Наукові основи систем обробітку ґрунту в польових сівозмінах Лівобережного Лісостепу України: автореферат

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.01 – загальне землеробство. Дніпропетровський державний аграрно-економічний університет Міністерства освіти і науки, Дніпропетровськ, 2015. У дисертації наведено теоретичне обґрунтування та експериментальне вирішення наукової проблеми ресурсозбереження в системах та технологіях обробітку ґрунту в умовах Лівобережного Лісостепу України. Встановлено закономірності змін показників родючості чорнозему типового, стану забур’яненості, ґрунтозахисної стійкості поверхні, урожайності культур і продуктивності польової сівозміни залежно від найбільш поширених і перспективних технологій обробітку ґрунту. Для умов перехідної зони від Лівобережного Лісостепу до Північного Степу вперше визначено необхідність застосування диференційованої системи обробітку ґрунту в польовій сівозміні для забезпечення оптимального фізичного стану ґрунтів, рівномірного вмісту поживних елементів в орному шарі, ефективного контролювання забур’яненості посівів і отримання сталих врожаїв культур на основі збереження структурності і скорочення загальних витрат в межах 2-5%. Визначено недоцільність багаторічного застосування нульового обробітку ґрунту і можливість його використання в складі диференційованої системи обробітку в сівозміні. За результатами досліджень розроблені рекомендації щодо оптимального складу диференційованої системи обробітку ґрунту в сівозміні на основі переважного використання чизельних і комбінованих знарядь, періодичного застосування оранки, дискового поверхневого обробітку і безпосередньої сівби.

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.01 – общее земледелие. Днепропетровский государственный аграрно-экономический университет Министерства образования и науки Украины, Днепропетровск, 2015. В диссертации приведены теоретическое обоснование и экспериментальное решение научной проблемы ресурсосбережения в системах и технологиях обработки почвы в условиях Левобережной Лесостепи Украины. Установлены закономерности изменений показателей плодородия чернозема типичного, состояния засоренности, почвозащитной устойчивости поверхности, урожайности культур и продуктивности полевого севооборота в зависимости от наиболее распространенных и перспективных технологий обработки почвы. Для условий переходной зоны от Левобережной Лесостепи к Северной Степи впервые установлена необходимость применения дифференцированной системы обработки почвы в полевом севообороте. Применение дифференцированной системы создает условия для оптимального физического состояния почв, равномерного содержания питательных элементов в пахотном слое, эффективного контроля засоренности посевов и получения устойчивых урожаев культур при сокращении общих затрат в пределах 2-5%. Определена низкая эффективность многолетнего применения безотвальной, минимальной и нулевой обработки почвы. Установлена возможность периодического использования прямого посева зерновых культур в составе дифференцированной системы обработки в севообороте. Многолетними опытами установлено, что сокращение глубины и количества приемов обработки почвы приводит к повышению плотности сложения до 0,07 г/см3 и твердости почвы до 20%, что приводит к ухудшению условий накопления влаги в корнеобитаемом слое. Продолжительное применение no-till технологии до 6 лет и более на черноземе типичном вызывает проблематичность обеспечения необходимой глубины заделки семян. Концентрация пожнивных остатков на поверхности после безотвальной и поверхностной обработок приводит к дифференциации пахотного слоя, которая характеризуется снижением биологической активности в нижних слоях почвы и уменьшением подвижных форм фосфора и калия до 1,0 мг/100 г почвы. Более активное воздействие на почву с помощью безотвального рыхления чизельным плугом влияет на физическое состояние пахотного слоя на уровне со вспашкой и способствует более равномерному распределению питательных веществ, а также дополнительному накоплению влаги в корнеобитаемом слое до 6,0 мм. Замена ежегодного применения вспашки безотвальными обработками способствует повышению количества водопрочных агрегатов на 3,0-4,1% и агрономически ценных – на 2,9-3,9%. Систематическая обработка дисковыми орудиями приводит к распылению структуры почвы с уменьшением количества ветроустойчивых агрегатов до 5,0%. Периодическое применение вспашки на фоне двух- или трехлетнего дискования влияет на структурное состояние пахотного слоя на уровне с безотвальным рыхлением. Минимальная и нулевая технологии при отсутствии зяблевой обработки способствуют восстановлению водопрочности структуры до 11,8% и повышению количества ветроустойчивых агрегатов до 7,5% по сравнению со вспашкой. Безотвальная обработка без применения гербицидов приводит к увеличению засоренности посевов полевого севооборота в сравнении со вспашкой до 30%. Наиболее вероятная вредоносность сорняков проявляется в посевах пропашных культур при всех способах обработки почвы. Совместное действие безотвальных обработок СибИМЭ и ПРН 31000 и гербицидов при существенном снижении засоренности, не способствует получению близкой к контролю урожайности сахарной свеклы. Многолетнее применение технологии прямого посева с гербицидами сплошного и избирательного действия вызывает повышение засоренности зерновых культур до 89% в сравнении с интенсивными технологиями. Для усиления почвозащитной эффективности в непрерывном цикле no-till технологии необходимо внедрение покровных культур, в результате чего обеспечивается уровень проективного покрытия поверхности в свободное от выращивания культур время до 90% и коэффициент противоэрозионной эффективности севооборота до 0,67. Применение чизельной и дифференцированной обработок почвы в севообороте является наиболее целесообразным при выращивании культур полевого севооборота. При полученной близкой к вспашке продуктивности севооборота и с учетом сокращения затрат на основную обработку почвы до 30-35%, рентабельность технологий на основе этих систем повысилась на 3,6- 3,8%. Для повышения эффективности чизельной обработки при выращивании пропашных культур, необходимо внесение почвенных гербицидов или внедрение улучшенной зяблевой обработки после стерневых предшественников. Технология прямого посева при выращивании зерновых культур наиболее целесообразна в первый год применения на фоне традиционных технологий под предшествующие культуры. В последующие годы, с увеличением продолжительности ее применения в непрерывном цикле, урожайность зерновых культур снижается до 30% и больше, что вызывает необходимость увеличения нормы высева и количества гербицидных обработок. По результатам исследований разработаны рекомендации по внедрению оптимального состава дифференцированной системы обработки почвы в севообороте на основе преимущественного использования чизельных и комбинированных орудий, периодического применения вспашки, дисковой поверхностной обработки и прямого посева.

Thesis for the degree of doctor of agricultural sciences, specialty 06.01.01 - general agriculture. Dnipropetrovsk State Agrarian-Economic University, Ministry of Education and Science of Ukraine, Dnipropetrovsk, 2015. The theoretical grounding and experimental study of scientific problem in of resource conservation in the systems and tillage technologies in the conditions of left-bank forest-steppe of Ukraine are given. The regularities of changes in the indicators of typical chernozem fertility, weed-infested state, the stability of soil surface protection, crop yield and productivity of field crop rotation depending on the most common and advanced tillage technologies are determined. The need for a differentiated system of tillage in field crop rotation to ensure the optimal soil physical condition, uniform content of nutrients in the topsoil, the effective control of weed-infested sowings and getting stable yield crops based on conservation of structuring and reducing the total cost within 2-5% are firstly defined for the conditions of the transition zone from the left-bank forest-steppe to North steppe. The unreasonableness of a long-term using of no-tillage and the possibility of its use in the differentiated system of tillage in rotation are identified. The recommendations for the optimum differentiated system of tillage in the rotation grounded on the primary use of chisel and combined tools, the use of periodic plowing, superficial disk tillage and direct seeding are worked out on the basis of research.