close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

3155.ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВ ПРИ ОРОШЕНИИ

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На правах рукописи
Чудин Александр Михайлович
ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ПОЧВ ПРИ ОРОШЕНИИ
06.01.01 - общее земледелие
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Саратов - 2004
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учрежде­
нии высшего профессионального образования «Волгоградская государственная
сельскохозяйственная академия»
Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники РФ,
академик РАСХН, доктор технических наук,
профессор Григоров Михаил Стефанович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
Медведев Иван Филиппович
кандидат сельскохозяйственных наук,
Ярославский Виктор Александрович
Ведущее предприятие: ГНУ Нижне-волжский научно-исследовател&кий ин­
ститут сельского хозяйства
Защита состоится "J.I " апреля 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационно­
го совета Д 006.050.01. при ГНУ Научно-исследовательском институте селю:-.
го хозяйства Юго-Востока по адресу: 410010, г. Саратов, ул. Туланкова. з л;
седаний
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ НИИСХ Юге
Автореферат разослан
марта 2004 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
кандидат биологических наук
/ ^ Р <*
C^^fi^d^^^
^>
—-.. K>JJ » КГ, ЖЛ? .^;.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. В орошаемом земледелии Волгоградской
области огромное значение для плодородия зональных степных почв имеют их
агрофизические свойства и режимы, оптимизация которых является важней­
шим условием повышения плодородия и эффективного проведения ороситель­
ных мелиорации.
На почвах с плотным сложением велики потери воды из-за плохого водопоглощения, кх трудно увлажнить на необходимую глубину, что приводит к
возникновению поверхностного стока и смыва почв. Полив дождеванием почв
с недостаточно водопрочной структурой ведет к их уплотнению, появлению
слитности и в конечном итоге к снижению плодородия почв и продуктивности
возделываемых культур (Егоров, 1988; Григоров, 1992; Кружилин, 2000).
В орошаемых условиях решение проблемы оптимизации воднофизических свойств определяют главным образом механические обработки почв
(Ярославский, 1988).
Механические обработки почвы способствуют увеличению пористости и
влагоёмкости корнеобитаемого слоя почв, снижению количества сорняков
(Курдюков, 2001) в посевах культур и интенсивности эрозионных процессов на
орошаемой гючве.
Наиболее полно решают эти задачи основные обработки почвы. Пра­
вильный подбор способа основной обработки почвы в орошаемых условиях по­
зволяет решить проблему снижения энергетических затрат, повышения продук­
тивности и экологической устойчивости орошаемой пашни. Особенно большое
значение для решения этих задач имеет направление, связанное с внедрением
комплексов послойных и дисковых обработок почвы.
Цель исследований. Для плотно сложенных черноземных и светлокаштановых орошаемых почв подобрать технологию механических обработок
почвы, которая по сравнению с традиционными обработками позволит оптими­
зировать экологические показатели почвы и приведет к росту продуктивности и
экономической эффективности использования орошаемой пашни.
В исследовании ставились следующие задачи:
1. Для плотно сложенных орошаемых южных черноземов и светлокаштановых почв с целью их разуплотнения и основной обработки подобра'гь систему почвообрабатывающих орудий.
2. Выявить действие предлагаемой технологии обработки почвы на
агрофизические показатели орошаемых почв.
3. Установить влияние механических обработок почвы и состава агроценоза
на мешоративное и противоэрозионное состояние орошаемой почвы.
4. Определить связь новой технологии механической обработки с продук­
тивностью и экономической эффективностью звена зернокормового се­
вооборота.
Научная новизна. Впервые для маломощных южных черноземов и свет­
ло-каштановых почв Волгоградской области была разработана новая система
обработки почвы по схеме - двухслойное разуплотнени§,0_-6й.ем_£Доя.Г19Чвы.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4
плоскорезом глубокорыхлителем - последующая вспашка дисковым плугом на
глубину 25-27 см - дисковая предпосевная обработка пашни, способствующая
достижению высокой продуктивности звеньев зернокормового севооборота,
улучшения плодородия и эколого-мелиоративного состояния орошаемых почв.
Практическая значимость. Сочетание умеренного режима орошения и
новой технологии обработки почвы на фоне улучшения плодородия и экологи­
ческого состояния обеспечивает стабильное повышение продуктивности куль­
тур: на южном черноземе от 6,7 до 16,8 %, на светло-каштановой почве соот­
ветственно от 4,3 до 14,7 %.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований с
1995 года ежегодно внедряются в АО «Даниловское» на маломощном южном
черноземе на площади 72 га и на светло-каштановой почве в учхозе «Горная
поляна» на площади 36 га.
Апробация работы. Основное положение диссертационной работы до­
ложены на международной научной конференции (Волгоград, 2002 г.), на науч­
но-практических конференциях ВГСХА (1999...2002 гг.) и на Всероссийской
конференции (Саратов, 2003 г.)
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубли­
кованы 3 научные работы, 1 изобретение1 и 2 проспекта с информационным об­
зором по теме.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 138 страни­
цах компьютерного текста и содержит: введение, 4 главы, выводы и предложе­
ния производству, 17 рисунков, 28 таблиц в тексте и 12 в приложениях. Список
использованной литературы включает 131 наименование, в том числе 8
иностранных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту:
- оценка экологического состояния и потенциальных возможностей мало­
мощных черноземов и светло-каштановых почв при возделывании кормовых
культур в зернокормовых севооборотах на фоне умеренного режима орошения;
- дисковая вспашка на фоне разуплотнения подпахотного слоя приводит к
росту влагоемкости и водопроницаемости плотно сложенных орошаемых почв,
улучшению их порозности и снижению интенсивности ирригационной эрозии;
- новая технология механической обработки орошаемых черноземных и свет­
ло-каштановых почв наряду с усилением агромелиоративных свойств повыша­
ет их продуктивную способность.
Автор выражает глубокую признательность к.с.-х.н. Москвичеву А.Ю. и
к.с.-х.н. Москвичеву Ю.А. за оказанную помощь в проведении эксперимента,
обработке данных и завершения данной работы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы, излагаются цель и зада­
чи исследований, практическая значимость работы.
В главе 1 «Обоснование выбора направления исследований» приводится
литературный обзор по теме и обоснование исследований.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5
Условия, схема и методика проведения исследований
Экспериментальную часть опытов и их производственную проверку про­
водили в 1989-1996 гг. на светло-каштановой почве в учхозе «Горная поляна»
ВГСХА и в АО «Даниловское» Даниловского района Волгоградской области на
маломощном южном черноземе.
Территория АО «Даниловское» расположена в засушливой степи Волго­
градской области. Средняя температура воздуха составляет +6,0 °С. Годовое
количество осадков - 392 мм. Величина гидротермического коэффициента
(ГТК) составляет 0,7.
Преобладающими типами почв хозяйства являются маломощные солон­
цеватые южные черноземы тяжелосуглинистого гранулометрического состава.
Содержание гумуса в пахотном горизонте составляет 5,7%, содержание в почве
гидролизуемого азота - 3,6 мг, доступного фосфора - 2,1 мг обменного калия
20 мг на 100 г почвы. Реакция почвенного раствора рН 7,0-7,2.
Плотность сложения 1,2-1,3 г/см3. Наименьшая влагоемкость (НВ) 25,1% от массы сухой почвы, влажности устойчивого завядания (ВУЗ) 12,5%.
Грунтовые воды залегают на глубине 7-10 м.
Территория опытного участка «Горная поляна» расположена в полупус­
тынной зоне с резко-континентальным климатом. Среднегодовая температура
+4,5 °С. Годовое количество осадков - 250 мм. Величина гидротермического
коэффициента 0,4-0,5. Преобладают светло-каштановые тяжелосуглинистые
почвы. Содержание гумуса в пахотном горизонте 1,5-2,5%, содержание гидро­
лизуемого азота - 3,8 мг, доступного фосфора -2,5 мг, калия - 46 мг на 100 г
почвы. Плотность почвы в пахотном слое 1,2-1,3 г/см3, величина общей порозности - 50-51%, наименьшая влагоемкость (НВ) составляет 20,5 %, влажность
устойчивого завядания 10%. Грунтовые воды залегают на глубине 30-40 м.
Полевые опыты по изучению различных способов обработки почвы за­
кладывались на участках с выровненным рельефом и однородным почвенным
покровом по следующей схеме (табл.1).
1. Схема полевого опыта
Культура
Вариант
опыта
Ячмень + люцерна
Кукуруза
Вспашка
Предпосевная
Вспашка
Предпосевная
1
культивация
культивация
на 25-27 см
контроль на 25-27 см
Плоскорезная обра­ Предпосевная
2
Плоскорезная обра­ Предпосевная
культивация
ботка на 25-27 см
ботка на 25-27 см
культивация
Вспашка дисковым
Предпосевное
Вспашка дисковым
Предпосевное
3
плугом на 25-27 см
плугом на 25-27 см
дискование
дискование
Плоскорезная обра­
Вспашка
Предпосевная
Предпосевная
4
ботка на 0-60 см (ра­
культивация
культивация
на 25-27 см
зуплотнение)
Плоскорезная обра­
Вспашка дисковым
Предпосевное
Предпосевное
ботка на 0-60 см (ра­
5
плугом на 25-27 см
дискование
дискование
зуплотнение)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6
На третьем и пятом вариантах применялся плуг дисковый назесной ПНД6-26. На четвертом и пятом вариантах для разуплотнения подпахотных гори­
зонтов применялся навесной безотвальный плоскорез-глубокорыхлитель (авто­
ры Шишов А.А., Москвичев Ю.А.) (рис. 1).
Рис. 1. Плоскорез глубокорыхлитель и схема его работы
Сопряженные исследования проводились на южном маломощном черно­
земе и светло-каштановой почве в звене кормового севооборота под дожде­
вальными машинами ДМ «Фрегат».
Для углубленного изучения изменения структуры верхнего слоя пахотно­
го горизонта южного чернозема был заложен дополнительный опыт. В кормо­
вом звене после кукурузы, на фоне разуплотнения почвы высевались травос­
месь - озимая пшеница + промежуточные посевы (сидераты) - кукуруза на си­
лос, которые возделывались по следующим обработкам почвы:
1. Отвальная вспашка 25-27 см, предпосевная культивация;
2. Дисковая вспашка 25-27 см, предпосевное дискование.
Полевые опыты закладывались методом систематических повторений, по
методике Б.А. Доспехова (1985), ВНИИ орошаемого земледелия (1983) в четы­
рех кратной повторности с площадью делянок 600 м3, учётных - 200 м2.
В период проведения исследований осуществляли постоянтые наблюде­
ния за водным и водно-физическим режимами почвы. Все сопутствующие на­
блюдения, а также анализы почв проводились по общепринятым методикам.
Потери почвы от эрозии определяли по мутности стока дождевых осадков со­
гласно "Методическим рекомендациям по учету поверхностного стока..." (Гидрометеоиздат, 1975).
Технология возделывания сельскохозяйственных культур (за исключени­
ем изучаемых факторов) общепринятая для зоны проведения исследований.
Обработки почв проводились при влажности пахотного слоя 60-65% от НВ.
В опытах применялся умеренный режим орошения, т.е. влажность корнеобитаемого 50 см слоя почвы поддерживалось на уровне 65-75% НВ. Для под­
держания заданной влажности на южном черноземе осуществлялось 5-6 поли-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7
BOB при средней оросительной норме 3300 м3/га с осенней влагозарядкой нор­
мой 900 м3/га. На светло-каштановых почвах количество поливов за вегетацию
увеличивалось до 7-9 поливов, оросительная норма при этом составляла 4600
м3/га с дополнительной осенней влагозарядкой нормой 1000 м3/га.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Влияние механических обработок на агрофизические
свойства почвы
Орошение дождеванием плотносложенных почв с недостаточной водо­
прочной структурой при массированном воздействии тяжёлой техники, рабо­
тающей на поле, ведёт к большему их уплотнению и появлению слитности. По­
этому на почвах тяжелого гранулометрического состава, как правило, возника­
ет поверхностный сток и эрозия почв.
Плотность сложения пахотного слоя во многом определяется способом
обработки почвы (табл. 2).
2. Влияние обработок почвы и культур агроценоза на плотность
сложения почв
Варианты овработки
Ячмень +
Люцерна 1-го
Люцерна 2-го
Кукуруза 1
люцерна
года
года
на зерно
Слой,
Конец Начало Конец
см Начало Конец Начало Конец Начало
вегета­ вегета­ вегета­ вегета­ вегета­ вегета­ вегета­ вегета­
ции
ции
ции
ции
ции
ции
ции
ции
Чернозем южный
1,22
0-27
1,17
1,20
1,18
1,20
1,07
1,11
1,20
27-60 1,53
1,51
1,52
1,52
1,54
1,54
1,50
1,49
Контроль-отвальная вспашка,
предпосевная культивация
Плоскорезная обработка,
0-27
1,24
1,25
1,26
1,15
предпосевная культивация
Дисковая вспашка, предпо­
0-27
1,02
1,17
1,13
1,11
севное дискование
Разуплотнение 0-50 см слоя,
0-27
1,02
1,18
1,16
1.17
предпосевная культивация;
27-60 1,11
1,26
1,18
1.18
отвальная вспаш* а
Разуплотнение 0- 50 см слоя,
0-27
1,01
1,17
1,19
1.14
предпосевное дискование;
27-60 1,08
1,24
1,14
1,16
дисковая вспашка
HCP0S: слой 0-27 см - 0,02 т/см'; слой 27-60 см - 0,03 г/см"
Светло-каштановая почва
Контроль-отвальная вспашка, 0-27
1,11
1,27
1,32
1,26
предпосевная культивация
27-60 1,69
1,72
1,58
1,68
Плоскорезная обработка,
0-27
1,29
1,27
1.33
1,13
предпосевная культивация
Дисковая вспашка, предпо­
0-27
1,09
1,16
1,22
1,19
севное дискован? е
0-27
1,22
1,28
1.17
1.11
Разуплотнение 0-60 см слоя,
предпосевная культивация
27-60 1,16
1,38
1,31
1.45
0-27
1,20
1,25
1,09
1,15
Разуплотнение 0-60 см слоя,
предпосевное дшжовакие
27-60 1,18
1,29
1,36
1,49
1,26
1,29
1,07
1,22
1,19
1,23
1,07
1,18
1,18
U1
1,32
1,03
1,17
1,23
1,45
1,19
1,26
1,20
1,35
1,38
1,02
1,29
1,71
1,36
1,14
1,42
1,33
1,74
-
-
1,32
1,33
-
-
1,24
1,29
-
-
1,28
1,29
-
-
1,63
1.71
1,27
1,67
-
-
-
-
1,25
1,58
НСРщ слой 0-27 см: в начале вегетации - 0,03 г/см1; в конце вегетации - 0,04 г/см3
НСРо5 слой 27-60 см: в начале вегетации — 0,09 г/см'; в конце вегетации - 0,06 г/см'
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8
После обработки южного чернозема отвальным плугом плотность сложе­
ния пахотного слоя (0-27 см) в посевах ячменя + люцерна составила 1,10 г/см3,
по плоскорезной обработке она увеличилась на 4,3%. Дисковая вспашка, за счет
более высокого уровня крошения почвы, уменьшила плотность сложения па­
хотного слоя по сравнению с отвальной на 7,4, а с плоскорезной обработкой на
11,3%.
Применение плоскорезов-глубокорыхлителей для разуплотнения подпа­
хотных горизонтов почвы позволяет получить положительный эффект. Плотно­
сти сложения южного чернозема в начале вегетации ячменя на вариантах с ра­
зуплотнением на 0,42. ..0,45 г/см3 или 27...29% ниже, чем на отвальной вспаш­
ке.
Характерной особенностью сезонной динамики плотности сложения ис­
следуемых почв, в том числе и обрабатываемых, постепенное ее повышение от
весны к осени, а также увеличение по нарастающей от первого к последнему
году возделывания многолетних трав. В конце вегетации люцерны второго года
пользования объемная масса почвы (в среднем по всем обработкам) превышала
данный показатель в начале вегетации ячменя на 16... 17%. Положительное
влияние дисковой вспашки затухает к началу второго года пользования люцер­
ны. Разуплотнения подпахотного горизонта светло-каштановой почвы сохраня­
ется только на протяжении 3 лет. Положительная роль данного вида обработки
на южном черноземе прослеживается и под четвертой, замыкающей звено,
культурой.
В среднем за годы исследований максимальная плотность сложения 0-27
см слоя почвы (1,18 г/см3 весной и 1,26 г/см3 осенью) формировалась на вари­
анте с плоскорезной обработкой почвы, а минимальный на дисковой вспашкой
и глубокой плоскорезной обработкой (1,10 и 1,18 г/см3). Вариант с отвальной
вспашкой (1,14 и 1,20 г/см3) занимал промежуточное положение.
Выявленная закономерность формирования плотности сложения почвы
на южных черноземах подтвердилась и на светло-каштановой почве. Наимень­
шая плотность отмечалась на вариантах с дисковой вспашкой и вариантах с ра­
зуплотнением 0-60 см слоя почвы, максимальная - по плоскорезной обработке
почвы на 25-27 см.
2. Влияние обработок на водно-физические свойства почв
Характерной особенностью ДМ «Фрегат» является нарастание слоя осад­
ков от центральной опоры к ее концевой части (Москвичев, 1974). В зоне раз­
мещения опытных делянок (360 - 410 м на удалении от гидранта) слой осадков
составляет 0,55 - 0,65 мм/мин. При поливной норме 450 м3/га, время выпадения
осадков в этой зоне составляет 60 минут.
При проведении отвальной обработки почвы скорость впитывания по­
ливной воды на южном черноземе в начале вегетации ячменя составляла 12
см/час и характеризовалась по Астапову (Астапов, 1958) как слабая, а по дис­
ковой вспашке 15 см/час и характеризовалась как средняя (табл. 3).
Рыхлый, комковатый верхний слой почвы, сформированный на разру­
шенном 0-60 см подстилающем монолите, позволяет увеличить скорость впи-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9
тывания поливной воДы (в среднем по вариантам) до 18 см/час. Этот показатель
был на 20% выше, чем на варианте с дисковой вспашкой и на 50% выше, чем по
отвальной вспашке. На варианте с плоскорезной обработкой скорость впитыва­
ния воды имела наиболее низкие значения и составила 10 см/час.
Установленные закономерности изменения водопроницаемости черно­
земных почв под влиянием различных обработок полностью подтвердились на
светло-каштановой почве. Максимальная водопроницаемость (в среднем 17
см/час) зафиксирована на вариантах с разуплотнением в начале вегетации яч­
меня. Обработка почвы дисковым плугом позволила достигнуть водопроницае­
мости 14 см/час, что на 27% выше, чем по отвальной вспашке.
К концу вегетации ячменя с покровной люцерной, а также в последую­
щие годы вегетации люцерны, вследствие отсутствия механических обработок,
водопроницаемость почв снижается, с сохранением различий по величине в за­
висимости от обработки почвы.
3. Скорость впитывания поливных осадков, см/час
Люцерна
Лчмень +
люцерна
1-го года i 2-го года
Чернозем южный
Контроль - отвальная вспашка, предпо­
2
121
севная культивация
7
6
7
Плоскорезная обработка, предпосевная
5.
2
•
ш
культивация
5
4
6
Дисковая вспашка, предпосевное диско­
10
8
11
вание
11
9
7
Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосев­
П.
И
11
ная культивация; отвальная вспашка
12
16
9
Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосев­
19
1£
1й
ное дискование; дисковая вспашка
13
17
14
Светло-каштановая почва
Контроль - отвальная вспашка, предпо­
4
5
севная культивация
4
3
5
Плоасорезная обработка, предпосевная
4
11
1
культивация
3
6
5
Дисковая вспашка, предпосевное диско­
14
6.
вание
4
9
7
Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосев­
16.
11
2
ная культивация; отвальная вспашка
14
10
5
Разуплотнение 0-60 см слоя, предпосев­
18
S
ное дискование; дисковая вспашка
16
11
6
Варианты обработок почвы
л
Кукуруза
на зерно
И.
9
10
8
и
11
15
13
12
14
-
*- в числителе начало вегетации, в знаменателе конец вегетации
В отличие от южного чернозема, где скорость впитывания по всем вари­
антам обработок снижалась постепенно на протяжении всех лет использования
люцерны, на светло-каштановой почве снижение водопроницаемости более
резкое. На южном черноземе на вариантах с обработками почвы на 25-27 см
(вар. 1-3) в начале вегетации люцерны второго года пользования водопрони­
цаемость почвы понизилась на 42...50%, от первоначальной, то на светлокаштановой почве снижение водопроницаемости составило от 57 до 64%
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10
На вариантах, где проводилось разуплотнение подпахотных горизонтов,
водопроницаемость южного чернозема под люцерной второго года пользования
снизилась до 35%, а на светло-каштановой почве соответственно на 56%. Не
смотря на отмеченную тенденцию, положительное влияние разуплотнения под­
пахотного горизонта почвы прослеживается на всем периоде использования
люцерны. К концу вегетации люцерны второго года пользования скорость впи­
тывания воды на южном черноземе и светло-каштановой почве на варианте с
разуплотнением в 1,5...2,2 раза выше, чем на контроле. Применение дисковой
обработки на фоне разуплотнения подпахотного горизонта позволяет по отно­
шению к варианту с предпосевной культивацией в среднем повысить водопро­
ницаемость южного чернозема на 19, а светло-каштановой почвы на 13%.
Вспашка зяби под посев кукурузы на южном черноземе вновь повышает
водопроницаемость почвы, и она имеет такие же значения, как и в начале звена
севооборота при вегетации ячменя с подсевом люцерны.
В среднем за весь период исследований по степени положительного
влияния обработок почв на их водопроницаемость можно ранжировать сле­
дующим образом. На южном черноземе: плоскорезная обработка ва 25-27 см <
отвальная вспашка < дисковая вспашка < разуплотнение подпахотного горизон­
та с предпосевной культивацией < разуплотнение и дисковой предпосевной об­
работкой; на светлокаштановой почве соответственно: плоскорезная обработка
на 25-27 см и отвальная вспашка < дисковая вспашка < разуплотнение подпа­
хотного горизонта с предпосевной культивацией < разуплотнение и дисковой
предпосевной обработкой.
3. Условия изменения увлажнение почвы и возникновения
ирригационной эрозии
Способность почв, в том числе и орошаемых, пропускать и удерживать в
себе поливную влагу определяется в основном генезисом почвы. Механические
обработки за счет увеличения порозности почвы в значительной ь?:ере повыша­
ют ее влагоемкость.
При первом весеннем поливе нормой 450 м3/га с интенсивностью дождя
0,55-0,65 мм/мин по всходам ячменя + люцерна глубина промачивания почвен­
ного профиля на отвальной вспашке достигла 71 см, а запас продуктивной вла­
ги в слое 0-60 см составил 71 мм. На пашне сформировался сток воды в объеме
76 м3/га, или 16,9% от поливной нормы, что привело к проявлению ирригаци­
онной эрозии. Потери почвы в результате стока поливных вод достригли 1,2 т/га
почвы. На плоскорезной обработке вследствие более низкого объша стока (43
м3/га) эти показатели выросли соответственно на 5 и 7%, а на вариантах с разу­
плотнением подпахотных горизонтов на 41,5 и 13%, а потери почвы в результа­
те смыва снизились в 2,4 раза.
Обработка южного чернозема дисковым плугом позволила ликвидиро­
вать поверхностный сток в первом поле кормового звена и повысить количест­
во продуктивной влаги до 81 мм. Однако, вследствие отсутствия рыхлящего
воздействия на подпахотные горизонты, глубина промачивания на данном ва­
рианте была в среднем на 24% ниже, чем на вариантах с разуплотнением, а по
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11
сравнению с отвальной вспашкой глубина промачивания и запас продуктивной
влаги увеличились на 14%. В этих условиях проявление ирригационной эрозии
на пашне не наблюдалось.
При поливах люцерны второго года глубина промачивания на всех вари­
антах обработки почвы, за счет увеличения плотности сложения, в среднем
уменьшилась на 21%, а к концу третьего сезона на 30%.
На поле с посевами кукурузы глубина увлажнения и запасы продуктив­
ной влаги, несмотря на проведенные обработки почвы, мало изменились.
В среднем за звено кормового севооборота глубина промачивания поч­
венного профиля южного чернозема по отвальной вспашке и плоскорезной об­
работке составила 39 см (табл. 4).
4. Влияние механических обработок на водные свойства и эрозию почвы
(в средней за звено севооборота)
Обработки почвы
Чернозем южный
17.0г
47
0,9
Отвальная вспашка
Ж.
Плоскорезная обработка
22
50
42
53
42
54
Ш
Светло-каштановая почва
25.1
22
2,7
38
24.6
2£
33
2,6
15.3
21
37
1,0
42
42
0,3
0,6
Дисковая вспашка, предпосевное дис­
М
кование
0,3
Разуплотнение 0-60 см слоя, предпо­
1£
севная культивация отвальная вспашка
0,1
Разуплотнение 0-60 см слоя, предпо­
52
51
11
севное дискование; дисковая вспашка
0,07
56
0,03
42
- числитель глубина промачивания (см); знаменатель - запас продуктивной влаги (мм)
!
- числитель - сток (% от поливной нормы), знаменатель - смыв почвы (т/га)
Дисковая вспашка по сравнению с отвальной позволила увеличить глу­
бину промачивания на 10,2%, а разуплотнение почвенного профиля на 29,5%.
В полном соответствии с закономерностью формирования глубины промачива­
ния почвы находился и запас продуктивной влаги. На плоскорезной обработке
он был на 6,4% а по дисковой вспашке на 12,8% выше, чем по отвальной
вспашке. При разуплотнении почвенного профиля разница в запасах продук­
тивной влаги по сравнению с контролем достигла в среднем 17,0%.
Сток поливной воды привел к формированию очагов ирригационной эро­
зии. Максимальные потери почвы от ирригационной эрозии (0,9 т/га) отмечены
на отвальной вспашке. При плоскорезной обработке и дисковой вспашки за
счет растительных остатков на поверхности поля и увеличения глубины прома­
чивания потери почвы уменьшились соответственно на 40% и 70%. При разуп­
лотнении почвенного профиля потери почвы от эрозии были минимальными и
были на уровне естественных процессов почвообразования.
Закономерность формирования водных свойств на светло-каштановой
почве не противоречила особенностям, полученным на южном черноземе. Од­
нако, более низких агрофизических показателей, глубина промачивания, запасы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12
продуктивной влаги были ниже, а величины стока и смыва почвы были выше,
чем на южном черноземе.
В среднем за кормовое звено показатели глубины промачивания по от­
вальной и плоскорезной обработкам были на 26,9% а при обработке дисковым
орудием на 18,6% ниже, чем по соответствующим обработкам на южном чер­
ноземе. Показатели запаса продуктивной влаги соответственно снизились: по
отвальной вспашке на 23,4%, по плоскорезной обработке 34,0%, а по дисковой
вспашке на 30,2%. На вариантах с разуплотнением почвы различай в глубине
промачивания между типами почв не отмечено, а запас продуктивной влаги на
светло-каштановой почве был на 23,6% ниже, чем на южном черноземе.
Потери поливной воды на отвальной и плоскорезной обработках увели­
чились на 10,5%, а по дисковой вспашке на 7,1%. Потери почвы соответственно
выросли на 1,7 - 2,0 - 0,7 т/га. Разуплотнение почвы способствоваго полной ло­
кализации ирригационной эрозии.
4. Условия изменения структуры почвы в процессе орошения
Наличие в почве гумуса, состав почвенно-поглощающего комплекса оп­
ределяют количество структурных агрегатов и их устойчивость в процессе
сельскохозяйственного использования. Особенно большие изменение в струк­
туре почвы возникают при орошении. Интенсивность, диаметр капель и время
воздействия дождя оказывает большое влияние на степень разрушения струк­
туры почвы. Однако механические обработки и количество поступающей орга­
нической массы в почву, внесение химических мелиорантов типа железного
купороса могут в значительной мере оптимизировать структурное состояние,
особенно ее верхнего слоя.
Установлено, что структурное состояние слоя (0-3 см) орошаемого тяже­
лосуглинистого южного чернозема при выращивании травосмеси находилось
на высоком уровне (табл. 5). Под травосмесью содержание агрономической
ценной фракции почвы (0,25-10 мм) в слое 0-3 см по фону отвальной зспашки
составляло 81,8%, а коэффициент структурности 4,5. Дисковая вспашка за счет
отсутствия припашки иллювиального горизонта и более высокого уровня кро­
шения почвенной массы увеличила этот показатель структурности на 18%.
5. Влияние механических обработок почвы и сидеритов на
структурность почвы (слой 0-0,3 м)
Почвенные агрегаты,%
>10мм
10-0,25мм
< 0,25 мм
отвал. диск. отвал. диск. отвал. диск.
12.9
84.0
16
11
Травосмесь
82,0
15,9
14,1
76,5
7,2
3,9
12.7
Ш
14
22
Ы.
Ш
Озимая пшеница
84,7
10,7
4,5
13,1
79,5
7,4
14
Промежуточные
13.3
12
84.8
Ш.
зал
посевы (сидераты)
78,7
6,7
5,6
16,8
15,6
76,5
12
90.2
IS
12
Кукуруза на силос
4,0
3,1
12,1
8,6
83,9
88,3
* - чигпитель - до полива, знаменатель - после полива
Культуры
Коэффициент
структурности
отвал. диск.
4£
11
3,2
3,9
4,6
£9.
5,5
12
16
12
3,2
3,7
Ш
5,2
7,5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13
Орошение дождеванием за счет кинетической энергии дождя приводит к
разрушению структурных отдельностей верхнего слоя почвы. Коэффициент
структурносги после полива по отвальной вспашке снизился на 29%. Почва по­
сле дисковой вспашки более устойчива к разрушающей энергии дождя, поэто­
му коэффициент структурности после полива уменьшился лишь на 13%.
Свежеи органическое вещество в комплексе с железным купоросом при­
водит к увеличению оструктуренности почвы. Под кукурузой, после запашки
сидератов, на фоне внесенного железного купороса, структурность почвы вы­
росла относительно показателя под травосмесью на 55,6% по отвальной вспаш­
ке и на 73,6% по дисковой вспашке.
Увеличение числа механических обработок почвы приводит к обесструктуриванию почвы. Потеря структурных агрегатов под кукурузой на вариантах
обработанных по новой технологии после полива составила 18,5%, а по отваль­
ной вспашке на 25,7%.
В среднем за весь период исследований до полива на варианте с отваль­
ной вспашкой количество агрономически ценных фракций почвенной структу­
ры составило 84,1%, а коэффициент структурности 5,4. Замена отвальной
вспашки на дисковую позволило увеличить количество ценных агрегатов до
86,6% или 2.5. Повышение на варианте с дисковой вспашкой доли структурных
агрегатов размером 0,25-10 мм положительно сказалось на коэффициенте
структурносги почвы, который был на 24% выше относительно контроля и в
среднем соагавил 6,7.
5. влияние различных механических обработок почвы на
засоренность посевов и урожайность возделываемых культур
Засоренность. Глубина и способ обработки почвы во многом определяют
уровень засоренности посевов. Максимальная засоренность посевов в опытах
наблюдалась на гоюскорезной обработке. После обработки почвы плоскорезами
на поверхности поля остается большая часть растительных остатков, в том чис­
ле и семян сорных растений. Поэтому засоренность посевов, в среднем за звено
кормового севооборота, по плоскорезной обработке была на 64,2% выше, чем
по отвальной вспашке (табл. 6).
б. Засоренность посевов на южном черноземе в зависимости от
обработки почвы (в среднем за 4 года), шт./м2
Варианты обработки почвы
Отвальная вспашка, предпосевная культивация
Плоскорезная обработка, предпосевная культивация
Дисковая вспышка, предпосевное дискование
Разуплотнени; 0-60 см слоя, предпосевная культивация;
на фоне разуплотнения отвальная вспашка
Разуплотнени! 0-60 см слоя, предпосевное дискование;
на фоне разуплотнения дисковая вспашка
Одно­
летни­
ки
17,5
30,9
15,7
Мно­
голет­
ники
5,8
7,2
3,7
28,2
26,5
Всего
шт/хг
%
23 Л
38,1
19,4
+«4,2
-10,4
4,8
32,9
-41,8
4,1
30,6
-31,9
-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14
Минимальное количество сорняков среди испытуемых вариантов отме­
чено при обработке почвы дисковым плугом. По сравнению с отвальной
вспашкой засоренность посевов по дисковой вспашке уменьшилась на 16,4%, а
по сравнению с плоскорезной обработкой почти в 2 раза,
На вариантах «разуплотнение + отвальная вспашка» и «разуплотнение
+дисковая вспашка» по сравнению с плоскорезной обработкой на 25-27 см ко­
личество сорняков уменьшилось в среднем по двум вариантам на 16,6%, а по
сравнению с отвальной вспашкой увеличилось на 36,6%.
Урожайность. Механические обработки почвы, проведенные на двух
почвенных разностях, в условиях умеренного режима орошения оказали неод­
нозначное влияние на продуктивность кормовых культур (табл. 7).
7. Продуктивность возделываемых культур на различных фонах
обработки почв, ц к.ед./га
Чернозем южный
Светло-каштановая почва
продуктивность прибавка продуктивность прибавка
—
1 .Отвальная вспашка, предпосевная
60,9
культивация(контроль)
75,4 .
68.4
2. Плоскорезная обработка,
-ЛЛ
61,1
0,3
предпосевная культивация
74,2
-1,1
4J
3. Дисковая вспашка, предпосевное
, 64,8
5,3
дискование
5,0
80,3
78.6
4.Разушютнение 0-60 см слоя,
Ы.
66,2
5,3
предпосевная культивация
83,0
7,7
11.7
81.5
5. Разуплотнение 0-60 см слоя,
6,9
67,7
предпосевное дискование
86,4
11,1
3,8
HCPos
4,5
*- в числителе - продуктивность звена без кукурузы на зерно,
в знаменателе - суммарная продуктивность звена
Вариант обработки
ш
ш
Максимальная продуктивность травяного звена на южном черноземе была
получена при разуплотнении 0-60 см слоя почвы, с последующим предпосевным
дискованием. При этом прибавка продуктивности по сравнению с отвальной
вспашкой составила 11,7 ц к.ед./га или 16,8%, а по сравнению с плоскорезной
обработкой соответственно 13,1 ц к.ед./га или 19,1%. Достоверных различий
между вариантами с разуплотнением подпахотного горизонта не обнаружено.
Так же значимо не различались отвальная вспашка и плоскорезная обработка на
которых была получена минимальная урожайность.
При дисковой вспашке продуктивность травяного звена была на 6,7% вы­
ше, чем по отвальной и на 9,4% ниже, чем на варианте с разуплотнением почвы
с последующим дискованием перед посевом.
Полученная продуктивность травяного звена на светло-каштановой почве
в основном копирует особенности формирования продуктивности кормовых
культур на южном черноземе.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15
Уровень урожайности кормовых культур в большей мере определялся ес­
тественным плодородием почвы. Суммарная продуктивность травяного звена
на светло-каштановых почвах, в среднем по всем вариантам обработки почвы
была на 10,5 ц к.едУга (14,0%) ниже, чем на черноземных почвах. Разуплотне­
ние и дисковая вспашка способствовали росту продуктивности травяного звена
на южном черноземе в среднем на 8,4 ц.к.едУга (12%), а на светло-каштановых
почвах на 5,3 ц.к.ед./га (8,7%).
Введение в звено кормового севооборота на южных черноземах кукурузы
на зерно не привело к коренному изменению закономерности формирования
продуктивности культур под влиянием различных обработок почвы. Макси­
мальная прибавка 11,1 ц к.ед/га (14,7%) продуктивности травяного звена + куку­
руза на зерно по сравнению с отвальной вспашкой была получена на варианте с
разуплотнением почвы с последующей дисковой вспашкой пласта многолетних
трав. В среднем по звену прибавка от дисковой вспашки по сравнению с отваль­
ной составила 5,0 ц к.ед./га, или 6,5%.
7. Агроэкономнческая и энергетическая оценка
механических обработок почвы в кормовом звене
Доля затрат на основные обработки почвы составляет примерно 25-30%
от общих затрат на производство растениеводческой продукции.
Проведенные исследования показали, наибольший экономический эф­
фект получен на вариантах с разуплотнением подпахотного горизонта черно­
земной почвы (табл. 8).
8.Экономическая и энергетическая эффективность механических
обработок почвы в кормовом звене
Э>1ергетическая
Э( >фективность
Стои­ Условно Энергия Затраты Энергети­
Сбор к. д.
Прибав­
за звено,
мость чистый в про­ на возде­ ческая
ка,
ч к.ед./га
прибав­ доход, дукции, лывание, эффектив­
ц к. ед/га
МДж/га МДж/га
ность
ки, руб.
руб.
376,4*
707632
12016
58,9
Экономическая эффективность
Варианты
1. Контроль-отвальная
вспапка, предпосевная
243,5**
культивация
2. Плоскорезная обработ­
371,1
-9964
-795
ка, предпосевная культи­
165
244,6
2068
вация
401,5
47188
3765
3 Дисковая вспашка,
предпосевное дискование 259,2
29516
2355
4.Разуплотнение 0-60 см
414,9
72380
5775
слоя,, культивация;
264,6
39668
3165
отвальная вспашка
5. Разуплотнение 0-60 см
104152
431,8
8310
слоя, предпосев. дискова­
270,8
51324
4095
ние; дисковая вспашка
*- чернозем южный; **- светло-каштановая почва
-
457780
12368
37,0
-795,0
697668
11879
58,7
99,0
459848
12234
37,6
2259,0
1413,0
754820
487296
11508
11801
65,6
41,3
3465,0
780012
14224
54,8
1899,0
497448
15292
32,5
4986,0
811784
13588
59,7
2457,0
509104
14718
34,6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16
Дополнительный доход с гектара севооборотной площади относительно
контрольной отвальной вспашки в среднем по двум вариантам с разуплотнени­
ем составил 4225 руб. Применение под кукурузу, на фоне разуплотнения 0-60
см слоя почвы, дисковой вспашки вместо отвальной, позволило повысить отда­
чу поливного гектара на 1521 руб.
Дисковая вспашка обеспечило высокую экономическую эффективность.
Прибавка на этом варианте по сравнению с отвальной вспашкой составила 2259
руб. с гектара.
На светло-каштановой почве, так же как и на южном черноземе, макси­
мальная дополнительная прибавка 2178 руб. по сравнению с отвальной вспаш­
кой в среднем по двум вариантам была получена на вариантах с разуплотнени­
ем подпахотного горизонта почвы. Применение дисковых орудий на фоне ра­
зуплотнения позволило дополнительно получить 558 руб./га.
Важная составляющая при определении эффективности новых обработок
почвы их энергетическая оценка.
Максимальный энергетический эффект был получен на варианте с диско­
вой обработкой. Коэффициент энергетической эффективности при дисковой
обработки пашни был в среднем на 6,8 пунктов выше, чем по отвальной и
плоскорезной обработкам. Энергетическая эффективность на вариантах с разу­
плотнением была на 13,1 % ниже, чем при дисковой вспашке.
На светло-каштановой почве энергетическая эффективность дисковой
вспашки была на 10,4 % выше, чем по отвальной вспашке.
ВЫВОДЫ
1.Получение экономически обоснованного уровня продуктивности возде­
лываемых сельскохозяйственных культур на южных маломощных солонцева­
тых черноземах и светло-каштановых почвах на фоне умеренных режимов
орошения возможно только при применении научно-обоснованньх систем ос­
новной обработки почвы
2.Южный маломощный солонцеватый чернозем и светлс-каштановые
почвы обладают повышенной плотностью сложения, что в свою очередь при­
водит к уменьшению водопроницаемости почвы, активизации процессов ирри­
гационной эрозии и снижению эффективности орошения.
3.Вспашка корпусным отвальным плугом за счет выноса солонцового го­
ризонта на дневную поверхность способствует снижению уровня агрофизиче­
ских свойств пахотного слоя почвы.
Разуплотение почвы на 0-60 см глубокорыхлителем и проведения диско­
вой вспашки создают условия для более глубокого проникновения поливной
воды, чем при обычной вспашке или плоскорезной обработке ув«ашчению ув­
лажняемого слоя почвы и улучшению условий для роста растений.
4. Периодическое двухслойное рыхление один раз в три-четыре года на
глубину 0-60 см резко улучшает агрофизические свойства основного корнеобиг
таемого слоя. По сравнению с отвальной вспашкой рыхлый, комковатый верх-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17
ний слой почвы, сформированный на разрушенном 0-60 см подстилающем мо­
нолите, позволяет на 50% увеличить скорость впитывания поливной воды.
5. При дисковой вспашке без оборота пласта не выноситься на дневную
поверхность неплодородный подпахотный солонцеватый горизонт, не образу­
ется плужная слабоводопроницаемая подошва. Поэтому плотность сложения
при обработке почвы дисковым плугом на фоне разуплотнения была в среднем
на 4,0% ниж1;, чем по отвальной вспашке и плоскорезной обработке.
6. По пспашке дисковым плугом глубина промачивания почвы относи­
тельно отвальной вспашки увеличивается в 1,3 раза, а запасы продуктивной
влаги на 13%. На варианте с разуплотнением подпахотного слоя почвы глубина
промачивания увеличивается соответственно в 2,0 раза, а количество продук­
тивной влаги на 19%.
7. Разуплотнение почвы с последующей дисковой вспашкой практически
ликвидирует сток поливной воды. Вследствие незначительного объема поверх­
ностного стока на варианте с дисковой вспашкой процессы ирригационной эро­
зии не возникали.
8. В посевах ячменя с подсевом люцерны на вариантах отвальная вспашка
+ предпосевная культивация количество сорняков составляло однолетников
25,3, а многолетников 3,5 шт./м2. После дисковой вспашки засоренность ячменя
по сравнению с отвальной вспашкой снизилась в среднем на 25%.
9. Максимальная продуктивность травяного звена на южном черноземе
бьша получена при разуплотнении почвогрунта на 0-60 см, с последующим
предпосевным дискованием почвы. При этом прибавка продуктивности по срав­
нению с отвальной вспашкой составила 11,7 ц.к.ед/га или 16,8%, а по сравнению
с плоскорезной обработкой соответственно 13,1 и 19,1. Предпосевная культива­
ция по сравнению с дискованием на фоне разуплотнения снизила продуктив­
ность травяного звена на 4,2%. Эффективность дисковой вспашки в первом поле
кормового звена по сравнению с отвальной была на 6,7% выше, чем по отваль­
ной и на 9,4% ниже, чем на варианте с разуплотнением почвы с последующим
дискованием перед посевом.
10. Максимальный экономический эффект был получен на вариантах с
разуплотнением почвы, а энергетический на варианте с дисковой вспашкой.
Дополнительный доход с гектара севооборотной площади относительно от­
вальной всишпси в среднем по двум вариантам составил на черноземных поч­
вах 4225 руб., на светло-каштановых в 1,9 раза ниже. Коэффициент энергетиче­
ской эффективности при дисковой обработки пашни был на 6,7 пунктов выше,
чем по отвальной и на 6,9, чем по плоскорезной. Энергетическая эффектив­
ность на вариантах с разуплотнением была на 13,1% ниже, чем при дисковой
вспашке.
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ
На южных маломощных солонцеватых и светло-каштановых почвах Вол­
гоградской области применение технологии разуплотнения и дисковой обра­
ботки почв при орошении дождеванием за счет оптимизации агрофизических
свойств, водного режима и экологии почв позволяет увеличить продуктивность
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
'8
кормового звена в среднем соответственно на 13,9-11%. При этом дополни­
тельный доход с гектара севооборотной площади относительно отвальной
вспашки составил на черноземных почвах 4225 руб., на светло-каштановых
2224 руб.
Список опубликованных работ по теме:
1. Авторское свидетельство №1382731. Кузнецов Н.Г., Шевчук В.Г., Филатов
А.И., Боков В.Л., Каменский Л.М., Косенко В.В., Ляско М.И., Чудин A.M. - М.,
1987.
2. Чудин А.М. Организационно-техническое агроэкономическое обоснование
орошаемого земледелия в фермерских хозяйствах Поволжья/УПоволжский эко­
логический вестник, 1998. - №5. - С. 257-262.
3. Чудин A.M. Увязка технологий орошения с требованиями экологически
выверенного земледелия в рамках хозяйств/ТПоволжский экологический вест­
ник, 2000. - №7. - С. 119-126.
4. Жидков Г.И., Чудин A.M. Экологическое воздействие МТА на почву и
способы его уменыпения//Поволжский экологический вестник, 2000. - №7. - С.
116-119.
5. Григоров М.С., Москвичев А.Ю., Чудин A.M. Почвозащитная механиче­
ская обработка орошаемых почв, (в печати).
6. Григоров М.С., Москвичев А.Ю., Чудин А.М., Антонов В.П. Аграландшафтные мелиоративные системы многофункционального орошения дождева­
нием. (в печати).
7. Григоров М.С., Москвичев А.Ю., Антонов В.П., Чудин А.М. Технология и
техника малообъемного орошения дождеванием, (в печати).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Подоисаао в печать 18.03.2004 г. Заказ № 4
Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз.
Отпечатано в типографии ООО "Ракурс"
г. Саратов, ул. Б. Казачья, 79/85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
5
Размер файла
576 Кб
Теги
особенности, 3155, орошения, почва, механической, обработка
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа