Влияние обработки почвы на показатели плодородия почвы и продуктивность звена полевого севооборота

6. Abashev V.D., Svetlakova E.V., Popov F.A., Noskova E.N., Denisova A.D. Vliyanie vozrastayushchikh doz i sootnosheniy mineral'-nykh udobreniy na urozhaynost' i kachestvo zerna ozimoy rzhi. [The effect of increasing doses and ratios of mineral fertilizers on the yield and quality of grain of a winter rye]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2014. no. 4. pp. 26-30.

7. Abashev V.D., Svetlakova E.V. Vliyanie mineral'nykh udobreniy na urozhaynost' kul'tur zernoparotravyanogo sevooborota. [The influence of mineral fertilizers on crop yields in grain-fallow-grass rotation]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2015. no. 2. pp. 37-43.

8. Nikitishen V.I. Ekologo-agrokhimi-cheskie osnovy sbalansirovannogo primeneniya udobreniy v adaptivnom zemledelii. [Ecologo-agra^em^! basis of the balanced application of fertilizers in adaptive farming]. Moscow: Science, 2003.183 p.

9. Cherkasov G.N., Voronin A.N., Tra-peznikov S.V. Vliyanie pogodnykh usloviy na plodorodie pochv, urozhaynost' sel'skokhozyay-stvennykh kul'tur i effektivnost' udobreniy v tsentral'nom Chernozem'e. [Influence of weather conditions on fertility of soils, productivity of crops and efficiency of fertilizers in the central Chernozem region]. Doklady RASKhN. 2010. no. 5. pp. 25-27.

УДК 631.51+631.582

Влияние обработки почвы на показатели плодородия почвы и продуктивность звена полевого севооборота

Хвостов Евгений Николаевич, зав. отделом агротехники,

Артемьев Андрей Александрович, кандидат с.-х. наук, доцент, зам. директора, Прокина Людмила Николаевна, кандидат с.-х. наук, зав. отделом агрохимии ФГБНУ Мордовский НИИСХ, Саранск, Россия

E-mail: niish-mordovia@mail.ru

На черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом в условиях неустойчивого увлажнения Юга Нечерноземной зоны изучена эффективность обработки почвы в звене полевого севооборота: озимая пшеница - яровая пшеница - овес - ячмень. Варианты основной обработки почвы включали отвальную (ПЛН-4-35), безотвальную (КПГ-250) и мелкую дисковую (БДМ-3х4), предпосевная обработка осуществлялась в двух вариантах агрегатами ИМТ-616 (Европак) и КПС-4. В среднем за годы исследований наименьшая величина плотности сложения пахотного горизонта наблюдалась в вариантах с отвальной вспашкой, по отвальной обработке и дискованию она была на 10-11 % выше (1,13 г/см3). К концу вегетации полевых культур плотность почвы повышалась по всем вариантам основной обработки почвы. Использование различных агрегатов для предпосевной обработки почвы на данный показатель не повлияло. Наиболее благоприятный режим по влажности обеспечила отвальная вспашка. Использование безотвальных обработок почвы уменьшало содержание влаги на 7-9%. Агрегаты для предпосевной обработки почвы не оказали значительного влияния на накопление влаги в почве. Засоренность посевов полевых культур в звене севооборота в значительной степени зависела от приемов основной обработки почвы. Безотвальная обработка и дискование увеличивали число сорняков в среднем от 24 до 37% по сравнению со вспашкой. Использование агрегатов для предпосевной обработки почвы положительного влияния на засоренность посевов не оказало. К уборке засоренность посевов во всех вариантах с обработкой почвы уменьшилась на 30-44%. Однако разница между вариантами сохранялась. Среднегодовая продуктивность звена полевого севооборота оказалась выше в вариантах с отвальной обработкой почвы и составила 3,05-3,13 т з.ед./га. По безотвальной отработке она была на 11%, а по дискованию на 19% ниже.

Ключевые слова: севооборот, основная и предпосевная обработка почвы, плотность почвы, засоренность посевов, продуктивность

В настоящее время на фоне внедрения новых высокопроизводительных широкозахватных комбинированных почвообрабатывающих орудий пересмотрены многие положения по обработке почвы, в связи с чем она не только не теряет своего значения, но и получает новое развитие [1]. Поэтому выбор

того или иного способа обработки в первую очередь должен быть нацелен не на максимальную урожайность культуры, а на ресурсосбережение, при котором затраты на единицу произведенной продукции должны быть минимальны, с наибольшим экономическим эффектом и сохранением плодородия почвы.

Основным направлением совершенствования системы обработки почвы является ее адаптация к конкретным почвенно-климатическим условиям, возделываемым культурам, типам и видам севооборотов [2].

Переход на ресурсосберегающие системы обработки почвы необходимо сочетать с комплексом агротехнических мероприятий, без которых внедрение минимальной или нулевой обработки в большинстве случаев способствует интенсивному росту засоренности посевов. Только при глубоком комплексном подходе минимальная обработка позволяет сохранить влагу, повысить плодородие, сократить затраты и получить высокий урожай [3].

Цель исследований - изучение систем основной и предпосевной обработки почвы, их влияние на изменение плодородия чернозема выщелоченного и продуктивности полевого севооборота в условиях неустойчивого увлажнения юга Нечерноземья России.

Материал и методы. Полевой стационарный опыт по изучению различных систем обработки почвы выполнен на опытном поле Мордовского НИИСХ в звене полевого севооборота со следующим чередованием культур: озимая пшеница - яровая пшеница - овес - ячмень. Схема опыта включала:

1. Приёмы основной обработки почвы

1.1. Отвальная вспашка (ПЛН-4-35 на глубину 20-22 см);

1.2. Безотвальная обработка (КПГ-250 на глубину 20-22 см);

1.3. Дискование (БДМ-3х4).

2. Агрегат для предпосевной обработки почвы

2.1. Культиватор ИМТ-616 (Европак);

2.2. Культиватор КПС-4,2.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистый, со следующей агрохимической характеристикой пахотного слоя: содержание органического вещества - 6,9 %, фосфора и калия по Кирсанову - 189 и 191 млн-1, рНсол - 4,8. Рельеф ровный с небольшим уклоном с юго-востока на северо-запад.

Площадь опытного участка 13000 м2 (137^95). Площадь делянки первого порядка

- 1441 м2 (45,6x31,6 м), второго порядка -720,5 м2 (22,8x31,6 м). Повторность в опыте трехкратная, размещение вариантов систематическое. Агротехника культур общепринятая для данной зоны, кроме изучаемых факторов [4].

Метеорологические условия вегетационных периодов в годы проведения опыта были различными, но типичными для зоны неустойчивого увлажнения. В целом вегетационные периоды 2011-2014 гг. по гидротермическим условиям характеризовались как засушливые. Так, в 2011-2013 гг. ГТК составил 0,81-0,85 (слабая степень засухи), а в 2014 г. - 0,5 (остро засушливые условия), при средней многолетней норме 1,12.

Учет урожая, полевые и лабораторные исследования проводили по общепринятым методикам. Обработку экспериментального материала осуществляли методами дисперсионного анализа [5].

Результаты и их обсуждение. Плотность почвы за годы исследований напрямую зависела от применяемых способов основной обработки почвы, но никогда не выходила за пределы оптимального для культуры значения. Во всех вариантах опыта верхний слой почвы подвергался рыхлению, поэтому перед посевом культур полевого севооборота различия между вариантами по данному показателю незначительные (табл. 1). В среднем за годы исследований наименьшая плотность наблюдалась в вариантах с отвальной вспашкой, по другим обработкам она была на 10-11% выше по сравнению с вспашкой (1,13 г/см3).

К концу вегетации полевых культур плотность пахотного слоя почвы повышалась по всем системам обработки. В среднем по севообороту мелкая обработка увеличивала ее значение до 1,40 г/см , вспашка -до 1,26 г/см3. Различий между агрегатами для предпосевной обработки почвы не наблюдалось.

Ведущий фактор формирования урожайности сельскохозяйственных культур в условиях лесостепи среднего Поволжья -это обеспеченность посевов влагой. В нашем опыте основная обработка почвы оказала большее влияние на запасы продуктивной влаги, чем предпосевная (табл. 2).

Таблица 1

Влияние основной обработки почвы на плотность сложения чернозема выщелоченного

Приемы основной Агрегат для предпосевной Плотность сложения почвы, г/см3

обработки почвы обработки почвы перед посевом перед уборкой

(фактор А) (фактор В) культур культур

Отвальная вспашка ИМТ-616 1,14 1,26

КПС-4,2 1,13 1,25

Безотвальная ИМТ-616 1,24 1,39

обработка КПС-4,2 1,23 1,41

Дискование ИМТ-616 1,17 1,32

КПС-4,2 1,16 1,33

НСР05 ч.р. 0,20 0,20

НСР05 (А) 0,17 0,18

НСР05 (В) -расч. < — таб, 0,14

Таблица 2

Влияние обработки почвы на запасы продуктивной влаги в почве, мм

Приемы основной обработки почвы

ИМТ-616 КПС-4,2

Весной перед посевом

Отвальная вспашка 0-10 15 14

11-20 19 19

21-50 55 54

Всего 0-100 192 196

Безотвальная обработка 0-10 14 13

11-20 19 18

21-50 56 57

Всего 0-100 179 180

Дискование 0-10 13 15

11-20 19 18

21-50 56 54

Всего 0-100 175 176

После уборки культуры севооборота

Отвальная вспашка 0-10 5 5

11-20 4 3

21-50 13 13

Всего 0-100 58 64

Безотвальная обработка 0-10 4 3

11-20 4 3

21-50 12 12

Всего 0-100 64 63

Дискование 0-10 4 4

11-20 4 4

21-50 13 12

Всего 0-100 68 66

НСР05 ч.р.5; НСР05 (А) 3; НСР05 (В) 2

Установлено, что количество продуктивной влаги в пахотном слое перед посевом культур севооборота не зависело от приемов основной и предпосевной обработки почвы. Разница между вариантами опыта не превышала ошибки определения. Однако в целом по метровому слою почвы разница между вариантами была значительной.

Наблюдения показали, что отвальная вспашка способствовала большему проникновению и накоплению влаги в почве, чем другие способы основной обработки почвы. Так, в среднем за 2011-2014 гг. запасы продуктивной влаги в метровом слое перед посевом культур звена полевого севооборота здесь были на 14 мм выше, чем по безотвальной обработке и на 18 мм, чем по дискованию.

Во все годы исследований в течение вегетационных периодов происходило снижение запасов продуктивной влаги. В период уборки в пахотном слое запасы продуктивной влаги составили 3,0-5,0 мм, а в метровом слое осталось 35% от предыдущего запаса. В вариантах со вспашкой растениями расходовалось в среднем 61 мм продуктивной влаги, что на 3 и 6 мм больше, чем соответственно по безотвальной обработке и дискованию.

Сорные растения, произрастающие в посевах полевых культур, наносят огромный вред сельскохозяйственному производству. Они выносят из почвы большое количество питательных веществ и влаги, снижая тем самым плодородие, урожайность и качество сельскохозяйственных культур, способствуют накоплению вредителей и болезней культурных растений. Ведущая роль в уничтожении и предупреждении их распространения принадлежит обработке почвы.

Как показали наши исследования, наименьшая засоренность посевов полевых культур во время их полных всходов в среднем за годы наблюдений оказалась на фоне отвальной вспашки (67,5 шт./м2). По безотвальной обработке и дискованию количество сорняков было соответственно на 24 и 37% больше (табл. 3). В среднем во всех вариантах опыта после применения гербицидов засоренность посевов к уборке уменьшалась на 30-44%, но разница между вариантами сохранялась. Значительных различий в применении агрегатов для предпосевной обработки почвы не выявлено, тенденциозно преимущество наблюдалось у КПС-4,2.

Таблица 3

Засоренность посевов полевых культур в севообороте в зависимости от обработки почвы, шт./м2

Приемы Агрегат для 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г.

основной обработки почвы предпосевной обработки почвы кущение перед уборкой кущение перед уборкой кущение перед уборкой кущение перед уборкой

Отвальная ИМТ-616 22 10 92 54 96 48 74 44

вспашка КПС-4,2 21 6 82 51 89 54 67 36

Безотвальная ИМТ-616 25 16 106 79 109 84 96 59

обработка КПС-4,2 27 17 105 72 112 88 90 58

Дискование ИМТ-616 28 15 113 76 121 87 108 60

КПС-4,2 30 13 112 83 120 92 102 57

НСР05 ч.р. 5 7 7 13 14 6 14 6

НСР05 (А) 3 5 5 11 10 4 11 4

НСР05 (В) 2 3 3 7 8 3 8 3

Сухая масса сорняков изменялась прямо пропорционально их количеству, т.е. чем больше количество, тем больше и сухая масса.

Ее значение в среднем по годам колебалось от 10 до 13 г/м2 в начале вегетации полевых культур и от 52 до 58 г/м2 перед уборкой.

Наблюдения за изменением засоренности звена полевого севооборота показали, что применение безотвальной и дисковой обработки приводит к более существенному (на 9-10%) росту числа сорняков в посевах полевых культур в сравнении с ежегодной вспашкой.

Данные таблицы 4 показывают, что среднегодовая продуктивность звена полевого севооборота была выше в вариантах с отвальной обработкой почвы и составила 3,05-3,13 т з. ед./га. По безотвальной отработке она была на 11%, а по дискованию на 19% ниже. Наиболее продуктивной (3,58-4,27 т з. ед./га) в севообороте оказалась озимая пшеница.

Таблица 4

Продуктивность звена полевого севооборота в зависимости от изучаемых факторов, т з.ед.

Приемы основной обработки почвы (фактор А) Агрегат для предпосевной обработки почвы (фактор В) Озимая пшеница Яровая пшеница Овес Ячмень За ротацию За год

Вспашка ИМТ-616 4,13 2,54 2,53 3,00 12,20 3,05

КПС-4,2 4,27 2,58 2,54 3,16 12,55 3,13

Безотвальная ИМТ-616 3,99 2,51 2,04 2,51 11,05 2,76

обработка КПС-4,2 4,16 2,49 2,04 2,55 11,24 2,81

Дискование ИМТ-616 3,58 2,20 1,93 2,32 10,03 2,50

КПС-4,2 3,62 2,25 1,94 2,34 10,15 2,53

НСР05 ч.р. 0,62 0,39 0,45 0,58

НСР05 (А) 0,32 0,13 0,15 0,31

НСР05 (В) 0,25 0,07 0,10 0,24

Выводы. Из способов основной обработки почвы наиболее благоприятный режим по влажности обеспечила отвальная вспашка. Использование безотвальных обработок почвы уменьшало данный показатель на 7-9%. Агрегаты для предпосевной обработки почвы не оказали существенного влияния на накопление влаги в почве. Засоренность посевов полевых культур в звене севооборота в значительной степени зависела от приемов основной обработки почвы. Безотвальная обработка и дискование увеличивали число сорняков в среднем на 24-37% по сравнению со вспашкой. К уборке засоренность посевов во всех вариантах с обработкой почвы уменьшилась на 3044%. Однако разница между вариантами сохранялась.

Среднегодовая продуктивность звена полевого севооборота оказалась выше в вариантах с отвальной обработкой почвы и составила 3,05-3,13 т з. ед./га. По безотваль-

ной отработке она была на 11%, а по дискованию на 19% ниже.

Список литературы

1. Рзаева В. В., Федоткин В. А. Качество основной обработки почвы и оценки глубины посева яровой пшеницы // Земледелие. № 5. 2013.С. 23

2. Корчагин В.А., Казаков Г.Н. Почвозащитные обработки в Среднем Поволжье // Земледелие. 2009. № 1. С. 27.

3. Найденов А.С., Бурбель А.Р. Влияние разных систем обработки почвы на урожайность культур в зернопропашном севообороте // Земледелие и жизнь. 2011. № 16. С. 24.

4. Адаптивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Республики Мордовия (методическое руководство) / Под ред. А.М. Гурьянова. Саранск, 2003.428 с.

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

The influence of tilling on parameters of soil fertility and productivity of unit of field crop rotation

Khvostov E.N., head of department of agronomy, Artemyev A.A., PhD in agriculture, associated professor, deputy director on scientific work,

Prokina L.N., PhD in agriculture, head of department of agrochemistry Mordovian Agricultural Research Institute, Saransk, Russia

Effectiveness of tillage in a unit of field crop rotation: winter wheat - spring wheat - oats - barley is studied on the loamy leached Chernozem under conditions of unstable moistening of the South of non-Chernozem zone of the the. Variants of primary tillage consisted moldboard (PLN-4-35), boardless (KPG-250) and subsurface disking (BDM-3x4) tilling; presowing treatment was in two variants with aggregates IMT-616 (Europack) and KPS-4. On average over the study years, the lowest value of density of composition of arable layer was observed in the variants with moldboard plowing; at moldboard treatment and disking it was 10... 11% higher (1.13 g/cm3). By the end of the growing season of field crops soil density increased on all variants of primary tillage. The use of different aggragates for presowing tilling is not affected this parameter. The most favourable humidity provided moldboard plowing. The use of no-till tillage reduced moisture content by 7.9%. Aggregates for presowing tilling had no significant effect on the accumulation of moisture in the soil. Weediness of crops in crop rotation unit depended largely on the methods of primary tillage. Mouldless tilling and disking increased the number of weeds on average from 24 to 37% compared to plowing. Using of aggregates for presowing tilling had not positive effect on weediness. Weediness in all variants with tillage decreased by 30.44% to harvesting time. However, the difference between the variants remained. Annual average productivity of unit of field crop rotation was higher in variants with mouldboard tilling and amounted 3.05.3.13 tons of grain units/ha. For mouldless tilling it was by 11% and disking - by 19 % lower.

Key words: crop rotation, basic and presowing tilling, soil density, dockage of sowings, productivity

References

1. Rzaeva V. V., Fedotkin V. A. Kachestvo osnovnoy obrabotki pochvy i otsenki glubiny poseva yarovoy pshenitsy. [Quality of primary tillage and assessment of depth of sowing of spring wheat]. Zemledelie. no. 5. 2013. p. 23

2. Korchagin V.A., Kazakov G.N. Pochvo-zashchitnye obrabotki v Srednem Povolzh'e. [Soil-protentive treatment in the Middle Volga region]. Zem-ledelie. 2009. no. 1. p. 27.

3. Naydenov A.S., Burbel' A.R. Vliyanie raznykh sistem obrabotki pochvy na urozhaynost' kul'tur v zernopropashnom sevooborote. [Influence of different tillage systems on crop yields in

grain-row-crop rotation]. Zemledelie i zhizn'. 2011. no. 16. p. 24.

4. Adaptivnye tekhnologii vozdelyvaniya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur v usloviyakh Res-publiki Mordoviya (metodicheskoe rukovodstvo). [Adaptive technologies of cultivation of agricultural crops under conditions of Republic of Mordovia (methodical guide)]. Pod red. A.M. Gur'y-anova. Saransk, 2003. 428 p.

5. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. [Methods of field experiment]. Moscow: Agropromizdat, 1985. 351 p.