«НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД КУЛЬТУРЫ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ НА РАЗЛИЧНЫХ ТИПАХ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНОГО И ВОСТОЧНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ ...»

Данные трехлетнего цикла исследований при возделывании озимой пшеницы по кукурузе на силос с применением различных систем основной обработки почвы, в т. ч. и «нулевой» допосевной, свидетельствуют об увеличении плотности почвы по «нулевому» варианту после посева в сравнении с отвальной вспашкой на 0,05 г/см3, запас продуктивной влаги в период весенней вегетации ниже на 12 мм, засоренность к уборке выше на 28 %. Анализ урожайности и экономические расчеты показали, что на фоне применения фунгицидов (з/ф) и без их применения (без з/ф), лучшим приемом основной обработки почвы под озимую пшеницу после кукурузы на силос является дисковое лущение на глубину 8–10 см, при этом превышение урожайности в сравнении с «нулевым» допосевным вариантом составляет 0,31 (без з/ф) и 0,11 т/га (з/ф), себестоимость продукции по «нулевому» варианту увеличилась на 0,11 (без з/ф) и 0,082 руб./т (з/ф), а рентабельность снизилась на 54, (без з/ф) и 38,5 % ( з/ф).

Вопросы о способах, глубинах и периодичности проведения основной обработки почвы изучались В.М. Рындиным (1976, 1977, 1983) совместно с В.И. Селецким (1977), В.И. Шлыковым (1986) и М.В. Криулиным (1990) на заложенном ими в 1972 году стационарном опыте по оптимизации систем основной обработки почвы. Схемой опыта предусматривалось изучение в семипольном севообороте (занятый пар – озимая пшеница – озимая пшеница – гречиха – озимая пшеница – подсолнечник – яровая пшеница) чередования различных способов основной обработки (отвального, безотвального, мелкого, поверхностного) и глубины основной обработки почвы, а также периодичности их проведения под отдельные культуры на черноземе обыкновенном среднесуглинистом [Кузыченко, Хвостов, Артамонов, 2003].

Установлено, что в годы с летне-осенней засухой в полях, занятых озимой пшеницей, на вариантах с поверхностной обработкой почвы в осенний период накапливалось больше продуктивной влаги в слое 0–100 см на 7– 12 мм в сравнении с мелкой и обычной вспашкой. В полях яровых культур (подсолнечник, яровая пшеница) четкой зависимости между способами основной обработки и водным режимом в почве не установлено, однако, как показывают исследования, на вариантах с поверхностной обработкой в сравнении со вспашкой водопроницаемость почвенного профиля за час наблюдений снижалась в 1,6–2 раза, оставаясь достаточно высокой (2,8 мм/мин).

Различные системы основной обработки почвы оказали определенное влияние на изменение плотности сложения пахотного слоя, особенно в горизонте 10–20 см. Так, после основной обработки в период ухода в зиму плотность почвы по отвальной отработке на 20–22 см составила 1,04 г/см3, по безотвальному рыхлению на 20–22 см – 1,12 г/см3, по поверхностной обработке на 6–8 см – 1,18 г/см3. Перед уборкой этот показатель имел значения соответственно 1,17, 1,22, и 1,30 г/см3, т. е. увеличение плотности по безотвальному рыхлению и поверхностной обработке в осенний период в сравнении с отвальной вспашкой составило соответственно 0,08 и 0,14 г/см3, а перед уборкой соответственно 0,05 и 0,13 г/см3. Причем наибольшее уплотнение почвы в слое 10–20 см к уборке отмечается на варианте с поверхностной обработкой (6–8 см) по всем полям севооборота и составляет 1,28–1,31 г/см3.

Анализ урожайности культур севооборота показал, что отмечается тенденция к несколько более высокой продуктивности культур севооборота при чередовании обычных отвальных с поверхностными обработками почвы под отдельные культуры севооборота в сравнении с контролем (постоянная отвальная вспашка) – увеличение составляет 3,4 %. Наибольшее снижение продуктивности культур севооборота в сравнении с контролем (вспашкой) отмечается при систематической поверхностной обработке и при чередовании безотвальных и поверхностных обработок. В среднем по культурам снижение по сравнению с контролем (вспашкой) составляет соответственно 12,3 и 8,4 % [Адаптивные ресурсосберегающие... 2006].

Расчеты биоэнергетической и экономической эффективности различных систем основной обработки почвы в севообороте показали, что комбинированная система обработки почвы с чередованием обычных отвальных обработок с мелкими или поверхностными под отдельные культуры севооборотв позволяет снизить энергозатраты на 26,8 %, а затраты труда на 22,3 %.

По результатам исследований установлено, что на черноземных почвах зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края рекомендуется комбинированная система обработки почвы в севообороте с чередованием отвальной вспашки на глубину 20–22 см с мелкой на 6 – 8 см или поверхностной обработкой на 10–12 см под озимую пшеницу после занятых паров и непаровых предшественников, при этом под 2-ю озимую пшеницу и подсолнечник – вспашка на 20–22 см. Эти положения нашли свое отражение в книге «Основы систем земледелия Ставрополья» под общей редакцией академика РАСХН В.М. Пенчукова и д-ра с.-х. наук Г.Р. Дорожко, где в разделе «Система обработки почвы в условиях Ставрополья» четко обозначены способы и глубины основной обработки под отдельные культуры севооборотов [Кузыченко, 2005].

Поэтому в настоящее время речь должна идти о правильных критериях выбора систем обработки почвы и их оптимизации с использованием машин нового типа, в том числе комбинированных агрегатов и почвообрабатывающих посевных комплексов, адаптированных к технологиям, обеспечивающим необходимые оптимальные условия для растений в конкретных почвенно-климатических условиях.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты проводились в Центральном Предкавказье на черноземе обыкновенном на опытном поле Ставропольского НИИСХ (2001-2006 гг.), производственном поле ООО «Победа» Красногвардейского района Ставропольского края (2009-2012 гг.) и на черноземе обыкновенном солонцеватом – в колледже «Интеграл» Андроповского района Ставропольского края (2009гг.). В Восточном Предкавказье – на темно-каштановой почве в ООО «Агро-Смета» Георгиевского района Ставропольского края (2009-2012 гг.) и на светло-каштановой почве опытного поля Прикумской опытноселекционной станции (2001-2006 гг.).

2.1. Климат и погодные условия в годы проведения исследований Преобладающая часть территории Северного Кавказа является благоприятной для произрастания основных сельскохозяйственных культур [Анализ ресурсного... 2007]. Однако анализ тепло- и влагообеспеченности края за четыре периода наблюдений: 1931–1960 гг., 1961–1990 гг., 1991–2010 гг. и 2001–2010 гг., проведенный Л.И. Желнаковой (2009), Л.И. Желнаковой и С.А. Антоновым (2006, 2011), говорит о существенном изменении климатических факторов. В таблице 1 представлены данные об изменении среднегодовой температуры по периодам наблюдений.

Было установлено, что рост среднегодовой температуры воздуха с по 2010 г. составил в среднем по метеостанциям края + 1,4 0С. При этом следует отметить, что потепление на +2,1 0С отмечается как в холодный период года (ноябрь – март), так и в теплый (апрель – октябрь) на +1,1 0С. Снижение изменчивости температуры холодного периода произошло вследствие уменьшения повторяемости экстремально низких температур и возрастания изменчивости температур теплого периода за счет увеличения дней с экстремально высокими температурами.

Таблица 1 – Динамика изменения среднегодовой температуры воздуха Холодное (ноябрь–март) Теплое время октябрь) Происходящие изменения температурного режима крайне благоприятны для возделывания озимой пшеницы. Более длительный и теплый период осенней вегетации, благоприятные условия перезимовки, раннее возобновление весенней вегетации, близкие к оптимальным температуры периодов колошения, цветения и налива зерна способствуют формированию более высокого урожая озимых зерновых культур на Ставрополье. В таблице 2 представлены данные о динамике изменения среднегодового количества осадков по периодам наблюдений.

Таблица 2 – Динамика изменения годового количества осадков Среднегодовое осадков Среднее количество осадков холодного периода (ноябрь–март) Среднее количество осадков теплого периода (апрель–октябрь) Потепление климата сопровождается увеличением годового количества осадков, которое составило за период 1931–2010 годы в среднем по краю +69,9 мм, при этом отмечается несколько больший прирост осадков теплого периода в сравнении с холодным на 5,5 мм.

За тридцать лет (1981–2010 гг.) в среднем по краю прибавилось +69,1 мм осадков (Таблица 3) по сравнению с периодом 1931–1960 годы ( Таблица 2).

Таблица 3 – Динамика годового количества осадков по метеостанциям Метеостанция При агроклиматическом районировании территории Ставропольского края, выполненном Л.И. Желнаковой и С.А. Антоновым (2011), выделение районов проведено по показателю влагообеспеченности (Таблица 4), а подрайонов – по теплообеспеченности лета (Таблица 5). В качестве показателя влагообеспеченности использовался гидротермический коэффициент (ГТК), а теплообеспеченности – сумма температур воздуха за период с температурами выше 10 0С. Для более дробной характеристики относительного показателя агроклиматических условий принимаются следующие показатели ГТК: менее 0,3 – очень сильная засуха (ОСЗ); 0,31–0,51 – сильная засуха (СЗ); 0,51–0,7 – средняя засуха (СрЗ); 0,71–0,9 – слабая засуха (СлЗ); 0,91– 1,10 – оптимальное увлажнение (ОУ); более 1,10 – повышенное увлажнение (ПУ) [Методические указания... 1967].

Таблица 4 – Характеристика агроклиматических районов края Таблица 5 – Характеристика подрайонов по теплообеспеченности лета по теплообеспеченности чной температурой возв июле, 0С В соответствии с условиями влагообеспеченности (Таблица 4) и теплообеспеченности (Таблица 5) на территории Ставропольского края выделено пять агроклиматических районов (Рисунок 1).

По климатическим условиям Шпаковский район относится к неустойчиво влажному с ГТК = 0,9–1,1. Годовое количество осадков в среднем составляет 559,4 мм.

Рисунок 1 – Агроклиматическое районирование территории По теплообеспеченности лета юго-запад и юг считаются недостаточно жаркими, остальная часть территории очень теплая (сумма температур выше 10 0С составляет 2800–3000 0С). Продолжительность безморозного периода 180–185 дней, в центральной части – 175 дней.

Зима на всей территории умеренно мягкая (средняя из абсолютных минимумов температура воздуха изменяется от –20 0С до –25 0С). Наиболее холодный месяц – январь со средней месячной температурой –3,5–4,5 0С и минимальной –32 0 С. Высота снежного покрова неустойчива и в среднем равна 10–12 см. Повторяемость оттепелей составляет 50–55 дней. В конце марта – начале апреля возобновляется вегетация озимых культур.

Лето довольно жаркое со средней месячной температурой июля +20– 24 0С. Жарких дней (со средней суточной температурой воздуха выше +20 0С) больше всего на востоке: за лето в среднем 90–95 дней. В центральной же части не более 35–40 дней. Максимальная температура воздуха может повышаться до +37 0С в районе г. Стрижамент и до +43 0С на остальной территории.

Осадков за вегетационный период выпадает 350–400 мм. Атмосферные засухи повторяются часто. Почвы района подвержены водной и ветровой эрозии. Скорость дефляционно опасного ветра одна из самых больших по краю. На этой территории образуются такие ветровые коридоры, как Сенгилеевский и Дубовский.

В Сенгилеевском ось долины направлена с юго-востока на северозапад, поэтому скорость воздушного потока увеличивается в 1,2–1,4 раза по сравнению с открытым ровным местом. После прохождения Сенгилеевского водохранилища скорость его еще усиливается, особенно в балках, оси которых направлены с юго-востока на северо-запад.

Дубовский ветровой коридор образуется в широкой балке реки Грачевка, ориентированной по направлению преобладающего восточно-юговосточного ветра. На ветроударных склонах почва местами выдута до материнской породы.

В осенний и зимний периоды в Шпаковском районе господствуют восточные, юго-восточные и западные ветры со скоростью больше 5 м/с. Средние скорости ветров осенью 7–9 м/с, зимой 8–10 м/с. Лучше всего защищены от них склоны северной и северо-восточной экспозиций, извилистые долины.

Долины, ориентированные в широтном и меридиональном направлениях, продуваются ветрами, причем скорость их здесь увеличивается.

Весна характеризуется наибольшей вероятностью выдувания. В летний период скорость дефляционного ветра снижается до 6–8 м/с. В этот сезон, как и весной, на большей части территории Шпаковского района преобладают ветры восточного и западного направлений.

Рельеф района расчлененный, особенно в западной части. Сенгилеевская котловина и Янкульская степь изрыты оврагами и подвержены водной эрозии. На горе Сенгилеевской овраги расположены радиально, длина их достигает 6 км. Начинаясь хорошо выраженным перепадом глубиной до 1,5 м, они расширяются до 20–40 м и углубляются более чем на 10 м. Рост оврагов, смыв почвы с полей наблюдаются главным образом во время ливневых осадков. Повторяемость их за пять лет с интенсивностью 0,2 мм/мин составляет 16 дней, а 0,8 мм/мин – 7 дней.

Погодные условия в годы проведения исследований (2000–2006 гг.) в Шпаковском районе представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Показатель ГТК в различные периоды вегетации растений Период ЛетнеУсловия осенний ВесеннеУсловия летний

– ПУ ПУ ОСЗ ПУ ОУ ОУ

(IV–VI) увлажнения 2000/2001 сельскохозяйственный год.

Летне-осенний период 2000 года характеризуется как слабо засушливый (ГТК = 0,72), при этом количество осадков октября было на –73 % ниже нормы, а температурный режим также ниже среднемноголетнего (–1,7 0С), что повлияло на развитие озимых культур. В весенне-летний период 2001 года отмечалась повышенная влагообеспеченность в мае (+122 % от нормы) при несколько пониженном температурном режиме от нормы (–1,2 0С), что характеризует этот период как повышенно увлажненный с ГТК = 2,28.

2001/2002 сельскохозяйственный год.

Отмечается сильно засушливый летне-осенний период 2001 года с ГТК = 0,32, характеризующийся недобором осадков в июле и августе (–71 % и –97 % ниже нормы) при повышенном от нормы температурном режиме (+2,2 0С и +1,9 0С соответственно). В весенне-летний период 2002 года условия увлажнения июня превысили норму на +90 %, при пониженной температуре (–1,1 0С), что характеризует этот период как повышенно увлажненный с ГТК = 1,79.

2002/2003 сельскохозяйственный год.

В 2002 году летне-осенний период с ГТК = 1,42 характеризовался избыточным увлажнением августа (+119 %) и сентября (+210 %) при пониженном тепловом режиме августа (–1,5 0С). Весенне-летний период 2003 года был засушливым с недобором осадков в апреле (–62 %), мае (–95 %) и июне (–70 %) и повышенной теплообеспеченностью мая (+3,30С). ГТК = 0,25 характеризует этот период как очень сильно засушливый.

2003/2004 сельскохозяйственный год.

Летне-осенний период 2003 года характеризуется достаточно увлажненным периодом июля – октября с превышением суммы осадков от нормы в июле и октябре соответственно на +137 и +175 % с несколько пониженной температурой сентября (–1,4 0С от нормы), что благоприятно сказалось на развитии озимых культур. ГТК = 1,26, что характеризует этот период как повышенно увлажненный. В весенне-летний период 2004 года отмечается увеличенное от нормы количество осадков апреля (+38 %) и июня (+80 %) с несколько пониженной теплообеспеченностью (–0,5–1,3 0С) от нормы. ГТК = = 2,12, что соответствует повышенно увлажненному периоду, благоприятному для развития пропашных культур.

2004/2005 сельскохозяйственный год.

Повышенное увлажнение августа (+115 %) и пониженное сентября (– 44 %) в летне-осенний период 2004 года с превышением теплообеспеченности сентября от нормы на +1,1 0С сформировали режим оптимального увлажнения с ГТК = 1,0. Весенне-летний период 2005 года с майскими осадками выше нормы на +19 % характеризуется как оптимально увлажненный (ГТК = 1,08).

2005/2006 сельскохозяйственный год.

Летне-осенний период 2005 года характеризуется исключительно засушливым периодом июля, августа и сентября с дефицитом влагообеспеченности соответственно на –36, –92 и –77 % от нормы при повышенной теплообеспеченности в пределах +0,9–2,8 0С. ГТК = 0,54, что характеризует период как средне засушливый. Отмечается нормативное количество осадков апреля – мая 2006 года с его снижением в июне (–45 %) при повышенной теплообеспеченности (+2,3 0С). ГТК = 1,04, что соответствует оптимально увлажненному периоду.

Климат Красногвардейского района неустойчиво влажный, ГТК = 0,9– 1,1. За год выпадает в среднем 559,3 мм осадков. По теплообеспеченности район делится на два подрайона: жаркий и умеренно жаркий. Сумма температур за период активной вегетации колеблется от 3200 до 3500 0С. Начало зимы приходится на первую пятидневку декабря. Зима умеренно мягкая, со среднемесячной температурой воздуха в январе от 3,5 до 5 0С. Минимальные температуры могут достигать +34 0С. Снежный покров высотой 5–8 см формируется в начале декабря и окончательно сходит в конце февраля – начале марта.

Устойчивый переход среднесуточной температуры воздуха через 0 0С в сторону повышения, т. е. начало весны приходится на 7–8 марта. Весенние заморозки прекращаются обычно в середине апреля, поздние могут быть в первой декаде мая.

Лето начинается 6–12 мая и заканчивается 22–26 сентября. Оно жаркое и сухое. Среднемесячная температура июля +23–24 0С, максимальная +42 0С.

Осадки кратковременные, преимущественно ливневые. За период активной вегетации выпадает 250–300 мм.

Осень теплая и продолжительная, но возвраты холодов и заморозков довольно часты. Осенние заморозки обычно начинаются 15–20 октября, ранние возможны в середине сентября. Конец осени наступает в первой пятидневке декабря. Безморозный период продолжается 180–190 дней.

Важными показателями, характеризующими конкретно складывающиеся агроклиматические условия сельскохозяйственного года, являются: влагообеспеченность, теплообеспеченность (сумма температур воздуха за период с температурами выше 10 0С) и относительный показатель – ГТК по периодам вегетации растений. Принимаются следующие градационные показатели условий засухи и увлажнения по показателю ГТК: 1,1 – повышенное увлажнение (ПУ) (Методические указания... 1967).

Климатические условия в годы проведения исследований (2009–2012 гг.) в Красногвардейском районе по относительному показателю ГТК представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Показатель ГТК в различные периоды вегетации растений по Красногвардейскому району (2009–2012 гг.) Период Летнеосенний Условия (VII–X ) увлажнения Весеннелетний Условия (IV–VI) увлажнения 2009/2010 сельскохозяйственный год.

Слабо засушливый летне-осенний период 2009 года с ГТК = 0,82 характеризуется увлажненным августом и сентябрем (+29 и +74 % от нормы), но значительным снижением осадков в октябре (–93 %) и повышенной температурой (+2,7 0С). В весенне-летний период 2010 года отмечался засушливый апрель и июнь (снижение соответственно –35 и –77 % от нормы) с повышенной температурой июня (+3,3 0С), что характеризует этот период также как слабо засушливый с ГТК = 0,81.

2010/2011 сельскохозяйственный год.

Летне-осенний период 2010 года характеризуется как сильно засушливый (ГТК = 0,31) с недобором осадков в августе и сентябре (соответственно –96 и –31 % от нормы) и повышением температуры от нормы соответственно на +4,5 и +3,1 0С. В весенне-летний период 2011 года условия увлажнения благоприятные (превышение в мае +72 %), что характеризует этот период как повышенно увлажненный с ГТК = 1,57.

2011/2012 сельскохозяйственный год.

Осень 2011 года характеризуется слабой засушливостью (ГТК = 0,87) с систематическим недобором осадков июля – сентября (–15–33 % от нормы), с повышенной температурой в июле (+2,4 0С). В весенне-летний период года так же наблюдался недобор осадков в апреле и мае (–33 и –27 % от нормы) при повышенной температуре (+4,4 и +3,5 0С соответственно). Этот период с ГТК = 0,81 характеризуется как слабо засушливый.

Андроповский район входит в умеренно-влажную зону с ГТК = 1,1– 1,3. Зима здесь малоснежная, неустойчивая, минимальная температура воздуха –25 0С. Переход среднесуточной температуры воздуха через 10 0С в сторону похолодания происходит в середине октября, через +5 0С – в первую декаду ноября, через 0 0С – не позднее 5 декабря.

Самый холодный месяц – январь, со среднемесячной температурой воздуха +9 0С. Продолжительность снежного периода – 63 дня, число дней с оттепелями равно 60. В малоснежные зимы почва промерзает до 40 см. Переход среднесуточной температуры через 0 0С весной происходит в первой декаде марта. Прогревание почвы до 10 0С на глубине заделки семян на большей части территории района наблюдается 10–15 апреля. Продолжительность безморозного периода 190 дней. Лето жаркое и сухое, среднемесячная температура воздуха в июле +27 0С.

Среднегодовое количество осадков в среднем 557,1 мм, сезонное их распределение неравномерно. До 70 % выпадает за апрель – октябрь. Основной запас влаги в почве создается весенне-осенними осадками. Засуха наблюдается ежегодно, число засушливых дней в году с относительной влажностью воздуха менее 30 % равно 45. В целом микроклимат района отличается от климата окружающей территории частыми туманами в зимнеосенний период, повышенной влажностью весной и жаркой погодой летом.

Погодные условия в годы проведения исследований (2009–2012 гг.) в Андроповском районе представлены в таблице 8.

Таблица 8 – Показатель ГТК в различные периоды вегетации растений по Андроповскому району (2009–2012 гг.) Период вегетации Летнеосенний Условия (VII–X) увлажнения Весеннелетний Условия (IV–VI) увлажнения 2009/2010 сельскохозяйственный год.

В 2009 году летне-осенний период характеризовался избыточным увлажнением сентября (+224 % от нормы) и дефицитом влаги в октябре (– %) при пониженном тепловом режиме августа (–1,9 0С), что характеризует этот период как оптимально увлажненный (ГТК = 1,01). Весенне-летний период 2010 года характеризуется как период достаточно увлажненный (превышение от нормы в июне составило 18 %), ГТК = 1,22, что характеризует этот период как повышенно увлажненный.

2010/2011 сельскохозяйственный год.

Летне-осенний период 2010 года характеризовался засушливым периодом августа и сентября со снижением количества осадков от нормы соответственно на –31 и –36 % при превышении температуры на +3,5 и +2,5 0С, что неблагоприятно сказалось на развитии озимых культур. ГТК, равное 0,59, характеризует этот период как средне засушливый. В весенне-летний период 2011 года отмечается увеличенное от нормы количество осадков апреля (+38 %) и июня (+76 %) с несколько пониженной теплообеспеченностью апреля (–1,9 0С) от нормы. ГТК = 1,79, что соответствует повышенно увлажненному периоду, благоприятному для развития пропашных культур.

2011/2012 сельскохозяйственный год.

Отмечается засушливость летне-осеннего периода 2011 года с дефицитом влагообеспеченности в июле и октябре соответственно на –37 и –19 % от нормы, при повышенной теплообеспеченности июля, равной +2,5 С.

ГТК = 0,85, что характеризует этот период как слабо засушливый. Увеличенное количество осадков от нормативного в мае (+57 %) и июне (+102 %) года при избыточной теплообеспеченности апреля (+5,0 0С) соответствует повышенно увлажненному периоду с ГТК = 1,75, благоприятному для развития пропашных культур.

На территории Георгиевского района выпадает в среднем 547,4 мм осадков, ГТК составляет 0,9–1,1. Переход температуры через 0 0С (начало зимы) приходится на первую декаду декабря. Зима умеренно мягкая. Среднемесячная температура января –3–5 0С, минимальная –32 0С. Средняя высота снежного покрова около 10 см, а в отдельные годы может доходить до 75– 80 см, но снежный покров неустойчив. Сход снега наблюдается в начале марта. Весна обычно наступает в конце первой декады марта. Весенние заморозки заканчиваются в середине апреля, а наиболее поздние – в конце мая.

Средняя температура июня +22–24 0С. Максимальные температуры могут доходить до +41–42 0С. Осадков за период активной вегетации выпадает 300– 350 мм. Число дней с суховеями здесь доходит до 60–80.

Осень наступает в конце сентября. Осенние заморозки наблюдаются с 15–20 октября. Продолжительность безморозного периода 180–195 дней.

Сумма температур выше 10 0С колеблется по годам и составляет от 3200 до 3400 0С. Показатель ГТК в период проведения исследований представлен в таблице 9.

Таблица 9 – Показатель ГТК в различные периоды вегетации растений Период (VII–X) увлажнения (IV–VI)) увлажнения 2009/2010 сельскохозяйственный год.

Летне-осенний период 2009 года с избыточным увлажнением июля (+97 %) и сентября (+368 %) при пониженном тепловом режиме августа (–2 0С) характеризуется как повышенно увлажненный (ГТК = 1,68). Весеннелетний период 2010 года характеризуется засушливым периодом мая (–34 %) и июня (–49 % от нормы) при повышенной температуре июня +3,6 0С от нормы. ГТК = 0,8 характеризует этот период как слабо засушливый.

2010/2011 сельскохозяйственный год.

В 2010 году летне-осенний период характеризовался как слабо засушливый с ГТК = 0,9 (дефицит влаги июля –7 %, августа –10 % от нормы) при повышенном температурном режиме от нормы августа (+2,8 0С) и сентября (+2,4 0С). В весенне-летний период 2011 года отмечается увеличенное от нормы количество осадков апреля (+58 %) и пониженное июня (–46 %) с несколько пониженной теплообеспеченностью апреля (–2,1 0С) от нормы.

ГТК = 0,98, что соответствует оптимально увлажненному периоду.

2011/2012 сельскохозяйственный год.

Повышенная влагообеспеченность июля (+37 %) и сентября (+173 %) летне-осеннего периода 2011 года при повышенной теплообеспеченности июля, равной +2,5 0С от нормы, характеризует этот период как повышенно увлажненный с ГТК = 1,11. Отмечается увеличенное количество осадков от нормативного в июне 2012 года (+76 %). ГТК = 1,19, что соответствует повышенно увлажненному периоду, благоприятному для развития пропашных культур.

Климат Буденновского района формируется под влиянием югозападной периферии азиатского антициклона и зимней черноморской депрессии, сопряженная зависимость между которыми определяет поступление и трансформацию воздушных масс над территорией. Отсутствие орографических препятствий с севера и востока способствует свободному проникновению холодных зимой и жарких летом сухих воздушных масс. Поэтому климат районов отличается резкой континентальностью с жарким сухим летом и относительно холодной зимой.

В силу своего географического положения Буденновский район получают большое количество солнечной радиации, в связи с чем здесь наблюдается обилие солнечного света и тепла. Среднегодовые температуры воздуха находятся в пределах от +9,7 до +10,6 0С. Средняя температура воздуха самого жаркого месяца в году (июля) колеблется от +23,5 до +25 0С, самого холодного (января) от –4,6 до –3,5 0С. Абсолютный максимум температуры воздуха достигает +42–43 0С, абсолютный минимум –33–37 0С. Таким образом, годовая амплитуда экстренных температур воздуха равна 75–80 0С, что говорит о резкой континентальности климата. Продолжительность теплого периода (периода с температурами выше 0 0С) составляет 262 дня.

Влагообеспеченность территории района определяется главным образом количеством выпадающих осадков, режим которых обусловливается циркуляцией воздушных масс, особенно развитой в холодное время года. Годовое количество осадков составляет по Буденновскому району в среднем 433,6 мм с ГТК = 0,7–0,9. Таким образом, на рассматриваемой территории для выращивания сельскохозяйственных культур лимитирующим фактором является влага.

Относительные агроклиматические условия (ГТК) проведения исследований по Буденновскому району представлены в таблице 10.

2000/2001 сельскохозяйственный год.

Летне-осенний период 2000 года характеризуется как сильно засушливый (ГТК = 0,5), при этом количество осадков июля было на –47 % ниже нормы, а октября на –59 %, а температурный режим июля и августа был выше среднемноголетнего на +2,3 и +1,1 0С соответственно, что повлияло на развитие озимых культур. В весенне-летний период 2001 года отмечалась повышенная влагообеспеченность (в апреле +25 %, в мае +57 % от нормы) при несколько пониженной температурной норме апреля (–1,3 0С), что характеризует этот период как оптимально увлажненный с ГТК = 1,1.

Таблица 10 – Показатель ГТК в различные периоды вегетации растений Период вегетации Летнеосенний (VII–X ) Весеннелетний (IV–VI) 2001/2002 сельскохозяйственный год.

Очень сильно засушливый (ГТК = 0,19) летне-осенний период 2001 года с недобором осадков в июле и августе (–70 и –45 % от нормы) при превышенном от нормы температурном режиме (+2,1 и +1,7 0С соответственно) отрицательно повлиял на развитие озимых колосовых культур. В весеннелетний период 2002 года условия увлажнения июня превысили норму на +35 % при пониженной температуре (–1,3 0С от нормы), что характеризует этот период как оптимально увлажненный с ГТК = 1,08.

2002/2003 сельскохозяйственный год.

Избыточно увлажненный август (+134 %) и сентябрь (+108 %) при пониженном тепловом режиме августа (–1,8 0С) характеризует летне-осенний период 2002 года как оптимально увлажненный (ГТК = 1,06). Весенне-летний период 2003 года характеризуется повышенным увлажнением в мае (+13 %) при пониженном температурном режиме апреля и июня (–2,7 и –1,7 0С соответственно).

ГТК = 0,92, что соответствует оптимально увлажненному периоду.

2003/2004 сельскохозяйственный год.

Достаточно увлажненный период июля и октября с превышением суммы осадков от нормы соответственно на +103 и +86 %, с несколько пониженной температурой июля (–1,8 0С) летне-осеннего периода 2003 года благоприятно сказался на развитии озимых культур. ГТК, равный 0,78, характеризует этот период как слабо засушливый. В весенне-летний период 2004 года отмечается увеличенное от нормы количество осадков апреля (+40 %), но пониженное увлажнение мая (–90 %) с несколько пониженной теплообеспеченностью апреля (–0,4 0С от нормы). Этот период с ГТК = 0,77 характеризуется как слабо засушливый.

2004/2005 сельскохозяйственный год.

Пониженное увлажнение июля (–22 %) и августа (–45 %) в летнеосенний период 2004 года с превышением теплообеспеченности от нормы в августе на +0,8 0С сформировало средне засушливый режим увлажнения с ГТК = 0,6. Весенне-летний период 2005 года с апрельскими осадками выше нормы на +63 % и июньскими осадками ниже нормы на –62 % при повышенном температурном режиме мая (+1,6 0С от нормы) характеризуется как слабо засушливый (ГТК = 0,88).

2005/2006 сельскохозяйственный год.

Летне-осенний период 2005 года характеризуется исключительно засушливым периодом июля, августа и сентября с дефицитом влагообеспеченности соответственно на –58, –96 и –15 % от нормы при повышенной теплообеспеченности соответственно на +1,2, +1,4 и +2,3 0С. ГТК = 0,38, что характеризует этот период как сильно засушливый, неблагоприятный для развития озимых культур. Отмечается пониженное количество осадков в апреле (–32 %) и повышенное в мае (+51 %) в 2006 году при повышенной теплообеспеченности июня (+2,1 0С), что соответствует слабо засушливому периоду с ГТК = 0,8.

2.2. Почвы зон исследований и опытных полей На обширной территории Ставропольского края выделяются два преобладающих типа почв, интенсивно используемых в земледелии: черноземы и каштановые почвы (Рисунок 2). Черноземы распространены в западной половине края и занимают 37,5 % его территории, а каштановые почвы, находящиеся преимущественно в восточной зоне – 43 %. Остальная ее часть приходится на солонцы, солончаки, пески, пойменные и луговые почвы (Куприченков, 2007). Среди черноземов выделяются подтипы предгорных, выщелоченных, типичных, обыкновенных, солонцеватых и южных. Среди каштановых почв – темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые.

Основную площадь зоны черноземов занимают обыкновенные (19,8 %). Предгорные, выщелоченные и типичные почвы распространены в предгорьях и центральной части Ставропольской возвышенности (0,9 %).

Солонцеватые слитые черноземы слагают территорию Предкавказской впадины по линии Невинномыск – Курсавка – Минеральные Воды (Армавирская депрессия, Янкульская котловина). Площадь их, не включая солонцы, составляет 6,4 % территории края. Черноземы южные тянутся неширокой полосой (менее 70 км) по границе между зонами черноземов и каштановых почв, занимая площадь 10,4 %.

Рисунок 2 – Распространение основных типов почв на территории В географии каштановых почв прослеживается следующая закономерность: южнее линии Курская – Зеленокумск – Благодарный доминируют темно-каштановые почвы (20 %), целиком преобладая в некоторых административных районах. По мере продвижения к северу и северо-западу они постепенно сменяются каштановыми почвами (16,6 %), а те в свою очередь – солонцеватыми с нарастанием доли участия солонцов, которые на верхних террасах Маныча уже становятся доминантами почвенных комплексов.

Светло-каштановые почвы (6,4 %) занимают самостоятельный ареал и строго приурочены к оконечностям Прикаспийской низменности. Здесь почвенный покров исключительно комплексный: с солонцами, солончаками, песками.

Почвы Шпаковского района – черноземы обыкновенные тяжелосреднесуглинистые, черноземы выщелоченные глинистые, черноземы солонцеватые глинистые и тяжелосуглинистые. Черноземы выщелоченные сформировались в зоне луговых степей с богатыми лугово-степными сообществами. Почвообразующими породами выступают лессовидные суглинки, элювий плотных пород (известняков, песчаников, сланцев), делювиальные скелетные суглинки, реже супеси.

Почва опытного поля СНИИСХ – чернозем обыкновенный малогумусный среднемощный среднесуглинистый. Мощность гумусовых горизонтов А + В составляет в среднем 111 см при мощности горизонта А 34 см.

Плотность пахотного горизонта не превышает 1,17, возрастая в почвообразующей породе до 1,44 г/см3. Общая пористость 55 %. Содержание гумуса в слое 0–20 см составляет 4,26 %, подвижного фосфора 15, обменного калия 200 мг/кг почвы. Реакция почвенного раствора рН 6,83 возрастает к материнской породе до 8,50.

Почвы Красногвардейского района – черноземы обыкновенные тяжело-среднесуглинистые и черноземы южные тяжело-среднесуглинистые.

Они сформировались под разнотравно-типчаково-ковыльными, разнотравнодерновинно-злаковыми и дерновинно-злаковыми степями. В качестве почвообразующих пород представлены карбонатные лессовидные суглинки тяжело- и среднесуглинистого мехсостава. Это рыхлые, пористые породы, насыщенные карбонатами и содержащие очень низкий процент легкорастворимых солей (не более 0,08 %). Их плотность колеблется в пределах 1,30–1,43 г/см3, уплотнение отсутствует.

Почва опытного участка – чернозем обыкновенный карбонатный слабогумусированный среднемощный на лессовидных суглинках. Мощность гумусовых горизонтов 82 см при мощности гор. А 28 см. Плотность пахотного слоя 1,14, а в материнской породе 1,35 г/см3, пористость 60 %. Содержание гумуса в слое 0–20 см составляет 2,9 %, подвижного фосфора 16, обменного калия 494 мг/кг почвы. Реакция почвенного раствора рН 8,05 с поверхности до 8,35 в материнской породе.

Почвы Андроповского района находятся в зоне черноземов, в подзоне солонцеватых черноземов с признаками слитности почвенного профиля.

Почвенным обследованием здесь установлено 126 разновидностей черноземов, солонцов, сочетаний различных почв в разных процентных отношениях, различного механического состава, на одинаковых почвообразующих породах [Система ведения... 1989].

Черноземы предгорные выщелоченные занимают пологие склоны, вершины водоразделов и представлены мощными, среднемощными и маломощными эродированными разновидностями механического состава, подстилаются некарбонатными почвообразующими породами. Содержание гумуса в пахотном слое 5,5–7,0 %, обеспеченность фосфором низкая (8– 11 мг/кг), калием – средняя.

Черноземы обыкновенные и карбонатные занимают широкие плоские равнины, вершины водоразделов и склоны увалов на делювиальных суглинках и содержат 4,5–5,5 % гумуса в пахотном горизонте. Солонцеватые разновидности черноземов, сформированные на засоленных глинах, занимают покатые и пологие склоны, содержание гумуса в верхнем горизонте равно 4,5–5,5 %.

Солонцы, широко распространенные и развитые на делювиальных засоленных отложениях, встречаются крупными массивами в чистом виде и в комплексах с другими почвами в разном количественном отношении. Есть солончаковые и солончаковатые разновидности, которые отличаются плохими водно-физическими и физико-химическими свойствами, водопроницаемость их низкая, высок коэффициент устойчивого завядания растений.

Почва опытного участка – чернозем обыкновенный солонцеватый среднесильноглубокосолончаковатый слабогумусированный среднемощный тяжелосуглинистый на засоленных палеогеновых глинах. Мощность гумусовых горизонтов в среднем 96 см при мощности гор. А 33 см. Плотность с поверхности составляет 1,20, увеличиваясь с глубиной до 1,54 г/см3, пористость от 53 до 42 % соответственно. Содержание элементов питания в слое 0–20 см составляет: гумуса – 3,42 %, подвижного фосфора – 24,4, обменного калия – 315 мг/кг почвы. Реакция почвенного раствора рН 7,8.

Почвы Георгиевского района расположены в третьей неустойчиво влажной зоне в переходной полосе от зоны черноземов к зоне каштановых почв. Вследствие этого почвенный покров довольно разнообразен: в западной части преобладают черноземы карбонатные, мощные и среднемощные, средне- и малогумусные, а также южные черноземы, среднемощные слабогумусные и комплекс черноземов солонцеватых, среднемощных малогумусных, с солонцами и лугово-черноземными почвами. В восточной части распространены темно-каштановые почвы, по пониженным элементам рельефа – лугово-каштановые почвы. Средняя глубина промачивания почв атмосферными осадками 1,5–2,3 м, среднегодовой коэффициент увлажнения (0,5– 0,6) обусловливает непромывной тип водного режима.

Для черноземов характерен тяжело-среднесуглинистый механический состав, однородный по профилю со значительным содержанием кальциевых солей, возрастающим с 1 % в пахотном слое до 17 % в нижней части профиля. В естественном состоянии микроструктура хорошая, но при распашке ухудшается. Почвы имеют удовлетворительные физические свойства: плотность верхнего горизонта (1,1 г/см3) с глубиной возрастает до 1,4 г/см3, плотность твердой фазы 2,62–2,70 г/см3. Пористость высокая и составляет до 55 %. Почвы обладают хорошими водоудерживающими свойствами: ППВ в слое 0,5 м составляет 1500–1700 м3/га. Содержание гумуса колеблется от 4, до 7 %, его запасы в слое 1 м равны на карбонатных черноземах 400 т/га, на южных – 300 т/га. Почти половина запасов гумуса приходится на верхний 30сантиметровый слой. Валовое содержание фосфора равно 0,11–0,16 %. Высокая карбонатность черноземов препятствует хорошей усвояемости фосфорных соединений, вносимых с удобрениями, и они по доступности приближаются к почвенным фосфатам. Мощность гумусных горизонтов (А+В) колеблется в пределах 65–90 см. Таким образом, черноземы Георгиевского района характеризуются достаточно высоким плодородием, большим запасом гумуса и пригодны для возделывания всех сельскохозяйственных культур.

Почва опытного участка темно-каштановая карбонатная тяжелосуглинистая на лессовых суглинках. Мощность горизонта А + В 70 см при мощности гор. А 24 см. Плотность горизонта А 1,22 г/см 3 при пористости 53 %. Содержание гумуса в слое 0–20 см составляет 2,6 %, подвижного фосфора 18, обменного калия 318 мг/кг почвы. Реакция почвенного раствора рН 8,2.

Почвы Буденновского района представлены светло-каштановыми среднесуглинистыми, каштановыми среднесуглинистыми и темнокаштановыми тяжелосуглинистыми почвами. Для светло-каштановых почв характерна мощность гумусового горизонта до 40 см, слабая гумусированность (1,93 %) и вследствие этого – низкие запасы гумуса, составляющие в метровом слое 124 т/га. Неблагоприятными в сельскохозяйственном отношении свойствами светло-каштановых почв являются значительная распыленность структуры, как следствие легкого мехсостава, высокая плотность (1,32– 1,43 г/см3), солонцеватость и близкое к поверхности залегание солевого горизонта. При бонитировке светло-каштановые почвы зоны оценены в 29 баллов. Почвообразующими породами каштановых и темно-каштановых почв являются лессовидные суглинки. Эти почвы имеют более темную окраску и большую мощность гумусового горизонта, составляющую в среднем 55– 70 см, содержание гумуса – 2,68–3,29 %, запасы гумуса в метровом слое составляют 173–232 т/га. Физические свойства каштановых и темнокаштановых почв в основном удовлетворительные, за исключением солонцеватых разновидностей этих почв, которые отличаются существенным ухудшением водно-физических и физических свойств. По бонитировочной классификации каштановые почвы оценены в 40, темно-каштановые в 50 баллов.

Почва стационарного опыта Прикумской ОСС светло-каштановая карбонатная среднесуглинистая на лессовых суглинках. Мощность горизонтов А + В 40 см при мощности гор. А 18 см. Плотность гор. А 1,32, а в материнской породе 1,43 г/см3 при общей пористости от 50 до 47 %. Содержание гумуса в слое 0–20 см составляет 1,33 %, подвижного фосфора 16,7, обменного калия 390 мг/кг почвы, реакция почвенного раствора рН 7,0.

На черноземе обыкновенном различные системы основной обработки почвы изучались в пятипольном зернопропашном севообороте: занятый пар (вико-овсяная смесь) – озимая пшеница – озимая пшеница – кукуруза на зеленую массу – озимый ячмень.

Опыт закладывался на трех участках площадью 1,7 га (Рисунок 3). Делянки расположены в два яруса. Размеры учетной делянки 247 = 168 м2.

Опыт закладывался в 3-кратной повторности на двух фонах: удобренном и неудобренном с поперечным расщеплением ярусов для обработки приспособлением Е-УПП.

Лущение стерни осуществлялось серийным орудием БДТ-3 на глубину 6–8 см в два следа. В опыте изучались следующие виды обработки: отвальная обработка (плуг ПЛН-4-35) на глубину 20–22 см, безотвальное рыхление (комбинированный агрегат КАО-2) на глубину 25–27 см, чизелевание (плуг ПЧ-2,5) на глубину 20–22 см, мелкая культивация (культиватор КПЭ-3,8) на 12–14 см, два варианта поверхностной обработки: тяжелой дисковой бороной БДТ-3 и культиватором КПС-4 на глубину 6–8 см. В одном из вариантов предполагалось изучение чередования обработок под отдельные культуры севооборота (под занятый пар – КАО-2, озимую пшеницу – КПЭ-3,8, 2-ю озимую пшеницу – ПЛН-4-35, кукурузу на зеленую массу – ПЧ-2,5, озимый ячмень – БДТ-3).

Орудиями в агрегате с комбинированным дорабатывающим приспособлением Е-УПП обрабатывалась половина удобренного и неудобренного ярусов, что позволяло осуществлять визуальный контроль за качеством обработки почвы.

Предпосевные культивации проводились культиватором КПС-4 + + 4БЗСС-1,0. Система удобрений и гербицидов представлена в таблице 11.

Сорт озимой пшеницы – Красота селекции КНИИСХ. Посев всех культур проводился в оптимальные сроки в соответствии с принятой в зоне технологией. Ниже приводятся технологические характеристики орудий нового поколения.

Таблица 11 – Система удобрений и гербицидов в севообороте Агрегат КАО-2 – двухъярусный комбинированный агрегат, предназначенный для основной безотвальной обработки почвы, имеет рабочие органы, которые отделяют и измельчают верхний слой почвы 8–10 см, одновременно подрезают сорняки с мелкозалегающей корневой системой. Кроме того, нижнее долото разрушает уплотненный почвенный горизонт, образовавшийся в результате воздействия ходовых систем тракторов. Агрегат формирует водопоглощающие щели на глубине 25–27 см. С его помощью можно эффективно обрабатывать почвы с малым плодородным слоем, на которых недопустим оборот пласта, и сохранять не менее 50 % пожнивных остатков на стерневых полях.

Универсальное приспособление Е-УПП к плугам и плоскорезам предназначено для энерго-влагосберегающих технологий возделывания зерновых и пропашных культур в различных почвенно-климатических зонах Ставропольского края. Приспособление имеет в своей конструкции систему катков типа ККШ-6 и игольчатых борон типа БИГ-3, а также мульчирующий гребенчатый каток и позволяет разделывать, выравнивать, уплотнять и разрыхлять верхний слой почвы (4–6 см). Оно может использоваться как в агрегате с отвальными и безотвальными орудиями, так и самостоятельно.

Н/У – неудобренный; У – удобренный; Е-УПП – приспособление.

Орудия : 1 – культиватор КПЭ-3,8; 2 – чизель ПЧ-2,5; 3 – плуг ПН-4-35; 4 – агрегат КАО-2;

5 – борона БДТ-3; 6 – культиватор КПС-4; 7 – чередование обработок Рисунок 3 – Схема стационарного опыта лаборатории обработки почв Минимализация систем основной обработки почвы под кукурузу на зерно на черноземе обыкновенном изучалась в опыте, заложенном в одном почвенном массиве 3 участками с размерами 500100 м = 50000 м 2.

Размер реперных участков для проведения агрофизических исследований и биологического учета урожая 5050 = 2500 м2. Предусматривалось изучение трех вариантов основной обработки почвы: весенней комбинированной обработки на глубину 8–10 см агрегатом «Sanflower» на фоне летнеосеннего применения гербицидов сплошного действия; мелкой обработки культиватором на глубину 8–10 см; «прямого» посева кукурузы на зерно специальной сеялкой MF 555. Система удобрений и защиты растений проводилась в соответствии с разработанной технологией (Таблица 12). Сорт кукурузы – гибрид DKS 3511 «Монсанта». Учет урожая прямым комбайнированием комбайном «Claas».

Таблица 12 – Технологические схемы и прямые затраты при возделывании Мелкая обработка Комбинированная обработка «Прямой» посев 8–10 см

СУММА СУММА СУММА

Разноглубинные системы основной обработки почвы на черноземе обыкновенном солонцеватом изучались в севообороте: черный пар – озимая пшеница – подсолнечник. Опыт развернут тремя полями с размерами поля 20054 = 10640 м2, учетный размер делянки 5018 = 900 м2. Делянки располагались ярусно в 3-кратной повторности систематически (Рисунок 4).

Технологические схемы обработки почвы представлены в таблицах 13 и 14.

1 – отвальная обработка, плуг «ЕвроДиамант-107», 20–22 см;

2 – безотвальное рыхление, чизельный плуг ПЧН-4, до 30 см;

3 – мелкая обработка, дискомульчер ДМ-5,4, 12–14 см.

Рисунок 4 – Схема опыта по изучению различных систем обработки почвы В парозернопропашном севообороте предусматривалось изучение трех вариантов основной обработки почвы: отвальной обработки оборотным плугом «ЕвроДиамант 107», безотвального рыхления чизельным плугом ПЧНи мелкой обработки дискомульчером ДМ-5,2. В связи с тем, что почвенный покров представлен солонцеватыми черноземами с признаками слитости, лущение стерни осуществлялось тяжелой дисковой бороной на глубину 10–12 см в два следа. Основная обработка под черный пар и подсолнечник проводилась по системе улучшенной поздней зяби. Посев всех культур проводился в оптимальные сроки в соответствии с принятой в 3-й зоне технологией. Сорт озимой пшеницы – Юбилейная 100, подсолнечника – сорт Альзан.

Система удобрений под озимую пшеницу: для разложения соломы внесение аммиачной селитры в дозе N34 под дисковое лущение, припосевное внесение нитроаммофоски (N16P16K16), ранневесенняя подкормка аммиачной селитрой в дозе N30. Система удобрений под подсолнечник: внесение нитроаммофоски (N40P40K40) под предпосевную культивацию. В посевах озимой пшеницы применялись гербициды группы 2,4Д.

В стационарном опыте использовались следующие почвообрабатывающие орудия нового типа:

– дисковая борона «Катрос 4001» – предназначена для неглубокой и интенсивно смешивающей обработки стерни на глубине 3–12 см;

– дисковая борона «Рубин 9/600» – для обработки залежных земель, полей с полегшими зерновыми, заделки соломы кукурузы или зеленой массы под органические удобрения, глубина обработки регулируется до 14 см;

– дисковый мульчировщик ДМ-5,2 – для основной обработки почвы без предварительной вспашки и обработки почвы после толстостебельных пропашных культур, глубина обработки до 12–14 см;

– комбинированный агрегат для подготовки почвы под посев «Система – Корунд 900 К » – выравнивание, рыхление, прикатывание почвы перед посевом за один проход, работа секций на глубине 3–15 см;

– плуг полунавесной оборотный «ЕвроДиамант-107+1L100» – плуг для вспашки почвы с влажностью до 28 % под зерновые и технические культуры, глубина обработки 20–30 см, ступенчатое регулирование ширины захвата – 33, 38, 44, 50 см;

– чизель-глубокорыхлитель ПЧН-4,0 – рыхление подпахотного слоя, разрушение плужной подошвы, сохранение растительных остатков, глубина обработки 25–45 см;

– посевной комплекс «Flexi-Coil» – для посева зерновых и зернобобовых культур по классической и минимальной технологии под стрельчатую высевающую лапу ленточным способом.

Таблица 13 – Технологическая схема обработки почвы «черный пар – озимая пшеница» после подсолнечника Предпосевные глубины Ранневесеннее Зубовые бороны Зубовые боро- Зубовые бороны Довсходное типа ЗБП-0,6 или ЗБП-0,6 или боронование сцепка пружин- сцепка прусцепка пруных борон типа жинных божинных борон Послевсходное типа ЗБП-0,6 или ЗБП-0,6 или боронование сцепка пружин- сцепка прусцепка пруных борон типа жинных божинных борон На темно-каштановой почве системы основной обработки почвы изучались под следующие культуры севооборота: озимый рапс, озимая пшеница по озимой пшенице, подсолнечник. Опыт развернут в пространстве тремя полями в одном почвенном массиве, согласно набору культур.

Каждое поле разбивалось на три участка под определенный тип обработки с размерами 500100=50000 м 2. Размер реперных участков для проведения агрофизических исследований и биологического учета урожая 5050 = 2500 м2. Предусматривалось изучение трех вариантов основной обработки почвы: отвального на 20–22 см плугом ПЛН-8–40, глубокого безотвального рыхления на 35–40 см чизельным плугом «Ландолл-1550» и варианта с дискованием на 14–16 см дисковым культиватором «Диамант».

Лущение стерни осуществляется тяжелыми дисковыми боронами на глубину 10–12 см в два следа культиватором «Диамант», мелкие обработки проводились многоцелевым культиватором «Ландолл-8600». Основную обработку под рапс и озимую пшеницу проводили по системе полупара, а под подсолнечник по системе улучшенной поздней зяби.

Сорт озимого рапса DK «Cekur». Система удобрений: сульфоаммофос N56P56 под основную обработку, аммиачная селитра N65 в период весенней вегетации. Гербициды: Зелек-Супер – 0,57 л/га в октябре, Галера – 0,35 л/га в апреле.

Сорт озимой пшеницы Есаул. Система удобрений: сульфоаммофос N32P35 под основную обработку, аммиачная селитра N36 в период весенней вегетации. Гербициды: Прима – 0,5 л /га в весеннюю вегетацию.

Подсолнечник гибрид НСХ 6318. Система удобрений: аммиачная селитра (N45) под культивацию, нитрофоска N22P22 при посеве. Гербициды: Зелек-Супер – 1,0 л/га весной по всходам.

Посев всех культур проводится в оптимальные сроки в соответствии с принятой в 3-й зоне технологией. Учет урожая с участков проводился методом прямого комбайнировани комбайном «Lexion». Технологические схемы возделывания культур представлены в таблицах 15, 16, 17.

Таблица 15 – Технологическая схема и структура затрат при возделывании Дискование 6/8 см Основная обработ- Безотвальная, Боронование, 4–5 см Культивация, 8–10 см Внесение удобрений Прикатывание Внесение удобрений (подкормка) Внесение удобрений (подкормка) Внесение удобрений (подкормка) Прямое комбайнирование Отвоз зерна от комбайна Прочие технологические затраты Таблица 16 – Технологическая схема и структура затрат при возделывании озимой пшеницы по озимой пшенице ОсновБезотвальная, 35–40 см КЕЙС «ЛАНДОЛЛ»

Культивация, 8–10 см с боронованием Таблица 17 – Технологическая схема и структура затрат при возделывании подсолнечника по озимой пшенице Основные безотвальная, Культивация междурядная с окучиванием отвальная, 20–22 см Системы обработки почвы на светло-каштановой почве изучались в двух наиболее распространенных звеньях полевых севооборотов: пар ранний – озимая пшеница – озимая пшеница и пар черный – озимая пшеница – яровой ячмень. Схема опытов с чистыми парами представлена на рисунке 5.

Размер делянок 70 10,8 м.. Общая площадь делянки 756 м2, учетная площадь 280 м2. Повторность трехкратная, расположение делянок последовательное в три яруса. Площадь под опытными севооборотами – 1,6 га.

2 – комбинированная обработка, агрегат КАО-2, 25–27 см;

3 – безотвальное рыхление, культиватор КПЭ-3,8, 12–14 см;

5 – комбинированная обработка КУМ-4, глубина обработки 14–16 см.

Рисунок 5 – Схема опыта по изучению различных систем Система удобрений: внесение аммофоса N14P60 под предпосевную культивацию. Система защиты: гербициды Гранстар – 10 г/га + Магнум – 5 г/га. Сорт озимой пшеницы – Донская безостая. Сорт ярового ячменя – Прикумский-47.

Основная обработка выполнялась следующими почвообрабатывающими орудиями в комбинации с дорабатывающим приспособлением Е-УПП:

плугом отвальным ПН-4-35 на 20–22 см, комбинированным агрегатом КАО- на 25–27 см, тяжелым культиватором КПЭ-3,8 на 12–14 см, бороной БД-6, на 8–10 см, комбинированным агрегатом КУМ-4 на 16 см. За контроль принята обработка плугом ПН-4-35+Е-УПП. Системы основной обработки применяются при обработке паров и под повторные посевы колосовых культур.

В опыте применялись следующие комбинированные агрегаты:

Комбинированный агрегат КУМ-4 проводит основную послойную обработку почвы под посев озимых культур, размещенных по занятым парам и непаровым предшественникам. Орудие осуществляет рыхление верхнего слоя почвы на глубину 6–8 см дисковыми рабочими органами, рыхление нижнего слоя на регулируемую глубину до 16 см и подрезание сорняков узкозахватными плоскорезными лапами, выравнивание и дробление глыб лопастями барабана-измельчителя, рыхление верхнего слоя и уплотнение почвы зубьями и штангами катка.

Борона дисковая БД-6,6 с рабочими органами повышенного ресурса предназначена для рыхления почвенного пласта на глубину до 20 см (за два прохода) и подготовки почвы под посев, разделки глыб после вспашки, поверхностной обработки уплотненных почв, уничтожения сорняков и измельчения растительных остатков после уборки толстостебельных пропашных культур, ухода за лугами и пастбищами, а также основной обработки почвы в почвозащитных, минимальных и энергосберегающих технологиях.

Универсальное приспособление Е-УПП к плугам и плоскорезам предназначено для энерго-влагосберегающих экологически чистых технологий возделывания зерновых и пропашных культур в различных почвенноклиматических зонах Ставропольского края и может использоваться как в агрегате с отвальными и безотвальными орудиями, так и самостоятельно.

Полевые опыты сопровождались различными наблюдениями за воднофизическими и агрохимическими свойствами почвы, показателями качества обработки почвы, засоренностью посевов, ростом и развитием растений и формированием урожая культур. Основные методики проведения исследований представлены в таблице 18.

Таблица 18 – Основные методики проведения исследований Влажность почвы Доспехов, И.П. Васильев, А.М. Туликов. – М. :

Плотность сложения почвы Доспехов, И.П. Васильев, А.М. Туликов. – М. :

Структурно-агрегатный со- Доспехов Б.А. Практикум по земледелию / Б.А.

став по методу Доспехов, И.П. Васильев, А.М. Туликов. – М. :

Водопрочность структуры Доспехов Б.А. Практикум по земледелию / Б.А.

почвы на приборе Доспехов, И.П. Васильев, А.М. Туликов. – М. :

Степень крошения почвы при обработке Глыбистость почвы при обработке и гумуса в почве Засоренность посевов колиДоспехов, И.П. Васильев, А.М. Туликов. – М.:

чественно-весовым методом ГОСТ 24057–88. Техника сельскохозяйственОпределение топливных ная. Методы эксплуатационно – технологичезатрат при основной обра- ской оценки машинных комплексов, специаботке почвы лизированных и универсальных машин приемов обработки почвы 1. Влажность почвы определялась термостатно-весовым методом в трехкратной повторности через 10 см до глубины 100 см. Периоды определения в поле озимых и яровые культур: уход в зиму – весенняя вегетация – уборка.

2. Плотность почвы определялась методом цилиндров определенного объема в трехкратной повторности по слоям 0–10 см и 10–20 см в периоды уход в зиму – весенняя вегетация – уборка для озимых и яровых культур.

3. Изучение макроагрегатного состава и водопрочности структуры проводились в слоях почвы 0–10 см и 10–20 см в те же периоды.

4. Степень крошения почвы определялась после основной обработки различными орудиями по отношению массы фракций менее 5 см к общей массе пробы в единице объема (%), в трехкратной повторности.

5. Глыбистость поверхности почвы определялась после основной обработки различными орудиями по отношению площади поверхности комков более 5 см в диаметре к размеру площади учетной площадки в 1 м2 ( % ), в трехкратной повторности.

6. Определение содержания и распределения элементов минерального питания в пахотном слое почвы проводилось в начале и в конце ротации севооборота. Отбор образцов проводился на стационарной площадке в трехкратной повторности смешанного образца в слоях 0–10 см, 10– 20 см и 20–30 см. Полученные пробы анализировались на содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия: гумус определялся по Тюрину, подвижный фосфор определялся по Мачигину в 1 % углеаммонийной вытяжке с последующим каллориметрированием; обменный калий – в 1 % углеаммонийной вытяжке методом пламенной фотометрии.

8. Учет засоренности посевов проводился по количественновидовому составу (начало весенней вегетации для озимых культур) и количественно-видовому и весовому составу перед уборкой с помощью рамки 1 м2 в 5-кратной повторности.

9. Наблюдения за развитием растений (озимый рапс, озимая пшеница, подсолнечник, кукуруза на зерно) по методике Госсортсети.

10. Учет урожайности методом прямого комбайнирования опытных участков в фазу полной спелости.

11. Статистическая оценка проводилась методом дисперсионного анализа.

3. СИСТЕМЫ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

ПОД КУЛЬТУРЫ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ

НА РАЗЛИЧНЫХ ТИПАХ ПОЧВ

В общем виде задача агротехнологической оптимизации систем основной обработки при возделывании сельскохозяйственных культур решается по трем основным направлениям: техническому, агротехническому и организационно-экономическому [Минимальная обработка... 1980; Адаптивные ресурсосберегающие технологии... 2006; Шевченко, Корчагин, 2006; Совершенствование отдельных элементов... 2008; Кузыченко, Федотов, 2010].

Вопрос о дифференцированном подходе при оптимизации систем обработки почвы, связанный с решением конкретных задач по развитию современных систем обработки почвы на научной основе, часто заменяется несколько упрощенным пониманием ее минимализации. Прежде всего это касается произвольного уменьшения глубины, а в некоторых случаях и способа основной обработки почвы под отдельные сельскохозяйственные культуры в разрез с рекомендуемой глубиной в системе обработки почвы в севообороте, без периодического доуглубления чизелем или применения отвальной вспашки как минимум один раз в два-три года. Отказ от дифференцированного подхода в вопросе внедрения минимальной и тем более «нулевой» технологии, произвольные «изыскания» производственников в этом вопросе без квалифицированного научного обоснования могут привести к резкому снижению урожайности основных зерновых и зернобобовых культур.

Целью внедрения оптимизированных систем основной обработки почвы в различных почвенно-климатических условиях является снижение производственных затрат при оптимальном насыщении технологий возделывания отдельных с.-х. культур адаптированными комбинированными почвообрабатывающими агрегатами с учетом экономии ГСМ, а также стоимости техники и величины амортизационных отчислений. Ниже приводятся результаты цикла исследований по оптимизации систем основной обработки под отдельные культуры севооборота для различных типов почв Центрального и Восточного Предкавказья.

3.1. Эффективность систем основной обработки почвы в севообороте на Эффективность ресурсосберегающих технологий основной обработки почвы на базе орудий нового поколения оценивалась по результатам комплекса агрофизических и других исследований [Кузыченко, Кобозев, 2001;

Кузыченко, 2002; Кузыченко, Хвостов, 2003; Кузыченко, Хвостов, Артамонов, 2003; Адаптивные ресурсосберегающие технологии... 2006; Кузыченко, 2008; Кузыченко, 2009; Кузыченко, 2011; Кузыченко, 2012]. Ниже приводятся агрофизические показатели за весь период ротации севооборота.

Структурный состав почвы. Формирование агрофизических условий в почве при основной обработке различными орудиями нового типа связано с изучением структурно-агрегатного состава почвы. А.А. Измаильский (1949) и П.А. Костычев (1951) впервые предложили систему научно обоснованных мероприятий по регулированию физических свойств и режимов черноземов, главным из которых является создание благоприятной структуры пахотного слоя.

Со структурным составом, т. е. степенью измельчения почвы, связан весь комплекс физико-химических процессов, способствующих получению высоких урожаев, при этом желательно, чтобы большая часть структурного состава находилась в виде водопрочных макроагрегатов, образующих структуру. Исходя из того, что макроструктура почвы должна обладать хорошими физическими свойствами и обеспечивать оптимальные условия для развития растений, принято считать, что агрономически ценная структура почвы должна быть представлена водопрочными агрегатами от 1 до 10 мм в диаметре, а наиболее ценная от 1 до 3 мм. По данным В.В. Медведева (1988), одним из критериев определения уровня окультуренности черноземов является следующее процентное содержание водопрочных агрегатов 1–3 мм в почве: высокое – 45–55 %, среднее – 35–45 %, низкое – менее 35 %. Изменение содержания водопрочных агрегатов по каждому виду основной обработки в начале и конце ротации в слое 0–10 см на удобренном фоне приведено в таблице 19.

Таблица 19 – Содержание водопрочных агрегатов при различных приемах Вариосновной Безотвальное рыхление, Комбинированная обработка, 25–27 см Установлено, что за период исследований 2001–2006 гг. (начало – конец ротации) отмечается тенденция к увеличению содержания водопрочных агрегатов от 1 до 10 мм по обычным и мелким безотвальным обработкам в среднем на 3,7 %. На отвальной обработке произошло снижение содержания водопрочных агрегатов в верхнем слое 0–10 см на 4 %. Эти выводы подтверждают и данные Д.И. Бурова (1970), говорящие о снижении содержания агрегатов размером более 0,25 мм в верхнем слое по вспашке черноземных почв на 2,5–4,9 %. Использование дисковой бороны БДТ-3 в качестве постоянного орудия основной обработки распыляет верхний слой почвы, что приводит к снижению количества водопрочных агрегатов на 5 %.

Плотность почвы. На основании обобщенных данных многолетних исследований И.Б. Ревут, Н.А. Соколовская, А.М. Васильев (1971) установили, что оптимальная плотность сложения почвы для растений различается в зависимости от типа почвы, механического состава и биологических групп сельскохозяйственных культур. Для зерновых культур оптимальный диапазон плотности сложения составляет 1,05–1,30 г/см, при этом среднее значение равно 1,18–1,20 г/см. Отклонение плотности почвы от оптимума в сторону увеличения или уменьшения ухудшает условия жизни растений и их урожайность. Понижение плотности почвы уменьшает содержание влаги и элементов питания в единице объема почвы, ухудшает всхожесть семян, повышение плотности ограничивает рост корней, резко уменьшает доступность влаги и обеспеченность воздухом. Динамика складывающейся плотности почвы в слое 0–20 см при различных способах основной обработки представлена в таблице 20.

Таблица 20 – Плотность почвы при различных приемах основной обработки почвы (2001–2006 гг.), г/см Вариосновной обработки Безотвальное рыхление, Комбинированная обработка, 25–27 см Чередование обработок Данные наблюдений за плотностью почвы в осенне-весенний период позволяют сделать вывод о том, что диапазон складывающихся показателей объемной массы по всем вариантам в слое почвы 0–20 см как в осенний период (1,14–1,28 г/см), так и в период начала весенней вегетации (1,12– 1,26 г/см) соответствует оптимальным значениям. При этом отмечается меньшее значение плотности почвы по отвальному и безотвальному вариантам обработок (КАО-2) на глубину 20–22 см в сравнении с поверхностными обработками (осенью и весной в среднем на 0,14 г/см, или на 11 %). Однако в процессе длительных по времени исследований удалось установить, что в засушливый период плотность почвы по поверхностным обработкам в слое 10–20 см может принимать значения выше критических, порядка 1,31– 1,34 г/см.

Водопроницаемость и запас продуктивной влаги. Водопроницаемость и динамика накопления продуктивной влаги в почве являются характерными показателями физических условий при различных способах основной обработки. Наиболее доступной формой воды для растения является вода свободная и капиллярная. Поэтому при обработке почвы необходимо устранять или ослаблять отрицательное влияние недостатка этих форм воды, характерное для засушливой зоны и зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края, и создавать условия для обеспечения достаточного запаса влаги в корнеобитаемом слое в течение всего вегетационного периода при одновременной поддержке благоприятных условий аэрации.

Данные по водопроницаемости почвы после основной обработки, представленные на графике (Рисунок 6), свидетельствуют о том, что наиболее интенсивное поглощение воды почвой отмечается при обработке отвальным плугом (в среднем за один час пролива – 6,8 мм/мин), по безотвальным обработкам на глубину 20–22 см скорость впитывания и фильтрации ниже: на варианте с КАО-2 на 26,4 %, при чизелевании ПЧ-2,5 на 29,0 %, что связано с менее интенсивным крошением пласта почвы безотвальными орудиями.

Q, мм/мин Рисунок 6 – Водопроницаемость почвы Q после основной обработки, мм/мин Водопроницаемость после мелкой (КПЭ-3,8) и поверхностных обработок (КПС-4) составляет в среднем соответственно 4,5 и 3,5 мм/мин, что на 33,8 и 48,5 % ниже, чем на отвальном варианте основной обработки, поскольку процесс проникновения воды в уплотненный слой более длительный.

Динамика накопления продуктивной влаги в осенний, весенний и летний периоды в слое почвы 0–100 см представлена в таблице 21.

Уход в зиму сопровождался более значимым накоплением продуктивной влаги по отвальной обработке (169 мм) и безотвальному рыхлению (162 мм). На вариантах с мелкой и поверхностной обработками снижение запасов продуктивной влаги составило соответственно 12 и 15 мм. В период весенней вегетации тенденция сохраняется – разница в накоплении влаги по отвальной обработке в сравнении с мелкой и поверхностной обработками составляет соответственно 11 и 19 мм. К уборке отмечается тенденция несколько большего накопления влаги при обработке отвальным плугом, разница в сравнении с приемами безотвального рыхления – 5 мм.

Таблица 21 – Запас продуктивной влаги после основной обработки почвы Вари- Прием и глубина основной Безотвальное рыхление, Комбинированная обработка, 25–27 см Чередование обработок под отдельные культуры Изменение плодородия почвы при различных системах основной обработки почвы. Исследования проводились с 2001 по 2006 год на черноземе обыкновенном малогумусном среднемощном среднесуглинистом по всем вариантам опыта. Изменение почвенного плодородия под воздействием различных способов основной обработки в севообороте оценивали по следующим агрохимическим показателям: общий гумус, содержание подвижного фосфора и обменного калия.

Гумусовое состояние почвы при различных системах основной обработки. Динамика содержания общего гумуса показывает, что за период с 2001 по 2006 год не произошло ухудшения гумусового состояния почвы, применяемые способы основной обработки способствовали его стабилизации (Таблица 22).

Таблица 22 – Изменение содержания гумуса в почве при различных системах Вариант Прием и глубина основ- ГлубиРаз- Чередование обработок под отдельные 10– Среднее содержание гумуса в слое 0–20 см *значимое различие по t-Стьюденту Р < 0, Среднее содержание гумуса в почве в слое 0–20 см (2001 г.) было равно 4,26 % на неудобренном и 4,27 % на удобренном фонах. По окончании ротации севооборота (2006 г.) его количество стало 4,25 и 4,37 % соответственно.

Различий по вариантам опыта не выявлено, за исключением варианта с поверхностной культивацией на неудобренном фоне, где отмечено снижение величины этого показателя во всех слоях почвы на относительных 6 %. Систематическое внесение минеральных удобрений способствовало росту биомассы растений, увеличению количества поступающих в почву пожнивнокорневых остатков, новообразованию гумусовых веществ и обеспечивало устойчивую тенденцию увеличения содержания общего гумуса [Куприченков, Кузыченко, Антонова, 2005].

Динамика содержания подвижного фосфора и обменного калия.

Анализ обеспеченности почвы подвижным фосфором свидетельствует о некотором изменении в его содержании. При исходном уровне подвижного фосфора в 2001 году, 14,5 мг/кг на неудобренном и 24,1 мг/кг на удобренном фонах, в слое 0–20 см его количество к окончанию ротации севооборота (2006 г.) составило в среднем соответственно 14,8 и 26,5 мг/кг (Таблица 23).

При сравнении обеспеченности подвижным фосфором почвы неудобренного и удобренного фонов установлено, что к 2006 году разница между фонами в слое 0–20 см составила в среднем 11,7 мг/кг, а исходная разница составляла 9,6 мг/кг. Регулярное внесение минеральных удобрений способствовало поддержанию подвижного фосфора на несколько повышенном к исходному уровне: разница составила к 2006 году 2,4 мг/кг, в то время как на неудобренном фоне всего 0,3 мг/кг.

Как показала динамика содержания подвижного фосфора за последние пять лет, возделывание сельскохозяйственных культур в зерно-пропашном севообороте с использованием различных систем основной обработки почвы не снижает его количество на неудобренном фоне, а на удобренном фоне способствует некоторому увеличению.

Таблица 23 – Влияние систем основной обработки почвы на содержание подвижного фосфора в почве за 2001–2006 гг., мг/кг Вариант Культивация, 12–14 см 20–22 см Вспашка, 20–22 см Комбинированная 4 обработка, Дискование, Чередование обработок под отдель- 10–20 11,5 15,5 +4,5 32,5 38,5 +6, ные культуры Однако длительное применение разноглубинных обработок приводит к дифференциации подвижного фосфора по почвенным слоям, что объясняется заделкой удобрений на разную глубину. При вспашке к году на удобренном фоне наблюдается равномерное распределение фосфорных удобрений в пахотном слое (23 и 29 мг/кг Р 2 О5 в слоях 0–10 и 10–20 см). При поверхностной обработке культиватором КПС-4, где вся доза поступает в слой 6–8 см ( 34 и 18 мг/кг в слоях 0–10 и 10–20 см соответственно), содержание подвижного фосфора в слое 0–10 см на 32 % выше, чем при вспашке, а в слое 10–20 см ниже на 38 %, хотя в среднем его количество по поверхностной обработке такое же, как и при вспашке, – 26 мг/кг.

Системы основной обработки не оказали существенного влияния на содержание обменного калия. Его запас, независимо от вида возделываемых культур и обработки почвы, составил в среднем 220 мг/кг К 2О. Следует отметить, что мелкая и поверхностная обработки усилили естественную гетерогенность почвы по содержанию подвижного фосфора и обменного калия с накоплением в верхнем слое 0–10 см и резким снижением в слое 10–20 см.

Качественные показатели обработки почвы. Оценка качества обработки почвы проводилась по двум показателям: степени крошения почвы (количество комков почвы менее 5 см в пахотном слое, %) и глыбистости (количество глыб более 5 см на поверхности почв, %). Крошение почвы достигается при ее механической обработке с созданием в ней наиболее благоприятного теплового, водно-воздушного, микробиологического и пищевого режимов. Результаты исследований приводятся в таблице 24.

Степень крошения почвы связана с влажностью обрабатываемого слоя, мехсоставом почвы и характером воздействия орудия на почвенный пласт (работа рабочего органа орудия по схеме двух- или трехгранного клина).

Таблица 24 – Крошение и глыбистость почвы при основной обработке Вариант Прием основной обработки, орудие Безотвальное рыхление, Комбинированная обработка, Установлено, что обработка почвы отвальным плугом без дорабатывающего приспособления Е-УПП в меньшей степени крошит почву в сравнении с чизелем ПЧ-2,5 и агрегатом КАО-2 соответственно на 5 и 7 %. Мелкие и поверхностные обработки орудиями, имеющими дополнительные устройства типа бороны БЗСС-1,0, формируют только поверхностный почвенный слой с более высокой степенью крошения в пределах 81–87 %. Применение приспособления Е-УПП, разрушающего глыбу и выравнивающего поверхность поля, улучшает качество крошения, особенно при обработках на глубину 20–22 и 22–27 см, на 7–19 %.

Глыбистость является показателем качества обработки поверхностного слоя почвы, который имеет наибольшее значение при обработке на 20–22 и 25–27 см отвальным и безотвальными орудиями (24–29 %). Применение в агрегате с этими орудиями комбинированной машины Е-УПП снижает глыбистость по отвальной обработке на 12 %, а по безотвальным вариантам: чизелеванию ПЧ-2,5 на 9 %, по глубокому рыхлению КАО-2 на 11 %. Снижение глыбистости по поверхностным обработкам значительно меньше: при дисковании БДТ-3 на 2 %, при культивации КПС-4 на 3 %. Поэтому следует однозначное заключение о необходимости агрегатирования приспособления ЕУПП с отвальными и безотвальными орудиями при обработке на глубину 20– 22 и 25–27 см.

Засоренность посевов. Общеизвестным является факт, что сорняки угнетают рост и развитие культурных растений, снижают их урожай, ухудшают его качество. Исследования, проведенные в Ставропольском НИИСХ Л.С. Горбатко (1995), показали, что не только количественный, но и ботанический состав засорителей влияет на структуру урожая озимой пшеницы, снижая массу зерна и количество продуктивных колосьев на одном квадратном метре. Одним из способов снижения засоренности посевов является осенняя отвальная обработка почвы. При этом, согласно данным М.С. Резникова (1986), Л.Д. Максименко и др., замена вспашки плоскорезной обработкой или безотвальным рыхлением сопровождается повышенной засоренностью посевов [Система обработки... 1989]. Поэтому необоснованное применение способов безотвальной обработки почвы, в том числе мелкой и поверхностной, может вызвать отрицательный эффект.

Данные наблюдений за засоренностью посевов культур в течение ротации севооборота представлены в таблицах 25 и 26.

По результатам проведенных наблюдений в весенний период можно сделать вывод о том, что отвальная обработка подавляет сорняки в большей степени, чем обработка чизелем ПЧ-2,5 и безотвальным агрегатом КАО-2, в среднем соответственно на 20 и 10 %. Наиболее высокая засоренность отмечается на вариантах с поверхностной (КПС-4) и мелкой обработками, разница с контролем (вспашка) составляет в среднем соответственно 17 и 12 шт/м.

Таблица 25 – Засоренность посевов культур севооборота к периоду начала весенней вегетации при различных приемах основной обработки почвы Вариобработки ант Безотвальное рыхление, Комбинированная обработка, 25–27 см Чередование обработок под отдельные Таблица 26 – Засоренность посевов культур севооборота к периоду уборки при различных приемах основной обработки почвы Комбинированная обработка, 25– На основании проведенных наблюдений можно заключить, что отвальная обработка подавляет сорняки в большей степени, чем обработка чизелем ПЧ-2,5 и безотвальным агрегатом КАО-2 в среднем соответственно на 25 и 17 %. Наиболее высокая засоренность отмечается на вариантах с поверхностной и мелкой обработками как в количественном, так и в весовом выражении, разница с контролем (вспашка) составляет в среднем соответственно 18 шт/м, 140 г/м и 13 шт/м, 96 г/м.

К концу ротации севооборота сложилась устойчивая тенденция преобладания следующего видового состава сорняков: василек синий, подмаренник цепкий, гречишка, вьюнок полевой, что говорит о необходимости ротации гербицидов, обладающих более широким спектром действия.

Урожайность культур севооборота. Влияние систем основной обработки на урожайность культур севооборота в 2001–2006 гг. представлено в таблице 27 (Приложение 1).

Таблица 27 – Урожайность культур севооборота при различных системах основной обработки почвы с применением приспособления Е-УПП Вариант 20–22 см Комбинированная обработка, 25–27 см Чередование обработок под отдельные культуры Анализ данных таблицы 27 показал, что не установлено статистически достоверно значимых различий в урожайности ни по одной из культур севооборота при основной обработке безотвальными орудиями (чизель ПЧ-2,5 и агрегат КАО-2 на глубину 20–22 и 25–27 см) в сравнении со вспашкой (контроль), разница по зерновым колосовым составила в среднем 0,13 т/га. Наибольшее снижение урожайности отмечается на вариантах с постоянной поверхностной обработкой под все культуры севооборота (КПС-4), разность по колосовым в сравнении с контролем составляет в среднем 0,59 т/га.

Средняя урожайность культур в среднем по севообороту ( т з.е/га) при отвальном, безотвальном и дифференцированном способах обработки почвы под отдельные культуры была практически одинаковой и составила соответственно 3,71; 3,69 и 3,67 т з.е/га.

Производственные испытания по применению комбинированных агрегатов в энергосберегающих технологиях возделывания сельскохозяйственных культур (Р1, Р2) в сравнении с принятыми в хозяйстве (ПХ) на черноземе обыкновенном среднесуглинистом проводились на полях СПК «Ворошилова» Труновского района [Кузыченко, Квасов, Хрипунов, 2010]. Культуры:

озимая пшеница по предшественнику кукуруза на зеленую массу и кукуруза на зеленую массу по предшественнику озимая пшеница. Орудия нового типа для основной обработки почвы и посева: комбинированный агрегат АКМ- (глубина обработки 12–14 см), многоцелевой культиватор КРГ-8,6 (глубина обработки 12–14 см), тяжелая дисковая борона БД-6,6 (глубина обработки 8– 10 см), чизельный плуг ПЧ-4,5 (глубина обработки 30–35 см); для посева: посевной комплекс ПК-8,6 «Ставрополье», пропашная сеялка «Gaspardo».

Продуктивный запас влаги. Запас продуктивной влаги в период возделывания озимой пшеницы и кукурузы на зеленую массу в слое почвы 0– 100 см представлен в таблице 28.

В период посева озимой пшеницы по кукурузе на зеленую массу отмечалась низкая влагообеспеченность в слое 0–100 см по всем вариантам обработок, усредненное значение составляет 50,2 мм. При этом отмечается тенденция лучшего влагонакопления по варианту с комбинированной обработкой агрегатом АКМ-6 (57,6 мм), а в поле кукурузы на зеленую массу – при чизельной обработке (70,1 мм), при этом запас влаги в сравнении с мелкой обработкой КРГ-8,6 был выше на 8 мм.

Иссушенный период октября – ноября не позволил накопить значительного количества влаги по глубокой (30–35 см) чизельной обработке на зяби под кукурузу. Показатели (66,9–70,1 мм) находятся в зоне низкой влагообеспеченности (по Вадюниной).

Таблица 28 – Запас продуктивной влаги по срокам вегетации культур, мм Прием основной обработки Комбинированная (АКМ-6/СЗП-3,6), 12–14 см Культивация (КРГ-8,6/СЗП-3,6), 8–10 см Дискование (БД-6,6/ПК-8,6), 8–10 см Комбинированная (АКМGaspardo»), 12–14 см Культивация (КРГGaspardo»), 12–14 см Безотвальное рыхление (ПЧGaspardo»), 30–35 см Весенняя вегетация сопровождалась хорошим влагонакоплением по всем вариантам обработок (152,3–167,1 мм). В поле озимой пшеницы по кукурузе на з/м увеличение запаса продуктивной влаги по комбинированной обработке АКМ-6 в сравнении с дискованием бороной БД-6,6 составило 12,2 мм. Большее накопление влаги в слое 0–100 см в период посева кукурузы по чизельной обработке плугом ПЧ-4,5 в сравнении с культивацией КРГразница 21,2 мм) связано с созданием глубоких влагонакопительных щелей при обработке чизелем на глубину 35 см.

Плотность почвы. В период посева озимой пшеницы оптимальная плотность по всем вариантам обработок находилась в пределах 1,02– 1,08 г/см3, при этом отмечается тенденция меньшего ее значения по вариантам с обработкой агрегатом АКМ-6 по сравнению с дискованием БД-6,6 в среднем на 0,06 г/см3 (Таблица 29).

Таблица 29 – Плотность почвы по срокам вегетации культур, г/см (марки орудий), глубина обработки Комбинированная, (АКМ-6/СЗП-3,6), 12–14 см Культивация (КРГ-8,6/СЗП-3,6), 8–10 см Дискование (БД-6,6/ПК-8,6), 8–10 см Комбинированная (АКМ-6/Gaspardo»), 16 см Культивация (КРГGaspardo»), 12–14 см Безотвальное рыхление 30–35 см Весенняя вегетация сопровождалась некоторым уплотнением поверхностного слоя почвы по всем вариантам обработок в пределах 0,02 г/см3, при этом обработка агрегатом АКМ-6 создает к весне наиболее низкую плотность почвы (1,02–1,04 г/см3).

Более низкая плотность почвы в слое 0–20 см в период посева кукурузы по чизельной обработке плугом ПЧ-4,5 (1,05 г/см3) в сравнении с обработкой АКМ-6 (1,09 г/см3) связана с работой рыхлительной стойки на глубину 35 см.

Агрегатный состав почвы перед посевом культур. Меньшее количество агрономически ценных агрегатов (Таблица 30) отмечается при мелкой обработке культиватором КРГ-8,6 (в среднем 66,5 %), при этом обработка агрегатом АКМ-6 сформировала оптимальную структуру агрегатов (0,25– мм), равную 75,4 %, эрозионно-опасное распыление выше на мелкой (КРГи поверхностной обработке (БД-6,6 – 40,8 %).

Таблица 30 – Агрегатный состав почвы перед посевом в слое 0–10 см Прием основной обработки (марки орудий), глубина обработки Агрегаты Агрегаты Агрегаты