах засушливой черноземной степи Поволжья комбинированные разноглубинные системы обработки почвы с периодической глубокой вспашкой, с точки зрения продуктивности и экономической эффективности, имеют определенные преимущества перед постоянными плоскорезными и мелкими обработками, вспашками на глубины 14-16, 20-22 и 28-30 см (З.М. Азизов, 1998).

Немаловажное значение в формировании урожая яровой пшеницы имеет развитие ее корневой системы.

Корневая система яровой пшеницы представлена зародышевыми и узловыми корнями. В отличие от зародышевых корней, уходящих на значительную глубину (1,0-1,5 м) при полном развитии (колошение), основная масса узловых корней распространяется до 30-40 см. В условиях, когда влажность почвы у узла кущения ниже коэффициента завядания, то корни не развиваются. Однако не прекращают своего роста, если часть корневой системы находится уже в более увлажненной зоне и обеспечивает растение влагой (П.К. Иванов, 1971).

Размещение корневой системы по горизонтам, как отмечают ряд исследователей, зависит от типа почвы. На подзолистых почвах Дальнего Востока в слое 0-10 см сосредотачивается до 85% веса всех корней. На чернозмных почвах более увлажннных районов до 20-40% корней размещается в пахотном слое (П.К. Иванов, 1971). На южных карбонатных чернозмах глубина проникновения зародышевых корней зависела не от прима и глубины основной обработки, а от глубины промачивания почвенного профиля перед посевом яровой пшеницы (С.И. Зинченко, 2006).

Корневая система не только снабжает растение водой и питательными веществами, но в корнях происходят процессы образования сложных органических веществ из минеральных соединений азота, фосфора и ряд других химических превращений (П.К. Красильников, 1983; А.С. Устименко, П.В. Данильчук, А.Т. Гвоздиковская, 1975).

А.А. Измаильский (1881), К.А. Тимирязев (1936), И.В. Красовская (1947), А.С. Устименко, П.В. Данильчук, А.Т. Гвоздиковская (1975) и многие другие. В работах отмечено, что корни сельскохозяйственных культур в основном развиваются в верхних слоях почвы. Установлено, что они сохраняют жизнеспособность в сухой почве, а при е увлажнении начинают расти и функционировать (И.Г. Зинченко, 1997, С.И. Зинченко, 2006). Это актуально и для Опольной зоны, так как в отдельные годы абиотические условия в первой половине лета обуславливают пересыхание верхних слов почвы, а во вторую – их увлажнение (И.В. Бирюков, О.А. Самохина, проникновение корневой системы вглубь подпахотных слов наджно гарантирует растениям снабжение их водой и питательными веществами, если верхние слои пересыхают. Ранее проведнные нами исследования на эффективности примов основной обработки и е глубины на проникновение корневой системы яровой пшеницы показало, что глубину проникновения корневой системы определяет глубина увлажнения почвенного профиля.

проникновение их вглубь не зависит от прима и глубины обработки почвы (С.И. Зинченко, 2006).

Как видно из выше изложенного литературного материала, влияние глубины и прима основной обработки почвы на плодородие почвы, продуктивность яровой пшеницы нельзя считать окончательно решнным и этот вопрос подлежит дальнейшему изучению.

ГЛАВА II. ОБЪЕКТ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Владимирская область расположена в центральной части Русской равнины. Ее волнистый рельеф мягко и плавно перепадает от пологих холмов к раздольным полям (Консультативное агроклиматическое …, 2005).

Особенностью, определяющей формирование климата Владимирской области и Владимирского ополья, является удаленность от Атлантического океана, что придает ему умеренно-континентальный характер, с умереннотеплым летом, умеренно-холодной зимой и хорошо выраженными осенними и весенними сезонами. Показателем общего температурного режима области колеблются в пределах +3,0…+3,40С, годовая сумма температур выше 100С в Ополье составляет 1950-20000С, продолжительность данного периода 125-130 дней. Продолжительность периода со среднесуточной температурой выше 150С, характеризующего возможность произрастания теплолюбивых культур, достигает 65-75 дней. Сумма накапливаемых за это время температур 1200-13500С. Длительность безморозного периода 119-126 дней, что достаточно для созревания сельскохозяйственных культур возделываемых во Владимирском ополье.

По влагообеспеченности Владимирскую область можно отнести к зоне удовлетворительного увлажнения. Средняя многолетняя сумма осадков за год в Ополье составляет 604 мм.

Гидротермический коэффициент по области равен 1,5, испаряемость достигает 500 мм (И.В. Бирюков, О.А. Самохина, С.М. Лукин и др., 2010).

Зима здесь пасмурная, с умеренными морозами, снегопадами, часто сменяющимися более холодной ясной погодой. В период предзимья погода бывает неустойчивая, температура возможно резкое похолодание и не менее резкое потепление. В конце октября среднесуточная температура воздуха переходит через 0 0С, но днем еще может быть до 3-50С тепла. Устойчивые морозы устанавливаются с середины ноября. Самый холодный месяц зимы – январь (А.Т. Волощук, В.И. Кирюшин, А.Л. Иванов, 2004).

Первый снежный покров ложится обычно в конце октября – начале ноября. Количество выпавших осадков в сумме за холодный период (ноябрьмарт) равно 175 мм. Запасы воды в снеге в период наибольшей высоты снежного покрова составляет 102 мм или около 20% годового количества осадков (И.В. Бирюков, О.А. Самохина, С.М. Лукин и др., 2010).

Начало весны в природе редко совпадает с календарными или агрономическими сроками. Первая половина марта скорее относится к зиме.

На полях еще сохраняется устойчивый снежный покров, морозы иногда достигают минус 200С.

Снеготаяние на территории Владимирского ополья начинается 18- марта и длится в среднем 22 дня. Сход устойчивого снежного покрова осуществляется через 2-6 дней после перехода среднесуточной температуры воздуха через 00С и наблюдается в Опольной зоне в период с 8 по 12 апреля.

К моменту схода снежного покрова почва оттаивает на глубину 10 см, полное оттаивание происходит в конце апреля (26.04-30.04). Вегетация растений весной начинается с перехода температуры через +5 0С в среднем 15- апреля с колебаниями от 6 до 28 апреля. Запасы продуктивной влаги в почве весной обычно составляют 171-247 мм в метровом слое. Переход к лету совершается с наступлением теплой погоды, когда среднесуточные прекращаются. Летний период во Владимирском ополье устанавливается в первой декаде мая и продолжается в течение 128-132 дней. Начало и конец этого периода могут отклоняться от средних дат в зависимости от погодных условий. В отдельные годы с ранней весной его продолжительность достигает 156 дней, а при холодной затяжной весне – сокращается до дней.

Период активной вегетации может сокращаться за счет поздних весенних и ранних осенних заморозков. Самый теплый месяц – июль со средней температурой воздуха плюс 17,50С. Максимальная температура почти ежегодно повышается до 27-310С, а абсолютный годовой максимум может достигнуть 37-380С (А.Л. Иванов, В.И. Кирюшин, А.Т. Волощук и др., 2004).

За период активной вегетации (май — август) на территории Ополья выпадает 245 мм осадков, а за каждый из летних месяцев 52-83 мм, что в обычные годы бывает достаточно для получения высоких урожаев. Однако изменчивость количества осадков в отдельные месяцы из года в год очень велика, и их сумма может значительно отклоняться от средней величины. Так в мае в 25% лет осадков выпадает всего 50% нормы, один раз в десять лет их бывает 35%, а в отдельные месяцы сумма осадков может составить всего 4-5% от средней (А.Л. Иванов, В.И. Кирюшин, А.Т. Волощук и др., 2004).

Почвы области довольно разнообразны. Дерново-подзолистыми почвами занято 65% пашни, серыми лесными – 33%, торфяными и пойменными – 2%. По механическому составу тяжелые суглинки составляют 5,1%, средние – 30,2%, легкие суглинки и пески – 64,7%.

Несмотря на равнинный характер территории области, площади эрозионно-опасных и подверженных эрозии сельскохозяйственных угодий составляют 104,7 тыс. га, в том числе пашни 92,4 тыс. га.

Переувлажненные, заболоченные и засоренные камнями земли занимают 267,9 тыс. га. Водные свойства почв во многом определяются характером подстилающих пород.

Хорошими условиями увлажнения характеризуется дерновоподзолистые и серые лесные суглинистые почвы.

Серые лесные почвы Ополья в области занимают 220 тыс. га или сельскохозяйственной продукции.

послужили покровные пылеватые суглинки тяжелого механического состава мощностью 2-3 метра. Встречаются покровные лессовидные суглинки, в которых на глубине 1,2-1,4 м обнаруживается карбонаты кальция в виде мелких вкраплений и выцветов, а на глубине около 2 метров – известковые конкреции в виде журавчиков.

Почвы делятся на светло – серые, серые и темно – серые лесные.

Светло – серые почвы занимают вершины водоразделов и верхние части склонов, серые лесные залегают в средних и нижних частях пологих склонов, а темно – серые формируются в основном в нижних частях пологих склонов и на шлейфах. Данные почвы нередко находятся в комплексе или часто сменяемых сочетаниях, обусловленных их генезисом.

Пахотный слой характеризуется следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса 2,5%, подвижных форм Р 2О5 и К2О – 150 и 138 мг/кг почвы соответственно. В зоне преобладают слабокислые и близкие к нейтральным почвы (рН 5,2-6,0). Мощность гумусового горизонта достигает 40 см, в отдельных случаях до 50 см (А.Т. Волощук, В.И. Кирюшин, А.Л. Иванов, 2004; В.И. Комаров, К.Е. Баринова, 2008).

Исследования проводились на опытах ГНУ Владимирский НИИСХ на серых лесных суглинистых почвах (таблица 1). Серые лесные почвы отличаются повышенным содержанием подвижного фосфора.

Мощность гумусового слоя колеблется от 30 до 50 см. Горизонт А в среднем составляет 30 см, комковатой структуры плотного сложения.

Реакция почвенного раствора близка к нейтральному.

Агрохимические свойства серых лесных суглинистых почв В таблице 2 представлен гранулометрический состав серых лесных почв. В пахотном слое наблюдается снижение количества ила и физической глины в верхней части пахотного слоя. Причем настолько, что почва может перейти в раздел средних суглинков, если рассматривать лишь верхнюю Гранулометрический состав серых лесных суглинистых почв, % (0-8) (10-20) (20-30) (35-45) (50-75) (75-100) часть пахотного слоя. В этих почвах слабо выражена предилистая и илистая фракция. Это означает, что в почве может быть ограничена «несущая»

способность, т.е. способность почвы длительное время поддерживать созданную агротехническими мероприятиями структуру (Е.В. Шеин, 2005).

2.1.3. Погодные условия в период проведения исследований На территории Владимирского ополья в 25% лет складываются засушливые условия, а в 10% лет, лето бывает сухим. Изменение количества осадков очень велико, в отдельные месяцы из года в год, их сумма нередко может отклоняться от средней величины. В 25% лет, в мае, выпадает всего 50% осадков от нормы и один раз в десять лет их бывает 35%, а в отдельные месяцы сумма осадков может составить всего 4-5% от среднего. В связи с этим осадки не всегда могут служить источником пополнения запасов влаги в подпахотных слоях почвы по мере ее использования растениями. Поэтому все полевые, особенно зерновые культуры, формируют гарантированный урожай зерна в основном за счет запасов глубоких подпахотных слоев почвы, наполненных до посева, преимущественно за счет осенних и зимних осадков.

Сумма осадков, в годы исследований, за период вегетации, колебалась от 163,5 мм до 329,6 мм, при среднемноголетней норме в 245,0 мм среднемноголетней 15,80С (приложение 1).

Гидротермический коэффициент, в годы исследований, за весеннее – летний период составил от 0,7 (засушливая зона увлажнения) до 1,3 (влажная зона увлажнения) (рисунок 1, приложение 2), что показывает разнообразие климатических условий в годы исследований.

Рисунок 1. Гидротермический коэффициент в годы исследований за Рисунок 2. Температурный режим за вегетационный период, 0С Рисунок 3. Сумма осадков в годы исследований за вегетационный период, мм В 2009 году в период сева и всходов (май-июнь) выпало 123,4 мм осадков в сравнении с нормой – 106,0 мм, а в период колошения и уборки (июль-август) – 119,1 мм в сравнении с нормой 139,0 мм. Но в целом распределение осадков в вегетационный период было благоприятным для получения высоких урожаев зерновых культур (рисунок 3, приложение 2).Температура воздуха, в сравнении со среднемноголетними значениями, была выше: в мае на 1,10С, в июне на 1,70С, в июле на 1,20С, а в августе была практически на уровне среднемноголетней нормы (рисунок 2, приложение 1).

Гидротермический коэффициент за период вегетации составил 1,2 и характеризуется как слабозасушливая зона увлажнения (приложение 2).

В 2010 году отмечалась повышенная среднемесячная температура воздуха в сравнении со средне многолетней: в мае – 4,30С, в июне – 1,9 0С, в июле – 6,10С, в августе на 4,70С (рисунок 2, приложение 1). При этом если в среднемноголетних соответственно на 124,9 мм и 41,0 мм. То в июне они среднемноголетней нормы выпало 2,8 мм. Однако гидротермический коэффициент соответствовал влажной зоне увлажнения и был равен 1, (приложение 2).

В 2011 году в мае выпало 19,5 мм осадков против 54,0 мм по среднемноголетним данным, в июне 19,4 мм против 52,0 мм, июле 70,2 мм против 83,0 мм. В августе количество осадков было близким к норме (54, против 56,0 мм соответственно). Среднемесячная температура мая и июня была на 1,6 и 1,30С выше нормы, в сравнении с многолетними данными, а июля и августа — соответственно на 4,4 и 2,20С. Гидротермический коэффициент характеризовался, как очень засушливая зона увлажнения и составил 0,7 (рисунок 1, приложение 2).

Из выше изложенного следует, что полевые исследования проводились в периоды охватывающие разнообразие лет, как по выпадению осадков в различные сезоны года, так и по температурному режиму, характерные для зоны Владимирского ополья.

2.2. Объект и методика проведения исследований Работа выполнялась в отделе агрофизики почв ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии в период 2009-2011 гг. Исследования проводились согласно тематическому плану отделения земледелия Россельхозакадемии по вопросу 02. 01. 03. 01. «Разработать системы примов основной обработки серых лесных почв в АЛСЗ с целью экономии энергетических и трудовых ресурсов при сохранении высокой продуктивности агроценозов» (номер государственной регистрации 15 070.462 2472.06.8.003.6).

Объектом исследования были серая лесная среднесуглинистая почва и посевы яровой пшеницы, высеваемой после озимой ржи, на которой располагается полевой стационарный опыт с шестипольным севооборотом:

овес с подсевом многолетних трав (клевер + тимофеевка) – многолетние травы первого года пользования – многолетние травы второго года пользования – озимая рожь – яровая пшеница – ячмень (таблица 3).

Изучали влияние приемов основной обработки на агрофизические свойства, элементы плодородия почвы и продуктивность яровой пшеницы.

В годы исследований в опытах высевали районированный сорт яровой пшеницы (Trticum) сорта МиС. Норма высева 5,0 млн. всхожих семян на га. Полевой опыт располагается на серой лесной среднесуглинистой почве, на склоне холма северо – западной экспозиции, крутизной 1-30. Размещение вариантов методом организованных повторений. Повторность опыта 4-х кратная. Площадь делянки 336 м2, учетная 216 м2.

Примечание: ВО-20-ПЛН-3-35 на 20-22 см, ВЯ-30-ПЯ-3-35 на 28-30 см, П-10КПС-4 на 6-8 см, П-20 –КПГ-250 на 20-22 см, Ч-40 –ПЧ-4,5 на 38-40 см.

Исследования с 2009 года по 2010 год проводились на нормальном фоне интенсивности — N40P40K40 кг д.в. В 2011 году на двух фонах интенсивности – нормальном (N40P40K40 кг д.в.) и интенсивном (N60P50K кг д.в.). В опытах применялась агротехника, рекомендованная для зоны (И.В.

Бирюков, О.А. Самохина, С.М. Лукин и др., 2010).

Опыт заложен в 1986 году.

Опыты закладывались согласно методике опытного дела (А.Б.

Доспехов, 1965). Исследования проводили по следующим методикам:

1. Плотность почвы – метод цилиндров по С.И. Долгову (А.Ф. Водюнина, З.А. Корчагина, 1986).

2. Влажность почвы по горизонтам через 10 см до глубины 1 метр определяли по ГОСТу 28268-89 (ГОСТ 28268 – 89, 1989).

3. Структура почвы – по И.И. Савинову (А.Ф. Водюнина, З.А. Корчагина, 1986), водопрочность агрегатов – по И.М. Бакшееву (Методическое руководство …, 1969).

4. Подвижные соединения фосфора и калия определяли по ГОСТу 26207- (ГОСТ 26207-91, 1992).

5. Нитратный азот определяли в слое почвы 0-100 см через 10 см по ГОСТу 26483-85 – ГОСТ 26490-85 (ГОСТ 26483-85, ГОСТ 26490-85, 1985).

«Матыченков Иван Владимирович ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОВЛИЯНИЯ КРЕМНИЕВЫХ, ФОСФОРНЫХ И АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ В СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ Специальность: 06.01.04 -агрохимия Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель : доктор биологических наук, профессор Е.П. Пахненко Москва Содержание стр. Введение Глава 1. Литературный обзор 1.1 Соединения кремния в природе 1.2. »

«АНИСТЕНОК СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ Продолжительность продуктивного использования коров айрширской породы и методы ее повышения Специальность 06.02.07 — Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Научный. »

«Вайс Андрей Андреевич НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ДРЕВОСТОЕВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ УСТОЙЧИВОСТИ И ПРОДУКТИВНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ НАСАЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ И ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ) 06.03.02 – лесоведение, лесоводство, лесоустройство и лесная таксация Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук Красноярск — Оглавление Введение.. 1. »

© 2013 www.diss.seluk.ru — «Бесплатная электронная библиотека — Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Источник