Агрофизические и агрохимические параметры плодородия почв при ресурсосберегающих технологиях возделывания зерновых культур Запад. Агрофизические и агрохимические параметры плодородия почв при ре. Диссертация магистранта
 Скачать 260.39 Kb.
|
|
Плоскорезная обработка сокращает по сравнению со вспашкой смыв почвы, но увеличивает сток талых вод в многоводные годы и в малоснежные зимы, особенно при образовании притертой ледяной корки на поверхности почвы. Значительно улучшается водопроницаемость почвы на склонах весной при гребнекулисном способе обработки почвы (16). Стерня и пожнивные остатки размещаются при этом способе в виде плотных стерневых кулис на поверхности поля и водопоглащающих элементов в почве. У противоэрозионного плуга со стернеукладчиком имеются специально поставленные плоские диски, которые подрезают и собирают стерню в кулису. Такая обработка может выполняться не только на базе плуга, но и плоскореза. Гребнекулисная обработка сокращает смыв почвы на 30-50% и повышает урожай на 1,5-1,6 ц/га. В целом в зоне действия водной эрозии способы обработки должны применяться в строгом соответствии с крутизной склона и степенью эродированности почвы. На склонах крутизной до 3о со слабоэродированными почвами рекомендуется глубокая вспашка поперек склона, вспашка плугами с почвоуглубителями, глубокое рыхление. На более крутых склонах предполагается глубокая вспашка с почвоуглублением, глубокое безотвальное рыхление. Важной мерой предотвращения водной и ветровой эрозии является мульчирование поля пожнивными соломистыми остатками с использованием стерни и излишков соломы. Ориентировочно количество послеуборочных остатков, необходимых на поверхности поля для защиты от ветровой эрозии составляет на супесях - 1420 кг/га, на легких и карбонатных суглинках - 1120, суглинках - 784 кг. На преобладающих средних по механическому составу почвы для защиты от водной эрозии при крутизне склона до 4о необходимо от 846 до 1340 кг послеуборочных остатков, от 4о до 8о - от 1340 до 1680 кг/га. В наибольшей степени сохраняют стерню и соломистые остатки на поверхности поля безотвальные орудия (плоскорезы, плуги параплау, чизели, игольчатые бороны, противоэрозионные культиваторы). При значительном количестве органических остатков они выполняют водопоглотительную роль и при мелкой их заделке в почву. Темно-каштановые почвы Казахстана обладают благоприятными агрофизическими свойствами, позволяющими широко применять энерго-ресурсосберегающие приемы обработки почвы при переходе на современные технологии. В научных учреждениях накоплено значительное количество данных, свидетельствующих о возможности эффективного применения экономных способов обработки почвы под яровую пшеницу (17, 18, 19). Положительные результаты от минимально-плоскорезных обработок получены в степных районах Южного Урала (20). Применение этих обработок в зернопаровых севооборотах с короткой ротацией обеспечило рост урожайности при резком сокращении затрат. В среднем за 1979-1983 гг. урожайность яровой пшеницы в четырехпольном зернопаровом севообороте первой культурой по пару составило по вспашке 15,2 по минимальной обработке 15,9 ц/га, на повторных посевах соответственно 9,3 и 13,2 ц/га. В целом по севообороту урожайность зерновых при минимальной системе обработки почвы составила 14,6 ц/га, а по ежегодной вспашке - 11,8 ц/га (рост 17,5%). На возможность применения минимальной основной обработки под яровую пшеницу в зоне южных и обыкновенных черноземов Оренбургской области указывает Н.А. Максютов (21), для условий Самарской области В.А. Корчагин (22), для условий Северного Казахстана В.И. Двуреченский (8), для условий Западного Казахстана С.Г. Чекалин (23). Минимальная обработка в севооборотах позволяет улучшать структурно-агрегатный состав почвы, обеспечивает оптимальные агрофизические свойства. Полученные данные с полным основанием позволяют рекомендовать в полевых севооборотах степных регионов ресурсосберегающие системы обработки почвы. Полученные данные дают основание судить об общей закономерности - возможности получения одинакового урожая яровой пшеницы по минимальной обработке и вспашке. При переходе к ресурсосберегающим технологиям с минимальными обработками почвы под яровую пшеницу следует учитывать возможность проявления негативных моментов в случае применения их на неокультуренных землях с повышенной засоренностью полей, бедных по естественному плодородию и на тяжелых по механическому составу почвах. Поэтому при минимальных обработках почвы должен проводиться комплекс мер, которые будут гарантировать ее высокую эффективность. К ним следует отнести: плоскорезную осеннюю обработку почвы на полях, засоренных многолетними сорняками; применение гербицидов широкого спектора действия по стерне и на посевах зерновых культур; внесение компенсационных доз удобрений для ускорения разложения измельченной соломы; проведение позднеосеннего рыхления (щелевания) почвы в годы с повышенным выпадением осадков в осенний период. Эффективным и недорогим приемом повышения влагообеспеченности посевов яровой пшеницы при постоянной мелкой обработке почвы, особенно в годы с благоприятным осенним увлажнением является сочетание ее с позднеосенним щелеванием. В опытах И.А. Чуданова и Л.Ф. Лигастаева (24) позднеосеннее щелевание на 35-40 см по поверхностной (лущение стерни) и мелкой обработках повысило урожайность яровой пшеницы, в сравнении со вспашкой, при размещении ее по просу на 1,1-1,8 ц/га, по кукурузе - на 1,9-3,2 ц/га. В последние годы в нашей стране и за рубежом большое внимание привлечено к разработке и освоению технологии прямого посева зерновых культур с отказом от основной осенней и весенней предпосевной обработки почвы. Особый интерес к этим технологиям вызван не только достигаемой наибольшей экономией энергетических и трудовых затрат, но и возможностью капитального решения проблемы защиты почв от эрозии, предотвращения потерь гумуса. Отказ от вспашки позволяет до минимума сократить проходы техники по полю, предельно снизить затраты труда, износ техники и расход топлива, уменьшить естественную аэрацию почвы. Оставление стерни и соломы на поверхности поля создает благоприятные условия для задержания снега, при этом сокращается глубина промерзания, уменьшается испарение влаги из почвы. Создание мульчи из пожнивных остатков и соломы при прямом посеве позволяет не только улучшить водный режим, но и восстановить почвенное плодородие. Широкому применению технологий прямого посева способствует также непрерывно возрастающий ассортимент нового поколения посевных машин для выполнения прямого посева, хорошо налаженное производство эффективных гербицидов, накапливающийся положительный опыт практического освоения новых технологий. При посеве по не обработанным с осени полям яровых культур создается опасность роста засоренности посевов, ухудшения пищевого режима, а в отдельные годы - и водного режима. Нарушение обязательных требований прямого посева не гарантирует успеха с применением таких технологий. Несоблюдение специфических требований технологии прямого посева приводило ранее в большинстве случаев к отрицательным результатам при возделывании яровых культур по необработанной с осени почве. В опытах Г.И. Казакова (3) урожайность яровой пшеницы на посевах без осенней обработки снизилась на 2,5-2,6 ц/га, ячменя - на 1,6 ц/га, проса - на 2,7 ц/га. Поэтому при прямом посеве яровой пшеницы нужно обязательно обеспечить реализацию целого комплекса мер, который включает: использование в борьбе с сорняками высокоэффективных гербицидов; применение специальных комбинированных машин для прямого посева; использование измельченной соломы на удобрение и для создания мульчирующего слоя почвы. Важным средством снижения ресурсозатрат при возделывании яровой пшеницы является совмещение технологических операций с применением комбинированных посевных агрегатов, способных выполнять в весенний период за один проход предпосевную подготовку почвы, посев, внесение основного и стартового удобрений, прикатывание и другие операции. Комбинированные посевные агрегаты являются составной частью ресурсосберегающих технологий. Только при их совместном использовании с почвообрабатывающими орудиями возможно обеспечить максимальный экономический эффект новых технологий. Таким образом, разнообразие условий, складывающиеся даже в пределах отдельных природно-климатических зон, разный уровень интенсивности ведения сельскохозяйственного производства неизбежно ведут к многообразию вариантов новых технологий возделывания яровой пшеницы. Создание на системной основе современной технологии является важным элементом разрабатываемых систем земледелия, отвечающих требованиям современного сельскохозяйственного производства. В связи с рядом объективно складывающихся обстоятельств, ресурсосбережение в современных условиях выступает в качестве одного из приоритетных направлений в структурной перестройке методов ведения растениеводства (Двуреченский В.И., 2004; Дюсенбеков З.Д., 2004; Кирюшин В.Н.,2004; Елешев Р.Е., 2005). В экономическом плане эти требования связаны с необходимостью получения дешевой конкурентоспособной продукции в условиях возрастания стоимости технических ресурсов, топлива, удобрений, средств защиты растений, сельхозмашин и орудий. В экологическом плане - с устранением нарастающих негативных процессов в земледелии, связанных с усилением деградации почв под влиянием интенсивных механических обработок почвы при традиционных технологиях (эрозия, усиление минерализации гумуса, ухудшение структуры, рост себестоимости, снижение рентабельности производства и т.д.) (Кант Г., 1980; Чуданов И.А. и др., 1998). По усредненным показателям минимальная обработка почвы и посев комбинированной посевной техникой снижают прямые затраты на 18-20 %., энергетические затраты на основную обработку почвы при возделывании зерновых культур сокращаются в 2-3 раза, на топливо - на 30-50% (Ален Х.П., 1985; Келлер К., 2002). Как отмечает Д.Ч. Рейкоски (2005), основным достоинством ресурсосберегающих технологий (нулевой обработки почвы и прямого посева) является немедленное воздействие на взаимосвязь органического вещества и углерода в почве. Технологии сберегающего земледелия способствуют снижению глобального потепления климата за счет снижения выбросов углерода с сельскохозяйственных угодий. Важным моментом, который делает необходимым переход на новые технологии, является то, что они в большей степени, чем традиционные, отвечают требованиям природоохранного земледелия. Многочисленный отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что переход на современные технологии с энергосберегающими способами обработки почвы позволяет избежать ухудшения физических и агрохимических свойств почв, приводящих к ухудшению условий развития растений. Западно-Казахстанская область находится в зоне сухих степей и является основным поставщиком сильных и твердых сортов пшеницы. Поэтому, важной задачей региона является разработка таких технологий, которые бы способствовали решению проблем накопления, сбережения и рационального использования почвенной влаги. Многочисленные наблюдения свидетельствуют о значительном повсеместном снижении потенциального плодородия темно-каштановых почв. В результате неблагоприятного антропогенного воздействия запасы гумуса за последние 30 лет использования пашни снизились более чем на 30%. Каждый второй гектар в области имеет содержание гумуса менее 2% (Браун Э.Э., Чекалин С.Г., 2005). Наблюдения за изменением содержания гумуса за многолетний период применения тех или иных приемов обработки показало, что наибольшие изменения в содержании гумуса произошли на варианте с ежегодным использованием вспашки (Кучеров В.С., Чекалин С.Г., 2005 г.). Особое значение при ресурсосберегающих технологиях приобретает использование в севооборотах соломы на удобрение. Систематическое применение соломы в сочетании с оставляемыми в верхнем слое пожнивными остатками выступает на фоне минимальной обработки почвы не только как средство питания растений, но и в качестве эффективного способа наращивания почвенного плодородия. Так, длительное применение соломы в качестве органического удобрения в зернопаровом севообороте способствовало стабилизации содержания гумуса, создавая при этом благоприятные условия для активной деятельности микрофлоры (Кучеров В.С. Чекалин С.Г., 2000г; Вьюрков В.В., 2003). В настоящее время накоплено достаточное количество данных, свидетельствующих о том, что технологии, основанные на минимальных и комбинированных системах обработки, обеспечивающие менее интенсивное разложение органических остатков, положительно влияют на баланс гумуса в почве(С.Н. Шевченко, В.А. Корчагин, 2006). Более успешно при переходе к энергосберегающим технологиям с минимальными обработками почвы решается экологическая проблема земледелия. Выброс в атмосферу газов от отработанного топлива снижается на 30-35%. Уменьшаются потери минерализации азота, резко снижаются эрозионные почвенные процессы. 2. Место и условия проведения .1 Общие сведения о хозяйстве Западно-Казаханская область расположена в западной части Республики Казахстан. Территория области - 151,3 тыс. кв. км, протяженность с севера на юг - 425 км и с востока на запад - 585 км. Территория области с учетом особенности почвенно-климатических условий, степени распаханости сельскохозяйственных угодий, сложившейся специализации хозяйств разделена на три природно-климатические зоны. Первая - зерново-животноводческая, животноводческо-зерновая и третья -животноводческая. Экспериментальная часть работы проведена на базе ТОО «Уральская сельскохозяйственная станция» расположенной в первой природно-климатической зоне Западно-Казахстанской области, отдаленность от города Уральска 7 км. Основное направление развития хозяйства-зерновое. Земельная площадь ТОО «Уральская сельскохозяйственная станция» 16035 га, из них пашни 9111 га, сенокосы - 521 га, пастбищ - 5463 га, прочие угодья - 940 га. .2 Климат Климат Западно-Казахстанской области отмечается резкой континентальностью, которая возрастает с северо-запада на юго-восток. Для области характерно неустойчивость и дефицитность атмосферных осадков, малоснежье и сильное сдувании снега с полей, большая сухость воздуха и почвы, интенсивность процессов испарения и обилие прямого солнечного освещения в течении всего вегетационного периода. Для зимних месяцев характерно не устойчивость температуры воздуха: возможны суровые морозы, достигающие 40-45 0С и оттепели с дневными температурами до 5-10 0С в течении 1-3 дней в месяц. Продолжительность весны в условиях температурных границ (0-15 0С) составляет 1,5 месяца. Весна засушливая с повышенной ветровой деятельность атмосферы, которая иссушает почву. Усиливает транспирацию, подвергает ее дефляции, осадки очень устойчивы: в отдельные годы их выпадает в 3-4 раза больше нормы, а в сухие- они совершенно отсутствуют или выпадают в незначительных количествах. Летний сезон характеризуется, очень сухой и ясной погодой. Продолжительность летнего сезона (от весеннего до осеннего перехода температуры через 15 0С) около 4 месяцев, в период с положительной температурой составляет 210-215 дней. Устойчивый переход с среднесуточной температурой через 5 0С наступает в середине сентября, через 0 0С - в начале ноября. Первая зона - наиболее влагообеспеченный район области. Годовая сумма осадков - 270-300 мм, а за теплый период выпадает 125-135 мм. За вегетационный период яровые зерновые культуры (май-июнь) выпадает в среднем 28,8 % суммы годовых осадков, остальная часть приходится на послеуборочный и холодный период года. Устойчивый снежный покров обычно сохраняется 120-130 дней. Высота его достигает 25-30 см, запасы воды в снеге 758-95 мм. Гидротермический коэффициент за период вегитации зерновых культур характеризуется величиной 0,5-0,6, сумма положительных среднесуточных температур воздуха выше 10 0С, около 2800 0С. Период активной вегетации растений - 150-155 дней, безморозный 130-135 дней. .3 Почва Территория землепользования ТОО “Уральская сельскохозяйственная опытная станция” расположена в пределах общего сырта, представляющего собой увалисто-волнистую равнину, расчлененную долинами балок на отдельные повышения - Сырты. Абсолютная высота общего Сырта заключена в пределах от 50 до 128 метров. Вершины водоразделов возвышаются над балками на 20-45 метров, водоразделы пологими и слабоволнистыми склонами переходят в ложбины и балки. Особенно пологи восточные склоны. Они менее перерезаны ложбинами и промоинами. Эрозионные процессы на них не проявляются. На склонах водоразделов (северной и восточной экспозиции) наблюдаются процессы смыва. Склоны водоразделов и ложбин южной экспозиции еще интенсивнее подвержены эрозии и на них встречаются уже средне и даже сильносмытые почвы. Восточная часть территории хозяйств, представлена широковолнистой равниной, слаборасчлененной ложбинами стока на ряд водораздельных участков. Склоны различны по протяженности и крутизне. Глубина балок 5-10 м, дно обычно изрезано глубокими промоинами. Равнинные участки слабоволнистые, нередко пересекаются лощинками. Пойма реки Деркул сложена аллювиальными слоистыми породами легкого механического состава, на которых сформировались аллювиальные слоистые почвы. Почвы. Почвенный покров ТОО ”Уральская сельхозопытная станция” представлен каштановым типом почв с выделением подтипа темно-каштановых почв. Основной почвенный покров представлен зональными темно-каштановыми нормальными почвами, которые сформировались на выравненных участках рельефа. Почвенный разрез этих почв представлен следующим образом: Горизонт А0 (0-5 см) сероватого цвета, рыхлый, тяжело-суглинистого механического состава, густо переплетен корнями, вскипает с поверхности; Горизонт А (5-28 см) буро-каштанового цвета, рыхлый, тяжелосуглинистого механического состава, ореховатой структуры, имеет гипсовый налет; Горизонт В1 (28-40 см) светло-каштанового цвета, плотнее предыдущего, тяжело-суглинистого механического состава, ореховатой структуры, изредка встречаются карбонатные пятна, имеет гипсовый налет; |