2. Цели и задачи исследований.

Цель исследований: изучение воздействия различных систем обработки почвы на урожайность яровых зерновых культур в севообороте.

Задачи исследований:

1. Изучение воздействия различных систем обработки почвы на ее воднофизические свойства.

2. Изменения засоренности посевов при различных системах обработки почвы.

3. Влияние различных систем обработки почвы на развитие растений.

4. Изучение воздействия различных систем обработки почвы на урожайность сельскохозяйственных культур.

5. Выявление экономической эффективности различных систем обработки почвы под яровые зерновые культуры севооборота.

Поставленные задачи изучались на протяжении двух лет на стационаре кафедры агрохимии и земледелия в учхозе ИГСХА.

3. Условия и методика проведения исследований.

Учхоз ИГСХА является для пригородной зоны типичным хозяйством, опыт ведения производства, которого представляет определенный интерес для хозяйств Ивановской области.

Учхоз ИГСХА является учебной и научной базой академии и важной составляющей в формировании специалистов сельского хозяйства. Здесь будущий специалист получает полноценное знакомство с сельскохозяйственным предприятием, приобретает необходимые практические навыки в выполнении ряда профессий, входящих в сферу его производственной деятельности в будущем, углубляет и закрепляет свои знания, знакомится с производственным коллективом и его заботами.

Учхоз ИГСХА был организован в 1958 году на базе совхоза имени Фрунзе Ивановской области Ивановского района. Территория учебно-оптытного хозяйства состоит из двух земельных массивов, расстояние между которыми 25 километров.

Центральное отделение (усадьба – первое отделение, которое до 1958 года носило название «Совхоз имени М.В. Фрунзе» который был основан в 1929 году на месте охотничьих угодий города Иваново с целью снабжения города молоком и другой сельскохозяйственной продукцией) расположено в поселке Чернореченский Ивановского района в 7 километрах от города Иваново. Ближайший железнодорожный пункт – разъезд «Текстильный». На его территории расположены фермы, стоянки для автомобильной и сельскохозяйственной техники, зерносушильные комплексы, котельная на газе и механическая мастерская.

Учхоз ИГСХА обеспечивает проведение экспериментальных исследований профессорско-преподавательскому составу, аспирантам и студентам старших курсов выполняющих курсовые и дипломные работы, а так же оказывает практическую помощь в работе СНО.

Учхоз ИГСХА специализируется на производстве молока, выращивании племенного молодняка. В структуре товарной продукции до 85 % занимает продукция животноводства, в хозяйстве производится молоко, мясо выращивается для своих нужд и на продажу, а так же производятся кормовые и сельскохозяйственные культуры и семена зерновых культур. В результате селекционной работы в учебно-опытном хозяйстве сформировано высокопродуктивное стадо коров черно-пестрой породы.

Территория учхоза ИГСХА и прилежащие к нему земли относятся к южно-таежной подзоне дерново-подзолистых почв, которая является областью распространения основных площадей сельскохозяйственных угодий и значительных площадей земель, пригодных для дальнейшего сельскохозяйственного освоения.

Рельеф территории учхоза ИГСХА спокойный, пологоволнистый с микропонижениями различной глубины и формы, микропонижения местами занимают площадь, на которой вода может задерживаться до второй декады июня, а иногда и всё лето, данное обстоятельство затрудняет своевременную обработку почвы. Из-за значительного уклона местности и тяжелого механического состава грунта, естественный дренаж почвы отсутствует, это и объясняет наличие значительного заболачивания местности.

Чтобы использовать земельный массив в сельскохозяйственных целях были проведены осушительные работы с использованием открытых канав, был подготовлен план проведения осушительных и мелиоративных работ на всей территории учхоза, который предусматривает двойное регулирование водного режима.

Почвенный покров представлен дерново-подзолистыми почвами, тяжелого механического состава. Почвообразовательные процессы на территории учхоза складываются из подзолистого, дернового и болотистого. По степени кислотности почвы кислые (рН = 4.5 – 5,5), более 85 % пашни нуждаются в известковании. Гумусовый горизонт почв учхоза 10 – 15 сантиметров, светло-серая окраска указывает на небольшое содержание гумуса (около 1 – 2 %), под гумусовым горизонтом залетает подзолистый горизонт почти белой окраски (10 – 20 см) состоящий из соединений кремнезема. Дерново-подзолистые почвы отличаются не высокой мощностью перегнойного горизонта, низким содержанием органического вещества, невысоким содержанием азота, фосфора, калия и других питательных веществ. Содержание подвижного фосфора и обменного калия в почвах учхоза в основном повышенное и высокое (от 1 до 10 мг на 100 грамм почвы). Почвы склонны к заплыванию, уплотнению и образованию поверхностной корки. Поскольку почвы тяжелого механического состава, то они имеют плохую водопроницаемость, из-за этого растения страдают от избытка влаги. Для повышения плодородия дерново-подзолистых почв применяют мероприятия по обеспечению их органическим веществом путем внесения органических и минеральных удобрений, а также посева многолетних трав, известкование (4 – 6 т/га) и углубление пахотного слоя до 22 – 24 сантиметров.

Общая земельная площадь учхоза составляет 3933 га, в том числе сельскохозяйственных угодий 3203 га, из них: пастбища 579 га, пашня 2400 га, сенокосы 225 га, прочие угодия составляют 730 га.

Из-за разобщенности земель (первого и второго отделения) в учхозе определена комбинированная структура управления. В хозяйстве созданы следующие цеха: животноводства, растениеводства, механизации и электрификации. Основная форма организации труда – производственная бригада. Специализация цеха растениеводства – производство кормов, семян зерновых культур. Специализация цеха животноводства – производство молока и выращивание племенного молодняка КРС, для продажи в хозяйствах области. Всё поголовье чистопородное, 92 % класса элита и элита-рекорд. Этим объясняется основная направленность производства молочно-семеноводческая.

Структура посевных площадей не имеет существенного различия по годам. Состав земельных угодий соответствует специализации хозяйства, поскольку многолетние травы и зерновые занимают наибольшую площадь в структуре посевных площадей, далее идут однолетние травы. Земли учхоза на 82 % пригодны для сельскохозяйственного производства, распаханы на 75 %, пашни продуктивно используются на 96 %, а естественные кормовые угодья составляют 25 %. Особое внимание хозяйство уделяет сохранению плодородия путем внесения органических удобрений, проведения известкования и борьбы с сорной растительностью. Также на землях хозяйства требуется проводить мелиоративные мероприятия. Еще одним важным мероприятием по рациональному использованию земель является внутрихозяйственное землеустройство, которое заключается в том, что на основе научных данных о почве устанавливается характер и порядок использования земель: что и где сажать, в какой очередности, как обрабатывать почву, когда и чем удобрять.

Урожайность сельскохозяйственных культур колеблется, прежде всего, из-за погодных условий. Если сравнивать урожайность зерновых культур по годам, то можно увидеть, что в 2016 году она, ниже чем в 2015 и 2014 годах. У многолетних и однолетних трав наиболее высокий показатель урожайности был в 2015 году. Также отклонения в урожайности сельскохозяйственных культур по годам можно объяснить уровнем агротехники.

По годам значительно изменяются затраты труда по всем видам продукции растениеводства, с каждым годом они возрастают, следовательно изменилось и количество времени, затраченное на выращивание и уход за посевами.

Финансовая деятельность учхоза в 2016 году стала более рентабельной, по сравнению с предыдущими годами, последние год оказался более прибыльным для учхоза, предприятие получило прибыль от реализации продукции.

Территория учхоза ИГСХА с прилежащими к нему землями относится к южно-таежной под зоне дерново-подзолистых почв, поэтому в учхозе преобладают типичные для Ивановской области дерново-подзолистые почвы, сформировавшиеся под воздействием двух основных процессов почвообразования - подзолистого и дернового процессов, в условиях промывного водного режима.

Там в учхозе, где существуют понижения рельефа, создается избыточное увлажнение, из-за этого развивается болотный процесс, в результате широко представлены почвы различной степени заболачиваемости, особенно это наблюдается в первом отделении учхоза.

Для использования земельного массива, на значительной площади проведены мелиоративные осушительные работы.

Гранулометрический состав почв учхоза ИГСХА следующий: в первом отделении учхоза преобладают почвы среднего гранулометрического состава, во втором отделении легкосуглинистые разновидности почв. По степени кислотности почвы учхоза преимущественно кислые, содержание гумуса среднее (примерно 2 %) об этом говорит светло-серая окраска почв, содержание подвижных форм фосфора и калия соответственно 15 мг и 12,0 – 15,0 мг/100 г почвы. Почвы опытного участка учхоза тоже дерново-подзолистые легкосуглинистые на песках.

Рельеф территории участка пологоволнистая равнина. Мощность пахотного слоя равна 20 – 22 сантиметра.

Перед закладкой опыта пахотный слой почвы имел следующую агрохимическую характеристику:

кислотность почвы – рН 4,6 – 5,2

гидролитическая кислотность почвы – Hr 2,7 – 4,2

P205 12,5 – 20 мг/100 г почвы

К20 8,5 – 10 мг/100 г почвы

содержание гумуса в почве – 2,07 – 2,41 %

Учхоз ИГСХА расположен на территории умеренно-континентального климата с холодной преимущественно многоснежной зимой и с умеренно жарким летом. Общая продолжительность морозного периода составляет в среднем 115 – 120 дней, а безморозного 130 – 140 дней. Самый холодный месяц – январь (среднемесячная температура колеблется от – 11,5 °С до – 12 °С), самый жаркий месяц – июль (среднемесячная температура колеблется от + 17,5 °С до + 18,7 °С).

Хозяйство располагается в зоне с достаточным увлажнением. Сумма атмосферных осадков за год колеблется от 570 – 620 миллиметров. Приблизительно в конце ноября образуется устойчивый снежный покров, продолжительность периода с устойчивым снежным покровом в среднем составляет 150 дней, а его высота в среднем равна 34 сантиметрам. Промерзание почвы происходит на глубину примерно на 50 сантиметров.

Анализ погодных условий в сравнении с многолетними данными показал, что в 2016 году осадков за вегетационный период выпало ниже нормы. В мае и июле количество осадков было меньше среднемноголетних данных, а среднесуточная температура за весь вегетационный период была выше среднемноголетних данных. Данные погодные условия сказались на урожайности сельскохозяйственных культур.

Предшественники в опыте: у ячменя – картофель, у овса – озимая пшеница, предшественники хорошие. На стационаре ведется изучение трех систем обработки почвы – это отвальная, безотвальная и комбинированная обработки.

При применении отвальной обработки почвы были использованы следующие орудия: плуг ПЛН-3-35; культиватор КПС-4; бороны БДТ-3 и ЗБТС-1.

При применении безотвальной обработки почвы были использованы следующие орудия: плоскорез КПГ-2,2; бороны БДТ-3 и БИГ-3; противоэрозионный культиватор КПЭ-3,8.

При применении комбинированной обработки почвы применяются орудия, как для отвальной обработки почвы, так и для безотвальной обработки почвы.

Сорта, которые использовались в опыте: ячмень – «Зазерский-85»; овес – «Боррус». Проводили сортировку семян овса, посев проводили крупными и выровненными семенами. Посев овса проводили в ранние сроки, поскольку он легко приспосабливается к условиям среды и за счет этого посевы значительно меньше поражаются ржавчиной. Минеральные удобрения в дозе N₃₀P₃₀K₃₀ вносили под предпосевную обработку. Одним из важных аспектов посева ячменя является подготовка семян, как правило, ячмень нужно сеять семенами высокой кондиции и репродукции. Семена ячменя были разделены по крупности, посев проводили крупными одинаковыми по размеру семенами. Норма высева составила пять с половиной миллионов всхожих семян на один гектар, глубина заделки семян ячменя была 4 – 5 см. Минеральные удобрения вносили в дозе N₃₀P₃₀K₃₀. Ячмень высевали в ранние сроки, поскольку он не очень сильно реагирует на колебания температур. Что еще немаловажно с наступлением весны, при любой погоде, влага расходуется быстрее, чем пополняется за счет осадков, а чтобы ячмень дал хороший урожай, ему нужна влага, потому наиболее благоприятны ранние сроки посева.

К уборке ячменя приступали в фазе восковой спелости, так как при полной спелости колосья поникают и становятся ломкими, что приводит к большим потерям зерна. Убирают культуру очень быстро и на низком срезе, чтобы сократить потери и предотвратить возможность вторичного увлажнения зерна, что приводит к снижению его качества.

Для изучения различных систем обработки почвы и влияние этих способов на урожайность сельскохозяйственных культур и засоренность посевов, в 1989 году на опытном поле был заложен стационар.

В ходе исследования сравнивается безотвальная обработка почвы с комбинированной и отвальной обработкой, которая считается традиционной для нашей зоны. Обработка почвы изучается в севообороте со следующим чередованием сельскохозяйственных культур:

1. Пар чистый

2. Озимая пшеница

3. Овес + клевер

4. Клевер

5. Озимая рожь

6. Картофель

7. Ячмень

Севооборот представлен всеми полями в пространстве с чередованием культур во времени.

В нашей работе рассматривается система обработки почвы в севообороте под яровые культуры: овес и ячмень. Площадь одной делянки составляет 0,13 гектара, повторность двукратная, общая площадь стационара составляет 6 гектаров.

Схематический план размещения севооборота.

Почва полей севооборота дерново-подзолистая легкосуглинистая на песках, типичная для хозяйств Ивановской области. Мощность пахотного слоя 20 – 22 см

С целью изучения агрохимических свойств, проводился отбор смешанных образцов с пахотного слоя (горизонт А_пах – пахотный – 0 - 20 см) послойно (0-10 см и 10-20 см).

По общепринятым методикам определялись плотность и влажность почвы, густота стояния растений, величина засоренности посевов и структуры урожая.

Одним из важнейших свойств, определяющих физическое состояние почвы, является ее плотность. При обработке почвы, ее плотность изменяется в зависимости от гранулометрического состава, окультуренности почвы и агротехники возделываемой культуры. Задача обработки почвы состоит в том, чтобы придать пахотному слою оптимальную величину для каждой возделываемой культуры. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная величина плотности пахотного слоя на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах составляет 1,25 – 1,35 грамма на кубический сантиметр. Вред от избыточного уплотнения почвы проявляется в ее повышенном сопротивлении проникновению вглубь почвы профиля растущих корней растений, ухудшении всех режимов, снижении биологической активности. Поэтому более продолжительное поддержание почвы в оптимальном состоянии положительно сказывается на продуктивности растений и повышает долевое влияние обработки почвы на урожайность сельскохозяйственных культур.