Научные аспекты оптимизации возделывания зерновых культур в системе зернопаровых севооборотов Нижнего Поволжья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.01, доктор сельскохозяйственных наук Захаров, Петр Яковлевич

• Захаров, Петр Яковлевич
• доктор сельскохозяйственных наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор сельскохозяйственных наук Захаров, Петр Яковлевич

посевы озимых культур пересеваются на площади 200.300 тыс,га (в отдельные годы до 600,,,7000 тыс.га) по причине отсутствиянормально развитых всходов и гибели растений в период зимовки.Б результате продуктивность пашни остается низкой и по выходу зерна составляет 0,6,.'Л,0 т/га,

Поэтому цель работы заключалась в разработке новых технологических приемов возделывания зерновых культур на основе стабилизации гу-мусного состояния и повышения противозрозионной устойчивости почв, улучшения условий для формирования равномерных всходов озимых и их перезимовки,снижения удельных затрат энергии на производство зерна и увеличения урожайности на 10,,Л2%,

Новизна выполненных исследований заключается в разработке нового орудия для создания землерастительного мульчирующего слоя при почвозащитной обработке почвы,а также в установление эффективности других систем мульчирующей обработки почвы по природным зонам региона. Кроме того,впервые предложен- ряд конструктивных дополнений к трубчатым сошникам и клиновидным каткам стерневой сеялки,обеспечивающих заделку семян озимой пшеницы на оптимальную глубину и во влажный слой почвы в случае просыхания верхнего десятисантиметрового слоя почвы и наличия землерастительного мульчирующего слоя на чистых парах.

Разработана новая искусственная преграда для метелевого потока, обеспечивающая раннее и равномерное отложение снега на посевах озимых культур,что улучшает условия зимовки растений и повышает их продуктивность,

Принципильные схемы почвозащитного орудия,устройства для трубчатого сошника и снегозадержания защищены авторскими свидетельствами N 1530108,1605909 и 687164.

Применение в системе севооборотов усовершенствованных технологических приемов увеличивают урожайность зерновых культур на 6,5., .9,12 и повышает противоэрозионную устойчивость поверхностного слоя почвы;обеспечивает ежегодное накопление гумуса в метровом слое почвы 1,2. .2,1 т/га и снижает удельные затраты энергии на производство одного килограмма зерна на 6,5.10,0%.

М а т е р и а л ы эксп.ер и м е н т а льно-тео р в т и ч е с к и х и с с л е д о в а. н и й я в и л и с ь основанием для включения новых орудий в научно обоснованные системы ведения агропромышленного производства Волгоградской и Астраханской областей на 13 пятилетку.Концепцию развития систем сухого земледелия Волгоградской области на ландшафтно-зкологической основе до 2010 года и Систему ведения агропромышленного производства Волгоградской области на 1936,.,2010 гг.

- 4

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава I,СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МУЛЬЧИРУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ТЕХНИКИ ПОСЕВА ОЗИМЫХ КУЛЬТУР И ПРИЕМОВ СНЕГОЗАДЕРЖАНИЯ

IЛ.Значение плоскорезной обработки в почвозащитном земледелии засушливых регионов

1.2.йгроландшафтное обоснование мульчирующей обработки почвы

1.3.Состояние изученности вопроса и проблемы получения всходов озимых культур на чистых парах после летней засухи

1.4.Особенности формирования снежного покрова и совершенствование приемов накопления и равномерного распределения снега на посевах озимых культур

Глава 2, ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ ПО ИЗУЧЕНИЙ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

2.1. П о ч в е н н ы й п о к р о в Н и ж н е г о П о в о л ж ь я и э к с п е р и м е н т а л ь ных участков

2.2.Климатические и агрометеорологические условия природных зон региона

2.3.Изменения агрометеорологических факторов в годы проведения исследований 54 Выводы

Глава 3, ОБОСНОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ МУЛЬЧИРУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ

ПОЧВЫ

3.1.Обоснование параметров, обеспечивающих оценку сущест-• вукщих и разработку нового орудия для мульчирующей обработки почвы

3.2,Цель,программа и общая методика исследований

3.3,Агротехнические условия проведения полевых опытов

3.4,Результаты экспериментальных исследований 78 3.4.1 .Оценка к а ч е с т в а р а бот ы нов ы х п о ч в о о б р а б а т ы в а нз щих орудий и результаты расчета зродируемости поверхности почвы

3,4.2,.Действие почвообрабатывающих орудий на изменение структурного состояния обрабатываемого слоя почвы

3.4.3.Влияние насыщающих мульчирующих обработок на противозрозионную устойчивость поверхностного слоя почвы в системе севооборота

3.4.4,Регулирование сложения обрабатываемого слоя путем механического воздействия новых почвообрабатывающих орудий

3,4,.5,Водопроницаемость средне- и тяжелосуглинистой светло-каштановой почвы в зависимости от сложения обрабатываемого слоя 116 3.4.6.Фо рмиров ание в одн ого р е ж има ра зличных почв региона в зависимости от приемов зяблевой обработки почвы 12^ 3,4,?.Влияние различных систем мульчирующей обработки на питательный режим почв региона

3,4,8,Влияние насыщающих почвозащитных обработок на накопление органических остатков и гумусное состояние светло-каштановой почвы

3,4,9,Засоренность посевов и поражение болезнями растений в зависимости от способа мульчирующей обработки почвы

3,4,10.Особенности общего водопотребления зерновых культур по зонам региона 1?!

3.4.11.Структура урожайности зерновых колосовых культур и результаты биометрического анализа растений 1?

3.4.12.Урожайность зерновых колосовых культур и продуктивность зернопаровых и парозерновых севооборотов

3.4Л3.Физические и биохимические показатели качества зерна

Выводы

Глава 4,ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЗУЛЬТАТЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ТЕХНИКИ ПОСЕВА ОЗИМЫХ КУЛЬТУР НА ЧИСТЫХ ПАРАХ

4Л,Влияние агрометеорологических условий и влажности почвы на полевую всхожесть озимой пшеницы

4.2.Обоснование агротехнических критериев и результаты совершенствования трубчатого сошника для повышения качества заделки семян 4.3,Эффективность посева озимой пшеницы через сухой гп-; 1 о и

0/1Р с, ~х и

О 9 О ь ' с а I о поверхностный слой почвы во влажный на чистых парах в засушливой зоне 252 Выводы

Глава 5.ВЛИЯНИЕ КУЛИС НА СНЕГОНАКОПЛЕНИЕ,СОХРАННОСТЬ Й ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

5 Л„Задачи,общая методика,агротехнические и агрометеорологические условия изучения кулисного пара

5.2.Результаты экспериментальных исследований 264 5,2Л.Характеристика кулис и их влияние на водный и пищевой режим черного пара

5.2.2.Формирование снежного покрова.Влияние кулис на перезимовку озимой пшеницы

5.2.3.Водный и питательный режим почвы.Засоренность и наличие вредных организмов в посевах

5.2.4.Структура урожая;урожай и его качество в зависимости от ширины межкулисных полос Выводы

Глава 8.РАЗРАБОТКА ПРЕГРАДЫ ДЛЯ СНЕГОЗАДЕРЖАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ

ЕЕ ИСПЫТАНИЯ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

6 Л .Теоретическое обоснование параметров новой преграды для ветрового потока

6 Л .Результаты экспериментального исследования аэродинамических и снегозадерживающих свойств преграды

8.3,Снегозадерживающая способность новой преграды в полевых условиях и урожайность озимой пшеницы 287 Выводы

Глава ?.БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

1 Л, Эксплуатационно-технологические и экономические показатели работы МТА при различной системе мульчирующей обработки почвы 291 7.2.Результаты энергетической оценки технологии возделывания зерновых культур по природным зонам и в зависимости от почвозащитных приемов мульчирующей обработки почвы 294 7, 3 .Биоэнергетическая оценка усовершенствованной техники посева озимой пшеницы и "Устройства для снегозадержания"

15 т!гГ и и Ь О д й.

Прцпонир КЫЙПЛМ и Ь .1 ! и и П Ш Ь и 1А и V д й о V ч; ояьгамрипоимы ппгшчапястрд! ягш курппрчм? чпр т ь .110 и Ьидпций и г и п о и и Д о 1 и о Д JI л и 11 ь Д г ы! /1Л а и и

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научные аспекты оптимизации возделывания зерновых культур в системе зернопаровых севооборотов Нижнего Поволжья»

Более 70% валового сбора зерна Российская Федерация производит в засушливых регионах,среди которых ведущее место занимает Поволжский экономический район,Ежегодный валовой сбор зерновых культур за 1986,,,1992 гг. здесь достиг 24,8 млн.тонн, что составляет 40% от его производства в засушливых зонах и 24,2% от общего количества по РФ [1,23.Поэтому дальнейшее повышение продуктивности и устойчивости земледелия в этом районе относится к одной из важнейших государственых задач в системе мер по развитию сельскохозяйственного производства.

В рассматриваемом экономическом регионе наиболее сложным в земледельческом отношении является Нижнее Поволжье,которое образуют территории Волгоградской и Астраханской областей»Республики Калмыкии (Хальмг Тангч),В растениеводческой отрасли сельскохозяйственного производства зерновое хозяйство занимает одно из ведущих направлений, Среднегодовой валовой сбор зерна за 1986,. . 1992 гг, составил 18,8% от уровня экономического района и достиг 4,7 млн. тонн,тогда как агроклиматические и почвенные условия не совсем благоприятны для произрастания зерновых культур.

На фоне высокой теплообеспеченности территории имеет место недостаточное атмосферное увлажнение. Причем,засушливость возрастает с северо-запада на юго-восток [3,4,53.Используя в качестве критерия увлажненности территории гидротермический коэффициент (ГТК) и его различные пределы,предложенные С.й. Сапожниковой [31,следует отметить,что из 6,6 млн.га неорошаемой пашни расположены^ засушливой зоне (ГТН=1-0,7) - 1,9 млн,га,в очень засушливой (ГТК=0,?-0,4) - 4,1 млн,га и в сухой (ГТК=0,35-0,40 ) -0,6 млн,га,Таким образом,более чем на 70% площади пашни лимитирующим фактором для роста и развития зерновых культур является влага»Кроме недостаточной увлажненности, на продуктивность возделываемых зерновых культур существенное влияние оказывают суховеи,вероятность их появления колеблется от 33 до 95%, а число дней с различной степенью интенсивности суховеев может достигать 120,Отрицательное их влияние проявляется в различные фазы вегетации культур и приводит к резкому нарушению водного баланса растений [3],

В Нижнем Поволжье почвенный покров представлен большим Р а з н о о б р а з и е м т и п о в п о ч в I ч е р н о з е м ы, к а ш т а. н о в ы е п о ч в ы, б у р ы е пустынно-степные почвы,солонцы,Причем,солонцевые почвы расположены в зональных почвах в виде пятен от 5 до 25% и вместе с черноземными и каштановыми почвами образуют комплексный характер почвенного покрова.Кроме этого, в почвенном коллоидном комплексе зональных почв может содержаться от 5 до 20% обменного натрия,что придает им разную степень солонцеватости,ведет к потере почвой структурных свойств и распылению. [6 3.Площадь пашни с почвами солонцовых комплексов составляет около 3,0 млн, га,что составляет от 7143 тыс,га земли в обработке 42%,

Слабая гумусированность,небольшая мощность гумусового горизонта, преобладание физической глины и плохие водно-физические свойства почв требуют улучшения и обязательного учета при совершенствовании технологических приемов возделывания зерновых культур.

Несмотря на то,что распаханность территории небольшая и составляет 40% от площади сельскохозяйственных угодий,обрабатываемые земли в зоне подвержены в сильной степени эрозионным процессам, среди которых преобладает дефляция,Площадь пашни,подверженной эрозии составляет 4,2 млн, га,в том числе ветроэрозионной пашни- 2,7 млн,га или 37,6%, В результате неблагоприятного воздейства на- почву воды и ветра происходит деградация почвенного покрова и при этом снижаются почвенные ресурсы: происходит обеднение почвы гумусом, ухудшаются агрохимические и физические свойства.

Таким образом,засушливость климата,плохие водно-физические свойства почв,деградация почвенного покрова вследствие эрозионных процессов и интенсификации сельскохозяйственного производства являются главной причиной неустойчивого характера земледелия.

Для повышения эффективности и устойчивости, прежде всего, зернового производства, в зоне сухих степей и полупустынь в настоящее время осваиваются разработанные научными учреждениями Российской Академии сельскохозяйственных наук системы земледелия [7,8,3],Это один из факторов роста урожайности зерновых культур и валового сбора зерна в зоне сухих степей и полупустынь,По сравнению с периодом 1981,, , 1985 гг.,в среднем за 1986. 1990 гг. урожайность зерновых культур увеличилась в 1,5 раза,а ежегодное производство зерна возросло на 21„8%,В целом продуктивность пашни увеличилась с 0,5? до 0,7 т. с 1 га севооборотной площади или на 22,8%Сприложение 1).

В результате освоения систем земледелия получили распространением засушливой зоне - зернопаропропавшая,в крайне засушливой - зернопаровая и в сухой зоне - парозерновая системы зем л ед ел ия.В н ауч н о о боен о в а нн ы х с и с т е м ах,пом и м о г и д р от е х н ич еск их и агролесомелиоративных мероприятий, ведущими и реальными агротехническими приемами смягчения неблагоприятного воздействия засухи и плохих воднофизических свойств солонцовых комплексов являются чистые пары,как наиболее влагообеспеченный предшественник, и почвозащитная влагосберегающая обработка почвы,Отсюда в структуре пашни и посевных площадей произошли существенные изменения:увеличилась площадь чистых паров и существенно сократились посевные площади зерновых культур.Так,до освоения систем земледелияСсреднее за 1981,,Л В85 гг.) чистые пары в Нижнем Поволжье занимали 851,5 тыс,га или 13,2% от пашниСприложение 2),а в период освоения (среднее за 1986., ,1990 гг.) она увеличилась до 1438,4 тыс,га или 20,2% от пашни,При этом,сократилась посевная площадь зерновых культур с 4030,? тыс.га до 3184,8 тыс,га или на 21,02Г2Л 1,12ЛЗ,14 и 15].

Вторым наиболее существенным приемом создания более благоприятных почвенных условий для роста ,развития и продуктивности зерновых 8 парозерновых севооборотах с учетом почвенно-климатических условий каждой зоны разработана система основной обработки,сущность которой заключается в сочетании отвальной,плоскорезной и минимальной обработки почвы,Зто в значительной степени придало системам земледелия почвозащитную направленность.

На легких почвах и в парозерновых звеньях осваиваемых севооборотов на зональных почвах для защиты почв от эрозии и губительного воздействия засухи применяются основные элементы почвозащитного земледелия,которые были разработаны под руководством академика А,И, Ба-раеваЕ16 3.Они позволяют не только предотвратить ветровую эрозию, но и получить стабильные урожаи зерновых культур в засушливые годы,Высокая эффективность почвозащитной системы обработки почвы подтверждена исследованиями под руководством автора на супесчаных почвах Волгоградского Заволжья[17 3.

В технологии возделывания зерновых культур при почвозащитной системе земледелия Нижнего Поволжья плоскорезная обработка чистых паров является основным видом обработки почвы,которая предусматривает выполнение следующих технологических операций:лущение жнивья игольчатыми боронами БИГ-3 при минимальном угле атаки на глубину 5,,,.8 см и основная обработка стерневых фонов (зяби) культиваторами-плоскорезами глубокорыхлителями (КПГ-2-150, КПГ-250) на глубину 25 .,,27 см,В результате удается сохранить на поверхности почвы 60--70Х стерни.

Однако, созданный в предыдущие годы комплекс противоэрозионных машин и орудий для плоскорезной обработки почвы не полностью отвечает зональным особенностям и агротехническим требованиям,особенно

-lino эффективному рыхлению плотных почв.Культиваторы-плоскорезы глубокорыхлители не обеспечивают качественных показателей на тяжелосуглинистых почвах,

В хлебном балансе Нижнего Поволжья озимые культуры являются вед у щ и м и п р о д о в о л ь с т в е нны м и з е рновы м и к у л ь т у р ам и.П о эт о м у у ро в е н ь производства и его устойчивость определяется главным образом их продуктивностью,Вместе с чистыми парами они составляют основу парозерновых звеньев,которые занимают от 40 до 75а севооборотной площади [?,8,9 Л83.В результате удельный вес зерна озимых в валовом сборе зерновых культур составил в средни за 1986.Л993 гг. -60,42,а в отдельные годы,например в 1988 г - 70ЛШ53.

За последние годы, в связи с освоением систем земледелия/улучшен с о став п р е дiест в е нн и к о в п о д о з им ы е кул ь туры.Они с т али воз д е лы в а т ь с я преимущественно по лучшему предшественнику - чистым парам.Однако,несмотря на "идеальный" предшественник,процесс формирования оптимальной густоты продуктивного стеблестоя,особенно озимой пшеницы,осложняется низкой полевой всхожестью семян и неблагоприятными условиями зимовки растений. Для получения требуемой густоты всходов приходится увеличивать норму высева семян, что приводит к дополнительному ра-сходыванив высококачественного зерна озимой пшеницы,

Изреживание посевов происходит в результате гибели растений преимущественно от вымерзания [3,4], Поэтому площади пересева из-за слабых всходов осенью и гибели растений в осенне-зимний период составляет более 30%, Например, в 1994 году было пересеяно озимых только в Волгоградской области ЗЗОтыс.га или 28,0% от площади посева. Хотя современные районированные сорта озимой пшеницы обладают высокой устойчивостью к комплексу неблагоприятных факторов[20,2 Í,22]

Безусловно ущерб, связанный с частичной или полной гибелью пшеницы, компенсируется тем, что площади погибших посевов пересевают яровыми культурами и тем самым восстанавливают, в определенной степени, недобор зерна,В то же время закономерно возникает вопрос о возможной допустимости столь больших и ничем не оправданных потерь, Это особенно важно в связи со значительным удорожанием стоимости семян, топлива и трудовых затрат,

В целом освоение зональных севооборотов,с учетом оптимального насыщения их чистыми парами, почвозащитной системы обработки почвы и интенсивных технологий возделывания зерновых культур, позволило решить ряд задач растениеводческой отрасли в Нижнем Поволжье, В то же время, помимо положительных результатов, на этапе увеличения антропогенной и техногенной нагрузки привело к потере ресурсовосстановления и средовосстановления агроландшафтов.

Увеличение площади чистых паров, хотя и до оптимального размера, повысило эрозионную опасность пашни, так как поверхность без растительности обладает очень низкой противоэрозионной стойкостью [231, Особенно на чистых парах получила большое развитие ливневая эрозия, Продолжает снижаться плодородие почв[243, так как ежегодные потери гумуса от эрозии и от минерализации остаются высокими и значительно превышают темпы почвообразовательного процесса.

Среди отрицательных последствий следует выделить сокращение ресурса почвенного покрова, снижение гумусированности и ухудшение свойств почв.

Несмотря на применение влагосберегающей технологии обработки чистых паров, в отдельные годы с летней продолжительной засухой складываются в посевном слое чистых паров неблагоприятные по увлажнению условия, которые не отвечают биологическим требованиям современных сортов озимых культур. В результате приходиться увеличивать глубину заделки семян, что резко снижает полевую всхожесть и затрудняет процесс формирования дружных и хорошо развитых всходов,

Озимая пшеница в зимний период подвергается отрицательному воздействию низких температур, В результате в отдельные годы посевы изреживаются из-за частичной или полной гибели растений, что ведет к снижению урожайности,

В связи с этим цель диссертационной работы заключалась в разработке систем мульчирующей обработки почвы, останавливающих деградацию почвенного покрова и повышающих биоэнергетическую эффективность возделывания зерновых культур в агроландшафтном земледелии Нижнего Поволжья, техники посева озимых культур через сухой слой почвы и искусственной преграды для снегонакопления.

Работа выполнялась в соответствии с Государственными программами ГКНТ СССР по решению важнейших народнохозяйственных проблем: Постановление ГКНТ N378 от 13,07,1984 г, и в соответствии с заданиями государственных,отраслевых и комплексных научно-технических программ

- 01,51,01:о,ц,032, и Т1.КОЗ.01 (номера государственной регистрации

- 01,83,0001461,01,83,0008738,003024),

Исследования проводились автором в период 1974-1992 гг. в Нимне-Волжском НййСХ и на его опорных пунктах:"Камышинском" и "Астраханском" Астраханской областиСс 1992 года Прикаспийский НИИ аридного земледелия) в должности заведующего лабораторией обработки почвы,ведущего научного сотрудника и и,о, заведующего отделом интенсивного земледелия и в качестве руководителя и ответсвенного исполнителя этих программ .Доля личного участия в исследованиях по разным проблемам оставляла от 75 до 100%,

Экспериментальная часть работы выполнена в трех почвенно-клима-тических зонах Нижнего Поволжья:степная зона черноземных почв (почва южный чернозем),сухостепная зона каштановых почв правобережье р. Волги (почва светло-каштановая,слабосолонцеватая) и полупустынная зона светло -каштановых и бурых почв Астраханской области (почва светло-каштановая, среднееолонцеватая).Производственная проверка проводилась в различных зонах Волгоградской,Астраханской областях и Республики Калмыкия,

В качестве объекта исследований приняты реакция почвы и зерновых культур в системе зернопаровых и парозерновых севооборотов при длительном воздействии новых почвообрабатывающих орудий и рабочих органов на почву,результаты изменения технологии заделки семян зерновых культур на чистых парах,а также процесс функционирования новой искусственной снегозадерживающей преграды на посевах.

Новизна выполненных исследований заключается в том ,что в зональном аспекте Нижнего Поволжья дана противозрозионная агротехническая оценка новых почвообрабатывающих орудий и рабочих органов для мульчирующей обработки почвы»разработанных автором и другими научными учреждениями ,имеющих почвозащитную и мелиоративную направленность,Выявлена реакция зерновых культур в системе зерновых севооборотов и определен уровень влияния их на плодородие почв длительного воздействия мульчирующей обработки почвы новыми орудиями;разработан способ и устройство для его осуществления при посевах озимых культур на чистых парах в экстремальных условиях,выявлена роль кулисного пара ,дано теоретическое и экспериментальное обоснование новой искусственной преграды для снегозадержания на посевах озимых культур,

Новизна предложенного почвообрабатывающего орудия и оригинального устройства (трубчатого сошника) и "устройства для снегозадержания " защищены тремя авторскими свидетельствами (А,С, N 1530108, N 1665303 и N 687164),

Установлена реакция культур на новый способ комбинированной обработки почвы и уровень их продуктивности в системе севооборотов. Обоснованы закономерности влияния новых орудий для мульчирующей обработки почвы на агрофизические свойства почвы,их противозро-зионную устойчивость и урожай зерновых культур.

Получены статистические характеристики качественных параметров влияния рабочих органов и характер создания шероховатости и вырав-ненности поверхности почвы.

Практическая ценность результатов работы заключается в том ,что исследования выполнены в НПО "Волго'радекое" в период 1974,, Л 992 гг. по тематическому плану научно-исследовательских работ и в соответствии с Государственной тематикой ГНПГ СССР (Постановление ГКПГ М 378 от 13,07,1984 г).а также в соответствии с заданиями государственных, отраслевых и комплексных научно-технических программ-0!,051.01, В результате подачи материалов во ВНТЙЦ разрабатываемым темам были присвоены следующие номера государственной регистрации:76048811» 76048814,76048815,01,83,0001458,01,84,0003024, 01,9,10019349,01,9. 10019350,01.84.0030241,01.83,0008738 и 01.83,000 1461,

Теоретические и экспериментальные исследования послужили основой для разработки научно-обоснованных систем ведения агропромышленного производства на 1991,, Л995 гг, в Волгоградской и Астраханской областях ,системы обработки почвы и технологии возделывания зерновых культур,

На основе исследований изготовлены макетные образцы орудия для почвозащитной мульчирующей основной обработки почвы,трубчатого сошника и устройства для снегозадержания,которые использовались при закладке полевых опытов и апробации в производственных условиях.

Предложения автора по законченным исследованиям вошли в раздел "Системы основной и предпосевной подготовки почвы" рекомендаций научно-производственной конференции "Пути повышения плодородия почв и рационального использования земельных угодий в Волгоградской области"[25],В рекомендации по возделыванию сельскохозяйственных культур в колхозах и совхозах Волгоградской области в 1979 г,[261,в раздел " Обработка черных паров" и в "Памятку по проведению весеннего сева в 1984 годуС2?З.В разделы "Система обработки почвы" и "Сроки сева,нормы высева и глубина заделки семян "-Практическое пособие по интенсивной технологии возделывания озимой и яровой пшеницы в Волгорадской области [283,в разделы "Системы обработки почвы" и "Технология обработки черного пара "- Технологические требования при внедрении научно-обоснованных систем сухого земледелия в колхозах и совхозах областиЕ293,в раздел "Система обработки почвы" - Памятка механизатору по освоению научно обоснованных систем сухого земледелия в колхозах и совхозах областиЕ303,В раздел "Растениеводство" книги "Научно обоснованные системы агропромышленного производства Волгоградской области на 13-ю пятилетку''.

Результаты исследований использовались при разработке "Научно обоснованные системы сухого земледелия Волгоградской области на 1980-1990 годы" и "Научно обоснованные системы земледелия Астраханской области", в частности таких разделов, как "Система обработки почвы", "Плоскорезная система обработки почвы на неорашаемых землях" и "Особенности технологии возделывания основных полевых куль тур"[8,9]. Результаты работы вошли составной частью "Концепция развития систем "сухого" земледелия Волгоградской области" на ландшафтно-зкологической основе до 2010 года'Ч 1995г) и "Система ведения агропромышленного производства Волгоградской области на 1996-2010 гг. "С 1997 ),

Основные положения работы уже использованы и могут быть учтены в дальнейшем при разработке проектов систем земледелия на агроландшафтной основе в Волгоградском и Астраханском землестроительных и проектно-изыскательских предприятиях института Южгипрозем, а также исследовательскими учреждениями Российской Федерации, в частности при совершенствовании перспективных приемов обработки почвы, посева озимых культур, снегозадержания.

Материалы исследований по совершенствованию процесса обработки почвы, посева озимых культур и снегозадержания, а также результаты испытаний новых орудий и устройств для их осуществления ежегодно обсуждались на Ученом совете Нижне-Волжского Научно-исследовательского института сельского хозяйства,докладывались на научно-практических и научно-производственных конференциях; "Совершенствование научного обеспечения и подготовки кадров для агропромышленного производства Волгоградской области" (Волгоград, 1993), и "Агрозкологичеекие проблемы рационального природоис-пользования и социально-экономического развития АПК Прикаспия "САстрахань,13-14 октября 1993 ), на совместном заседании кафедры "Земледелие", "Растениеводство" Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии в 1998 году.

Результаты экспериментальных исследований опубликованы в 50 научных статьях, в том числе в трех авторских свидетельствах на изобретение.

За разработку и внедрение систем сухого земледелия автор отмечен серебряной и бронзовой медалью ВДНХ СССР (Удостоверение N17316, постановление N229-4 и Удостоверение N39767 от 17,07,1987 г.), а также разработанная энерго- и влагосберегающая технология обработки чистых паров экспонировалась на выставке-ярмарке ВДНХ СССР в 1989 и

1990 годах номер экспоната соответственно 256 к 354 [32,333, В представленной работе лично автором разработаны и выносятся на защиту:

-обоснование принципов применения для мульчирующей обработки почвы новых орудий и рабочих органов с противоэрозионной и мелиоративной направленностью в различных почвенно-климатических условиях Нижнего Поволжья; реакция сельскохозяйственных культур на приемы обработки почвы в системе зернопаровых и парозерновых севооборотов ;

-разработка и создание нового комбинированного орудия для "полосной" обработки почвы,объединяющего одновременно щелевание и чизелевание; зависимость содержания влаги в посевном слое на чистых парах от гидротермических факторов весенне-летнего периода,как научно-практической основы применения посева озимых культур через сухой поверхностный слой почвы во влажный на оптимальную глубину заделки семян и результаты разработки технических средств для его осуществления; -теоретическое обоснование и разработка новой искусственной преграды для накопления снега на посевах озимых культур;

-биоэнергетическая оценка применения новых орудий в технологии возделывания зерновых культур в системе зернопаровых и парозерновых севооборотов ,

В течение всего периода проведения работ постоянное внимание и поддержку оказывал доктор сельскохозяйственных наук, профессор

А.Ф.Иванов

В проведении зкспериентов совместно с автором в разные годы принимали активное участие сотрудники лаборатории обработки почвы и севооборотов НВ НИИСХ О.Н.Гурова,Н,А.Дударев, ЕЛ1.Валетова,И.И. Смирнов,В,В,Рыжкова и В.А.Федорова,а также сотрудники лаборатории защиты растений С.П.Сафьянов,Г,й,Рязанова,

Н.Н.Фирсова и сотрудники ОПКТБ

Ф.А.Миллер

Д.В.Пулин,И.Б.Борисенко,

В ,В .Леонтьев.

Всем,кто содействовал проведению работы, благодарность. автор выражает глубокую

- 17

ГЛАВА Í,СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МУЛЬЧИРУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ТЕХНИКИ ПОСЕВА ОЗИМЫХ КУЛЬТУР И ПРИЕМОВ СНЕГОЗАДЕРЖАНИЯ

1,1. Значение плоскорезной обработки в почвозащитном земледелии з а с у ш л ив ы х р е г и о н о в

В системе агрогенных факторов, обеспечивающих создание наиболее благоприятных условий для роста ,развития и продуктивности зерновых культур,основная обработка почвы занимает одно из ведущих мест,Первое воздействие на почву рабочих органов почвообрабатывающих орудий под возделываемую культуру направлено на то,чтобы обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов.Поэтому выбор системы основной обработки почвы и ее эффективность зависит от почвенных и климатических условий,севооборота и биологических особенностей культур.

По данным исследований, урожайность полевых культур при прочих равных условиях зависит на 25% от обработки почвы,на 25% - от применяемого сорта и на 50% от вносимого удобренияЕ343.

Производство зерна в Российской Федерации и других странах мира сосредоточено преимущественно в засушливых и полузасушливых регионах,К таким регионам,специализирующимся на производстве зерна,относятся Поволжье,Северный Кавказ и Западная Сибирь РФ,степные районы Северного Казахстана,северная часть Великих равнин Сш'А,степная провинция Западной Канады и западная часть Австралии, Классическая отвальная система основной обработки почвы с ежегодным оборотом пласта на основе применения лемешных плугов различной конструкции способствовала значительному росту производства зерна,Однако опыт зарубежной и отечественной практики показал,что при использовании плугов проявляются такие негативные явления,как недостаточная производительность»высокая энергоемкость и большой расход топлива,образование "подпахотной подошвы", снижение противоэрозионной устойчивости почв и содержания гумуса, В зоне деятельности Нижне-Волжского научно-исследовательского института сельского зозяйства на отвальную основную обработку почвы расходуется от 35 до 40% дизельного топлива от общих затрат при возделывании сельскохозяйственных культур, Кроме того,систематическая глубокая зяблевая отвальная обработка способствует образованию так называемой "подпахотной подошвы",которая нарушает водно-воздумный решим почвы, снижает способность почвы к накоплению влаги. Применение на всех полях севооборота лемешного плуга способствует накоплению в почве эродируемой (менее 1 мм) фракции и снижает количество водопрочных агрегатов,

1,Б,Погорелый [351 делает вывод о том,что "тотальная "пахота уже,беспорно,относится к разорительному и дорогому анахронизму, недопустимо распыляющему почву.растягивающему сроки,сжигающему до 30% топлива,поглощающему 20% всех трудозатрат.

Анализ литературных источников показывает,что в засушливых зер-носеящих регионах мира, основными направлениями научно-технического прогресса зернового хозяйства явились паровые звенья и почвозащитные технологии возделывания зерновых культур с применением противоэро-зионных орудий,максимально адаптированные к зстремальным условиям. Почвозащитные технологии возделывания зерновых культур базируется прежде всего на применении различных приемов безотвальной обработки почвы для защиты ее от эрозии.Обработка почвы остается одним из важных факторов,обеспечивающих стабильность урожая в неблагоприятных условиях,В отличии от гидротехнических и лесомелиоративных мероприятий, агротехнические мероприятия более эффективны и менее дорогостоящие „отличаются легкостью применения. Поэтому ученые разных стран мира постоянно совершенствуют агротехнические методы,направленные на снижение отрицательного влияния эрозии на почвенное плодородие,улучшение окружающей среды и на повышение урожайности.

Исследование приемов противоэрозионной обработки почвы в районах ветровой эрозии Канады и СНА началось в 30-е годы,а внедрение в производство современных методов,получивших название "мульчирующая обработка",- с середины 50-х годов [36,37],Было обнаружено значительное повышение устойчивости почвы к эрозии при плоскорезной обработке" почвы,которая позволяла сохранять на поверхности достаточное количество послеуборочных остатков предшествующих культур.В качестве орудий для основной обработки почвы испытывались культиваторы-плоскорезы и культиваторы-глубокорыхлители.Однако для защиты почвы от водной эрозии наиболее эффективными оказались чи-зельные плуги и плуги-рыхлители.Кроме того, они обеспечивают большую экономию энергии.

Еше в 40-х годах в Канаде стали повсеместно внедрять безотвальную обработку с помощью чизельных плугов [38],В исследованиях,проводимых в штате Иллинойс (ОНА), чизелевание снижало потери почвы на 89% (2,5 т/га) после кукурузы в сравнении с обычной обработкой (18,5 т/га),Опыты университета в штате Айдахо (СНА) показали,что осеннее чизелевание повыщает накопление влаги со 144 мм на контроле до 173,5 мм на участке,где проводили осеннее чизелевание, а урожайность соответственно с 15,6 до 17,2 ц/га [393,При осеннем чизелевании почвы сохраняется достаточное количество растительных остатков для защиты почвы от эрози.Кроме того,мульча снижает уплотнение верхнего слоя,а нижележащие слои разуплотняются глубокорыхлителями:чизелем или плугом "Параплоу" [401,Наряду с повышением устойчивости почвы к эрозии чизелевание почвы положительно влияет на аэрофизические свойства пахотного и подпахатного слоев почвы.Поэтому чизельное рыхление рассматривают как мелиоративный прием обработки почвы [413, Возможна и обработка на глубину 5,14 и 30 см [42],При этом расстояние между корпусами 30. 40 см,а по другим литературным источникам минимальное расстояние между стойками должно быть 60 см, а высота рамы 75 см [431,

Однако при выборе направлений исследований следует учитывать не только достоинство,но и недостатки чизелевания почвы,

При рыхлении чизелем на поверхности остаются семена сорняков,что увеличивает засоренность посевов и зараженность вредителями [44,453.

Для уничтожения сорняков и предотвращения потерь почвенной влаги при мульчирующей (плоскорезной) обработке необходимо проводить многократные культвации.В пару в более засушливых районах (350-450 мм-осадков в год) пяти обработок почвы [46 3,а в более увлажненных (450600 мм)- 7-8 обработок [47,481.При таком количестве обработок,даже плоскорежущего типа,к концу парового периода заделывается почти вся стерня,Тогда как многочисленные исследования показали ,что для предотвращения ветровой эрозии почвы необходимо,чтобы на поверхности поля было равномерно распределено 1925-3300 кг/га послеуборочных остатков (соломы и стерни) на песчаных и супесчаных почвах и 8252200 кг/га-на тяжелых суглинках [493.

В нашей стране особенно сильное влияние на развитие теории и практики почвозащитной обработки оказали оригинальные работы Почетно г о ак ад е м ика -Т.С,Ма л ьц е в а,п р ед л ож ив ш е г о безотвальную обр абот к у п о-чвы [50].Например,в четырехпольном севообороте в течении трех лет в с п а ш к а н е п р о в о д и т с я. В м есто в с п а ш к и о д и н р а з п р о в о д я т г л у б о к у ю (4060 см) пахоту без оборота пласта,Ежегодно ведут дискование почвы на глубину 6-8 см.Таким образом,система основной обработки почвы по методу Т.С.Мальцева представляет собой чередование глубокой безотвальной и поверхностной обработки почвы,

П.К.Иванов [513 большое внимание в своих исследованиях уделил выяснению эффективности безотвальной обработки по методу Т.С,Мальце

-ва.На типичных,выщелочннх и обыкновенных черноземах с содержанием гумуса 7-ВХ безотвальная обработка пара оказалась значительно более эффективной ,чем отвальная.Безотвальная вспашка зяби под яровые культуры повышает засоренность посевов и, как правило ,дает более низкие урожаи по сравнению с глубокой отвальной;она может быть допустима лишь на чистых полях,

В дальнейшем наиболее полно принципы безотвальной обработки воплощены в системе почвозащитного земледелия,разработанной в бывшем НИМИ зернового хозяйства под руководством академика А,И,Бараева [52],В основе почвозащитной технологии возделывания зерновых культур лежит плоскорезная обработка почвы с сохранением стерни предшественников,которая позволяет не только прекратить и предотвратить ветрову эрозию,но и получать стабильные урожаи зерновых культур в засушливые годы [53],

Изучение процессов ветровой эрозии почв показало,что устойчивость почвы к ветровой эрозии зависит от двух факторов:содержание частиц размером более 1 мм свыше 60% от сухой массы в верхнем 0.5 см слое почвы и количества пожнивных остатков на поверхности,Плоскорезная обработка оказывает положительное влияние на оба фактора, что обуславливает ее высокую эффективность [53].

Плоскорезная обработка не только увеличивает ветроустойчивость почвенного покрова ,но и повышает влагообеспеченность почв за счет дополнительного снегозадержания и уменьшения испарения влаги.В результате ,по данным ВНЙЙЗХ.в степных районах Северного Казахстана и Западной Сибири при плоскорезной обработке урожайность яровой пшеницы выше на 2,5.,,3,0 ц с 1 га,а в засушливые годы на 7,0 ц с 1 га,чем при отвальной вспашке [54].

Системы плоскорезной обработки почвы и их эффективность подробно рассмотрены во многих работах [55,56,57,58,59,60,61,62]. для защиты почв от эрозии и губительного действия засухи изучением плоскорезной обработки в среднем Поволжье занимались многие научные учреждения.

За длительный период исследований установлено,что обрабатывая почву плоскорезами и оставляя на поверхности поля 70-80% стерни, можно задерживать снег первых снегопадов,больше накапливать его на полях.При этом почва промерзает на меньшую глубину и лучше впитывает талые воды,что позволяет повысить запасы влаги весной в метровом слое на 15-40 мм.Особенно значительная разница по запасам влаги в пользу плоскорезной обработки в засушливые годы [63,64,65,63], Следовательно, плоскорезную обработку почвы можно рассматривать как важный агротехнический прием в борьбе с засухой [6/1.Рядом исследователей установлено,что в годы благоприятные по увлажнению на стерневых фонах без применения гербицидов сорняков на паровых полях и в посевах сельскохозяйственных культур бывает значительно больше,чем по отвальной вспашке и преимущества безотвальной обработки резко снижаются [ 68,69,70,71 , 72 3 ,Так,по данным В.П.Иванова и й.И.Васецкой [713 засоренность после безотвальных обработок возрастает на 25.30%.

В литературе много противоречивых данных по содержанию питательных веществ в почве при длительном применении плоскорезной обработки. Рядом исследователей установлено уменьшение количества нитратов при бессменно''плоскорезной основной обработке [73,74,75,76 3.Некоторые авторы не отмечают разницы в содержании питательных веществ при применении безотвального рыхления в сравнении с отвальной обработкой [77,783.При длительном применении плоскорезной основной обработки почвы,особенно во влажнные годы,отмечается дифференциация пахотного слоя почвы по плодородию [75,79,80,81,82,83 3. ухудшение азотного режима почвы при систематической плоскорезной обработке почвы связано с тем,что наличие пожнивных остатков в верхнем слое стимулирует миклофлору почвы,которая для своей жизнедеятельности использует легкоподвижные формы азота.Кроме того,проявляется ингибирующее влияние мульчи за счет действия токсинов,содержащихся в растительном материале,что в свою очередь усиливает токсичность почвы,особенно в сырую и холодную погоду.Низкие температуры замедляют процесс превращения фенольных соединенений [84,85,86,873.

Эффективность влияния плоскорезной обработки почвы на урожайность возделываемых культур существенно изменялась в зависимости от почвенных и агрометеорологических условий,принятого севооборота,от предшественника и биологических особенностей культуры,под которую она проводилась.

Результаты исследований показывают,что многолетняя бесменная плоскорезная обработка обыкновенных черноземов снижает общую продуктивность севооборота на 8-10% по сравнению с отвальной вспашкой [883,

В шестипольном зернопаропропашном севообороте в южной части лесостепи Среднего Заволжья (Кинельская государствненная селекционная станция 400--450 мм осадков) в опытах И.Й.Чудановым [893 получено в среднем за 1967,,,1975 гг. на 1 га севооборотной площади зерна после ежегодной плоскорезной обработки 87,4 ц,а по обычной ежегодной вспашке всех полей севооборота 88,5 или на 1,1 ц/га меньше, В засушливые годы (136? и 1369 ) при'"'плоскорезной обработке получено на 6 ц зерна больше,чем при глубокой вспашке, В.А.Корчагин и И.Г.Карандаев [301, проведя опыты в аналогичных условиях, получили прибавку урожая ранних зерновых культур после плоскорезной обработки в засушливые годы при общем недостатке осадков в осенне-зимние и ранневесенние периоды,При достаточном количестве осенне-зимних осадков и благоприятном вегетационном периоде урожаи ранних зерновых культур не повышаются,В отдельные, особо влажные, годы урожаи снижаются.

Для повышения агротехнической роли чистых паров в лесостепной зоне зяблевую обработку их следует проводить плоскорезами-глубокорыхлителями [89,90],Н,С,Немцев [91] в подзоне черноземных почв Среднего Поволжья (Ульяновская государственная с.-х. опытная) установил увеличение выхода кормопротеиновых единиц на 2,2 ц с гектара по глубокой плоскорезной обработке почвы в сочетании с поверхностным лущением под озимые культуры,В пропашном звене севооборота плоскорезная обработка почвы эффективна только при сочетании ее со вспашкой,

Положительные результаты по исследованию системы плоскорезной обработки почвы получены в Саратовской области,На южных черноземах в полевых опытах П.К.Иванова [63] в среднем за 1969.,,1972 гг. кафедра земледелия Саратовского СХИ при плоскорезном рыхлении получила прибавку озимой ржи 3,7 ц с 1 гектара (по вспашке урожайность 15,2 ц/га),Урожайность яровой пшеницы за тот же период составила 7,1 на контроле и по плоскорезной обработке-!0,9 ц/га.В нормальные по увлажнению годы урожаи сельскохозяйственных культур при различных способах обработки почвы были одинаковыми, а в засушливые ' . по плоскорезной обработке больше,чем по вспашке.

Полученные результаты исследований П,К,Иванова подтвердил в 1978.,Л982 гг. А.И.Фиосов [873.который на южном тяжелосуглинистом черноземе в паровом звене черный пар - озимая пшеница-яровая пшеница установил практически равную урожайность озимой пшеницы по всем сравниваемым системам обработки почвы. Однако в острозасушливый год урожайность озимой пшеницы на 2,7 ц/га была больше по пару,обработанному плоскорезом. В среднем за три года (1980,,,1982) урожайность яровой пшеницы на фоне плоскорезной обработки хотя и не существенно, но ниже при отвальной обработке как на удобренном, так и на неудобренном фоне,В засушливые годы урожайность яровой пшеницы была выше по плоскорезной обработке. С «.!

Обобщай аналитический обзор литературных источников, следует отметить»что на тяжелых и средне суглинистых почвах засушливых регионов разработана система основной обработки почвы,которая основана на чередовании безотвальнойС плоскорезной) обработки с отвальной один раз в 3.4 года [92,33,94,95,86],

В зоне деятельности Нижне-Волжского научно-исследовательского института также получены определенные научные результаты применения плоскорезной основной обработки почвы,На Нижней Волге Нижне-Волжский НЙЙСХ (Волгоградская областная сельскохозяйственная опытная станция) начал изучать безотвальную (плоскорезную 3 почвозащитную обработку почвы с 1 965 года С97 3,кафедра земледелия Волгоградской сельскохозяйственной академии с 1966 года [98], в республике Калмыкия (Калмыцкий НИИ мясного скотоводства) с 1972 года [99 3 и в Прикаспийском НИИ аридного земледелия (бывший опорный пункт НВ НЙЙЙСХ) с 1980 года [100].

Профессор К.Г.IIIульмейстер в статье [101] в целях улучшения водного режима почвы чистых паров предложил применять для обработки почвы безотвальные плуги или плоскорезы,Причем,каждая система обработки почвы проявляет свое положительное влияние на урожай возделываемых культур лишь при ее проведении в рамках правильных севооборотов ,

В учебно-опытном хозяйстве Волгоградской сельскохозяйственной академии "Горная Поляна" в шестипольном зернопаропропашном севообороте профессор й,Н.Сухов [98] установил,что в среднем за годы исследований (1967,,,1970 гг.) плоскорезная обработка не снижала урожая сельскохозяйственных куль тур,хотя и не давала значительных прибавок. Наиболее целесообразным представляется применение плоскорезной обработки в паровом звене зернопаропропашного севооборота или в 4-5-польных зернопаровых севооборотах.

По данным Камьшинекой селекционной станции,в подзоне каштановых почв Поволжья наилучшие результаты в зернопаропропашных севооборотах получены при сочетании системы плоскорезной обработки с одной-двумя отвальными.Тогда как в целом за первую ротацию севооборота в среднем на двух полях отмечено снижение сбора зерна при постоянной плоскорезной обработке по сравнению с постоянной вспашкой [102],

Обобщая многолетние научные данные и результаты проверок в производственных условиях, Ф.Л.Козловцев [103] пришел к выводу о высокой экономической эффективности бесплужной обработки почвы с сохране нием стерни на поверхности,

В производственных условиях В.НЛаплыгин [1043 выявил эффективкость плоскорезной основной обработки черного пара в зернопаровых

ИОН

КОРОТКОЕОТД'1-ШХ (,3-4 поля) севооборотах,В среднем за три года урожайность озимой пшеницы составила на обычной вспашке 23,2,а на Фоне плоскорезной обработки -3i,Í ц/га»

Б степной зоне черноземных почв Нижнего Поволжья профессор И.С.Веденяпина ,Н.А.Бредихина,Ф.Л.Козловцев,С.А.Клупов и В.М.Молит-вин на основании микробиологических исследований установили более высокую биологическую активность почвы по плоскорезной обработке в засушливые годы.Плоскорезкая обработка,проводимая по пару ,снижает условную биологическую токсичность почвы,Под яровыми культурами плоскорезная обработка ведет к увеличению условной биологической токсичности почвы из-за ее свойств повышать в почве общее количество грибов и способности яровой культуры накапливать в почве грибы ингибиторы [1051.

П.Я.Захаров,В,Я,Ильченко и А.П.Луконин [1061 обобщили результаты изучения плоскорезной обработки почвы в почвозащитном севообороте на легких дефлируемых почвах Быковского опорного пункта НВ НЙЙСХ.Доказана необходимость ее применения на легких почвах,как основного средства защиты от ветровой эрозии,При этом урожайность озимой ржи при безотвальной и отвальной системе обработок почвы равная,

В 70-е и 00-е годы под руководством и непосредственном участии соискателя на тяжелосуглинистых черноземных и светло-каштановых почвах установлена эффективность безотвальной обработки почвы на базе применения плоскорежущих орудий в системе короткопольных парозерно-вых,зернопаровых и зернопаропропаашых севооборотов [107,108,109, ПОЗ,

Исходя из данных изучения почвозащитной системы обработки почвы в Нижнем Поволжье,.плоскорезная обработка, также как и в других регионах .имеет ряд преимуществ перед традиционной вспашкой:

- после основной глубокой плоскорезной обработки тяжелосуглинистых почв в реальных полевых условиях на поверхности поля сохраняется большая часть стерни предшествующих культур;

- на стерневой зяби возрастает шероховатость поверхности,усиливающая турбулентность ламинарного потока поиземного слоя воздуха: скорости

- з результате снижения^етра и зрозионноопасной Фракции в верхнем слое почвы 'увеличивается ветроустойчивость поверхности почвы;

- плоскорезная основная обработка с оставлением стерни создает лучшие условия для снегонакопления,увеличивает снегозапасы и тем самым способствует просачиванию и накоплению большого количества талой воды,что значительно улучшает водный режим почвы и на 20,,,25%

- 25 повышает влагообеспечекяость культур;

- основная обработка почвы плоскорезом повышает продуктивность зерновых культур в засушливые годы,а в нормальные по увлажнении годы урожайность этих культур на уровне отвальной обработки.

3 то же время при безотвальной обработке почвы плоскорезами-глу-борыхлителями следует отметит-ь ряд отрицательных моментов.

Систематическая плоскорезная обработка почвы увеличивает засоренность посевов.ухудшает азотный режим почвы и фитосанитарное состояние посевов.Под яровыми зерновыми культурами повышается токсичность почвы,Все это приводит к тому ,что урожайность зерновых культур резко снижается во влажные годы,Поэтому К.Г.Шульмейстер и другие ; А . Н . Сухов, П, Я ♦Захаров, В ♦ Я.Ильченко, В. В.Коновалова, для преодоления отрицательных действий засухи и поддержания продуктивности пашни на сравнительно высоком уровне считают неоходимым в системе принятых. севооборотов Нижнего Поволжья сочетать плоскорезную обработку с оставлением стерни с традиционной отвальной обработкой почвы [102, 11,112,113,1143.Комбинированная (плоскорезно-отвальная) обработка позволяет наиболее экономично использовать материально ценные ресурсы и увеличить доходность зернового производства,Однако при этом в системе севооборота увеличивается эрозионная нагрузка на пашню за счет сокращения площади,покрытой растительными остатками,

Таким образом,по результатам многочисленных исследований можно сделать вывод о противодефляционной эффективности плоскорезной обработки почвы,В то же время в ряде случаев при безотвальной системе обработки почвы увеличивается сток,почвозащитная эффективность резко снижается при низком скашивании культур,Все это усиливает водно-эрозионные процессы на различных участках рельефа и снижает пвотивозрозионную устойчивость почвы, особенно в системе агроландшафта,

1,2, А г ро ландшафтное обоснование мульчирующей обработки почвы

В связи с расширением сельскохозяйственного производства экологическую надежность природной среды определяют современные агроланд-шафты, в которых экологическую напряженность создают применяемые системы земледелия.

Несмотря на то, что в осваиваемых системах земледелия предусмотрен и осуществляется определенный комплекс противозрозионных и про-тиводефдяционных мероприятий, экологическое состаяние земель Нижнего Поволжья критическоеС115,1153, В этом регионе в перспективе вероятны кризисные явления!! 1171.

Сильное развитие эрозионных процессов в рассматриваемом регионе подтверждают данные таблицы 1,

Таблица 1,

Наличие эродированных земель и площадь павши, подверженная эрозионным процессам

Административные территории Эродированные земли е/х угодий Пашня,подверженная зрозии и дефляции тыс,га % водной ветровой

Т t Т р Г1 Ci i и b , 1 и "1 /о тыс.га %

В о л г о г радек а я о б ла с т ь 5000 57,1 4 ''<10 iof с ПРОДОЛ1 0 7 Г] с о , <■) ¡ение 2042 ■аблицы 1 35,0

А с т р а х а нс к а я об л ас т ь 1600 51,3 - - 70 20,5

Р е с п у б л и к а К а л м ы к и я 2700 44,2 182 18,9 564 58,5

Нижнее Поволжье 9300 50,5 1554 21,8 2676 37,6

На начало 90-х годов эрозия почвы и ее совместное с дефляцией проявление охватывает более 50% территории сельскохозяйственного назначения, причем удельный вес таких земель сельскохозяйственных угодий по отдельным территориальным единицам сравнительно одинаковый. Достаточно высокий процент и пашни, подверженной водной и ветровой эрозии-37,6% 0.ft.Аверьянов, В.М.Азовцев и й.Г.ЗыковЕ И53 объясняют критическое состояние почвенного покрова ускоренной эрозией, которая началась в Нижнем Поволжжье в связи со сравнительно недавним земледельческим освоением региона.

Ускоренное вовлечение земель в сельскохозяйственное производство привело к уничтожению естественной растительности степей. В настоящее время удельный вес пашни в регионе составляет 40,5%, Это соответствует допустимому уровню распаханности почв[1183. Однако по отдельным природным зонам Волгоградской области этот показатель в а р ьир у е т от 65,8 д о 76,1%(т а б л 2 ),

Существенные изменения коснулись и общей структуры пашни и посевных площадей .В регионе за десятилетний период увеличились площади эрозионно-опасной пашни,Так,площадь чистых паров возросла с 951,.6 тыс,га (среднее за 1981,,,. 1385 гг.) до 1540,8 тыс, га (среднее за 1986,,,1390 гг.) или в 1,6 раза,а площадь зерновых сократилась на 6,2%,

Таблица 2

Доля пашни в структуре сельскохозяйственных угодий по зонам Нижнего Поволжья Ш

А д м ин истрат ивна я те р рит о рия На 1 ноября 1980 г. По системам сухого земледелия на 1990 г. 1990 г. к 1980 г.

I, В олг ог р ад с кая о б лас т ь 66,7 69,5 +2,8

I.Астраханская область 12,6 14,1 + 1,5

III,Р е спу блик а Калмыкия 14,5 15,8 + 1,3

Нижнее Поволжье 39,0 40,5 + 1,5

Кроме того,по данным Волгоградского филиала института НЗжгипрозем МСХ РФ,в почвах Волгоградской области содержание гумуса уменьшилось за последние 20,,„30 лет на 0,6,,.0,3%,

В целом на зтапе освоения систем "сухого" земледелия увеличились антропогенные и техногенные нагрузки,что привело к снижению оесурсовосстановительных и средовосстановительных свойств агрофито-ценозов.Среди отрицательных последствий следует выделить сокращение ресурса почвенного покрова,потери питательных веществ и ухудшение свойств почв в результате уплотнения.

По данным В.П.Зволинского, многие из практикуемых приемов земледелия не обечпечивашт воспроизводство почвенного плодородия,приводят к истощению почв,их деградации С115].

Помимо таких природных факторов, как сложность и контрастность почвенного покрова,в Нижнем Поволжье на харктер варьирования ресурса почвенного плодородия оказывают влияние и местоположение участка в зависимости от рельефа местности.

Проведенное нами детальное обследование ложбинного водосбора экспериментального участка НВ НИИСХ показало,прежде всего, изменение по элементам рельефа массы гумуса в пахотном слое светло-каштановой почвы :тальвег-2,26%,на склоне южной экспозиции 1,77% и на склоке северной ориентации -2,14%.Твердость почвы варьирует в большей степени на склоне южной экспозиции.Здесь же меньше валового азота,Коэффициент варьирования урожайности ячменя в 1936 году составил 33,1%,

Разнокачественность почв по направленности и интенсивности процессов .формирующих свойства и режимы,в зависимости от рельефа и зродированнсти подтверждают и результаты наблюдений Г.А.Чуяна на т и п ич ны х ч ерн о з е мах К у р с к ой об ла ст и [1191.

Отсюда роль рельефа в варьировании величины урожая очень велика и с ост а в ля е т 40.70%, а в зав иси м ост и от эв од ир о ванн ост и п о чвы урожай может снижаться на 10.80% [118,1201.

Под влиянием рельефа формируется различная степень смытости верхнего гумусового слоя почвы,что существенно влияет на продуктивность возделываемых культур,

8 среднем урожайность сельскохозяйственных культур снижается на слабосмытых почвах на 10.20%,на среднесмытых почвах -на 30.,,40, на сильносмытых-на 50.60% по сравнению с урожайностью на полнопрофильных почвах [121].

Многочисленными исследованиями установлено,что в общем комплексе агрогенных факторов„препятствующих развитию эрозионных процессов, стимулирующих плодородие земли и рост урожайности зерновых культур, ведущее место принадлежит почвозащитной основной обработке почвы, Й.М.Шабаев вместо плоскорезной основной обработки эрозионноопас-ных земель предложил гребнекулисную обработку почвы поперек склона,которая обеспечивает локальное размещение стерни и пожнивных остатков в виде кулис [122],

В агроландшафтах черноземной степи Поволжья Кафарена В.й. и др. считают применение плоскорезов-глубокорыхлителей наиболее эффективно для основной обработки почвы под озимые культуры.Плоскорезная же обработка в агроландшафтах Заволжья эффективна под озимые и яровые культуры в сочетании со вспашкой в системе обработки почвы в севооборотах [123],

В условиях Нижнего Поволжья Г.Сурмач и В,Борец установили,что на склонах крутизной 4,,,6,5 град, плоскорезная обработка формирует несколько больший сток,чем на обычной зяби,что связано с повышенными влагозапасами в снегу и с наличием монолитов плотной слабоводопроницаемой почвы,что сужает фронт интенсивного впитывания. Несмотря на повышенный сток» защитная роль стерни способствует значительному уменьшению смыва (по твердому стоку)-48 против 12? кг/га. Урожайность ячменя в засушливом 1969 г, по отвальной вспашке составила 4,9 ц/га,по плоскорезной обработ-ке-6,9 ц/га;в 19970 г, соответственно -15,2 и 15,7 ц/га и в 1971 г,-10,5 и 9,7 ц/га [ 1241,

Н.Ф.Коробский считает,что ни один из почвозащитных приемов в отдельности не может полностью устранить потери почвы [125.1 .Для существенного снижения эрозионных процессов Я,й.Петрова указывает на необходимость дифференциации систем земледелия и противоэрозионной защиты с учетом различных категорий агроландшафта [126],

Поэтому.новый этап развития земледелия в настоящее время должен базироваться на формировании экологически сбалансированных агроландмафтов с учетом прежде всего допустимого уровня эрозионной нагрузки [1211. На основе ограничения эрозионных потерь почвы предполагается контролировать почвообразовательный процесс в современных агрояандшафтах и прежде всего гумусонакопление,как основного показателя плодородия почвы.Л.И.Храмцев считает,что основа ландшафтного земледелия-масса и качество гумуса [127],В связи с э т и м .совершенств овани е си с тем о снов но й об ра бот к и почвы н а ландшафт-ной основе заключается в необходимости воспризводства на поле,близкий к естественному.,процесс ■ почвообразования и создания таким образом условий для гумусонакопления [118 3, При ландшафтном подходе основное требование к системе основной обработки почвы заключается в том,что при ее осуществлении должно учитываться эрозионно-зкологическое состояние почвы по элементам рельефа и эродированносги,Отсюда возникает необходимость в дифференцированном подходе к использованию имеющихся орудий почвозащитного земледелия [128,129 3 с одной стороны,а с другой-реализовать принцип разноглубинно-минимальной обработки почвы [50,51,109,126,130,131, 132 , 133 3 ,Однако разноглубинно-минимальная система обработки почвы в районе совместного проявления ветровой и водной эрозии не всегда обеспечивает регулирование дефляционно-эрозионных потерь почвы, приостановление ее дегумификации и повышение продуктивности земель,так как не создает положительный мульчирующий эффект растительных остатков в зависимости от плотности сложения обрабатываемого слоя,

В основе формирования систем противоэрозионной обработки почвы нового поколения лежат такие нормативные показатели как водопогло-щение от стока и суммарная интенсивность смыва,

В равнинных агроландшафтах водопоглощение должно составлять 15,.,20 мм от стока,а суммарная интенсивность смыва почвы,расчитан-ная с зяби и черного пара,пои 25% обеспеченности стока талых и ливневых вод 2,5.5,1 т/га в год [118,1213,При такой слабой интенсивности смыва формируются слабосмытые почвы,

Б наибольшей степени агроландшафтным требованиям отвечает система мульчирующей обработки почвы,которая предопределяет универсальную защиту почвы и приближает культурный почвообразовательный процесс к естественному,При этом сохраняются пожнивные остатки не менее чем на 30/ поверхности почвы и 0,9 т/га при равномерно распределенной стерне [18,134,135 и 1363,

Основой мульчирующей обработки почвы является сочетание разноглубинных безотвальных обработок обрабатываемого горизонта и различным размещением растительных остатков на поверхности почвы С плоскорезная ,безо твальная,чизелевание,локальная,щелевая,поло сная).Для осуществления этих обработок рядом конструкторских организаций и НИМ созданы новые специальные органы и орудия:стойка СиБИМЗ,плуги рыхлители,чизельные плуги типа "параплоу",чизельные культиваторы, усовершенствованные плоскорезы-глубокорыхлители,щелерез-чизель Са,с,N1530108),

Однако в условиях Нижнего Поволжья перечисленные новые приемы почвозащитной обработки почвы в полном объеме не изучены.

Поэтому,цель настоящих исследований заключалась в обосновании эффективности различных способов мульчирующий обработки почвы в различных зонах региона,

1,3,Состояние изученности и проблемы получения всходов озимых культур на чистых парах после летней засухи Площадь чистых паров в Нижнем Поволжье в настощее время доведена до оптимальных размеров и составляет 21,3/ от пашни .Самые высокие и устойчивые к засухе урожаи среди зерновых хлебов обеспечивают ,озимые культуры при посеве по чистым парам [13/3,По урожайности они в 1,5.1,8 раза превосходят яровую пшеницу, а в засушливые годы, благодаря использованию осенне-зимне-весенних осадков,они обеспечивают получение зерна в два и больше раза [73.

Реализовать потенциальные возможности современных сортов озимых культур при возделывании их по лучшим предшественникам удается только в случае наличия оптимального продуктивного стеблестоя в посевах. С учетом зональной изменчивости природных факторов,например Волгоградской области,оптимальный продуктивный стеблестой озимой пшеницы составляет 450-500 штук на 1 кв.м [138 3,

М.С,Савицкий и М.Е.Николаев [1393 считают ,что критерием оптимальной густоты продуктивного стеблестоя,обеспечивающего наивысший урожай,является сочетание оптимальной нормы высева и соответствующей ей продуктивной кустистости.

Формирование густоты продуктивного стеблестоя сплошной процесс, так как во все периоды вегетации формирующие ее элементы,количество растений на единице площади и число побегов на одном растении изменяются С140,1413,Гла вным же фак тор о м в ее форми р о в ан ии яв л я е т с я г у с-тота стояния растений,которая,в свою очередь,определяется нормой высева,полевой всхожестью семян и выживаемостью растений за период вегетации [142,1433,

Ряд исследователей [144,145,148 3 в определении густоты стояния растений решающим фактором считают норму высева,В полевых же условиях количество взошедших растений всегда меньше количества высяенных всхожих семян,определяемые нормой высева .Отсюда следует вывод о том ,что на густоту стеблестоя и норму высева оказывает существенное-влияние полевая всхожесть семян,Поэтому М.С.Савицкий и М.Е.Николаев [139 3 полевую всхожесть семян рассматривают как элемент структуры урожая,а В.П.Никонов и др, [1473,а Б.П.Мартынов,И,С.Шатилов и др. [148 3 как элемент продуктивности растений.

По результатам полевых опытов Н.П.Васильева, А, Д,Мкуренко [1493, черный пар обеспечивает высокую полевую всхожесть озимой пшеницы • (79,,,89%) при всех сроках посева.

По результатам многочисленных исследований, даже при посеве озимых культур по чистым парам в условиях Нижнего Поволжья полевая всхожесть низкая [145,150,151,152 3,

П.Ф.Агапов [1453 установил полноту всходов озимой ржи по черноземной зоне 80,4%,каштановой-71,0% и светло-каштановой 61,3%.

П.В.Булычев [1503 определил,что полевая всхожесть семян озимой пшеницы по черному пару на светло-каштановых почвах составляет 59,0,,,75,2%,а по данным А.Й,Поповой [1503 при посеве в оптимальные сроки в зависимости от нормы посева полнота всходов этой культуры колеблется от 56,0 до 62,0%,В связи с гибелью 30,,40% семян,потери отборного зерна на каждом гектаре составляют 60,,,70 кг при рекомендованных нормах высева 4,0,,,4,5 млн, всхожих зерен на 1 га.

Полнота всходов изменяется под влиянием различных факторов -окраски и белковости зерна,качества посевного материала,гидротермического режима и объемной массы почвы,глубины и равномерности заделки семян,концентрации почвенного раствора [145,153,154,156,157,158, 1 59 3 .

Процесс прорастания начинается с набухания семян за счет поглощенка воды.Различными авторами установлено,что прорастание пшеницы наступет после того,как семя впитает 45.♦,50% воды - А.И.Носатовский [1531,а по данным П.Ф.Агапова [145] 31.,,35% воды.

Основными факторами,которые определяют величину полевой всхожести семян,по мнению А.Й.Носатовского [153],Дружченко A.B. и Н.К.Йшика [ 155],Б.И.Тарасенко С 156 3 ,В.В.Гриценко,3.М.Колошиной [ 157 3.H.H.Куле-шова,М.С.Апреловой [1583,В.Т.Седовой [1593,является влажность семенного ложа и температурный режим,Дружное и полное прорастание семян отмечается при оптимальной влажности ложа 60,.,70% полевой влагоем-кости и температуре на уровне 14,,.18 град, Цельсия,Ф.М.Пруцков [1603, Л.В.Горынин и др, [1813 указывают на то,что дружное и полное прорастание семян озимой пшеницы наблюдается при влажности около 90% от полевой влагоемкости и температуре 12,,,.20 град,Цельсия,

При влажности почвы 60,,.70% ПВ в посевном слое запасы продуктивной влаги должны составлять 10.12 мм (Листопадов И.Н,,1980 [1623) По данным й.й.Митрополенко [163 3,влажность почвы от массы должна рав'нятся 16. .18% .

З.Д,Адинья€,/з [ 1643 указывает на то,что потребление влаги семенами прекращается при влажности завядания растений,Однако по мнению А.Н.Климова и М.М.Повзика 165 3, семена начинают поглощать воду из почвы намного ниже коэффициента завядания,но в полевых условиях,особенно при высоких температурах и низкой относительной влажности воздуха, прорастание семян и появление всходов возможно при влажности почвы на 3.5% выше коэффициента завядания,Низкая начальная влажность черноземных почв Степи Украины порядка 14.15%(близкая к уровню недоступной) обеспечивает прорастание семянГ^для дальнейшего' роста проростков и,особенно, взрослых растений,недостаточная,

При благоприятном режиме влажности посевного слоя почвы прорастание семян пшеницы наступает при температуре 4,,.6 град.Цельсия,а полностью семена этой культуры прорастают при температуре 12,,.20 град,Цельсия [1533.Помимо метеорологических факторов и влажности почвы^ решении вопроса быстрого появления сильных и дружных всходов заданной густоты большую роль играет степень уплотнения посевного слоя,

Оптимальная плотность ложа для большинстве, культур и типов почв находится в пределах 1,1-1,3 г/см,куб, [185 3.

А,В.Дружченко [ 1 67 3 установил ,что самый короткий период "посев-всходы" для озимой пшеницы был при плотности посевного слоя почвы 1,2.1,25 г/см.куб. и самый длинный при плотности до 1,0 г/см,куб. При хорошей водообеспеченности быстрее всего всходы озимой ржи по черному пару появились при плотности посевного слоя почвы 1,09-1,12 г/см,куб,

Существенное влияние на полевую всхожесть оказывает глубина заделки семян и их распределение по профилю посевного слоя почвы,

Нормальной глубиной посева озимой пшеницы считается 5,,,6 см,а озимой ржи - 4,,,5 см СП,И,Подгорный,1963 ) [188],

В своих работах П,В.Баранников,3,Ф.Тюпаков [169],Н,М,Макрушин [170] ,51,В.Губанов,Н.Н,Иванов [171] установили снижение полевой всхожести семян при увеличении глубины их заделки.

Одна из причин большого различия между количеством высеянных всхожих семян и количеством всходов на единице площади,по результатам исследований П,В,Булычева [150],является неравномерное распределение семян по профилю посевного слоя почвы,Так, стерневая сеялка при регулировке сева на глубину 5,,,6 см создает следующую неравномерность заделки семян озимой пшеницы;0,.,2 см - 7%,2,.,4 см - 31/, 4,,,6 см - 57% и 6,.,8 см - 3%,

Н.ft,Кулешов,М,С,Апрелова [171],изучая причины гибели семян в зависимости от глубины их заделки,установили,что слой почвы до 3 см пересыхает после сева быстро,вследствие чего прорастание. расположенных в нем семян возможно лишь при дополнительном увлажнении, Многоярусность всходов они объясняют тем,что при существующей технике посева семена в почве по глубине распределяются весьма неравномерно ,

Кроме того, по данным Н.К.Ижика [172 3,прорастание семян в слое почвы до 3 см и более 8 см происходит неодинаково из-за различных • гидротермических и воздушных уровней.

Снижение полевой всхожести семян в полной мере не удается компенсировать увеличением количества высеянных всхожих семян,По мнению С,С.Сокоделова [1733,С.й.Лысенко [1743,увеличение нормы высева повышает неравномерность заделки семян по профилю посевного слоя,Так, например, при высеве 3,5 млн. всхожих зерен на 1 га семян на оптимальную глубину заделывалось 86,3%,а при высеве 6,5 млн, - только 76,7% высеянных семян [ 1 73 3 .По данным С,И,Лысенко [ 1743, количество семян,не давших всходов при увеличении нормы высева,увеличивается за счет уменьшения процентного содержания в слое 5,,,7 см и увеличения его в слое 0.5 см и 7,,,10 см.Значительную часть таких семян составляли набухшие и непроросшие.

В полупустынной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья П.Я,Захаров и И,И,Смирнов [1753 нашли ,что при посеве озимой ржи по черному пару полевая всхожесть семян при наличии в посевном слое (О, „ДО см) 9. .10 мм доступной влаги находилась в пределах 54.61,1%.В засушливые годы ( 1983 Л986 ),когда запасы доступной влаги в посевном слое по вариантам основной обработки не превышали 5,2.5,9 мм,полевая всхожесть озимой ржи снизилась до 33,2,,,48,9%, При низкой влажности семенного ложа и высокой температуре набухание замедляется,а иногда зерно перестает поглощать влагу .Проросшее семя в подобных случаях засыхает,но оно еще не гибнет:при повторном увлажнении снова начинает прорастать,Однако растения,развившееся из такого семени, бывают слабее [153],

Кроме того,набухшие и проросшие семена при длительном пребывании в почве с низкой влажностью расходуют много запасных питательных веществ на процессы дыхания,истощаются,плесневеют и поражаются различными болезнями,Несмотря на последующее дополнительное увлажнение,, значительная часть семян озимой пшеницы не дает всходов,вследствие чего посевы изреживаются [161,1651,

При недостатке влаги,что часто бывает на юге и юго-востоке,глубина заделки озимой пшеницы может увеличиваться до 8., ,10 см.Если почва подсохла на 10 см и глубже,то посев, делают в сухую почву на нормальную глубину 4,,.6 см.При этом возрастает опас.ность гибели неукоренившихся всходов,которые появляются после небольших дождей [158].

В Нижнем Поволжье засухи,создающие неблагоприятные условия для получения всходов озимых культур и их дальнейшего развития,часто возникают в августе и сентябре [161],В результате проводят "амбарный" сев озимых культур в иссушенный верхний слой почвы в расчете на то ,что выпадут дожди в послепосевной период.Однако осадку, в достаточном количестве для равномерного увлажнения посевного слоя выпадает редко.Продолжительное пребывание семян в-почве провоцирует их на прорастание за счет конденсации влаги,но проростки в дальнейшем нормально не развиваются.Формируются изреженные всходы и в основном в виде небольших куртин.По этой только причине ежегодно посевы озимых культур пересевают в регионе на площади 200,,.300 тыс,га,При этом безвозвратно теряется 30,,,45 тыс,тонн высококачественного зерна и на 20.,.30%,увеличиваются трудовые и энергетические затраты,

Исходя из этого, в задачу работы входило совершенствование вла-госберегающей технологии обработки чистых паров и техники посева озимой пшеницы,когда в силу большой напряженности агрометеорологических факторов в отдельные годы верхний десятисантиметровый слой бывает сильно иссушен.

1.4.0 собенности формирования снежного покрова и совершенствование п р и-емов накопления и равномерного распределения снега на посева}? озимых культур

Важным условием высокой эффективности парозернового звена черный пар-озимая пшеница в Нижнем Поволжье является успешная перезимовка посевов,Благополучная перезимовка озимых в Волгоградской области обеспечена в 60.,»80% лет [33,В 70% лет (от общего числа случаев гибели) озимые культуры гибнут в зимний период,что связано с холодной и малоснежной зимой [3,1763,По данным И,й,Гаруса и др. [1773 -в период 1943,,,1963 гг. зим с гибелью озимой пшеницы в размере более 20% посевной площади в Волгоградской ,Ульяновской областях и Татарский АССР было 20.,,26%.За последний тридцатилетний период в Волгоградской области от неблагоприятных сочетаний агрометеорологических факторов в холодное время года сплошная гибель более 50% растений озимой пшеницы была в 1903,1969 и 1972 гг. Пятнистый характер изреживания от 25 до 50% площади отмечался в 1964,1968 и 1976 гг.

Выступая на конгрессе генетиков,Н.П.Дубинин [1783 отметил,что в пределах рода пшениц еще не найдены нужные гены зимостойкости,поэтому существующие зимостойкие сорта озимой пшеницы часто вымерзают на Украине,Поволжье и других регионах.Как считает A.M.Шульгин [1793, процесс вымерзания связан с понижением температуры почвы в зоне узла кущения до критической.В,М.Личикаки [1803 установил для сортов озимой пшеницы средней морозостойкости на востоке и северо-востоке критическую температуру вымерзания от 19 до 20 град.Цельсия.В.А.Мо-исейчик [1813 пришел к выводу ,что вымерзание растений происходит, если минимальная температура на глубине узла кущения в течение двух суток понижается до градусов, равных и ниже критическх.

На территории области число дней с температурой -20 град/Цельсия и ниже при снежном покрове 0-5 см колеблется от 2 до 8 .Средние и абсолютные минимумы температуры почвы на глубине узла кущения сост-валявт -13 -17 град.Цельсия,До такого уровня температуры могут снижаться в болыенстве лет,тогда как по наблюдениям П.Г.Кабанова [ 1 82 3? температуры в зоне узла кущения от -4 до -8 считаются для озимой пшеницы желательными.

В целом для сортов озимой пшеницы на территории Волгоградской области температура почвы на глубине узла кущения бывает критической в 20.50% зим [33,

Таким образом,ведущий фактор гибели озимой пшеницы в Волгоградской области - вымерзание,обусловленное вредным влиянием на узел кущения растений низких температур,за счет часто повторяющихся опасных для этой культуры в сочетании минимальной температуры воздуха и недостаточной высоты снежного покрова.Из природных факторов,регулирующих в холодное время года температуру почвы,особое значение имеет снежный покров,По данным В,А,Моисейчика Е181]> теплопроводность его при плотности 0,20 и 0,30 г/см,куб, составляет 0,0003 и 0,0006 кал/С см;град,Цельсия:с) соответственной результате малой теплопроводности снежного покрова теплообмен между его поверхностью и почвой невелик,Охлаждение почвы уменьшается на 10,,,20 град,Цельсия и больше [1791.

П.Г.Кабанов [1821 установил,что оптимальные температурные условия для успешной перезимовки растений складываются при мощности снегового покрова 20-25 см,а по результатам Н.Н.Яковлева [183145-20 см.В рассматриваемой зоне средняя многолетняя высота снежного покрова 10.15 см СЗ].

Накопление снега значительно улучшает условия зимовки растений, Однако на ровной поверхности посевов озимых создается упорядоченный воздушный поток,При ламинарном потоке воздуха и сильном ветре с полей озимых снег сдувается,Для превращения ламинарного потока воздушных масс в турбулентный создают ветровые барьеры.

Наиболее простой способ создания барьера для ветра является выращивание на полях озимых высокостебельных травянистых растений [177,179,182,184,185,186,187,188,189].

По А.К.Дюнину [1881, кулисы из высокостебельных растений относятся к категории сезонно возобновляемых средств снегорегулирования. Однако А.Наволоцкий [189] считает ,что посев кулис на чистых парах до сих пор не нашел должного распространения,По стране в 1970 г, они были посеяны лишь на площади 1,8 млн,га,в 1971 г,-2,2 ,а в 1972-2 ,3 млн,га,В Волгоградской области ежегодно под кулисными парами 50 тыс,га,или 4% от общей площади чистых паров,

П,И,Скороходов [190] указывает на то ,что лучшим растением для кулис в Нижнем Поволжье является горчица сарептская.П.й.Разумов Г :1911 и А,Коряги [192] рекомендуют при высеве горчицы на кулисы весной сев озимых проводить вдоль рядков или под углом к ним,

П,И,Разумов [19П] считает ,что посев озимых поперек кулис проходит удачно лишь в том случае,если расстения в кулисах имеют высоту до полметра,но когда они вырастают до метра и более при поперечном посеве много кулисных растений помнется сеялкой,

Густота растений в кулисе должна быть такой »при которой сумма диаметров стеблей на одном погонном метре составляла не менее 20-25 см [1821,

Оптимальное направление кулис-поперек преобладающих зимних ветров .Исследованиями П.И.Разумова [191],И,Д.Копанева [133] и Н.Й.Мда-нова [194] установлено,что в рассматриваемой зоне кулисы следует распологать с севера на юг,так как перенос снега в зимние месяцы происходит преимущественно при юго-восточном и восточном ветре. М,Трусов [195] считает лучшим сроком сева горчицы на кулисы с 1 по 10 июня.При более позднем посеве растения не успевают одревеснеть и при первых заморзках полегают.

Конструкция кулис должна быть в виде узкой двухстрочной полосы с расстоянием между ними 3,8-7,2 м [1913.Из литературных источников [192,196,197] следует ,что оптимальное расстояние между кулисами 7,2-10 м или 8., .12 м,Существует мнение о возможном доведении межкулисных разрывов до 20 Н [198],Высота ветрозащитного барьера равняется средней высоте растений горчицы и это в наибольшей степени способствовала задержанию,накоплению снега и повышало сохранность растений после перезимовки на 13% [199], дополнительное накопление снега на кулисных парах обеспечивает прибавку урожая озимой пшеницы по данным П.Й.Разумова [1913 4,7.,,5, 9 ц с 1 га,П.П.Кабанова [2003-5,6 ц с 1 га,В.А.Потушанского [2013 11,0 ц с 1 га.Г.П.Сурмач и В.Борец [2623, на основании результатов полевых опытов в светло-каштановой подзоне Волгоградской области установили,что кулисы из горчицы совместно с щелеванием повышают урожай озимой пшеницы на 1,8,. .3,0 ц с 1 га.По результатам исследователей США Ад.Кристиан,Ф.Х.Сиддорей [2033 в Северной части Грейт Плейнд,постоянные барьеры высотой 120 см из сдвоенных рядов пырея с интервалом в 1,5 -2 м повышают урожай озимой пшеницы на 11%.

П.Г.Кабанов С1823,В,А,Потушанский [2043,А.М.Шульгин [2053 отмечают и отрицательныое влияние кулис на озимую пшеницу,Проявляется оно в использовании влаги и питательных веществ,в затенении растений ,повышении засоренности,увеличении вредителей,не рациональном использовании площади , особенно при узких межкулисных пространствах,На отложение снега оказывает влияние конструкция кулис.По данным В.А.Потушанского [2013,плотные кулисы из кукурузы и горчицы накапливают снег в самой кулисе и только при обильном снегопаде его запас пополняется к середине межкулисного пространства.

Чтобы обеспечить равномерное отложение снега в пространстве между кулисами,Г,С.,Колисниченко,В.Н.Молчанов [206*3 предложили пунктирно-прерывистую двухстрочную кулису из горчицы,В.П.Платонов [207] и В,П,Попов [208] считают,что без большого риска кулисные пары под озимые можно применять в районе с годовым количеством осадков не менее 350 мм.

На основной территории Нижнего Поволжья среднегодовое количество осадков менее 350 нм.Поэтому здесь помимо кулис предложены другие способы и средства снегозадержания.Прежде всего улучшить условия перезимовки озимых можно путем создания на поле валов из снега риджер-ными снегопахами,Однако на посевах озимых культур применение этого приема возможно лишь при высоте снежного покрова по В.Платонову [2073-15 см,а по В.Й.Кафарена [184] - 10 см.Такой толщины снежный покров достигает в Нижнем Поволжье чаще всего в конце февраля-начале марта [33.

Снегозадержание на основе создания неровной поверхности на поле при полосном прикатывании снега кольчатыми ,гладкими или деревянными катками было предложено В.П.Поповым [208 3,Главным условием выполнения этого приемаСВ,М.Кафарена и др. [184])является выпадение пушистого снега толщиной не менее 10 см,Однако в регионе часто бывают оттепели,после которых уплотненный катками снег превращается в притертую ледяную корку.

Преимущество перечисленных приемов снежной мелиорации заключается в применении средств механизации для ее осуществления,

Для эффективного воздействия на процесс ветрового сноса и отложения снега предложены снегозащитные и снегозадерживающие искусственные конструкции.

Так,Г.Аапбгеиз [209] предлагает легкую изгородь для защиты от снежных заносов полотна из плоской металлической сетки,на которой наложены пары полос из гибкого материала на некотором расстоянии одна от другой так,что сетка оказывается зажатой между полосами,а вдоль вертикальных боковых краев сетки расположены зажимные приспособления, соединенные при помощи гибких тяге заделанным в землш опорным столбом (пат. С1АЗ.347527 по классу Е01Г 7/02 от 17.10.1967),

Также известен барьер для защиты от снежных заносов [210] (пат, Франции 2180263 по классу Е01Р 7/00 от 13 апреля 1972 года), предствляющий собой сетку из скрещивающихся полос ткани,которые образуют одинаковые ячейки правильной формы,деформирующиеся благодаря отсутствию креплений в местах скрещивания полос,Такая конструкция позволяет удерживать снежный поток,частично пропуская его сквозь ячейки по мере накопления,предотвращая разрушение.

Эта конструкция не обеспечивает равномерного отложения снега,так как не создант условий для спрямления вихревых струй,создаваемых порывом ветрового потока в целом за преградой,Эти условия отсутствуют в силу того ,что гибкие пластины ограничены в подвижности в местах соединения и равномерно чередуются с просветами по всей высоте легкой изгороди.

Кроме того,при гололедных образованиях из-за наличия сетки в просветах между гибкими сплошными пластинами значительно возрастает плотность изгороди,что ограничивает ее применение как средств равномерного отложения снега на полях.

Таким образом, в приведенных конструкциях предпринята попытка использования более легких гибких материалов при изготовлении барьеров для метелевого потока.

Для задерживания и накопления снега рекомендованы искусственные преграды в виде деревянных щитов,Например,решетчатый щит для подвижных ограждений с рамой [211 ],зарешеченной главным образом вертикальными планками,причем планки щита,начинающиеся попеременно то от нижнего,то от верхнего горизонтальных поясков,не доведены до соответс-венного противоположного пояска так,что образуют в среднем поясе щита наиболее частую,а в верхнем его поясе наиболее редкую решеткуСа. с,N24892 по классу Е01Р 7/02 от 2.09.1929 г.).

Однако по заключению А.К.Дюнина [1881, - щит ,как средство сне-урегулирования,на больших пространствах неперспективен вследствие необходимости применения ручного труда и дефицита материала в степных районах.К аналогичному выводу пришли и авторы работы [177 3, Чтобы получить равномерное отложение снега требуется на один гектар примерно 80 щитов.Даже при их высокой просветности ( 75-80%), для их изготовления требуется около 0,4 куб.м досок С1771.При больших площадях озимых хлебов,например в Волгоградской области 1,2-1,5 млн,га,такой расход пиломатериалов является нецелесообразным. Кроме того, сроки снятия щитов приурочены к полному сходу снега,К этому времени верхний слой почвы оттаивает,что ведет к механическому травмированию растений озимых хлебов колесами или гусеницами тракторов.

По данным статистического управления сельского хозяйства, гибель сортов озимой пшеницы средней зимостойких и морозостойких ежегодно наблюдается на площади 50. 100 тыс,га,а в отдельные годы в рассматриваемом регионе посевы этой культуры гибнет на площади 600.700 тыс,га,Поэтому вопрос об улучшении условий зимовки растений является актуальным.В то же время из результатов анализа литературных и патентных источников следует вывод о том ,что в Ниженем Поволжье роль кулисных чистых паров в вопросе повышения сохранности посевов и урожая современных интенсивных сортов озимой пшеницы изучены недостаточно .Поэтому соискателем [212] в 1373—1976 гг. проведены полевые исследования по определению эффективности кулисных черных паров пои ранне-летнем посеве горчицы сарептской на кулисы.Кроме того,на основании результатов разработана искусственная преграда однократного действия для снегозадержания, новизна которой защищены авторским свидетельством N 687104 [213]. 41

Заключение диссертации по теме «Общее земледелие», Захаров, Петр Яковлевич

Выводы

По количеству лет с острой засухой,средним и влажным типичные условия пои проведении полевых опытов были на южном черноземе и на

- 57 светло-каштановой среднееолонцеватой почве.

Рост и развитие зерновые культуры проходили при более благоприятном сочетании агрометеорологических условий на светло-каштановой слабосолонцеватой почве,За девятилетний период полевых исследований отмечен недобор очень засушливых и средних по увлажнении лет. В то же время более чем в 2 раза увеличилось количество лет с ГТК более 1,3.Особенно следует выделить период с 1987 по 1991 годы, когда за сельскохозяйственный год сумма осадков превысила нормальный показатель в 1,5 .2,8 раза.

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ МУЛЬЧИРУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

3.1. Обоснование п а р а м е т р о в , о б е с п ечивающих разработку н о в о г о о р у д и я для мульчирующей обработки почвы

Правобережье реки Волги по характеру проявления эрозионных процессов и особенностям проведения почвозащитных мероприятий в Поволжье представляет зону совместного проявления водной и ветровой эрозии. На территории сложный и контрастный почвенный покров, а возникающие засухи в весенне-летний период практически ежегодно оказывают свое губительное действие на рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур,

Перечисленные особенности имели большое значение в нашей работе при обосновании критериев для разработки технологий и подбора технических средств для почвозащитной обработки почвы.

Ежегодные потери от ветровой эрозии на почвах с легким механич-ским составом в рассматриваемом регионе-4.,5т почвы с гектара, а в годы пыльных бурь потери возрастают в несколько раз, Среднегодовые потери почв от стока талых вод составляют: на зяби-3.,,4т с гектара, а в отдельные годн-8.,,14: на уплотненной пашне со слабым растительным покровом(озимые, многолетние травы,непашь ,.6, в отдельные годы-28,.,30т. Сток ливневых вод уносит с паровых и пропашных полей в среднем за год 1,5.3,0 т почвы!1223,

По данным А,И,Шабаева,суммарная интенсивность смыва,расчитанного с зяби и черного пара,составляет 4,5.,7,0 т почвы с гектара в год.В то же время А,Н,Каштанов и другие, обобщая материалы по водно-эрозионным потерям почвы, пришли к выводу о том, что средневзвешенное значение нормальнойСгеологической) эрозии при поверхностном стоке 35 мм составляет 0,5т/га в год[121,483,

Следовательно, в Правобережной части Нижнего Поволжья фактические величины потерь почвы от эрозии превосходят естественную убыль почвы от геологической эрозии более чем в 10 раз.

Ученые ВНМАЛМИ1226 3 предложили оценивать противозрозионные приемы по величине предельно допустимого среднегодового смыва( т/га.) в зависимости от типа почв, степени их смытости и характера материнских пород: южный чернозем и светлокаштановые несмытые-среднесмытые 2,0-1,5т/га в год. При этом показатель поверхностного стока талых вод с уплотненной пашни и зяби составляет 36.,19мм. Ежегодные потери в 2,От/га почвы в год существенно не влияют на биологическую продуктивность, В связи с этим, разрабатываемые приемы мульчирующей зяблевой обработки почвы должны обеспечивать ее высокую противозро-зионную устойчивость и на сравнительно ровных территориях со слабос-мытыми почвами обеспечивать водопоглощение 15-20 мм стока!227 3,

Задержание талых вод и уменьшение смыва почвы на зяби и черных парах обеспечивает применение глубокой обработки почвы поперек склона, При увеличений глубины обработки на 1см сток сокращается на 1,5.,,4мм; углубление вспашки на ВсмСс 20,.,22 до 28,.30см) уменьшает сток на 12,.,32мм, при этом урожайность культур возрастает на 2,,,3ц/га [228]. Однако во влажную осень, когда каштановые почвы и черноземы тяжелого механического состава заплывают, эффективно позд-неосеннее глубокое безотвальное рыхление зяби или щелевание,

В большинстве пахотных почв Нижнего Поволжья складывается дефицитный баланс гумуса, происходят невосполнимые его потери вследствие недостаточного поступления в почву органических веществ.

Основу структуры пашни систем земледелия в засушливых и полузасушливых районах составляют чистые пары, где в первую очередь за счет интенсификации механических обработок идет дегумификация почвы. По данным В.И.Кирюшина, в паровых полях потери гумуса достигают 1,5-2 т/га в год и нередко сопровождаются накоплением нитратов в почвогру-нтахПЗЗЗ. В других полях севооборота минерализация гумуса до 1 т/га связана с формированием урожая зерновых культур,

В условиях,приближающихся к естественному почвообразованию, как указывают Н.А.Каштанов, Ф.Н.Лисецкий и Г.И.Швебс, средняя скорость формирования гумусового горизонта зрелых почв невелика: 0,4.0,0 т/га (черноземы и темнокаштановые почвы) и 0,2 т/га светдо-каштано-вые или соответствено для слабо- и среднесмытых почв 0,03 и 0,02 мм/год[229].Отсюда регулирование органического вещества почв является одной из задач зяблевой обработки и при благоприятном воздействии следует ожидать повышения почвенного плодородия и устойчивости земледелия при неблагоприятных погодных условиях,

Анализируя данные, Н.А.Попов показал, что на уровнь эффективного плодородия системы' обработки почвы оказывают свое действие в меньшей степени, чем удобрения. Тогда как на потенциальное плодородие глубокие обработки почвы оказывают существенное положительное влияние[229],

Н.А.Каштанов и другие в работеИЗЗЗ указывает на то,что в США под почвозащитной обработкой понимают любую обработку (технологию), при которой сохраняются пожнивные остатки не менее, чем на 30% поверхности почвы (сокращается водная эрозия) или там, где доминирует ветровая эрозия, сохраняется 0,3т/га, По результатам исследований для предотвращения ветровой эрозии почвы необходимо,чтобы на поверхности поля было равномерно распределено на глинистых почвах 1,2-2,2 т/га послеуборочных остатков.

Многочисленными исследованиями отечественных ученых установлено, что для придания почвенному покрову ветроустойчивости необходимо на поверхности, после прохода почвообрабатывающих орудий, оставалось 60-80/ стерни,а количество эродируемой фракцииСменее 1мм) в слое 0,,,5 см не превышало 26/,В зависимости от степени распыления верхнего слоя требуется для защиты почвы определенное количество стерни/Наибольший эффект гю защите почвы достигается тогда,когда остается после основной обработки почвы не мнее 100 стернинок на квадратном метре [2301,Кроме того 5чем больше комковатость (почвенные отдельности более 1 мм) слоя 0.5 см,тем меньше требуется стерни для ее защиты от вредного влияния ветра.

Из литературных источников следует,что возвращение пожнивных остатков в виде стерни и частично половы является эффективным приемом борьбы с засухой,эрозией почвы и рассматривается в комплексе с приемами основной обработки почвы.

П.Й.Фаст в своей статье пишет об "органической" защите почв от засухи путем создания на поверхности поля постоянной мульчирующей подстилки из растительных остатков [231],

Обработка почвы без оборачивания пласта способствует образованию на поверхности почвы слоя мульчи из растительных остатков,защищающих ее от разрушительных ударов дождевых капель,талых вод и ветра,повышающих амортизационную способность почвы противостоять уплотняющему действию машин и орудий [232],

Противоэрозионная эффективность мульчи крупностебельных растительных остатков на склонах изучалась В.Н.Мануловым и Е,И,Василенко [232],Авторы пришли к выводу о том,что на склонах поверхностные мульчирующие обработки должны обеспечивать сохранение 3,0.3,6 т/га мульчи на поверхности.

Положительный мульчирующий эффект растительных остатков при глубокой плоскорезной основной обработке можно считать доказанным.

Для осеннего глубокого рыхления почвы с максимальным сохранением стерни и других пожнивных остатков после колосовых предшественников серийно выпускаются плоекорезы-глубокорыхлители и культиваторы-плоскорезы глубокорыхлители(КПГ-250а„КПГ-2-150 и др,)[ 233 3 .

В то же время, к концу 80-х и в начале 90-х годов появились работы, в которых дается обоснование технологии мульчирующей обработки

С: *

- и i почвы на основе применения вновь созданных почвообрабатывающих орудий и рабочих органов.

Прежде всего в севооборотах рекомендовано применять, частично заменяя отвальную вспашку лемешными плугами или плоскорезную обработку плоскорезами-глубокорыхлителями, для рыхления почвы без оборота пласта лапу подрезную ЛП-0,35 (стойку СибИМЗ) [8,233,234,235,236]. Однако только в отдельных работах В,П,Зволинского[166],Е.Т.Дегтяревой!; 2363, П. Я, Захарова!! 237], В. М, Кононова!! 2383 доказана высокая эффективность применения этого орудия на основной обработке почвы под зерновые и кормовые культуры на Нижней Волге.

Кроме этого, повышенный интерес в последние, годы проявляется к такому приему противоэрозионной и консервирующей обработки почвы как чизелевание почвы[35,239,240,241,242,243,244,245,246,247],

Изучение и развитие чизельной обработки почвы вызвано поиском путей повышения производительности труда, снижения расхода топлива, устранения вредных последствий уплотнения почвы, сохранения и накопления плодородия почвы, повышения урожайности сельскохозяйственных культур,

Особенность чизельной обработки состоит в глубоком рыхлении почвы с недорезом пласта по ширине захвата и образованием неразрушеных гребней над дном борозды и разрыхленного слоя почвы над гребнем, Б,В,Тр уфан о в[2 3 91 рекомендует глубокое чизелевание на глубину 20,,. 45 см проводить при основной обработке почвы, используя для этих целей чизельные плуги-глубокорыхлители, При этом, по степени перемешивания разрыхляемой почвы чизелевание превосходит плоскорезную обработку, но уступает отвальной пахоте. Количество стерни, сохраняемой на поверхности почвы после чизелевания,составляет около 60%, что вполне достаточно для защиты почвы от ветровой и водной эрозии,

Н,К,Никуда и другие[232] считают, что эффективным приемом в борьбе с эрозией является оставление на поле 2т/га пожнивных остатков в сочетании с осенним чизвдеванием.

Чизельные орудия, по сравнению с обычным плугом,дают почти на 30% экономию топлива и на 70 ,,,80% снижают эрозию почвL245J.

По данным КубНИЙТиМ[ 242 3, производительность при основной обработке почвы с применением чизельного плуга ПЧ-4,5 повышается на 54,6% ,при меньшем на 34,5% расходе топлива по сравнению с плугом ПЛН-5-35, агрегатируемым с трактором Т-150К.Однако в наибольшей степени устраняет недостатки, имеющие при пахоте, плуг-рыхлитель пара-плоуСотечественный аналог ПРПВ-5-50),

При всем многообразии систем почвозащитной обработки в CIA ochoвным признаком является здесь оставление на поверхности почвы послеуборочных остатков и сохранение их возможно дольше. Действующая с 1383 года классификация включает следующие системы почвозащитной обработки: мульчирующую, полосную, нулевую или прямой посев, гребневую и сокращенную. Вся поверхность поля при мульчирующей обработке затрагивается с использованием чизелей, полевых культиваторов, плоскорезов и т.д.[248]. Борьба с сорняками осуществляется сочетанием механической обработки почвы и применением гербицидов.

Глубокое чизелевание проводят на большую глубину с целью рыхления почвы, для улучшения водопроницаемости и углубления корнеобитае-мой зоны[249].

Исходя из зарубежных данныхС 240,244,245] и результатов испытания опытных образцов почвообрабатывающих машин[242,247,250,251,252,254], можно выделить способ основной обработки почвы, требующий наименьшие энергозатраты. Это глубокое рыхление без оборота пласта с применением плуга-рыхлителя, оборудованного рабочими органами типа "пара-плод", которые позволяют разрушить "подпахотную подошву", обеспечивают значительное повышение производительности и снижение погектарного расхода топлива.

Применение "параплоу" эффективно в районах с недостаточным увлажнением.Под воздействием растягивающих и изгибающих усилий, оказываемых наклонным рабочим органом на обрабатываемый почвенный пласт, образуются многочисленные изломы и трещины, пронизывающие пласт в вертикальном направлении и выходящие на поверхность почвы,По образовавшимся трещинам быстрее просачивается избыток воды с поверхности в нижележащие почвенные горизонты, где она накапливается.

В период избыточного увлажнения - осенние осадки, таяние снега и т.д. происходит сток осадков, их застаивание на поверхности почвы и непродуктивные потери на испарение. Следствием этого является развитие эрозионных процессов, ухудшение роста корневой системы и растений, вымокание посевов. Обработка почвы орудием "параплоу" позволяет осуществить дренаж почвы, сток с поверхности почвы избыточной влаги по образовавшимся разломам и трещинам и последующую ее аккумуляцию.

Водная эрозия поверхности почвы является серьезным последствием стока воды в период обильного выпадения осадков. Наиболее эффективным решением этой проблемы является уменьшение поверхностного стока в результате увеличения инфильтрации и придания поверхности почвы такой пористой структуры, которая обеспечивает максимальное проникновение воды в почву без стока. Устранение водонепроницаемых слоев, производимое орудие "параплоу" и образование на поверхности почвы сети многочисленных трещин и разломов позволяют снижать на 85-90% поверхностный сток по сравнению с отвальной обработкой, способствуют просачиванию поверхностной воды в глубь, ее накоплению и последующему потреблению растениями в критические периоды засухи и недостаточного увлажнения.

Исследования, проведенные в различных зонах Нижнего Поволжья , показали высокую эффективность мульчирующей чизельной обработки, в частности орудием типа "параплоу"[2553,

Максимальная мобилизация зимних осадков является одной из основных задач земледелия Нижнего Поволжья, С целью повышения водопроницаемости почвы заменяют основную отвальную обработку шелеваниемСглубоким безотвальным рыхлением). Увеличение водопроницаемости на щеле-ваемых участках объясняется более пористым сложением почвы в зоне щели и меньшей ее объемной массой!!256 , 257 3,По данным Н.И.Картамыше-ва, В.А.Порядина, В,М.Солошенко[2573,при щелевании почвы через 70 см на глубину 40,.,45см почти в 2 раза уменьшается сток талых вод и более чем в 5 раз сокращается смыв почвы, на 23ц/га повышается урожайность зеленой массы кукурузы.

Круть В,М,и другие[170,2583 пришли к выводу о том, что в степной зоне Украины, где гидротермический коэффициент во время парования 0,8.0,9(в отдельные годы 0,3), при минимальных способах, включая и щелевание, обработки черного пара экономия горючего составляет 8,,Л9кг/га.

Для нарезки щелей используется большое количество экспериментальных и серийно выпускаемых щелевателейСГР-2»7;Щ-1 конструкции донского СХЙ, РС-1,5; ЩН-2-140 и др.), а также комбинированные агрегаты - плоскорез щелеватель ПИ1-5П1!1-3[ 233 ,257, 259, 260 3 , Приведенные технические средства образуют вертикальную полость - щель различных параметров .

Однако на тяжелосуглинистых почвах щелевание не обеспечивает достаточную деформацию почвы, несмотря на глубокое ее прорезание, В результате щель быстро заиливается, в ней создаются ледяные пробки,что снижает ее эффективность по влагонакоплению.

Отмеченные недостатки послужили П.Я.Захарову основой для разработки нового комбинированного орудия для щелевания - чизелевания почвы а.с, N 1530108.

Таким образом, на основании обобщения и систематизации экспериментальных данных отечественного и зарубежного опыта,можно сделать вывод о том, что для осуществления безотвальной почвозащитной основной обработки почвы с оставлением на поверхности растительных остатков в настоящее время созданы новые конструкции орудий и рабочих органов(лапа подрезная - стойка СибИМЭ[262 3; чизельные плуги с наклонными стойками типа "параплоу"[263,2643; чизелъный культиватор [ 265 3 ;щеле'рез-чизельС261 ]), Эти орудия по сравнению с обычным плугом и плоскорезами - глубокорыхлителями повышают противоэрозионную устойчивость почв, дают большую экономию топлива, обеспечивают рост производительности труда и не снижают урожайность возделываемых культур.

Однако в зональном аспекте Нижнего Поволжья выполнен небольшой объем исследований, касающихся установления эффективности новых приемов мульчирующей обработки почвы и технических средств ее механизации, особенно в системе парозерновых и зернопаровых севооборотов, Зто предопределило необходимость проведения полевых опытов по изучению новых противоэрозионных орудий для мульчирующей обработки почв в засушливых условиях региона,

3.2.Ц ель, программа и общая методика исследований

Цель работы заключалась в адаптации существующих и новых технических средств для осуществления мульчирующей основной обработки почвы, обеспечивающей повышение противозрозионной устойчивости почвы, рост урожайности зерновых культур, снижение энергозатрат и стабилизацию факторов почвенного плодородия.

Поставленная цель достигнута, путем поэтапного решения следующих задач;

- обосновать почвозащитную мульчирующую обработку почвы в системе зернопаровых и парозерновых севооборотов для различных природных зон региона;

- адаптировать существующие и разработать новые технические средства для осуществления мульчирующей технологии обработки почвы;

- определить характер деформации почвы при воздействии новых противоэрозионных орудий и рабочих органов и их влияние на эродируемость и эрозионную устойчивость почвы;

- установить закономерности изменения агрофизических свойств почвы, накопления и сохранения влаги, пищевого режима, засоренности и вредных организмов;

- выявить особенности влияния вариантов обработки почвы с различным размещением растительных остатков на поверхности почвы на изменение факторов почвенного плодородия;

- определить реакцию культур, продуктивность севооборотов,агро-экономическую и биоэнергетическую эффективность возделывания зерновых культур в зависимости от применяемых новых орудий и рабочих органов для мульчирующей обработки почвы. При изучении принятых объектов использовали лабораторный и полевой метод исследования. Для получения объективной сравнительной оценки действия новых технологических приемов воздействия на почву,рост и развитие растений, урожайность зерновых культур и его качество закладывали полевые краткосрочные'! Згода) и многолетние/ более 4лет) од-нофакторные и многофакторные, опыты в системе рекомендованых севооборотов [8,9],

Программа и методика исследований были разработаны в соответствии с требованиями стандарта предприятия [268] и на основании рекомендаций литературы и планирования экспериментовС26?],

Полевые эксперименты проводили в севооборотах с различной ротацией в зависимости от почвенно-климатических условий природных зон региона, где продолжительность парования составляет 12 месяцев (табл,9),