Приёмы повышения эффективности парового поля под озимые и яровую пшеницу на чернозёмах южных засушливой степи Оренбургского Предуралья (стр. 1 )

На правах рукописи

Приёмы повышения эффективности парового поля под озимые и яровую пшеницу на чернозёмах южных засушливой степи Оренбургского Предуралья

Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Оренбург -2007

Научный руководитель Официальные оппоненты:

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор - доктор сельскохозяйственных наук, доцент - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Кремер Гарий Адольфович

Ведущая организация – Государственное научно учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства РАСХН"

Защита состоится 12 ноября 2007г. в 1000 часов на заседании диссертацион-ного совета К 006.079.01 при ГНУ «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН» РФ, г. Оренбург, пр. Гагарина, 27/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургского НИИСХ

Автореферат разослан 9 октября 2007г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования

В засушливых условиях Оренбуржья без чёрных паров практически невозможно вести устойчиво зерновое производство и бороться с засухой.

Значимость их особенно заметно повысилась за последние годы в связи с дороговизной гербицидов и средств защиты растений от болезней и вредителей. Но, как и любой агротехнический прием, черные пары имеют отрицательные стороны, к существенным недостаткам которого относятся:

- отсутствие продукции в год парования и непроизводительные потери влаги;

- деструкция гумуса в результате его минерализации;

- подверженность почвы водной, ветровой и биологической эрозии;

- низкая эффективность чёрных паров в борьбе с малолетними сорняками, в том числе и с овсюгом, в засушливый весенне-летний период;

- дисбаланс питательных веществ в связи с избыточным накоплением нитратного азота почвы, что отрицательно сказывается на росте, развитии и урожайности сельскохозяйственных культур.

Многие эти недостатки парового поля до конца не устранены, поэтому, на наш взгляд, одним из основных приёмов повышения эффективности парового поля являются: рациональное использование его под озимые или яровую пшеницу, применение основного удобрения и весенней подкормки, посев кулисных растений и защита почвы от водной, ветровой и биологической эрозии.

Все вышеперечисленные вопросы недостаточно изучены на черноземах южных засушливой степи Оренбуржья.

Исследования велись в соответствии с государственной научной программой: ‹‹Разработать модели систем плодородия, адаптированные к различным агроландшафтам и агроэкологическим группам земель, обеспечивающие получение устойчивых урожаев и сохранение плодородия почвы››, координируемой РАСХН (номер государственной регистрации 01.960.0.

Цель исследований – повысить эффективность использования чёрных паров, урожайность озимых и яровой твердой пшеницы и качество продукции.

Задачи исследований:

- установить эффективность влияния основного минерального удобрения и весенней подкормки на урожайность зерна озимых;

- изучить водный и питательный режимы почвы и фитосанитарное состояние посевов в зависимости от фона питания;

- выявить эффективность кулисных растений на накопление и пополнение запасов влаги в почве;

- дать агроэкономическую, энергетическую и экологическую оценки чёрным кулисным парам при возделывании озимых и яровой твердой пшеницы.

Научная новизна исследований

Впервые на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья на базе длительного стационарного опыта, заложенного в 1988 году, проведено сравнительное изучение озимой ржи, озимой и яровой твёрдой пшеницы по чёрным кулисным парам, внесения основного минерального удобрения и весенней подкормки озимых. Установлена эффективность кулисных растений по накоплению влаги в почве.

Даны агроэкономическая, энергетическая и экологическая оценки чёрному кулисному пару при возделывании озимых и яровой твердой пшеницы в системе 6- польного зернопарового севооборота в третьей ротации.

Практическая ценность работы

Полученные результаты исследований позволят повысить эффективность парового поля, более устойчиво и рентабельно вести зерновое производство, бороться с засухой и выжить в условиях нестабильной рыночной экономики.

Реализация результатов исследований

На основании проведенных исследований и производственной проверки внедрен черный кулисный пар под озимые (рожь, пшеницу) в гг. в опытно-производственном хозяйстве ОПХ «Урожайное» Оренбургского НИИСХ. Общая площадь внедрения 200 га. Экономический эффект от внедрения составил 5000.0 руб. с 1 га.

Основные положения, выносимые на защиту:

- научное обоснование использования чёрных кулисных паров под озимые (рожь, пшеница) и яровую твёрдую пшеницу и их влияния на агрофизические, агрохимические свойства почвы, фитосанитарное состояние посевов, урожайность и качество продукции;

-эффективность внесения основного удобрения и весенней подкормки озимых.

- эколого-экономическая и энергетическая оценка чёрных кулисных паров под озимые (рожь, пшеница) и яровую твердую пшеницу в системе зернопаровых севооборотов.

Апробация работы

Основные результаты исследований по теме диссертации доложены на областных научных конференциях молодых ученых и специалистов, семинарах - «День поля», методических комиссиях института ( гг.)

Публикация результатов исследований

Наиболее значимые положения диссертации опубликованы в 3-х научных работах, в том числе в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях – 1.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству, списка литературы и 18 приложений. Работа изложена на 168 страницах компьютерного текста, включая 27 таблиц и 4 рисунка. Список используемой литературы содержит 267 источников, в том числе 10 на иностранных языках.

Условия и методика проведения исследований

Исследования проводились в годах в длительном стационарном опыте по севооборотам и бессменным посевам с.-х. культур, в ОПХ им. Куйбышева Оренбургского НИИСХ, методом вхождения всеми полями севооборотов на площади.

Почва опытного участка – чернозём южный карбонатный среднемощный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном (0-30см) слое почвы 3,2-4,0%, общего азота – 0,20-0,31%, общего фосфора – 0,14-0,22%, подвижного фосфора – 1,5-2,5 мг и обменного калия – 30-38 мг на 100 г почвы, pH почвенного раствора – 7,0-8,1.

Метеорологические условия в годы исследования.

В 2004 году за вегетационный период выпало осадков 187 мм, что на 32 мм или на 21% больше нормы (155 мм). Среднесуточная температура воздуха за этот же период почти приравнивалась к среднемноголетней (19,2˚С). Число суховейных дней за этот период было 41.

В 2005 году за вегетационный период выпало осадков 114 мм, что на 41 мм меньше от нормы (155 мм). Среднесуточная температура воздуха за этот же период почти приравнивалась к среднемноголетней (19,2˚С). Число суховейных дней за этот период было 49. В июне-июле среднемесячное количество осадков составило 39 и 54 мм соответственно, температура воздуха была в июне 20,10С, в июле 22,10С.

В 2006 году за вегетационный период выпало осадков 149 мм, что на 6 мм меньше от нормы (155 мм). Среднесуточная температура воздуха за этот же период почти приравнивалась к среднемноголетней (19,2˚С). Число суховейных дней за этот период было 45.

Схема и варианты 3-х факторного опыта

Фактор А – культура

1. Пар черный кулисный – озимая рожь

2. Пар черный кулисный – озимая пшеница

3. Пар черный кулисный – яровая твердая пшеница

Фактор В – внесение основного удобрения

Фактор С – подкормка озимых

Варианты опыта с внесением основного минерального удобрения и подкормки

Вариант 1 – внесение осенью под чёрный кулисный пар Р80К40 кг д. в. на 1 га

Вариант 2 – без основного удобрения и подкормки (контроль)

Вариант 3 – удобренный фон + весенняя подкормка озимых аммиачной селитрой 30 кг д. в. на 1 га

Вариант 4 – неудобренный фон + весенняя подкормка озимых аммиачной селитрой 30 кг д. в. на 1 га

Весенняя подкормка озимых велась после схода снега вручную.

Под непаровые предшественники на одной половине поперёк делянок, как основное удобрение, осенью вносили N40P40 кг д. в. на 1 га, вторая половина изучалась без удобрений.

Исследования велись в системе 6-польных севооборотов в третьей ротации (пар чёрный кулисный – озимые – яровая твёрдая пшеница – просо – яровая мягкая пшеница – ячмень и пар чёрный кулисный – яровая твёрдая пшеница – яровая мягкая пшеница – просо – яровая мягкая пшеница – ячмень).

Повторность закладки опыта во времени трехкратная, в пространстве - четырехкратная. Размер делянок (для непаровых предшественников):

- удобренный фон питания – 14,4м х 30 м = 60 м2

- неудобренный фон питания -14,4м х 60 м =120 м2

Размер делянок с подкормкой озимых – 7.2 м х 15 м

Учетная площадь делянок 30 и 90 м2

В процессе изучения проводили следующие наблюдения:

-запасы воды в снеге (рекомендации НИИСХ Юго-востока, 1973);

-влажность почвы весовым методом ( и др., 1972);

-объемная масса почвы – по ;

-общую пористость почвы определяли расчетным методом ( , 1969);

-содержание подвижных питательных веществ в слое почвы 0-30 см; содержание нитратов – ионометрическим методом, подвижного фосфора – по Мачигину, обменного калия – на пламенном фотометре по Мачигину;

-засоренность посевов – количественным и количественно-весовым методом;

-учет повреждений болезнями и вредителями (рекомендации НИИСХ Юго-Востока, 1973);

-фенологические наблюдения;

-подсчет густоты стояния растений в фазу полных всходов и перед уборкой (,1979);

-морфологический анализ растений и структура урожая (рекомендации НИИСХ Юго-Востока, 1973);

-биологическая активность почвы определяется методом разложения льняного полотна (рекомендации НИИСХ Юго-Востока,1973);

-урожайность зерна учитывалась комбайном ‹‹Сампо-500››,

-урожайные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа (, 1979);

-экономическая эффективность рассчитывалась на основе нормативов и положений, существующих в ОПХ ОНИИСХ;

-энергетическая эффективность – на основании рекомендаций В. Коринец (1990);

-экологическая оценка – расчетным методом по потерям нитратного азота;

Результаты исследований

Водный режим почвы

Основным недостатком черного пара является непроизводительные потери влаги. Так, в среднем за три года исследований (табл.1), черный кулисный пар как под озимые, так и под яровую пшеницу за весенне – летний период парования теряет не только все осадки, но 25,7 и 44,1 мм продуктивной влаги в полутораметровом слое почвы соответственно. Большие потери влаги в пару под твердую пшеницу объясняются особенностью его обработки.

1. Динамика продуктивной влаги в паровых полях, мм

(2004 – 2006 гг.)

Вид пара	Слой почвы, см	Сроки определения влажности почвы
весной перед посевом ранних зерновых (начало парования)	после уборки зерновых (посев озимых)	перед уходом пашни в зиму	перед посевом твердой пшеницы
Чёрный кулисный под озимые (контроль)	0 – 30 0 – 100 0 – 150	53,8 186,4 256,7	35,1 150,5 231,0	55,5 171,6 249,1	54,3 175,3 268,7
Чёрный кулисный под яровую твердую пшеницу	0 – 30 0 – 100 0 – 150	49,0 178,8 265,5	33,3 144,7 221,4	59,5 181,2 268,8	59,7 189,2 276,4

Однако, несмотря на такие потери влаги, перед посевом озимых их сохраняется в пахотном слое 0-30 см 35,1мм, что вполне достаточно для получения заданных всходов.

Перед уходом пашни в зиму запасы продуктивной влаги увеличиваются, несколько больше их в черном пару под яровую твердую пшеницу, так как озимые культуры используют её уже с осени на рост и развитие.

По этой же причине перед посевом твёрдой пшеницы количество продуктивной влаги по всем слоям почвы под озимыми заметно меньше.

Озимые культуры более производительно используют осадки и почвенную влагу осенью и весной будущего года, тогда как пар черный под яровую пшеницу за период парования только лишь сохраняет её. В начале парования в слое почвы 0-150 см её было 265,5мм, перед посевом твердой пшеницы-276,4мм. Водный режим почвы под вторыми и остальными культурами севооборотов практически складывается одинаково и не зависит от вида использования черного пара (табл.2).

2.Водный режим почвы под культурами севооборотов, мм (2004 – 2006 гг.)

№ севооборота	Культуры, предшественники	Слой почвы, см	Запасы продуктивной влаги, мм
перед посевом зерновых культур	после уборки зерновых культур	перед уходом пашни в зиму
1	2	3	4	5	6
1	Твердая пшеница по озимым	0 – 30 0 – 100 0 – 150	49,0 181,9 275,6	20,5 66,2 -	50,8 128,8 -
1	Просо по яровой твердой пшенице	0 – 30 0 – 100 0 – 150	49,1 169,9 259,1	16,4 73,1 -	45,1 129,7 -
Мягкая пшеница по просу	0 – 30 0 – 100 0 – 150	51,1 179,4 270,8	10,1 56,8 -	30,5 89,1 -
Ячмень по яровой мягкой пшенице	0 – 30 0 – 100 0 – 150	50,5 176,8 265,7	10,9 65,7 -	46,1 66,7 -
2	Мягкая пшеница по твердой пшенице	0 – 30 0 – 100 0 – 150	47,5 161,0 232,7	14,5 56,1 -	39,3 105,1 -
Просо по яровой мягкой пшенице	0 – 30 0 – 100 0 – 150	45,8 170,1 259,8	17,5 73,5 -	45,5 129,8 -
Яровая мягкая пшеница по просу	0 – 30 0 – 100 0 – 150	46,8 171,1 268,1	10,6 57,8 -	28,7 86,1 -
Ячмень по яровой мягкой пшенице	0 – 30 0 – 100 0 – 150	52,8 175,0 262,3	13,1 65,9 -	45,0 122,8 -

Питательный режим почвы

Исследования гг. показали, что содержание нитратного азота в черном пару под озимые и твердую пшеницу в начале парования было примерно одинаковым и составляло на удобренном фоне 6,6 и 5,9 мг, неудобренном – 5,2 и 4,0 мг на 100 г почвы, соответственно (табл. 3).

К концу парования количество нитратного азота в черном пару под озимые увеличилось на удобренном фоне в 1,8, неудобренном-1,2 раза, под твердую пшеницу - соответственно в 1,8 и 1,4 раза. Различная технология обработки пара заметно не сказалась на его содержании.

За период парования количество подвижных форм фосфора и калия оставалось постоянным и не зависело от вида пара.

К посеву твердой пшеницы часть нитратного азота используется озимыми с осени и весной будущего года в процессе их вегетации, тогда как в черном пару он теряется в результате смыва почвы и денитрификации.

3.Содержание основных питательных веществ в черном кулисном пару в слое 0-30 см почвы в зависимости от севооборота и фона питания

(среднее за гг.), мг на 100г почвы

№ се­во­обо­рота	Вид пара	Сроки определения
в начале парования	в конце парования
N-NO3	P2O5	K2O	N-NO3	P2O5	K2O
1	Черный кулис­ный под озимые	6,6 5,2	5,9 3,9	50,1 42,9	12,1 6,2	7,4 3,8	54,5 45,4
2	Черный кулис­ный под яровую твердую пше­ницу	5,9 4,0	5,2 3,9	53,1 50,2	10,6 5,7	6,1 3,9	58,8 47,1

Примечание: над чертой – удобренный фон, под чертой – неудобренный.