Способы обработки почвы и удобрения под сою, возделываемую в зернопропашном севообороте Центрального Черноземья

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЯ ПОД СОЮ, ВОЗДЕЛЫВАЕМУЮ В ЗЕРНОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

КРУГЛИКОВ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Курск -2012

Работа выполнена на кафедре почвоведения, агрохимии и земледелия в ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Беседин Николай Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заместитель директора по науке Курского НИИ АПП

Лазарев Владимир Иванович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры земледелия и агрохимии Белгородской ГСХА

Ступаков Алексей Григорьевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии

Защита состоится « 25 » мая 2012 г. в «10» часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских работ Д 220.040.01 при ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И.Иванова» по адресу: 305021, г. Курск, ул. К.Маркса, 70.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И.Иванова.

Автореферат разослан «___» _________________2012 г. и размещен на сайтах www.kgsha.ru и referat_vak@mon.gov.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор с.-х. наук, профессор Э.В. Засорина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. Актуальность темы. В последние годы в Курской области и в других областях ЦЧР осуществляется обширная программа по увеличению отечественного производства продуктов животноводства. Одним из способов решения кормовой проблемы является расширение посевов зернобобовых культур, в том числе сои. Являясь продовольственной, технической и кормовой культурой, соя не имеет себе равных по универсальности использования и важности в решении белковой проблемы. В связи с этим в последнее время площади посева этой важной сельскохозяйственной культуры постоянно расширяются. В Курской области посевные площади сои в 2011 году составили 36 тыс. га. Это требует внедрения в производство современных, ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий возделывания сои. Важнейшими элементами таких технологий являются: использование районированных скороспелых, высокопродуктивных сортов, внедрение эффективных систем защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, удобрения и ресурсосберегающих способов обработки почвы.

В этой связи возникает острая потребность в разработке научно обоснованных систем обработки почвы и удобрений, адаптированных к зональным почвенно-климатическим условиям каждого хозяйства.

Работа по изучению эффективности различных способов обработки почвы и удобрений под сою является частью тематического плана КГСХА: Научные основы сохранения и повышения плодородия почв при сельскохозяйственном использовании (на примере хозяйств Курской области).

Цель и задачи исследования. Целью исследования являлось определение эффективности влияния различных способов основной обработки почвы и удобрений, вносимых под сою, на урожайность, качество зерна и плодородие темно-серой лесной почвы.

Исследования предусматривали решение следующих задач:

1. Установить влияние способов основной обработки и удобрений на физические свойства и питательный режим серой лесной почвы.

2. Определить количество, видовой состав и массу сорной растительности под влиянием способов основной обработки почвы и удобрений.

3. Оценить действие способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность, качество зерна сои, а также азотфиксирующую способность культуры.

4. Определить наиболее экономически и энергетически эффективные способы обработки почвы и дозы удобрений при возделывании сои.

Научная новизна. Впервые для условий Курской области на темно-серой лесной почве проведена комплексная оценка влияния способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность и качество зерна сои, агрофизические свойства темно-серой лесной почвы, водный, питательный режим, азотфиксирующую способность.

Практическая значимость работы. Возделывание сои позволит получать высококачественную белковую продукцию и решить проблему частичного обеспечения почвы азотом, что в условиях недостатка и дороговизны минеральных удобрений является важной задачей. Разработанные технологии могут стать основой для научно обоснованной системы земледелия Курской области на перспективу с последующим внедрением в хозяйствах с различной материально-технической базой.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на заседаниях кафедры земледелия, научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И.Иванова», международных научно-практических конференциях в 2011-2012 годах. По материалам исследований опубликовано 5 печатных работ, в том числе 3 в ведущих рецензируемых изданиях.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста и состоит из введения, семи глав, 22 таблиц, 20 рисунков, выводов, предложений производству и списка литературы, включающего 246 источников, в том числе 16 на иностранных языках.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на агрофизические свойства темно-серой лесной почвы, водный, питательный режим, азотфиксирующую способность сои.

2. Засоренность посевов сои в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений.

3. Урожайность, структура урожая и качество зерна сои в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений.

4. Экономическая и биоэнергетическая эффективность способов основной обработки темно-серой лесной почвы и удобрений при возделывании сои. соя почва удобрение азотфиксирующий

Производственная проверка, подтверждённая актом внедрения, проведена в 2011 году в ООО «Обоянское агрообъединение» Обоянского района Курской области на площади 200 га.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. Программа и методика проведения исследований

Изучение влияния способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность и качество зерна сои проводилось на кафедре земледелия Курской ГСХА, а полевые опыты закладывались в ООО «АгросХлебороб» Медвенского района Курской области в 2009-2011 гг. в севообороте со следующим чередованием культур: 1.Однолетние травы (вико-овес), 2. озимая пшеница, 3. Соя, 4. Кукуруза на зерно.

Изучали четыре способа основной обработки почвы (фактор А):

Вспашка на глубину 25-27 см плугом ПЛН-5-35, которой предшествовало дисковое лущение на 6-8 см.

Чизельная обработка, проводилась на глубину 25-27 см плугом типа ЧКУ-4,0, которой предшествовало дисковое лущение на 6-8 см.

Плоскорезная обработка, проводилась на глубину 25-27 см плоскорезом АПК-3, которой предшествовало дисковое лущение на 6-8 см.

Поверхностная обработка «Дискатором» БДТМ-3П на глубину 10-12см.

Эффективность различных способов основной обработки почвы изучалась на трех фонах удобренности (фактор В):

- Контроль, без внесения удобрений;

- Расчетная доза минеральных удобрений на планируемую урожайность (20 ц/га) - N₆₀Р₆₀К₆₀;

- Расчетная доза минеральных удобрений на планируемую урожайность (30 ц/га) - N₉₀Р₉₀К₉₀.

Минеральные удобрения (нитрофоска) вносили вручную по делянкам согласно схеме опыта с осени под основную обработку почвы.

Повторность в опыте - трехкратная. Расположение делянок систематическое, размер посевной площади делянки - 189 м² (5,4 х 35), учетная площадь - 100м² (4 х 25).

Технология возделывания сои соответствовала рекомендованной для хозяйств Центрально-Черноземного региона. В опыте использовался ультраскороспелый сорт сои Ланцетная.

Уборка проводилась самоходными комбайнами "Сампо-500" прямым комбайнированием. Пересчет урожая проводили на 100%-ную чистоту и 14%-ную влажность зерна.

В ходе исследований были проведены следующие наблюдения, учёты и анализы согласно общепринятым методикам:

- Фенологические наблюдения за прохождением основных фаз роста и развития сои - глазомерно по всем вариантам опыта в двух несмежных повторениях.

1. Влажность почвы - термостатно-весовым методом до глубины 100 см по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-50, 50-70, 70-100 см. Сроки отбора: перед посевом и уборкой.

2. Плотность почвы определяли методом режущего кольца на глубину до 40 см по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 см перед посевом и уборкой (Доспехов Б.А., 1987).

3. Определение структуры почвенных агрегатов проводили путём отбора почвенных образцов перед уборкой сои по слоям 0-10, 10-20, 20-40 см с последующим просеиванием через набор сит по методу Н.И. Саввинова.

4. Питательный режим почвы - перед посевом и уборкой, для чего отбирали почвенные образцы на глубину до 100 см по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-50, 50-70, 70-100 см по вариантам опыта в двух несмежных повторениях. Средний образец состоял из пяти индивидуальных проб, взятых посредине делянки на равном удалении друг от друга. Анализ почвы проводили по следующим показателям:

- нитратный азот - ионометрическим методом в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26951-86, подвижные фосфор и калий (глубина 0-30 см) - по Чирикову в модификации ЦИНАО, ГОСТ-26204-91;

- засорённость посевов сои - на постоянных учётных площадках размером 0,25 м² в три срока в четырёхкратной повторности в двух несмежных повторениях количественно-весовым методом;

- азотфиксирующую способность сои определяли методом сравнения с небобовой культурой (Трепачёв Е.П., 1981);

- массу корневых остатков определяли методом отбора проб почвенным буром диаметром 8см по слоям 0-10, 10-20, 20-30 см в трёхкратной повторности в двух несмежных повторениях с последующей отмывкой в воде на сите с диаметром ячеек 0,25 мм (Доспехов Б.А., 1987).

В растительных образцах (в зерне и соломе), отобранных во время уборки, определяли следующие показатели: азот (ГОСТ 13496.4-93), фосфор - фотометрическим методом (ГОСТ 26657-97), калий - пламенно-фотометрическим методом (ГОСТ 30504-97), нитраты - ионометрическим методом (ГОСТ 13496.19-93), сырой протеин - расчётным методом. Образцы отбирали в тех же точках и по тем же вариантам, по которым вели наблюдение за питательным режимом почвы.

Экономическую эффективность рассчитывали по технологическим картам и существующим расценкам на сельскохозяйственную продукцию.

Энергетическую оценку - в соответствии с методическими рекомендациями (Методика ресурсно-экологической эффективности..., 1999).

Полученные экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа на ПК. Оценка существенности разности выборочных средних величин определялась по критерию Фишера (Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изменение агрофизических свойств почвы в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на запасы продуктивной влаги и водопотребление сои

Наблюдения за режимом влажности почвы под соей в течение 2009-2011 годов показали, что влагообеспеченность сои в большей степени зависела от погодных условий и в меньшей от способов основной обработки почвы и уровня удобрений (табл. 1).

Таблица 1 - Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на запасы доступной влаги в почве перед посевом сои, 2009-2011 гг.

Уровень удобренности	Слой почвы, см	Запасы доступной влаги в почве (мм)
		вспашка	чизельная	плоско-резная	поверх-ностная
Без удобрений	0-20	33,0	34,4	34,6	35,4
	0-40	53,5	56,9	56,8	56,7
	0-100	132,7	135,7	135,9	140,8
N60P60K60	0-20	33,3	34,9	35,3	35,8
	0-40	55,9	57,4	57,3	57,2
	0-100	133,3	137,0	137,4	141,1
N90P90K90	0-20	34,0	35,4	35,6	36,4
	0-40	56,2	58,6	58,8	58,1
	0-100	134,6	139,7	139,9	142,1

Более высокие запасы доступной влаги в метровом слое почвы перед посевом сои были отмечены в 2009 году, что связано с более высоким количеством осадков, выпавших в апреле-мае (65,4 мм при средней многолетней сумме за этот период, равной 85 мм. Самые низкие - в 2010 (сумма осадков, выпавших в апреле-мае, составила 43,0 мм, или 50,6% нормы).

Существенное влияние на влагообеспеченность посевов сои оказывали способы основной обработки почвы. Более высокие запасы доступной влаги перед посевом сои обеспечивали способы основной обработки почвы без оборота пласта. В среднем за три года исследований запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см по вспашке составили 33,0 мм. Безотвальные способы основной обработки почвы способствовали увеличению запасов доступной влаги: чизельная - на 1,4 мм (34,4); плоскорезная - на 1,6 мм (34,6); поверхностная - на 2,4 мм (35,4). Внесение минеральных удобрений создавало более благоприятный водный режим под посевами сои.

Ко времени уборки сои запасы влаги в метровом слое почвы выравнивались по всем вариантам и были минимальными, иногда (2010 г.) достигая влажности устойчивого завядания.

Обобщающим показателем суммарного водопотребления, определяющим эффективность использования влаги, является коэффициент водопотребления, который характеризует потребность культур в воде для образования единицы сухого вещества. В наших опытах этот показатель существенно варьировал в зависимости от способа основной обработки почвы и величины урожая сои (рис. 1).

Как показали результаты наших исследований, наиболее продуктивно влагу использовали растения сои, возделываемой по вспашке. Расход воды в вариантах без внесения удобрений составил по вспашке - 499 мм/т, по чизельной обработке - 617 мм/т, по плоскорезной обработке - 621 мм/т, по поверхностной обработке - 647 мм/т.

Рис. 1. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на коэффициент водопотребления сои

Применение минеральных удобрений снижало величину изучаемого показателя по вспашке - до 420-448 мм/т, по чизельной обработке - до 457-486 мм/т, по плоскорезной обработке до 463-493 мм/т и по поверхностной - до 490-519 мм/т.

Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на плотность сложения темно-серой лесной почвы

Плотность сложения обрабатываемого слоя почвы в вариантах опыта была в пределах оптимальных значений, характерных для темно-серых лесных почв, и зависела от способа основной обработки и уровня удобренности. Способы основной обработки почвы без оборота пласта приводили к уплотнению верхнего горизонта почвы, так плотность сложения 0-10 см слоя почвы в вариантах с чизельной и плоскорезной обработками составила 1,18 г/см³, с поверхностной - 1,19 г/см³ при плотности сложения по вспашке, равной 1,17 г/см³.

Чизельная и плоскорезная обработки способствовали равномерному увеличению плотности сложения с глубиной: 0-10 см -1,18 г/см³; 10-20 см - 1,20-1,21 г/см³; 20-30 см - 1,21 г/см³. При поверхностной обработке наблюдалась обратная картина - с глубиной плотность сложения имела тенденцию к снижению: - 1,19 ->1,19->1,18- >1,18 г/см³.

Изменение плотности почвы с глубиной в варианте со вспашкой имело несколько иной характер. Плотность верхних горизонтов (0-10, 10-20 см) была несколько ниже, чем при других способах обработки и составила 1,17-1,19 г/см³, на глубине 20-30 см она повышалась до 1,24 г/см³, а затем, на глубине 30-40 см опять снижалась до 1,19 г/см³, то есть при вспашке имело место образование «плужной подошвы» на глубине 20-30 см (рис. 2).

Рис. 2. Влияние способов основной обработки почвы на плотность сложения пахотного горизонта серой лесной почвы

Питательный режим почвы под соей в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений

Наблюдения за изменениями нитратного азота проводились в 0-30 см слое почвы перед посевом, в период бутонизации и перед уборкой сои. В результате исследований установлено, что содержание нитратного азота находилось в прямой зависимости от влагообеспеченности почвы. Корреляционный анализ зависимости между содержанием доступной влаги и запасами азота в среднем за годы исследований показал на наличие прямой тесной связи между этими показателями, выражающейся коэффициентами корреляции, равными 0,77- 0,80.

Таблица 2 - Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на содержание нитратного азота в почве, 2009-2011 гг.

Уровень удобрен-ности	Сроки взятия образцов	Содержание нитратного азота , мг/кг
		вспашка	чизель-ная	плоско-резная	поверх-ностная
Без удобрений	посев	13,6	14,2	14,0	13,9
	бутонизация	36,7	37,6	37,2	37,0
	уборка	11,3	11,7	11,8	11,3
N60P60K60	посев	17,7	1,80	17,8	17,6
	бутонизация	45,4	46,6	46,1	45,7
	уборка	12,6	12,8	12,7	12,4
N90P90K90	посев	21,7	22,1	21,9	21,7
	бутонизация	55,8	56,3	56,1	55,9
	уборка	12,8	13,0	12,9	12,8

В среднем за три года исследований содержание нитратного азота перед посевом сои в слое почвы 0-40 см по вспашке составило 13,6 мг/кг. Безотвальные способы основной обработки почвы способствовали увеличению содержания нитратного азота: чизельная - на 0,6 мг/кг (14,2); плоскорезная - на 0,4 мг/кг (14,0); поверхностная - на 0,3 мг/кг (13,9).

Внесение минеральных удобрений в дозе N₆₀Р₆₀К₆₀ увеличивало содержание нитратного азота до 17,7, 18,0, 17,8 и 17,6 мг/кг соответственно указанным выше способам обработки почвы. Увеличение дозы внесения минеральных удобрений до N₉₀Р₉₀К₉₀ повышало содержание нитратного азота в почве до 21,7, 22,1, 21,9 и 21,7 мг/кг.

Более высокое содержание нитратного азота на всех вариантах опыта отмечалось в слое 0-10 см, особенно это касалось вариантов с поверхностной обработкой почвы. Это объясняется тем, что заделка растительных остатков предшествующей культуры и удобрений в этих вариантах происходила в поверхностном слое почвы. Более интенсивное разложение фитомассы в этих вариантах способствовало повышению содержания нитратного азота в слое почвы 0-10 см. Вспашка обеспечивала более глубокую заделку удобрений и пожнивных остатков, более равномерное их распределение по пахотному слою почвы и, как следствие, более равно-мерное накопление нитратного азота по пахотному горизонту.

Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве

Анализ фосфорного и калийного режимов почвы под соей показал, что более высокое их содержание в слое почвы 0-30 см перед посевом отмечалось в вариантах, где она возделывалась по вспашке 14,19 и 10,12 мг/100 г соответственно. Безотвальные способы обработки почвы (чизельная, плоскорезная, поверхностная) способствовали некоторому снижению содержания подвижного фосфора - 14,02, 14,03, 13,95 мг/100 г и обменного калия - 10,03, 10,06, 10,00 по сравнению со вспашкой.

Внесение минеральных удобрений в дозе N₆₀P₆₀K₆₀ приводило к увеличению содержания подвижного фосфора и обменного калия при возделывании сои: по вспашке до 15,45 мг/кг, по чизельной обработке - до 15,03 и 12,21 мг/кг, по плоскорезной обработке - до 15,05 и 12,18 мг/кг и по поверхностной обработке до 14,83- 12,09 мг/кг соответственно.

Динамика подвижного фосфора и обменного калия за период вегетации сои была незначительной: происходило некоторое увеличение их содержания ко времени бутонизации сои и незначительное снижение к уборке.

Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на засоренность посевов сои

Наименьшая засоренность посевов в фазе 3-5 настоящих листьев отмечалась в варианте со вспашкой - 50,3 шт./м². По чизельной и плоскорезной обработкам общее количество сорных растений повышалось и составило 63,6 и 69,0 шт./м² соответственно. Поверхностная обработка способствовала резкому повышению засоренности посевов сои, общее количество сорных растений в этом варианте составило 93,6 шт./м² или на 43,3 шт./м² выше, чем в варианте со вспашкой.

Таблица 3 - Засоренность посевов сои, возделываемой по различным технологиям, 2009-2011 годы, шт./м²

Способ основной обработки почвы	До обработки гербицидом
	количество сорняков, шт./м2	масса сорняков, г/м2
	1	2	3	1	2	3
1. Вспашка	50,3	53,0	52,6	63	71	77
2.Чизельная обработка	63,6	65,6	67,1	79	87	97
3.Плоскорезная обработка	69,0	70,3	72,0	86	94	109
4.Поверхностная обработка	93,6	95,0	95,3	117	127	141

* 1 уровень - без удобрений; 2 уровень - N₆₀Р₆₀К₆₀; 3 уровень - N₉₀Р₉₀К₉₀

С внесением минеральных удобрений наблюдалась тенденция увеличения засорённости посевов сои с 50,3 шт./м² в варианте без удобрений до 52,6-53,0 шт./м² в вариантах с внесением минеральных удобрений в дозе NPK_60-90 (НСР₀₅ по удобрениям - 8 шт./м²).

Обработка посевов гербицидом базагран в дозе 2 л/га в фазе 3-5 настоящих листьев существенно уменьшала количество сорных растений в посевах сои и отрицательно повлияла на развитие оставшихся.

В вариантах с внесением минеральных удобрений засорённость посевов после обработки гербицидом также снижалась и практически не зависела от способов основной обработки почвы.

Ко времени уборки сои наблюдалось некоторое увеличение количества сорных растений (на 4-8 шт./м²) относительно второго учёта, при этом несколько более высокая засоренность посевов зафиксирована в вариантах с безотвальными способами обработки почвы и внесением минеральных удобрений.

Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность и качество зерна сои. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность, качество зерна и структуру урожая сои

В среднем в годы исследований максимальная урожайность сои на фоне без внесения минеральных удобрений была получена в вариантах, где проводилась вспашка и чизельная обработка почвы - 18,1 и 17,4 ц/га соответственно. Возделывание сои по плоскорезной обработке почвы приводило к достоверному снижению урожайности сои на 1,2 ц/га в сравнении со вспашкой (НСР₀₅ по обработкам 1,1 ц/га).

Таблица 4 - Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность зерна сои, 2009-2011 гг.

Способ основной обработки почвы	Урожайность, ц/га
	Без удобрений	N60P60K60	N90P90K90
	ц/га	прибав-ка, ц/га	ц/га	прибав-ка, ц/га	ц/га	прибав-ка, ц/га
1. Вспашка	18,1	-	23,0	-	24,7	-
2.Чизельная обработка	17,4	-0,7	22,1	-0,9	23,7	-1,0
3.Плоскорезная обработка	16,9	-1,2	21,5	-1,5	23,1	-1,6
4.Поверхностная обработка	16,2	-1,9	20,4	-2,6	21,7	-3,0
НСР05 (обработка)	1,1
НСР05 (удобрения)	1,6

Поверхностный способ основной обработки почвы на глубину 10-12 см способствовал получению минимальной урожайности сои - 16,2 ц/га, то есть снижение урожайности сои по сравнению со вспашкой составило 1,9 ц/га.

Внесение минеральных удобрений в дозе N₆₀P₆₀K₆₀ увеличивало урожайность сои на 4,2-4,9 ц/га, а в дозе N₉₀P₉₀K₉₀ - на 5,5-6,6 ц/га в зависимости от способов основной обработки почвы. При этом эффективность минеральных удобрений по вспашке была выше, чем по безотвальным способам обработки. Минимальная отдача от внесения минеральных удобрений получена при возделывании сои по поверхностной обработке почвы - 4,2 и 5,5 ц/га соответственно.

Важнейшим морфологическим признаком сои, определяющим возможность и эффективность механизированной уборки, является высота прикрепления нижних бобов. В наших опытах высота прикрепления нижних бобов определялась высотой растений сои и в большей степени зависела от уровня удобренности. Так, при возделывании сои по вспашке в варианте без внесения удобрений она составила 15,0 см, на фоне внесения N₆₀Р₆₀К₆₀ - 21,0 см и на фоне внесения N₉₀Р₉₀К₉₀ - 23,7 см. В вариантах с безотвальными способами обработки почвы наблюдалась аналогичная картина.

Масса 1000 зерен сои, возделываемой по различным обработкам, в среднем за годы исследований колебалась от 102,4 г по вспашке до 98,1 г по поверхностной обработке почвы. С увеличением уровня удобренности масса 1000 зерен сои возрастала по всем способам обработки почвы: по вспашке - на 6,4 г от внесения N₆₀P₆₀K₆₀ и на 11,7 г от внесения N₉₀P₉₀K₉₀; по безотвальным способам отработки на 6,6-6,7 и 8,9-9,5 г и по поверхностной обработке на 4,7 и 8,9 г соответственно.

Более высокое содержание сырого протеина в зерне сои получено при возделывании ее по вспашке 28,4%, по чизельной и плоскорезной обработкам содержание протеина снижалось до 28,3%, а по поверхностной до - 27,3%.

Внесение минеральных удобрений в дозе N₆₀Р₆₀К₆₀ приводило к увеличению содержания сырого протеина в зерне на 1,7% по вспашке, на 1,5-1,6% по плоскорезной и чизельной обработкам и на 1,3% по поверхностной обработке. Увеличение дозы внесения минеральных удобрений до N90P₉₀K₉₀ приводило к дальнейшему повышению содержания сырого протеина в зерне до 31,1-31,9%, разница в содержании сырого протеина по вариантам с различными способами основной обработки почвы сохранялась.

Содержание нитратов в зерне сои напрямую зависело от вносимых минеральных удобрений, влияние способов основной обработки почвы было менее существенным. Так, в вариантах без внесения минеральных удобрений содержание нитратов в зерне сои в среднем за годы исследований составило: по вспашке - 86,8 мг/кг; по безотвальным способам обработки (чизельная, плоскорезная) - 85,7-85,8 мг/кг и по поверхностной обработке - 84,8 мг/кг.

Внесение минеральных удобрений в дозе N₆₀Р₆₀К₆₀ приводило к увеличению содержания нитратов в зерне на 2,4-2,5 мг/кг по вспашке и безотвальным способам обработки почвы и на 3,8 мг/кг по поверхностной обработке. Увеличение дозы внесения минеральных удобрений до N₉₀P₉₀K₉₀ приводило к дальнейшему повышению содержания нитратов в зерне до 92,7-91,2 мг/кг.

Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на накопление корневой массы сои

Мощность и характер распространения корневой системы во многом определяют характер и интенсивность обмена веществ в растении. Поэтому изучение особенностей распределения корневой системы сои в почвенном профиле в зависимости от способов основной обработки почвы и удобрений представляет определенный интерес.

В среднем за годы исследований в вариантах без внесения удобрений общая масса корней в слое почвы 0-30 см составляла: по вспашке - 16,8 ц/га; по чизельной и плоскорезной обработкам - 15,4-15 ц/га; по поверхностной -15,1ц/га. Внесение минеральных удобрений увеличивало массу корней: по вспашке на 4,8-6,6 ц/га; по безотвальным способам обработки на 4,5-6,4 ц/га и по поверхностной обработке - на 4,1-5,5 ц/га.

Расположение корней в вертикальной плоскости пахотного горизонта зависело от способа основной обработки почвы. На вспаханных делянках масса корней распределялась относительно равномерно по всему пахотному горизонту: 48,0% в слое почвы 0-10 см; 38,2% в слое 10-20 см и 13,8% в слое 20-30 см. В вариантах с безотвальными способами обработки почвы (чизельная, плоскорезная) масса корней в верхних слоях почвы увеличивалась: 0-10 см - 58,1-58,7%, в 10-20 см - 35,1-35,5% и в слое почвы 20-30 см - 6,2-6,4%. В варианте с поверхностной обработкой почвы основная масса корней располагалась в верхнем слое почвы 0-10 см - 76,9%, в слое 10-20 см - 21,4% и в слое 20-30 см - 1,7% корневой массы. Такое распределение корневой системы в сочетании с поверхностным расположением питательных элементов способствует дифференциации пахотного слоя почвы, что может отрицательно повлиять на формирование урожая в условиях засухи в результате пересыхания верхнего слоя. А в условиях достаточного увлажнения, наоборот, проявляется положительная роль данного явления, особенно в первоначальные периоды роста, когда корневая система растений сои развита слабо.

Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на азотфиксирующую способность сои

Вследствие того, что на вспаханных делянках масса корней сои распределялась относительно равномерно по всему пахотному горизонту и лучше была обеспечена влагой, среднее количество клубеньков на одно растение сои по вспашке было максимальным и составляло 28,7 шт., а их масса - 750 мг.

В вариантах с безотвальными способами обработки почвы основная масса корней сои сформировалась в верхних слоях пахотного горизонта, которые в большей степени подвергались перепадам температуры и влажности почвы, это отрицательно повлияло на количество и массу клубеньков, особенно в условиях засухи в результате пересыхания верхнего слоя. Так, по чизельной, плоскорезной и особенно поверхностной обработкам количество клубеньков на одно растение и их масса снижались относительно вспашки и соответственно составило: по чизельной и плоскорезной обработкам 27,2-27,4 шт. и 720-730 мг, по поверхностной 25,9 шт. и 660 мг.

При всех способах обработки почвы оптимальные условия для образования клубеньков складывались в вариантах без внесения удобрений. Внесение минеральных удобрений приводило к снижению количества клубеньков на корнях сои: по вспашке на 2,2-3,3 шт.; по чизельной и плоскорезной обработкам -2,0-3,1 шт.; по поверхностной на 1,8-2,7 шт.

Количество фиксированного азота атмосферы клубеньковыми бактериями сои рассчитывалось при помощи метода сравнения с не бобовыми растениями (Трепачёв Е.П., 1981).

За годы исследований количество фиксированного азота и коэффициенты азотфиксации сои отличались по способам обработки и уровням удобренности (табл. 5).

Таблица 5 - Азотфиксирующая способность сои в зависимости от изучаемых факторов в среднем за 2009-2011 гг.

Уровень удобренности	Способы основной обработки почвы
	вспашка	чизельная	плоскорезная	поверхностная
	N, кг/га	К*	N, кг/га	К*	N, кг/га	К*	N, кг/га	К*
Без удобрений	47,8	0,49	46,3	0,47	46,1	0,46	45,2	0,46
N60P60K60	42,6	0,39	41,3	0,38	41,2	0,38	40,6	0,38
N90P90K90	37,7	0,29	37,3	0,28	37,1	0,28	35,5	0,26
НСР05 (обработка)	1,5	0,01	1,5	0,01	1,5	0,01	1,5	0,01
НСР05 (удобрения)	2,0	0,03	2,0	0,03	2,0	0,03	2,0	0,03

К* - коэффициент азотфиксации

Наиболее высокое количество азота фиксировалось соей в неудобренных вариантах при всех способах основной обработки почвы и находилось на уровне 45,2-47,8 кг/га (НСР₀₅ по обработкам - 1,5 кг/га). Более высокая азотфиксирующая способность сои отмечалась по вспашке (47,8 кг/га). По чизельной, плоскорезной и особенно поверхностной обработкам количество фиксированного азота снижалось относительно вспашки до 46,3, 46,1, 45,2 кг/га соответственно. Более высокий коэффициент азотфиксации был отмечен при возделывании сои по вспашке - 0,49.

Применение минеральных удобрений снижало способность культуры к фиксации азота. При этом уменьшались и коэффициенты азотфиксации.

Энергетическая и экономическая эффективность возделывания сои

Накопление энергии фитомассой в наших опытах находилось в прямой зависимости от урожайности сои. Наиболее высокие значения совокупной энергии надземной массы сои были получены в вариантах со вспашкой на всех уровнях удобренности.

В вариантах без внесения удобрений запасы совокупной энергии в надземной массе сои по вспашке составили 96954 МДж/га, по чизельной обработке - 93307,5 МДж/га, по плоскорезной обработке - 90626,2 МДж/га и по поверхностной - 86872,5 МДж/га.

Внесение минеральных удобрений приводило к существенному увеличению запасов совокупной энергии по всем способам основной обработки почвы, однако способствовало увеличению антропогенных затрат невозобновляемой энергии на получение урожая сои. То есть, с внесением минеральных удобрений энергетическая эффективность возделывания сои снижалась.

Наиболее высокий энергетический коэффициент был получен в варианте без внесения удобрений по вспашке и чизельной обработке почвы - 2,0 и 2,1 ед., по плоскорезной и поверхностной обработкам почвы величина энергетического коэффициента возделывания сои снижалась и составила 1,99 и 1,93 ед. соответственно. С внесением минеральных удобрений в дозе N₆₀P₆₀K₆₀ энергетический коэффициент снижался на фоне вспашки на 0,26 ед., с увеличением дозы внесения до N₉₀P₉₀K₉₀ - на 0,38 ед., по чизельной обработке - на 0,33-0,47 ед., по плоскорезной - на 0,28-0,40 ед. и по поверхностной - на 0,30-0,43 ед. соответственно. То есть, наиболее энергетически эффективными способами основной обработки почвы при возделывании сои является чизельная обработка и вспашка при всех уровнях удобренности.

Расчёты экономической эффективности возделывания сои показали, что наиболее экономически выгодными способами основной обработки почвы, обеспечивающими получение более высокого чистого дохода (17049-17402 руб.) и уровня рентабельности (188-178%) при самой низкой себестоимости 1 ц зерна (520,1-530,88 руб/ц) являются чизельная обработка и вспашка.

При возделывании сои по вспашке были получены самые высокие производственные затраты 9748 руб/га, чизельная и плоскорезная обработки снижали производственные затраты на - 90-51 руб/га, а поверхностная на - 9087 руб/га. Однако, вследствие более высокой урожайности сои, полученной в вариантах со вспашкой, себестоимость одного центнера зерна на неудобренном фоне составила 530,88 руб/ц. Возделывание сои по чизельной обработке почвы способствовало снижению прямых производственных затрат на производство единицы продукции и обеспечивало самую низкую себестоимость 1 ц зерна сои - 520,17руб. При возделывании сои по плоскорезной и поверхностной обработкам почвы себестоимость 1 ц зерна была максимальной 541,89 и 560,92 руб/ц соответственно.

Внесение минеральных удобрений в дозах N₆₀P₆₀K₆₀ и N₉₀P₉₀K₉₀ повышало себестоимость зерна сои соответственно на 81,81-136,53 руб. при вспашке, на 92,49-144,85 руб. при чизельной обработке, на 92,57-139,75 руб. при плоскорезной отработке и на 103,88-162,03 руб. при поверхностной обработке. однако разница, связанная с способами основной обработки почвы, сохранялась.

Наиболее высокий уровень рентабельности в вариантах без внесения удобрений был получен в варианте с возделыванием сои по чизельной обработке почвы - 188%. По вспашке и плоскорезной обработке уровень рентабельности снижался соответственно до 178-176%, а по плоскорезной - до 167%.

Внесение минеральных удобрений приводило к снижению уровня рентабельности по всем способам обработки почвы. При этом более высокие значения величины уровня рентабельности отмечались по чизельной обработке (144,8-125,5%) и вспашке (141,0-124,0%), против 125,0-107,0% по поверхностной обработке.

Таким образом, в результате наших исследований установлено, что возделывание сои по чизельной обработке почвы и вспашке обеспечивает лучшие экономические показатели (себестоимость 1 ц зерна, величина условно чистого дохода, уровень рентабельности) в сравнении с поверхностной обработкой почвы при всех уровнях удобренности.

ВЫВОДЫ

1. Более высокие запасы доступной влаги в пахотном слое перед посевом сои обеспечивали способы основной обработки почвы без оборота пласта: чизельная - на 1,4 мм (34,4); плоскорезная - на 1,6 мм (34,6); поверхностная - на 2,4 мм (35,4), в сравнении со вспашкой (33,0 мм). Внесение минеральных удобрений создавало более благоприятный водный режим под посевами сои при всех способах обработки почвы.

2. Плотность серой лесной почвы в большей степени зависела от способов основной обработки почвы и в меньшей степени от уровня удобренности. В вариантах с безотвальными способами обработки почвы (чизельная, плоскорезная и поверхностная) создавались оптимальные показатели плотности сложения (1,19-1,20 г/см³), при этих способах обработки отсутствовала «плужная подошва» на глубине 20-30 см, тогда как при вспашке она хорошо прослеживалась.

3. Содержание нитратного азота в пахотном слое почвы тесно связано с влагообеспеченностью посевов сои и напрямую зависело от способов основной обработки почвы и уровня удобренности. Безотвальные способы обработки способствовали увеличению содержания нитратного азота: чизельная - на 0,6 мг/кг (14,2); плоскорезная - на 0,4 мг/кг (14,0); поверхностная - на 0,3 мг/кг (13,9) по отношению к вспашке (13,6 мг/кг).

Содержание подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое почвы в большей степени зависело от внесения минеральных удобрений.

4. Способы основной обработки почвы оказывали существенное влияние на распределение питательных веществ по пахотному горизонту. При безотвальных способах обработки заделка растительных остатков предшествующей культуры и удобрений происходит в поверхностном слое почвы, вследствие чего более высокое содержание питательных веществ накапливается в слое 0-10 см. Вспашка обеспечивает более глубокую заделку удобрений и пожнивных остатков, более равномерное их распределение по пахотному слою почвы и, как следствие, более равномерное накопление питательных веществ по пахотному горизонту.

5. Наиболее благоприятные условия для азотфиксации соей создавались в вариантах со вспашкой, возделывание сои по безотвальным способам основной обработки снижало азотфиксирующую способность почвы. Внесение минеральных удобрений снижало азотфиксирующую способность сои при всех способах основной обработки почвы.

6. На серых лесных почвах Курской области вспашка на глубину 22-25 см обеспечивает минимальную засоренность посевов сои. Способы основной обработки почвы без оборота пласта (чизельная, плоскорезная) и особенно поверхностная обработка способствуют повышению засорённости посевов. Применение гербицида резко снижает количество сорной растительности в агроценозе сои, однако ко времени уборки тенденция более высокой засоренности посевов в вариантах с чизельной, плоскорезной и поверхностной обработками сохраняется.

7. Способы основной обработки почвы оказывали существенное влияние на продуктивность сои. Наиболее высокая урожайность сои на неудобренном фоне была получена при возделывании ее по вспашке и чизельной обработке почвы - 18,1 и 17,4 ц/га соответственно. Возделывание сои по плоскорезной обработке приводило к снижению урожайности сои на 1,2 ц/га, а по поверхностной - на 1,9 ц/га в сравнении со вспашкой.

Внесение минеральных удобрений в дозе N₆₀P₆₀K₆₀ увеличивало урожайность сои на 4,2-4,9 ц/га, а в дозе N₉₀P₉₀K₉₀ - на 5,5-6,6 ц/га в зависимости от способов основной обработки почвы. Эффективность минеральных удобрений по вспашке была выше, чем по безотвальным способам обработки.

8. Наиболее экономически эффективными способами основной обработки почвы при возделывании сои, обеспечивающими получение более высокого чистого дохода (17049-17402 руб.) и уровня рентабельности (188-178%) при самой низкой себестоимости 1 ц зерна (520,1-530,88 руб./ц), являются чизельная обработка и вспашка При возделывании сои без внесения минеральных удобрений чизельная обработка почвы и вспашка обеспечивали более высокий коэффициент энергетической эффективности 2,1; 2,0 ед. Внесение минеральных удобрений снижало энергетический коэффициент при всех способах основной обработки почвы.

Предложения производству

Для получения высоких и стабильных урожаев сои с высоким качеством зерна в различные по увлажнению годы в условиях темно-серых лесных почв Курской области следует возделывать ее по технологиям, включающим в себя вспашку или чизельную обработку почвы в сочетании с внесением минеральных удобрений в дозах, рассчитанных на планируемую урожайность. Чизельная обработка почвы способствует снижению энергоемкости продукции, обеспечивает лучшие экономические показатели (себестоимость 1 ц зерна, величина условно чистого дохода, уровень рентабельности) в сравнении со вспашкой и поверхностной обработкой.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Гербициды и бобово-ризобиальный аппарат сои на темно-серых лесных почвах Центрального Черноземья / Н.В.Беседин, И.А.Соколова, А.Ю.Кругликов, А.А.Белкин //Вестник ОрелГАУ.-2009.-№3.-С.45-48.

2. Беседин, Н.В. Биологическая активность почвы в зависимости от способов обработки почвы в зернотравяном севообороте в условиях Курской области / Н.В. Беседин, А.А. Белкин, А.Ю. Кругликов // Вестник Алтайского ГАУ.- 2011.-№6 (80).-С.34-37.

3. Кругликов, А.Ю. Эффективность различных способов основной обработки почвы и удобрений при возделывании сои / А.Ю.Кругликов, Н.В.Беседин // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. -2012.-№2.

Публикации в других изданиях

4. Кругликов, А.Ю. Влияние гербицидов на засоренность и развитие корневой системы сои / А.Ю. Кругликов // Наука и инновации в сельском хозяйстве: материалы международной научно-практической конференции, 26-28 января 2011 г., г.Курск.-Курск: Изд-во КГСХА, 2011.- С.41-43.

5. Кругликов, А.Ю. Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на засоренность посевов сои/ А.Ю. Кругликов// научное обеспечение агропромышленного производства: материалы международной научно-практической конференции, 25-27 января 2012, г.Курск.-Курск: Изд-во КГСХА, 2012.-С.39-42.

Размещено на Allbest.ru

...