27 марта 2016г.
Роль механической обработки почвы в регулировании факторов жизни растений и повышении урожайности сельскохозяйственных культур в разных почвенно-климатических условиях всегда была актуальным вопросом исследований в земледелии. Научными основами обработки служат закономерности изменения агрофизических, биологических, агрохимических свойств и в целом плодородия почв под воздействием производственной деятельности человека и климатических факторов. Зная эти закономерности, можно регулировать условия жизни растений в направлении их оптимизации и тем самым повышать урожайность сельскохозяйственных культу [2, 3, 9].
Ведется активный поиск новых, более совершенных приемов обработки с целью снижения отрицательного действия на почву тяжелых машин, ветровой и водной эрозии, экономии времени, энергетических и трудовых ресурсов, сохранения плодородия почвы [1, 8]. Интенсивно исследуются пути минимализации обработки почвы в США, Великобритании, Франции и других странах [13]. В отечественной научной литературе проблемы минимализации обработки почвы достаточно полно проанализированы Б.А. Доспеховым (1978), И.П. Макаровым (1984), Г.Г. Черепановым (1994), В.А. Кирюшиным (2007) [4, 7, 12, 5].
В настоящее время в нашей стране минимализация обработки почвы направлена на сокращение глубины и числа обработок, совмещение технологических операций путем создания комбинированных агрегатов, уменьшения поверхности обрабатываемого поля и т. д.
В пределах различных зон РФ обработка почвы дифференцируется в соответствии с разнообразными почвенными условиями, в зависимости от чего применяются периодические глубокие отвальные или безотвальные обработки почвы. Вопрос о выборе способа и глубины основной обработки почвы остается дискуссионным и в настоящее время. В почвенно-климатических условиях Центрально-Черноземного района необходимо продолжить изучение приемов минимализации основной обработки почвы в стационарных и краткосрочных опытах с целью выявления их влияния на показатели плодородия черноземов и урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур [10].
Цель исследования – разработать научные основы регулирования плодородия черноземов ЦЧР и продуктивности сельскохозяйственных культур при длительном применении основной обработки почвы в сочетании с минеральными и органическими удобрениями в севообороте с пропашными культурами.
Исследования проводили в стационарном многофакторном опыте ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I» по определению оптимального сочетания биологических и техногенных приемов повышения плодородия и различных способов основной обработки почвы (заложен в 1985 г.) Почва – чернозем выщелоченный среднесуглинистый. Изучаемые культуры – сахарная свекла. Исследования проводились в 2008-2015 гг. ГТК в годы проведения исследований характеризовался значительными колебаниями и существенно отличался от среднемноголетних показателей, что позволило всесторонне изучить влияние основной обработки почвы и удобрений на показатели плодородия и урожайности полевых культур в лесостепи Центрального Черноземья.
Результаты и обсуждение. Урожайность сельскохозяйственных культур служит обобщенным критерием состояния плодородия черноземов при изучении различных приемов и систем основной обработки почвы. Корреляционный анализ позволяет установить оптимальные значения показателей плодородия черноземных почв при различных приемах обработки.
Проведенный нами корреляционный анализ экспериментальных данных, полученных в опыте, свидетельствует о связи урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур с агрофизическими, агрохимическими и биологическими показателями плодородия. Нами проанализирована зависимость между урожайностью сельскохозяйственных культур и показателями плодородия чернозема выщелоченного в стационарном опыте (Табл.1).
Таблица 1 Зависимость между урожайностью сельскохозяйственных культур и показателями плодородия чернозема выщелоченного
Признаки
|
Пределы варьирования признаков
|
Коэффициент регрессии, by
|
Коэффициент корреляции, r
|
Коэффициент детерминации
|
Урожайность сахарной свеклы, т/га
|
29,8-44,8
|
-
|
-
|
-
|
Плотность, г/см3
|
1,24-1,32
|
byx1 = -196,0
|
-0,96
|
0,92
|
Влажность, мм
|
124,1-146,6
|
byx2 = 0,52
|
0,69
|
0,48
|
NO3, мг на кг абс. сухой почвы
|
8,8-18,5
|
byx3 = 0,74
|
0,38
|
0,14
|
P2O5, мг на 100 г абс. сухой почвы
|
11,0-16,1
|
byx4 = 2,13
|
0,62
|
0,38
|
K2O, мг на 100 г абс. сухой почвы
|
9,4-15,8
|
byx5 = 0,88
|
0,43
|
0,18
|
Гумус,%
|
4,00-4,48
|
byx6 = 29,4
|
0,67
|
0,45
|
Урожайность сахарной свеклы при различных обработках почвы и уровнях удобренности зависела от агрофизических и агрохимических показателей почвы. Наблюдается обратная корреляционная зависимость сильной степени между урожайностью сахарной свеклы и плотностью чернозема выщелоченного. Колебания урожайности сахарной свеклы на 48-92% были обусловлены изменениями агрофизических показателей чернозема выщелоченного, на 45% – показателей содержания гумуса и на 14-38% зависели от изменений уровня эффективного плодородия по различным вариантам опыта.
Результаты корреляционного и регрессионного анализа экспериментальных данных позволяют сделать вывод, что плодородие чернозема выщелоченного при длительном применении различных удобрений и приемов основной обработки почвы изменяется [6, 11].
Предложена блочная математическая модель, позволяющая рассчитать уровень плодородия чернозема выщелоченного при различных приемах основной обработки почвы и уровнях органоминерального питания (1). Данное уравнение описывает зависимость между урожайностью сахарной свеклы и агрофизическими и агрохимическими показателями плодородия чернозема выщелоченного.
Y = 43,3 – 196,1X1 + 0,52X2 + 0,74X3 + 2,13X4 + 0,88X5 + 29,4X6 (1),
где Y – урожайность сахарной свеклы, т/га; X1 – плотность, г/см3;
X2 – запас доступной влаги, мм;
X3 – нитратный азот (NO3), мг на кг абс. сухой почвы;
X4 – подвижный фосфор (P2O5), мг на 100 г абс. сухой почвы; X5 – обменный калий (K2O), мг на 100 г абс. сухой почвы; X6 – гумус, %.
Выводы.
Разработана математическая модель оценки уровня плодородия чернозема выщелоченного на основании зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от комплекса агрофизических, агрохимических показателей плодородия при различных приемах основной обработки почвы и уровнях органоминерального питания, применение которых позволяет получить качественные характеристики пашни.
Список литературы
1. Бараев А. И. Система обработки почвы / А. И. Бараев // Земледелие. – 1966. – № 4. – С. 16-22.
2. Гармашов В. М. Минимализация обработки почвы в Центрально-Черноземной зоне / В. М. Гармашов, А. Л. Качанин // Земледелие. – 2007. – № 6. – С. 8-10.
3. Дедов А.В. Биологизация земледелия: современное состояние и перспективы / А.В. Дедов, Н.В. Слаук, М.А. Несмеянова // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2012. - № 3. – С. 57-65.
4. Доспехов Б. А. Минимализация обработки почвы : направление исследований и перспективы внедрения в производство / Б. А. Доспехов // Земледелие. – 1978. – № 9. – С. 26-31.
5. Кирюшин В. И. Минимализация обработки почвы: итоги дискуссии [Текст] / В. И. Кирюшин // Земледелие.– 2007. – № 4. – С. 28-30.
6. Коржов, С.И. Экологическая роль многолетних трав в накоплении гумуса и биологического азота / С.И. Коржов, Т.А. Трофимова // Агроэкологический вестник. – Воронеж – 2000. – С. 116-121.
7. Макаров И. П. Обработка серых лесных почв в Татарии / И. П. Макаров, Г. Д. Аверьянов, М. С. Матюшин // Земледелие. – 1984. – № 1. – С. 13-16.
8. Мальцев А. И. Сорная растительность СССР и меры борьбы с ней : учеб. пособие / А. И. Мальцев. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва - Ленинград : Сельхозиздат, 1962. – 272 с.
9. Морозова Е.В. Изменение биологических показателей чернозема выщелоченного при воспроизводстве плодородия почвы / автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.01 / Е.В. Морозова. – Воронеж: Воронежский ГАУ, 2001. – 23 с.
10. Трофимова Т.А. Зяблевая обработка в юго-восточных районах ЦЧР / Т.А. Трофимова // Сахарная свекла. – 2002. – №7. – С. 19-21.
11. Трофимова Т.А. Засоренность посевов сельскохозяйственных культур / Т.А. Трофимова // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2010. – № 3. – С. 10-13.
12. Черепанов, Г. Г. Нулевая обработка почвы: итоги исследований и опыт применения: обзорная информация НИИТЭИагропром [Текст] / Г. Г. Черепанов. – Москва : НИИТЭИагропром, 1994. – 44 с.
13. Hippa N.A. The effect of a slant-legged sub coiler in soil compaction and the grant of direct-drilled winter wheat /N.A. Hippa, D.R. Hodgeon // Soil Science Society of America Journal. – 1987. – Vol. 1109. – P. 305-319.