Минимализация основной обработки светло-серой лесной почвы и урожайность яровой пшеницы в условиях Волго-Вятского региона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

Минимализация основной обработки светло-серой лесной почвы и урожайность яровой пшеницы в условиях Волго-Вятского региона

06.01.01 общее земледелие

кандидата сельскохозяйственных наук

Осипов Валерий Валерьевич

Йошкар-Ола, 2009

Работа выполнена на кафедре общего земледелия ФГОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия» в 2007-2009 гг.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Строкин Владимир Лазаревич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Хабибрахманов Хасан Хабибрахманович

кандидат сельскохозяйственных наук Глушков Владимир Владимирович

Ведущая организация: ГНУ «Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии»

Защита состоится « 18 » декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.116.02 в ГОУ ВПО «Марийский государственный университет» по адресу: 424002 г. Йошкар-Ола, ул. Красноармейская, 71, ауд. 320.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Марийский государственный университет».

Факс: 8(8362) 424017, е-mail: аtf@marsu.ru

Автореферат разослан « 18 » ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Н.Ф. Маслова

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Важным этапом в развитии земледелия Волго-Вятского региона РФ является переход на ресурсосберегающие технологии, когда происходит не только снижение количества и интенсивности механических обработок почвы, но и активно вовлекаются химические средства защиты растений, позволяющие компенсировать в борьбе с сорняками отсутствие обработок почвы, применяемых при традиционных технологиях возделывания культур. Выявление оптимальных сочетаний приёмов основной обработки светло-серой лесной почвы с применением гербицидов в условиях Нечерноземной полосы является актуальной задачей. Применение разумных, научно-обоснованных сочетаний агротехнических и химических мер борьбы с сорняками позволит эффективно решать эту задачу и улучшать агрофизические свойства почвы.

Цель исследований: Целью исследований было изучение возможности минимализации основной обработки светло-серой лесной почвы при возделывании яровой пшеницы с применением гербицидов.

Задачи исследований:

1. Изучить влияние минимализации основной обработки почвы на плотность сложения пахотного слоя и содержание продуктивной влаги.

2. Рассмотреть изменение активности целлюлозоразлагающей микрофлоры в зависимости от приемов обработки почвы.

3. Установить влияние обработки почвы и гербицидов на засоренность посевов и пораженность растений яровой пшеницы корневыми гнилями.

4. Выявить изменение полевой всхожести и сохранность растений к уборке в зависимости от изучаемых приемов.

5. Установить влияние минимализации обработки почвы и гербицидов на урожайность культуры.

6. Дать энергетическую и экономическую оценку технологии возделывания яровой пшеницы.

Научная новизна. Впервые в условиях Волго-Вятского региона изучена возможность минимализации в системе основной обработки почвы и применения гербицидов Ураган Форте и Диален при возделывании яровой пшеницы. Обоснована экономическая целесообразность сочетания поверхностной обработки почвы с применением гербицидов после уборки предшествующей культуры и весной в фазу кущения яровой пшеницы.

Практическая значимость работы. Изученные агротехнические приёмы могут быть применены при возделывании яровой пшеницы в хозяйствах различных форм собственности Нижегородской области, а также использованы в учебном процессе Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии при подготовке специалистов по агрономии.

Основные положения, выносимые на защиту:

- приемы поверхностной обработки почвы оказывают различное влияние на плотность сложения пахотного слоя и содержание продуктивной влаги в почве; обработка почва гербицид засоренность

- изучаемые агротехнические приемы изменяют фитосанитарное состояние посевов;

применение гербицида осенью после уборки предшествующей культуры и весной в сочетании с однократным дискованием на глубину 7-8 см повышает урожайность яровой пшеницы;

- замена зяблевой вспашки лемешным лущением с применением гербицида в фазу кущения яровой пшеницы является экономически эффективным.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всероссийской научной конференции посвященной 100-летию со дня рождения И. М. Коданёва в Нижегородской сельскохозяйственной академии (2008 г.), а также расширенном заседании кафедры земледелия (2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 статьи, в т. ч. 2 в ведущих рецензируемых журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией.

Структура работы. Диссертационная работа изложена на 156 страницах, включает 23 таблицы, 6 рисунков, 13 приложений. Состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы (207 наименований, из них 8 на иностранном языке).

Содержание работы

В программу исследований входило изучение возможности минимальной обработки светло-серой лесной почвы путем замены осенней зяблевой вспашки на двукратное и однократное дискование почвы осенью и весной, с применением гербицидов при выращивании яровой пшеницы сорта Московская 35 в условиях Нижегородской области.

Площадь делянки 252 м² (6Ч42 м). Размещение делянок систематическое, повторность - четырехкратная. Закладку опыта проводили в течение трех лет с 2007 по 2009 гг. в зерновом севообороте на опытном поле учхоза «Новинки» Нижегородской области.

Технология возделывания яровой пшеницы, за исключением изучаемых приемов обработки почвы, общепринятая для зоны. Предшественник - озимая пшеница. После уборки предшествующей культуры проводили вспашку ПЛН-3-35 на глубину 20-22, 14-16 и лемешное лущение плугом на 10-12 см, двукратное дисковании БДС-3 ,0 на глубину 7-8 см. Затем по стерне проводили опрыскивание ОП-2000 гербицидом Ураган Форте в дозе 2 кг/га. Весной проводилось закрытие влаги БЗТС-1,0, необработанные с осени варианты дисковали в 1-2 следа БДС-3,0 на 7-8 см. Перед посевом проводили культивацию КПС-4 с одновременным боронование БЗСС-1,0 на глубину 5-6 см. Посев яровой пшеницы проводили СЗУ-3,6 на глубину 4-5 см, норма высева 5,5 млн. всхожих семян на гектар. В фазе кущения растений вносили гербицид Диален в дозе 1,5 кг/га (табл. 1).

Таблица 1. Схема полевого опыта в 2007-2009 гг.

В 2009 г. весной по стерне был заложен микрополевой опыт на базе учхоза «Новинки». Предшественник озимая пшеница. В опыте были смоделированы три глубины обработки почвы: 5-6, 7-8 и 10-12 см, а также проведена подкормка растений яровой пшеницы аммиачной селитрой в дозе 60 кг д. в./га, где изучали полевую всхожесть семян, густоту стояния и сохранность растений к уборке, структуру урожая, количество зерен в колосе, массу 1000 зерен. Площадь делянок 1 м², повторность - 4-х кратная, всего шесть вариантов. Агрохимическая характеристика почвы представлена в таблице 2.

Таблица 2. Агрохимическая характеристика почвы

Влияние приемов обработки светло-серой лесной почвы на показатели плодородия и продуктивность яровой пшеницы

Плотность сложения пахотного слоя почвы. Установлено, что наименьшая плотность почвы в начале вегетации культуры была на вариантах, где проводили вспашку на глубину 10-12, 14-16 и 20-22 см. В слое 0-10 см она составила 1,21 г/см³, а в слое 0-30 см - 1,22-1,24 г/см³ . При обработке почвы БДС -3,0 в один и два следа в слое 0-10 см плотность составила 1,23-1,25 г/см³ и 1,26-1,27 г/см³ - слое 0-30 см при НСР₀₅ = 0,02 г/см³ . Плотность почвы в слое 10-20 см на вариантах необработанных с осени ПЛН-3-35 была в пределах 1,25-1,28 г/см³, а в слое 20-30 см - 1,28-1,29 г/см³.

К концу вегетации происходило выравнивание плотности почвы по вариантам обработки. По вспашке плотность увеличивалась на 0,01-0,04 г/см³, а на вариантах, обработанных БДС-3,0 - на 0,02-0,03 г/см³. Плотность почвы в конце вегетации по всем слоям выравнивалась и была одинаковой по всем вариантам (табл. 3).

Таблица 3. Плотность сложения пахотного слоя почвы, г/см³ (средняя за 2007-2009 гг.)

Содержание продуктивной влаги. В начале вегетации наибольшее (45,9 мм) содержание продуктивной влаги в слое почвы 0-30 см наблюдалось при однократном дисковании. Достоверных различий между вспашкой на глубину 14-16 и лущением на 10-12 см и однократным дискованием с весны на 7-8 см не наблюдалось. Аналогичная тенденция прослеживалась также и в метровом слое почвы. Достоверные различия были между вспашкой на 20-22 и 14-16 см, где содержание продуктивной влаги, было 196,6 и 204,8 мм соответственно.

В конце вегетации наибольшее содержание продуктивной влаги было при однократном дисковании на 7-8 см, и составило 217,5 мм. При этом по вспашке этот показатель изменялся от 196,5 до 205,5 мм (табл. 4).

Таблица 4. Содержание продуктивной влаги, мм (среднее за 2007-2009 гг.)

Биологическая активность почвы. За три года исследований наибольшая (44,6-49,1 %) активность микрофлоры была на вариантах, где обработку почвы обработали осенью ПЛН-3-35. При проведении двукратного дискования осенью БДС-3,0 интенсивность разложения полотна составила 37,7 %. При однократном дисковании БДС-3,0 весной на глубину 7-8 см показатели биологической активности почвы оказались наименьшими - 28,5 %.

Влияние обработки почвы и применения гербицидов на засоренность посевов яровой пшеницы. В начале вегетации 2007 г. наибольшая засоренность почвы была на вариантах, обработанных осенью БДС-3,0 в два следа и в один след весной на глубину 7-8 см. Количество сорняков при мелкой обработке составило 72 и 63 шт./м², по вспашке на 20-22, 14-16 и 10-12 см - 36, 26 и 21 шт./м² соответственно. Существенной разницы при обработке почвы ПЛН-3-35 не было, а между дискованием и вспашкой она математически доказуема (табл. 5).

Влияние вспашки и гербицида сплошного действия осенью на многолетние сорняки по вариантам, не обработанным с осени прослеживалось в такой же зависимости, как и по общему числу сорняков (табл. 6).

Таблица 5. Засоренность посевов яровой пшеницы (общее количество), шт./м²

Таблица 6. Засоренность посевов яровой пшеницы (многолетние), шт./м²

В начале вегетации 2008 года разницы между вариантами обработок почвы по засоренности не было. Засоренность на вариантах вне зависимости от основной обработки почвы составила 13-15 шт./м². Такая же закономерность наблюдалась по многолетним сорнякам. При вспашке количество сорняков составило 10, 6 и 8 шт./м² , а на вариантах обработанных дисковыми орудиями - 14, 13, 11 и 17 шт./м² соответственно.

В конце вегетации наибольшей засоренностью отличались варианты, обработанные БДС-3,0 в два следа с осени, в два следа и в один след весной - 52, 79, 67 шт./м² соответственно, где гербицидная обработка не проводилась. Варианты, обработанные аналогично, но с применением гербицида Диален в фазу кущения культуры в дозе 1,5 кг/га были менее засорены - 28, 42 и 37 шт./м², при НРС₀₅ 5 шт./м².

Вспашка почвы оказалась более эффективной в борьбе с многолетними сорняками на вариантах, где не применяли гербициды. Так, при вспашке ПЛН-3-35 на 20-22 см сорняков было 22 шт./м², а при обработке почвы осенью БДС-3,0 в два следа на глубину 7-8 см - 36 шт./м². Двукратное дискование весной увеличивало количества сорняков до 57 шт./м².

Двукратное применение гербицида оказалось наиболее эффективным способом борьбы с сорняками. Вспашка ПЛН-3-35 на глубину 20-22 см и дискование БДС-3,0 на глубину 7-8 см в один след весной + осеннее применение Ураган Форте (2 кг/га) и весеннее Диален (1,5 кг/га) - имели одинаковую (35 и 23 шт./м²) засоренность.

В начале вегетации 2009 г. самыми чистыми от сорняков были варианты, обработанные плугом на глубину 20-22, 14-16 и 10-12 см - 16, 26 и 18 шт./м² соответственно. Наибольшей засоренностью отличались варианты, обработанные БДС-3,0 в один и два следа весной и осенью, где количество сорных растений составляло 68 и 61 шт./м² соответственно. Сходные значения были по засоренности многолетними сорняками. Вспашка оказалась более эффективной, чем мелкая поверхностная обработка. В конце вегетации варианты, обработанные гербицидом в фазу кущения растений, были менее засорены, чем варианты, где обработку не проводили.

Количество сорняков по вспашке на глубину 14-16 см было 58 шт./м², а на варианте, не обработанном гербицидом - 68 шт./м². Самым засоренным вариантом по данным трёх лет оказался вариант, обрабатываемый БДС-3,0 в два следа с осени. Применение гербицида весной уменьшало число сорняков с 111 шт./м², на необработанном участке, до 78 шт./м² - на обработанном гербицидом Диален.

Данные, полученные в микрополевом опыте 2009 года, также подтверждают, что с увеличением глубины обработки почвы снижается засоренность посевов в условиях исключающих применение гербицидов.

Пораженность растений корневыми гнилями. Развитие корневых гнилей было более выражено в 2009 году, где средний процент зараженности по опыту составлял 29,6%, в отличие от 24,4 и 13,6% в 2008 и 2007 гг. соответственно (табл. 7).

Таблица 7. Распространенность корневых гнилей в посевах яровой пшеницы, %

Установлено, что вспашка является наиболее эффективным способом в борьбе с корневыми гнилями за счёт уничтожения болезнетворного начала в почве при обороте пласта. При дисковании почвы БДС-3,0 на глубину 7-8 см пораженность посевов достоверно возрастала. Это должно быть учтено в отсутствии химических средств защиты растений при переходе на ресурсосберегающую технологию.

Полевая всхожесть и густота стояния яровой пшеницы. За три года исследований полевая всхожесть была выше на вариантах с применением ПЛН-3-35 при любой глубине обработки по сравнению с обработкой дисковыми орудиями (табл. 8).

Таблица 8. Полевая всхожесть и густота стояния яровой пшеницы в фазу всходов

Применение гербицидов в фазу кущения растений оказало положительное влияние на густоту стояния растений, а также их сохранность к уборке. На вариантах без применения гербицида Диален отмечено снижение густоты стояния растений. При НРС₀₅ - 25 шт./м² данное различие между вариантами математически достоверно.

Урожайность яровой пшеницы в зависимости от приемов обработки почвы и применения гербицидов. Установлено, что без применения гербицидов наибольшее влияние на урожайность оказывала более глубокая обработка. На вариантах со вспашкой ПЛН-3-35 на 20-22, 14-16 и лущением на 10-12 см урожайность составила 1,44, 1,22 и 1,25 т/га соответственно. В целом за три года, применение гербицидов сплошного действия Ураган Форте в дозе 2 кг/га и гербицида Диален в дозе 1,5 кг/га оказывало значительное влияние на урожайность яровой пшеницы при мелкой обработке (табл. 9).

Таблица 9. Урожайность яровой пшеницы, т/га (2007-2009 гг.)

Сочетание дисковых обработок с весенним внесением гербицида по вегетирующей культуре обеспечивает урожайность на уровне глубокой осенней вспашки. При вспашке ПЛН-3-35 на глубину 20-22 см урожайность была 1,73 т/га. Однократное дискование БДС-3,0 на глубину 7-8 см + весенние применение гербицида Диален обеспечило получение 1,88 т зерна с 1 га. При этом НСР₀₅ взаимодействия факторов составила 0,22 т/га, то есть по обоим вариантам опыта урожайность была одинаковой.

Энергетическая и экономическая эффективность. Наибольший (1,91) энергетический коэффициент в среднем за три года получен при зяблевой вспашке ПЛН-3-35 на глубину 20-22 см и применении гербицида Диален в фазу кущения пшеницы. На варианте с однократным дискованием БДС-3,0 весной и двукратном применением гербицидов осенью и весной энергетический коэффициент составил 1,41. На этом варианте была зафиксирована наивысшая средняя урожайность в среднем за 2007-2009 гг. - 1,80 т/га.

Набольшая (48,3 %) рентабельность в среднем за 2007-2009 гг. была на варианте с лущением стерни на глубину 10 см и применением гербицида Диален в фазу кущения культуры. Чистая прибыль составила 3081,0 руб./га, при себестоимости 1 т зерна 3278,8 руб. На вариантах с двукратным дискованием БДС-3,0 весной рентабельность составила 41,6 %, при себестоимости 3443,0 руб./т и чистой прибыли 2491,0 руб./га.

Вариант с двукратным применением гербицидов, Ураган Форте осенью и Диален в фазу кущения культуры весной обеспечил рентабельность в пределах 30,8 %. Чистая прибыль на этом варианте составила 2256,1 руб./га. Это вполне объяснимо, так как при отказе от основной обработки почвы себестоимость зерна увеличивается за счет осеннего применения гербицида сплошного действия. Себестоимость зерна при двукратном применении гербицидов составила 3746,6 руб./га.

Выводы

1. Вспашка зяби по сравнению с дискованием почвы уменьшает плотность сложения светло-серой лесной легкосуглинистой почвы в начале вегетации яровой пшеницы на 0,03 г/см³.

2. Основная обработка светло-серой лесной почвы дисковой бороной весной способствует увеличению содержания продуктивной влаги по сравнению с зяблевой вспашкой на 4,6 мм в слое 0-30 см и на 8,7 мм в метровом слое почвы.

3. Зяблевая обработка увеличивает биологическую активность почвы. Наибольшее (44,6-49,1 %) количество разложившегося льняного полотна в почве было на вариантах, обработанных осенью ПЛН-3-35. При двукратном дисковании почвы с осени БДС-3,0 этот показатель был меньше на 6,9-11,9 %. Наименьшая биологическая активность почвы отмечалась при однократном дисковании БДС-3,0 весной на глубину 7-8 см - 28,5 %.

4. Обработка светло-серой лесной почвы БДС-3,0 с осени увеличивает засоренность посевов яровой пшеницы в начале вегетации на 30 шт./м² или 136,4 % по сравнению со вспашкой. Сочетание гербицидной обработки осенью и весной с мелкими обработками почвы, снижает засоренность посевов яровой пшеницы на 18,1-26,2 %.

5. Пораженность растений яровой пшеницы корневыми гнилями была более высокой на варианте однократного дискования почвы БДС-3,0 на глубину 7-8 см. Вспашка зяби была наиболее эффективной в борьбе с корневыми гнилями яровой пшеницы.

6. Полевая всхожесть семян была выше при вспашке осенью, по сравнению с дисковыми обработками и составила 92,3-94,2 %, что соответствует 508-518 шт./м² растений. При дисковании этот показатель варьировал от 80,7 до 87,5 % или 463-481 шт./м².

7. Густота стояния и сохранность растений яровой пшеницы к уборке была выше на вариантах с однократным дискованием почвы на глубину 7-8 см и применением гербицида в фазу кущения растений - 389-407 шт./м² или 82,3-84,1 %. Наименьшая сохранность растений наблюдалась на варианте с двукратным дискованием с осени и составила 69,1 % или 321 шт./м².

8. Более высокая урожайность зерна яровой пшеницы получена на варианте с двукратным применением гербицидов и однократным дискованием почвы БДС-3,0 весной - 1,80 т/га. Без гербицидных обработок наибольшая урожайность была получена при зяблевой вспашке на глубину 20-22 см - 1,44 т/га.

9. Наибольший (1,91) энергетический коэффициент получен при зяблевой вспашке ПЛН-3-35 на глубину 20-22 см и применении гербицида Диален. Двукратное применение гербицидов при однократном дисковании почвы повышает энергетический коэффициент до 1,41.

10. Лущение стерни на глубину 10-12 см и применение гербицида Диален в фазу кущения яровой пшеницы обеспечивает наибольшую рентабельность - 48,3 %. Чистая прибыль при этом составляет 3081,0 руб./га при себестоимости 1 т зерна 3278,8 руб. Вариант с двукратным применением гербицидов, показал рентабельность 30,8% и чистую прибыль 2256,1 руб./га.

Рекомендации производству

1. Лемешное лущение стерни на глубину 10-12 см при возделывании яровой пшеницы в хозяйствах Нижегородской области на светло-серых лесных почвах с последующим применением гербицидов в фазу кущения культуры позволяет минимизировать основную обработку почвы и повышать рентабельность производства зерна.

2. При отсутствии зяблевой обработки почвы под яровую пшеницу проводить весеннее двукратное дискование на глубину 7-8 см с применением гербицидов в фазу кущения растений.

Список работ соискателя, опубликованных по теме диссертации

Ведущие рецензируемые научные журналы, рекомендованные ВАК Министерством образования и науки России для кандидатских диссертаций:

1. Ивенин В. В. Минимизация обработки светло-серой лесной почвы и урожайность яровой пшеницы / В. В. Ивенин, В. Л. Строкин, В. В. Осипов // Международный сельскохозяйственный журнал. - 2009. - № 5. - С. 65.

2. Осипов В.В. Применение гербицидов при ресурсосберегающей технологии возделывания яровой пшеницы /В. В. Осипов, В. Л. Строкин // Аграрная Россия. - 2009. - № 4. - С. 35-37.

Научные статьи:

3. Ивенин В. В. Урожайность яровой пшеницы при минимизации обработки светло-серой лесной почвы в условиях Нижегородской области / В. В. Ивенин, В. Л. Строкин, В. В. Осипов // Аграрная наука Евро-северо-востока. - 2009. - № 2. - С. 41-43.

4. Осипов В. В. Влияние уменьшения интенсивности механической обработки светло-серой лесной почвы на урожайность и засоренность посевов яровой пшеницы / В. В. Осипов // Совершенствование технологий производства и повышения качества продукции растениеводства: Сборник научных трудов НГСХА. - Н. Новгород, 2008. - С. 113-116.

Размещено на Allbest.ru