Эффективность ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур на серых лесных почвах Чувашской Республики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Волков Александр Ильич

Самара - 2008

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. За последние пятьдесят лет при удвоении населения планеты производство зерна утроилось, но потребление энергии при этом выросло почти в четыре раза, поэтому во всем мире в целях ресурсо- и энергосбережения актуальным стало развитие сберегающего сельского хозяйства, приоритетным направлением которого является замена традиционных технологий возделывания зерновых культур ресурсо- и энергосберегающими, основанными на минимальной и «нулевой» обработке почвы.

Россия в решении этого вопроса значительно отстает от таких технически развитых стран как Канада, США, Австралия, Франция, Германия, несмотря на то, что необходимость в инновационных технологиях в стране ощущается значительно сильнее.

Поэтому разработка ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур, направленных на сохранение и повышение плодородия почвы, стабилизацию продуктивности агроценозов зерновых культур, снижение затрат в настоящее время имеет большое научное и практическое значение.

Цель и задачи исследований. Целью исследований явилась сравнительная агротехническая и экономическая оценка традиционной и ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур (озимой пшеницы, озимой ржи, яровой пшеницы, ячменя) в почвенно-климатических условиях Чувашской Республики.

В связи с этим предусматривалось решить следующие задачи:

- выявить влияние традиционной и ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур на агрофизические, агрохимические и биологические показатели серой лесной почвы;

- изучить видовой состава сорного компонента в агрофитоценозах;

- установить влияние традиционной и ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур на урожайность и качество зерна;

- рассчитать энергетическую и экономическую эффективность применения традиционной и ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур.

Научная новизна. Впервые в условиях Чувашской Республики изучено влияние ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур на основные агрофизические, агрохимические и биологические показатели плодородия серых лесных почв. Дана количественная оценка видового состава сорного компонента агрофитоценозов. Показано влияние технологии возделывания на урожайность зерновых культур. Установлена энергетическая и экономическая эффективность использования ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания озимой пшеницы, озимой ржи, яровой пшеницы и ячменя.

Практическая значимость. Заключается в разработке ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания озимой пшеницы, озимой ржи, яровой пшеницы и ячменя, которые могут использоваться сельскохозяйственными предприятиями различной форм собственности. Данные технологии способствуют сохранению почвенного плодородия, продуктивности агроценозов зерновых культур, снижению энергетических и экономических затрат на производство зерна.

Результаты исследования также используются при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий со студентами агрономического и биотехнологического факультетов ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА».

Основные положения, выносимые на защиту:

- при внедрении ресурсо- и энергосберегающих технологий наблюдается восстановление и улучшение агрофизических, агрохимических и биологических свойств серых лесных почв;

- использование ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания в севообороте не приводит к увеличению сорного компонента агроценозов зерновых культур;

- возделывание зерновых культур по ресурсо- и энергосберегающим технологиям на серых лесных почвах позволяет получать стабильно высокий урожай качественного зерна озимой пшеницы, озимой ржи, яровой пшеницы и ячменя;

- научно-обоснованное применение ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур в сельскохозяйственное производство способствует снижению энергетических затрат и приносит экономическую выгоду.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Чебоксары, 2006); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской государственной сельскохозяйственной академии (Чебоксары, 2006); научно-практической конференции молодых ученых Приволжского федерального округа (Саратов, 2007); III научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Чебоксары, 2007); Международной научно-практической конференции (Йошкар-Ола, 2007; 2008); II Международной научно-практической конференции (Барнаул, 2007); научной конференции, посвященной 40-летию Чувашского государственного университета и химико-фармацевтического факультета (Чебоксары, 2007); в «Вестнике СГАУ» (Саратов, 2007), в журнале «Земледелие» (2008).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 12 научных статей, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для кандидатских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, рекомендаций производству, приложений. Работа изложена на 160 страницах компьютерного текста, включает 39 таблиц, 8 рисунков. Список литературы включает 203 наименования, в том числе 33 зарубежных авторов.

пшеница озимый рожь агротехнический

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований. Исследования проводились в 2004-2007 гг. на территории землепользования ЗАО СХПК «Чувашагромаркет» Чебоксарского района Чувашской Республики на слабосмытых серых лесных почвах в пятипольном полевом севообороте со следующим чередованием культур: клевер 1 г.п. - озимые (озимая пшеница и озимая рожь) зерновые - картофель - яровая пшеница - ячмень с подсевом клевера (табл. 1).

Таблица 1. Размещение сельскохозяйственных культур по полям севооборота (2004-2007 гг.)

Повторность опыта четырехкратная, размещение вариантов - методом рендомизированных повторений. Размер делянок по обработке почвы составил 1200 м² (10 Ч120 м), учетной 600 м² (6 Ч100 м). Варианты опытов по изучению технологий возделывания зерновых культур на протяжении 2004-2007 гг. размещались методом наложения.

Для клевера 1 г.п. по всем трем вариантам опытов (на делянках с минимальной, «нулевой» обработкой почвы и вспашкой под зерновые культуры) технология возделывания включала раннее весеннее боронование и скашивание зеленой массы в первой декаде июня.

Схема опыта для озимой пшеницы и озимой ржи:

Традиционная технология возделывания основывалась на дисковании клевера на глубину 4-6 см тяжелой дисковой бороной БДТ-3, отвальной вспашке плугом ПЛН-4-35 на глубину 22-25 см и предпосевной культивацией КПС-4 на 4-6 см с боронованием БЗСС-1, 0, посеве сеялкой СЗ-3, 6 и прикатывании 3ККШ-6.

Ресурсо- и энергосберегающая технология возделывания с минимальной обработкой почвы включала дискование клевера на глубину 4-6 см бороной дисковой модифицированной БДМ-6, предпосевную культивацию на 8-10 см тяжелым культиватором «Лидер», посев сеялкой «Soliteir», прикатывание 3ККШ-6.

Ресурсо- и энергосберегающая технология возделывания с «нулевой» обработкой почвы осуществлялась скашиванием и измельчением клевера КСК-100, опрыскиванием гербицидом сплошного действия «Зеро» опрыскивателем «Sieger», «прямым» посевом комплексом «HORSH-Агросоюз» АТД-11, 35.

Технология возделывания картофеля включала осеннюю заделку в почву пожнивных остатков вслед за уборкой озимых зерновых культур доминатором «Lemken» на глубину 8-10 см, безотвальное рыхление на 35-40 см КПГ-250 и нарезку гребней. Весной во второй декаде мая проводили посадку картофеля 4-х рядной сажалкой, в течение вегетационного периода - две междурядные обработки, скашивание ботвы КИР-1, 5 и уборку 2-х рядным картофелеуборочным комбайном «Grimmi».

Схема опыта для яровой пшеницы:

Традиционная технология возделывания основывалась на осенней перепашке плугом ПЛН-4-35 на 22-25 см, весенней культивации на 4-6 см КПС-4 с боронованием БЗСС-1, 0, посеве сеялкой СЗ-3, 6 и прикатывании 3ККШ-6.

Ресурсо- и энергосберегающая технология возделывания с минимальной обработкой почвы включала весеннюю культивацию на 8-10 см тяжелым культиватором «Лидер», посев сеялкой «Soliteir», прикатывание 3ККШ-6.

Ресурсо- и энергосберегающая технология возделывания с «нулевой» обработкой почвы осуществлялась «прямым» посевом комплексом «HORSH-Агросоюз» АТД-11, 35.

Схема опыта для ячменя:

Традиционная технология возделывания состояла из осеннего лущения стерни на 4-6 см бороной дисковой тяжелой БДТ-3 и вспашки на 22-25 см плугом ПЛН-4-35, весенней культивации на 4-6 см КПС-4 с боронованием БЗСС-1, 0, посева сеялкой СЗ-3, 6 и прикатывания 3ККШ-6.

При ресурсо- и энергосберегающей технологии возделывания с минимальной обработкой почвы проводили осеннее дискование на 4-6 см БДМ-6, весеннюю культивацию на 8-10 см тяжелым культиватором «Лидер», посев сеялкой «Soliteir», прикатывание 3ККШ-6.

При ресурсо- и энергосберегающей технологии возделывания с «нулевой» обработкой почвы применяли весеннее опрыскивание поля гербицидом сплошного действия «Зеро» опрыскивателем «Sieger», посев комплексом «HORSH-Агросоюз» АТД-11, 35.

Объектом исследований служили сорта: озимая пшеница - Казанская 560, озимая рожь - Безенчукская 87, яровая пшеница - Прохоровка, ячмень - Эльф, с нормой высева 5, 5; 5, 0; 5, 5 и 5, 5 млн. всхожих семян на гектар (200, 180, 210 и 200 кг/га) соответственно. Посев озимых культур проводили с 21 по 30 августа, яровых - с 1 по 6 мая. Перед посевом семена озимых культур протравливали Феразимом КС из расчета 1, 5 л/т, яровых - ТМТД с.п.4 кг/т.

Минеральные удобрения N₁₅P₁₀К₁₀ рассчитывали на 2, 3 т/га озимой пшеницы, озимой ржи и ячменя, для получения 3, 0 т/га яровой пшеницы вносили N₃₀P₂₀К₂₀. На контроле минеральные удобрения вносили дробно: под вспашку, под предпосевную культивацию и при посеве. По минимальной технологии - под дискование (азотные) и при посеве, а по нулевой - при посеве. Кроме этого, в фазу кущения проводили подкормку посевов яровой пшеницы аммиачной селитрой (N₃₀) и опрыскивание посевов зерновых культур гербицидом «Ковбой» (120 мг/га) с одновременной подкормкой аммиачной селитрой (10 кг/га). В варианте с ресурсосберегающей технологии возделывания зерновых культур с «нулевой» обработкой почвы и на посевах ячменя «Ковбой» не применяли, а осуществляли только подкармливание.

В опытах проводили полевые наблюдения и лабораторные анализы: влажность почвы определяли высушиванием навесок до постоянного веса при температуре + 105^о С, плотность сложения почвы - отбором проб с ненарушенным сложением с помощью бура Некрасова, структурно-агрегатный состав почвы - по методу Н.И. Саввинова; биологическую активность почвы - по активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов методом закладки аппликаций; из агрохимических свойств почвы анализировали: гумус - по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), подвижные формы фосфора и калия - по методу Кирсанова (ГОСТ 26207-91), рН_КС1 - потенциометрическим методом (ГОСТ 2648-85), нитраты - калориметрическим методом с хромотроповой кислотой. Засоренность посевов учитывали количественно-весовым методом; рост и развитие, густоту стояния растений, структуру урожая - по методике Госсортсети; урожайность - сплошным обмолотом с делянки; математическую обработку данных проводили Б.А. Доспехову (1985); энергетическую оценку рассчитывали по биоэнергетическому методу (Г.И. Рабочев, В.Г. Кутилкин, А.Л. Рабочев), экономическую эффективность - по принятым нормативам и расценкам ЗАО СХПК «Чувашагромаркет».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Структурно-агрегатный состав. Почва с хорошо выраженной водопрочной структурой имеет благоприятные физические свойства, способна противостоять антропогенному воздействию и требует меньших затрат энергии для обработки. В настоящее время общепризнано, что агрономически ценными являются структурные отдельности размерами 10…0, 25 мм.

Анализ структурного состава почвы позволил установить, что ресурсо- и энергосберегающие технологии возделывания зерновых культур, основанные на минимальной и «нулевой» обработке почвы, способствуют увеличению содержания агрономически ценных агрегатов к уборке. При «нулевой» обработке почвы их содержание под посевами озимых зерновых увеличивается в среднем на 4, 2 %, яровой пшеницы - на 3, 7, ячменя - на 3, 4 % по сравнению со вспашкой. При минимальной обработке соответственно - на 2, 8, 1, 8 и 1, 9 % по сравнению со вспашкой (табл.2).

На агрегатный состав большое влияние оказывала предшествующая культура. После клевера в верхнем слое почвы содержалось 71, 3-75, 5 % агрономически ценных агрегатов, а после картофеля - 53, 8-56, 8 %, что связано с междурядными обработками почвы при возделывания данной культуры. Разница в агрегатном составе этих двух культур при вспашке, минимальной и «нулевой» обработке была в пределах 1-2 %.

Важнейшим условием обрабатываемой почвы является наличие почвенных агрегатов способных противостоять воздействию воды. Водопрочные агрегаты способствуют поглощению воды и формированию поверхности, устойчивой к воздействию дождевых капель и микропотоков. Непрочные агрегаты распадаются в воде на отдельные фракции, которые закупоривают поры нижележащих слоев почвы. Проницаемость почвы для воды и воздуха резко ухудшается, это приводит к образованию стока (Н.И. Золотарев, 1988). Водопрочные агрегаты крупнее 1 мм снижают интенсивность эрозии.

Таблица 2. Содержание агрономически ценных агрегатов (0, 25-10 мм) в слое 0-30 см на опытных делянках по полям севооборота в 2005-2007 гг., %

НСР₀₅ - 4, 25

По результатам наших опытов минимальная и «нулевая» обработка почвы увеличивают количество водопрочных агрегатов под посевами озимых зерновых в среднем на 2, 0 и 3, 2 %, яровой пшеницы - 0, 5 и 1, 6 %, ячменя - 1, 4 и 2, 9 % к моменту уборки по сравнению со вспашкой соответственно (табл. 3).

Поле № 4 способствовало образованию водопрочных агрегатов. Максимальное их количество было отмечено в 2007 году на участках с «нулевой» обработкой почвы (33, 4 %), что на 1, 2 и 2, 5 % больше, чем на участках с использованием минимальной обработки почвы и вспашки соответственно.

Следовательно, ресурсо- и энергосберегающие технологии способствуют формированию слоя почвы, который обладает более высокой противоэрозионной устойчивостью по сравнению с традиционными технологиями, основанными на вспашке. Объясняется это тем, что при внесении в почву растительных остатков увеличивается скорость размножения микроорганизмов связанных с переработкой органики - почвенных грибов и целлюлозоразлагающих бактерий. С усилением микробиологической активности прочность почвенных агрегатов увеличивается. При этом грибы и их растущий мицелий выделяют слизь, которая связывает отдельные почвенные агрегаты, превращая их в водопрочные (П.П. Колмаков, А.М. Нестеренко, 1984; Х.П. Ален, 1985; Р.Э. Крогере, В.В. Бохан, В.В. Крейтс, 1988).

Таблица 3. Содержание водопрочных агрегатов в слое 0-30 см на опытных делянках по полям севооборота в 2005-2007 гг., %

НСР₀₅ - 2, 34

Плотность сложения пахотного слоя почвы. Результаты трехлетних исследований показали, что плотность почвы при традиционной технологии возделывания под озимой пшеницей и озимой рожью составила 1, 21-1, 23 г/см³, в то время как при ресурсо- и энергосберегающих технологиях она достигала 1, 30-1, 33 г/см³.

Глубокое безотвальное рыхление до 40 см под картофель позволяло получать хороший урожай и предупредить уплотнение почвы при использовании минимальной и «нулевой» обработки почвы. Поэтому плотность сложения под яровой пшеницей находилась в оптимальных (1, 20-1, 25 г/см³) пределах для зерновых культур, но при возделывании ячменя с клевером при минимальной обработке она увеличивалась на 0, 05 г/см³, а при «нулевой» - на 0, 06-0, 11 г/см³ (табл. 4).

Таблица 4. Плотность сложения 0-30 см слоя почвы на опытных делянках по полям севооборота в 2005-2007 гг., г/см³

НСР₀₅ - 0, 12

В целом, при возделывании зерновых культур наиболее рыхлым на всех вариантах опыта оказался верхний 0-10 см слой, что объясняется проведением предпосевных обработок почвы.

Водный режим почвы в посевах зерновых культур. «Нулевая» и минимальная обработка почвы способствуют более благоприятной влагообеспеченности семян и растений зерновых культур в первые периоды их роста, что особенно важно в засушливых условиях после посева.

Установлено, что среднее содержание продуктивной влаги в посевах озимой пшеницы и ржи при «нулевой» обработке выше: при посеве - на 2, 6 и 1, 6 мм, в фазу кущения - на 0, 5 и 0, 4 мм, колошения - на 1, 1 и 0, 7 мм, при уборке - на 3, 4 и 1, 1 мм, чем при использовании вспашки и минимальной обработки (табл. 5).

В посевах яровых культур определение содержания продуктивной влаги также выявило преимущество «нулевой» обработки почвы по сравнению с минимальной обработкой и вспашкой. Максимальный (33, 2 мм) запас влаги в среднем за годы исследований был отмечен в посевах ячменя с «нулевой» обработкой почвы. В фазу кущения и колошения содержание продуктивной влаги было на 0, 4-0, 7 мм и 1, 1-1, 4 мм больше на делянках с «нулевой» обработкой почвы.

К уборке, в связи с расходом влаги на испарение и формирование урожая, запасы продуктивной влаги значительно снизились и составили 10, 1-12, 2 мм. Конечные запасы влаги в почве определялись погодными условиями конца июля и начала августа. Осадки, выпавшие в этот период, на величину урожая влияния не оказывали, но пополняли запасы влаги в почве на всех вариантах опыта.

Таблица 5. Влияние технологии на запасы продуктивной влаги в 0-30 см слое почвы под посевами зерновых культур (среднее за 2005-2007 гг.), мм

НСР₀₅ - 1, 85

Таким образом, динамика запасов продуктивной влаги под зерновыми культурами была в пользу «нулевой» обработки в течение всего вегетационного периода. Поскольку органическое вещество в виде мульчи располагается на поверхности почвы, препятствуя испарению влаги.

Важным показателем эффективности технологии возделывания зерновых культур является коэффициент водопотребления (расход продуктивной влаги на единицу урожая), который зависит не только от общего расхода влаги, но и от уровня урожайности культуры. Следует отметить, что в среднем за годы исследований наименьший (90, 6 мм/т) коэффициент водопотребления был в варианте со вспашкой под яровую пшеницу, Наивысший(134, 7 мм/т) коэффициент водопотребления был в вариантах с «нулевой» обработкой почвы под озимую пшеницу и ячмень.

Агрохимические свойства почвы. Переход на ресурсо- и энергосберегающие технологии приводит к изменению питательного режима почвы. Уже в первые годы внедрения данных технологий в почве на 10-12 % снижается уровень нитратов, так как солома замедляет процессы нитрификации и, следовательно, уменьшается поступление азота из почвы в растения (табл. 6; 7).

В целом, в первые годы внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий в почве происходит интенсивное биологическое связывание минерального азота. Согласно полученным данным содержание гумуса при использовании ресурсо- и энергосберегающих технологий увеличилось за 3 года исследований на 0, 05-0, 10 % по сравнению с традиционной технологией. Это объясняется тем, что при возделывании зерновых культур по инновационным технологиям на поверхности почвы остается стерня и пожнивные остатки и, таким образом, в производственных условиях моделируется природа, в совокупности оказывающая положительное влияние на плодородие почвы.

Таблица 6. Агрохимические свойства пахотного слоя серой лесной почвы перед закладкой опыта (май 2005 г.)

Таблица 7. Агрохимические свойства пахотного слоя серой лесной почвы в конце опыта (август 2007 г.)

НСР₀₅ 0, 05 20, 21 17, 52 0, 16 0, 03

Количество подвижного фосфора в почве при использовании ресурсо- и энергосберегающих технологий увеличилось на 19-22, доступного калия - 14-16 %. Улучшение калийного и фосфатного режимов почвы позволяет надеяться в будущем на увеличение урожайности сельскохозяйственных культур.

Изучение кислотности почвы показало ее незначительное смещение в щелочную сторону. Разница при этом между различными вариантами опытов была не столь очевидной. Значит, при внедрении ресурсосберегающих технологий азотный режим практически не ухудшается, хотя на фосфатном и калийном фоне возникает относительный недостаток азота.

Биологические свойства почвы. Степень разложения льняного полотна за вегетацию озимой пшеницы составила по ресурсо- и энергосберегающим технологиям 46, 3 и 47, 6 против 44, 8 % по традиционной технологии возделывания. В 20-30 см слое почвы процент разложения льняной ткани был на всех вариантах на одном уровне, а в слоях 0-10 и 10-20 см по ресурсо- и энергосберегающим технологиям значения были соответственно на 2, 4-4, 8 и 2, 2-4, 0 % выше, чем по традиционной (табл.8).

Таблица 8. Интенсивность разложения льняного полотна под посевами зерновых культур (среднее за 2005-2007 гг.), %

НСР₀₅ - 3, 56

Изучение интенсивности разложения льняного полотна в посевах озимой ржи подтвердило данную закономерность. В слое 20-30 см процент разложения льняной ткани по традиционной технологии был на 0, 4-0, 7 % выше, чем на варианте с ресурсо- и энергосберегающими технологиями, а в слоях почвы 0-10, 10-20 см, напротив, был меньше на 3, 3-3, 4 и 2, 8-7, 2 % соответственно.

Разложение льняной ткани под посевами яровых зерновых культур протекало менее интенсивно. Наибольший процент разложения льняного полотна в посевах яровой пшеницы был отмечен при использовании ресурсо- и энергосберегающих технологий с «нулевой» обработкой почвы. В слое 0-10 см он составил 31, 7 %, что на 3, 5 и 2, 9 % выше, чем при минимальной обработке почвы и традиционной технологии возделывания яровой пшеницы.

Интенсивность разложения льняного полотна под посевами ячменя была несколько выше, чем под посевами яровой пшеницы. Лучшей из всех способов обработки почвы также была «нулевая». Процент разложения льняной ткани на данном варианте был выше, чем при минимальной обработке и вспашке в слое 0-10 см на 2, 5 и 4, 3 %; в слое 10-20 см - на 0, 7 и 4, 6 %; в слое 20-30 см - на 1, 3 и 1, 9 %; а в целом - на 1, 5 и 3, 6 % соответственно. С увеличением вглубь почвы интенсивность биологических процессов замедлялась, что сказывалось на разложении льняного полотна.

Таким образом, минимальная и «нулевая» обработка почвы, по сравнению со вспашкой, стимулируют жизненную активность почвенных целлюлозоразлагающих микроорганизмов. От микробиологической активности зависит плодородие почвы, поэтому предпочтительными являются минимальная и «нулевая» обработки почвы, при которых возможно увеличение активности биологических процессов в слоях почвы.

Фитосанитарное состояние почвы и посевов зерновых культур. Важнейшей задачей обработки почвы является борьба с сорными растениями.

Результаты трехлетних исследований показали, что в верхнем 0-10 см слое при традиционной технологии возделывания зерновых культур, основанной на вспашке, накапливалось в среднем от 31, 9 до 37, 3 % семян сорных растений. Использование ресурсо- и энергосберегающей технологии с минимальной обработкой почвы концентрировало в верхнем слое от 41, 3 до 53, 4 % семян сорных растений, а с «нулевой» - от 43, 8 до 58, 1 % (таблица 20).

Вниз по профилю при использовании ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур засоренность почвы семенами сорных растений снижалась. В слое 10-20 см при традиционной технологии возделывания зерновых культур происходила максимальная концентрация семян сорных растений. Она достигала 40, 6-42, 9 %. Содержание семян сорных растений в данном слое при использовании минимальной обработки почвы составляло 30, 2-37, 0 %, при «нулевой» - 28, 7-36, 5 %. В 20-30 см слое почвы во всех вариантах обработки почвы процентное содержание семян сорных растений было минимальным. Наименьшее содержание (13, 2 %) было выявлено в поле № 4 в варианте с «нулевой» обработкой почвы.

Возделывание многолетних трав на протяжении десяти лет в поле № 5 явилось причиной уменьшения количества семян сорных растений в 1, 5 раза по сравнению с другими полями севооборота.

Таким образом, различные технологии, основанные на разных по глубине способах обработки почвы, изменяют характер распределения семян сорных растений в пахотном слое. При отвальной вспашке семена распределяются по всему пахотному слою, минимальная обработка способствует их накоплению в верхнем слое почвы, а «нулевая» - сосредотачивает семена сорных растений на поверхности, поэтому они имеют менее продолжительный период покоя, быстро прорастают и их легко можно уничтожить последующими обработками.

Таблица 20 Засоренность почвы семенами сорных растений после уборки урожая полевых культур (среднее за 2005- 2007 гг.), шт./м²

НСР₀₅ - 34, 6

В составе сорного компонента агрофитоценозов встречались малолетние сорняки: марь белая, овсюг, редька полевая, куриное просо, мятлик однолетний и многолетние - пырей ползучий, осот розовый, вьюнок полевой, одуванчик лекарственный.

В 2005 г. использование ресурсо- и энергосберегающей технологии возделывания зерновых культур с «нулевой» обработкой почвы уменьшала численность сорных растений в посевах зерновых культур на 1-3 шт./м², а их сухую массу на 1, 8-3, 2 г/м² по сравнению со вспашкой. Минимальная обработка почвы, за исключением посевов озимых зерновых, наоборот, увеличивала количество сорняков на 1-4 шт/м², их сухую массу на 0, 9-3, 9 г/м² по сравнению со вспашкой.

В 2006 г. применение минимальной обработки увеличивало количество сорных растений в посевах зерновых культур на 2-4 шт/м² и их сухую массу на 2, 3-4, 0 г/м² и 1, 9-9, 9 г/м² по сравнению со вспашкой и «нулевой» обработкой почвы соответственно.

Максимальное количество сорных растений 28 шт./м² в 2007 г. было установлено на делянках с минимальной обработкой почвы под ячмень, что было выше на 3 и 4 шт./м², чем на делянках со вспашкой и «нулевой» обработкой почвы соответственно (табл. 10).

При возделывании яровой пшеницы по всем трем вариантам опыта в фазу кущения проводили опрыскивание посевов гербицидом «Ковбой». Несмотря на принципиально разные способы обработки почвы количество сорных растений было на одном уровне и не превышала 16 шт./м².

Таблица 10. Изменение засоренности посевов зерновых культур в зависимости от технологии возделывания (за 2005-2007 гг.)

НСР₀₅ 1, 63 1, 86 1, 35 1, 70 1, 58 1, 74

В целом, за годы исследований «нулевая» обработка почвы снижала численность сорных растений до 24, 0 % в посевах озимых зерновых культур, до 8, 3 - в посевах яровой пшеницы, до 10, 0 % - в посевах ячменя по сравнению со вспашкой. Минимальная обработка почвы, наоборот, увеличивала численность сорных растений в посевах зерновых культур на 19, 0, 7, 7 и 15, 0 % по сравнению со вспашкой соответственно.

Урожайность зерновых культур и качество зерна в зависимости от технологии возделывания. 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.

Средняя урожайность зерновых культур в первые годы исследований при использовании традиционной технологии возделывания была выше у озимой пшеницы на 2, 5 и 9, 3 %, у озимой ржи - на 2, 0 и 4, 8 %, у яровой пшеницы - на 1, 8 и 3, 5 %, у ячменя - на 2, 0 и 7, 2 %, чем при использовании минимальной и нулевой обработки почвы соответственно (табл. 11).

Одной из причин снижения урожайности зерновых культур при использовании ресурсо- и энергосберегающих технологий является то, что «прямой» и мульчированный посев замедляют разложение органического вещества и выделение азота, поэтому при переходе на ресурсо- и энергосберегающие технологии система удобрений почвы отличается необходимостью внесения большего количества азотных удобрений, чем при традиционных технологиях. Другой причиной является использование сельскохозяйственных машин и орудий, направленных на уменьшение глубины обработки почвы, сокращение количества обработок, совмещений технологических операций, «прямой» посев, в которых не предусмотрена заделка удобрений на всю глубину корнеобитаемого слоя, поэтому корневая система растений при «нулевой» обработке занимает меньшее пространство в почве в сравнении со вспашкой и минимальной обработкой. Следовательно, при внедрении ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания зерновых культур необходимо использование сортов с неглубокой, но развитой корневой системой и высокой продуктивной кустистостью.

Таблица 11. Урожайность зерновых культур в зависимости от технологии возделывания (среднее за 2005-2007 гг.)

НСР₀₅ -0, 22

Результаты наших исследований согласуются с результатами исследований С.Дж. Бейкера, К.Е. Сакстона и В.Р. Ритчи (2002), которые отмечали уменьшение урожайности зерновых культур при использовании ресурсо- и энергосберегающих технологий до закрепления данных технологий в качестве основного метода ведения хозяйства.

Содержание клейковины в зерновках яровой пшеницы, возделываемой по традиционной и минимальной технологиям в среднем составило 23 %, озимой - 25 %. При возделывании по нулевой технологии, содержание клейковины в зерне как яровой, так и озимой пшеницы уменьшалось в среднем на 2 %.

Содержание белка в зернах ячменя при использовании традиционной технологии составило 11, 05, минимальной - 10, 56, нулевой - 10, 89 %, что отвечало требованиям пивоварения.

У озимой ржи число падения составило 141 с при нулевой обработке почвы, 148 с - при минимальной и 149 с - при вспашке.

Энергетическая и экономическая оценка технологий возделывания зерновых культур. Лучшие энергетические показатели были получены при использовании ресурсо- и энергосберегающих технологий, чем при традиционной отвальной вспашке, поскольку глубокая обработка почвы всегда сопряжена с большими энергозатратами, а накопление энергии в урожае не в полной мере компенсирует затраты техногенной энергии.

Максимальный (2, 21) коэффициент энергетической эффективности был при возделывании яровой пшеницы с «нулевой» обработкой почвы, а минимальный (1, 80) - при возделывании ячменя по традиционной технологии (табл. 12).

Таблица 12. Энергетическая эффективность технологий возделывания зерновых культур (среднее за 2005-2007 гг.)

Внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий позволяет повысить экономическую эффективность производства зерна (рис. 1).

Рис.1. Уровень рентабельности зерновых культур (за 2005-2007 гг.)

Максимальный (24, 5 %) уровень рентабельности наблюдался при возделывании яровой пшеницы по минимальной обработке почвы. Минимальная обработка почвы, по сравнению со вспашкой снизила себестоимость 1 т зерна на 6, 6-10, 5 % и увеличила рентабельность на 2, 5-8, 9 %. Наименьший (7, 5 %) уровень рентабельности отмечался при возделывании озимой ржи по традиционной технологии

Таким образом, при возделывании зерновых культур (озимая пшеница, озимая рожь, яровая пшеница, ячмень) на серых лесных почвах Чувашской Республики наиболее эффективной с агрономической и экономической точек зрения является внедрение ресурсо- и энергосберегающей технологии возделывания, о...