Интенсификация полевого кормопроизводства и воспроизводство плодородия орошаемых лугово-черноземных почв в лесостепи западной сибири
Скачать 0.62 Mb.
|
 На правах рукописиБОЙКО Василий Сергеевич ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПОЛЕВОГО КОРМОПРОИЗВОДСТВА И ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ОРОШАЕМЫХ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ В ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ 06.01.01 - общее земледелие 06.01.04 - агрохимия Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук Барнаул 2011 Работа выполнена в ГНУ Сибирском научно-исследовательском институте сельского хозяйства Россельхозакадемии. Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАСХН Власенко Анатолий Николаевич доктор сельскохозяйственных наук, профессор Антонова Ольга Ивановна доктор сельскохозяйственных наук, профессор Березин Леонид Владимирович Ведущая организация: ГНУ Алтайский научно - исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии Защита состоится 18 ноября 2011 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д.220.002.01 при ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет», 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98, факс: (3852) 62-83-93, е-mail: arrow64@mail.ru. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет». Автореферат разослан « » октября 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета Е.Г.Пивоварова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Повышение экономической эффективности сельского хозяйства в современных условиях во многом зависит от развития кормопроизводства, как системообразующей отрасли сельского хозяйства, научно-технический уровень развития которого не только определяет состояние животноводства, но и существенно влияет на повышение продуктивности, процессы биологизации, экологизации растениеводства и земледелия в целом, решение обострившихся проблем ресурсо-энергосбережения, сохранение плодородия почв и окружающей среды (В.А.Бенц и др., 2001; Адаптивное кормопроизводство…, 2007; В.М.Косолапов, 2008; Н.И. Кашеваров, 2008 и др.). Кормопроизводство, в целом, пока не перестроено по принципу высокой адаптивности и продуктивности, получению полноценной продукции. Наиболее полно принципам адаптивной интенсификации с элементами биологизации в ресурсосберегающем земледелии отвечает орошаемое кормопроизводство. Практика нескольких десятилетий неоспоримо доказала насущную необходимость и перспективность локального орошаемого земледелия в зоне неустойчивого увлажнения лесостепи Западной Сибири, где земледелие по своей сути является мелиоративным. Основными факторами, регулирующими и определяющими уровень продуктивности кормовых культур в этих условиях, являются орошение и удобрение. Однако, вопросы регулирования водного режима, оптимизации минерального питания, других абиотических и биотических факторов, влияющих на урожайность кормовых культур, в зависимости от их биологии, изучены недостаточно. Это сдерживает реализацию продуктивного, экологического и экономического потенциала орошаемого кормопроизводства. По этим причинам теоретическое и практическое значение приобретают исследования по установлению параметров насыщенности севооборотов органическими и минеральными удобрениями, определение их эффективности, изменения количественных и качественных показателей почвенного плодородия, активизации деятельности почвенной микрофлоры. Одновременно с необходимостью решения задач кормопроизводства в современном сельскохозяйственном производстве накопились сложные почвенно-экологические проблемы, вызванные преобразованием ландшафтов под влиянием оросительных мелиораций. Но изменения элементов почвенного плодородия и агрофитоценозов возможно проследить лишь в длительных стационарных исследованиях. В связи с этим возникла необходимость в проведении экспериментальных исследований по совершенствованию технологий орошаемого кормопроизводства в комплексе с анализом почвенно-экологической ситуации на оросительных системах и прилегающей территории. Цель исследований. Обосновать и усовершенствовать агротехнологию возделывания кормовых культур для получения стабильных урожаев в условиях орошения, способствующую сохранению плодородия лугово-черноземных почв и оптимизации питания растений. Задачи исследований: - установить закономерности использования ресурсов влаги кормовыми культурами на длительно орошаемой лугово-черноземной почве; - оценить параметры и направленность изменений агрофизических и химических свойств лугово-чернозёмной почвы в зависимости от длительности орошения и режима использования; - выявить влияние длительного систематического применения удобрений на гумусное состояние, биологическую активность и питательный режим орошаемой лугово-черноземной почвы; - дать экономическую и биоэнергетическую оценку изучаемых технологий возделывания кормовых культур в орошаемых агроценозах. На основе учета биологических особенностей растений установлены и научно обоснованы закономерности формирования травостоев многолетних и однолетних кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах при различном уровне минерального питания и густоте травостоя (стеблестоя). Определены составляющие суммарного водопотребления при орошении дождеванием, в том числе оросительные нормы кормовых культур, позволяющие получать высокие урожаи высококачественных кормов при сохранении экологически сбалансированных показателей почвенного плодородия. Подтверждением этого являются выявленные количественные и качественные изменения и их направленность агрофизических, биологических и агрохимических показателей плодородия почвы. Установлены в системе орошаемого кормопроизводства ежегодные нормы внесения фосфорных удобрений, показана роль свежевнесенных и ранее примененных фосфорных удобрений в режиме минерального питания и приоритетность их в повышении урожайности кормовых культур при орошении и в первую очередь бобовых и бобово-мятликовых травостоев. Научная новизна подтверждена разработанным способом выращивания многолетних трав, позволяющим сохранять продуктивное долголетие бобово-мятликовых травостоев при высокой доле бобового компонента (патент №2208921, 2003 г.). Защищаемые положения:
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Рациональное сочетание водного и питательного режимов почвы в комплексе с другими агротехническими приемами с учетом биологических особенностей растений дает возможность получения урожайности, обеспечивающей высокую эффективность орошаемого кормопроизводства. Внедрение рекомендуемых приемов позволяет повысить продуктивность орошаемого гектара до 6-7 т/га кормовых единиц при сохранении почвенного плодородия за счет оптимизации гидрологических условий и биологических процессов в почве. Результаты исследований прошли производственную проверку в ОПХ «Омское» и ОПХ «Новоуральское» СибНИИСХ, СПК «Пушкинский», СПК «Ермак», СПК «Лидер» и других хозяйствах Омской области, имеющих орошаемые земли на площади около 5 тыс.га. Материалы исследований использованы при подготовке рекомендаций по технологическим приемам повышения продуктивности орошаемых земель (Новосибирск, 1985, 1988, 1989), по «Технологии выращивания программированных урожаев люцерны и суданской травы на орошаемых землях РФ», Волгоград, 1999; по «Ресурсосберегающим технологиям возделывания бобово-мятликовых травосмесей на орошаемых землях РФ», М., 2003, по проведению полевых работ в Сибири, 2007-2011 гг., в том числе в Омской области, 1995 - 2011 гг. Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены: на научных, научно-практических конференциях по проблемам кормопроизводства и плодородия почв: Свердловск, 1986; Омск, 1987, 1999-2002; Новосибирск, 1987, 1993; Абакан, 1988; Херсон, 1990; Москва, 1987, 1998; Барнаул, 2000; Кокшетау, 2001; на международных конференциях: Новосибирск, 1999, 2002; Казань, 2001; Омск, 1997, 2002, 2004, 2008, 2009; Волгоград, 2001; Барнаул, 2006; Астана-Шортанды, 2009; на съездах почвоведов: Новосибирск, 1989; 2004 гг.; на заседании президиума ГНУ СО Россельхозакадемии в 2010 г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 130 печатных работ, в том числе две монографии и 18 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству, библиографического списка, включающего 486 наименований (из них 12 иностранных), 73 приложений. Работа иллюстрирована 104 таблицами, 28 графиками и рисунками. Общий объем работы 478 страниц. 1. Состояние вопроса Проанализировано современное состояние кормопроизводства, роль орошения в его стабилизации в условиях дефицита атмосферного увлажнения. Оценена роль многолетних и однолетних кормовых культур в формировании структуры использования орошаемой пашни для целей кормопроизводства. Особое внимание уделено факторам, лимитирующим реализацию биологического потенциала кормовых культур, а также вопросу сохранения плодородия черноземных почв при их интенсивном использовании в условиях орошения. В историческом аспекте и на современном этапе показан вклад ведущих ученых в становление орошаемого земледелия, в том числе кормопроизводства в Западной Сибири (М.З. Журавлев, В.П. Панфилов, П.С. Панин, Н.А. Мосиенко, К.Я. Феско, В.П. Сахончик, Л.М. Бурлакова, М.М. Яблокова, В.Н. Русаков, В.Ф. Гоф, В.М. Важов, В.М. Самаров и др.). Отмечаются особенности лесостепи Западной Сибири как основного ареала криогенно-мицелярных черноземов, в которых нижняя часть профиля увлажняется при оттаивании сезонной льдистой мерзлоты, что определяет сроки первых поливов. Особое внимание уделено приемам интенсификации за счет повышения эффективности использования удобрений, вопросу сохранения плодородия почв (А.Е. Кочергин, Н.Д. Градобоев, Г.П. Гамзиков, Н.И. Богданов, Л.Н. Каретин, Л.П. Антипина, В.В. Нестеров, М.Ф. Островлянчик, Р.П. Воробьева, А.С. Давыдов и др.) ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2. Условия, объекты и методика проведения исследований. Диссертационная работа выполнена на основе обобщения материалов длительных исследований автора, проведенных в ГНУ СибНИИСХ Россельхозакадемии с 1982 по 2005 годы по заданиям тематического плана НИР Сибирского отделения РАСХН и заданиям Министерства сельского хозяйства и продовольствия Омской области. Объекты исследования - почва, поливные и грунтовые воды, многолетние и однолетние кормовые культуры в одновидовых и смешанных посевах. Территория в южной лесостепи Омской области, на которой расположен опытный участок, площадью 36 га, относится к Приомской равнине, являющейся составной частью Барабинской неогеновой равнины. Почва опытного стационара – лугово-черноземная, среднемощная, среднегумусная, тяжелосуглинистая с содержанием гумуса в слое 0-0,2 м около 7%, мощность гумусового горизонта «А» - 0,45 м. Реакция почвенной среды в пахотном слое нейтральная – pHводн. – 7,0-7,2. Наименьшая влагоемкость расчетного (0,6 м) слоя – 28,2% от веса почвы. Уровень грунтовых вод в период до начала орошения (1976-1977 гг.) – от 4,5 до 5,5 м. Сумма обменных катионов составляет 34,5-36,3 мг-экв/100г почвы, в составе преобладает кальций – 93,8%, магний – 6,1%, доля натрия не превышает 1%. Исходная обеспеченность фосфором изменялась от низкой (по Францесону) до средней (по Чирикову) и калием – высокая. Климат территории – типично континентальный. Сумма среднемесячных температур за период >100С изменяется в пределах зоны орошения в среднем с 1900 до 21000С. Сумма осадков за вегетационный период составляет 198 мм. За период исследований - 24 года (1982-2005гг.) гидротермический коэффициент изменялся от 0,45 и 0,50 в 1988 и 2000 гг. до 1,33 и 1,59 в 2002 и 1993 гг. при среднемноголетнем значении 1,04. За период май-август из 24 лет 16 были от умеренно до остродефицитных по увлажнению (67%) – это 1982-1985, 1988, 1989, 1991, 1992, 1995-2001 и 2004 гг. По температурным условиям за период май-август соотношение лет от среднежарких до очень жарких к более прохладным составило 71 и 29%. В среднем за 24 года годовая сумма осадков составила 410 мм при среднемноголетнем значении 366 мм. Однако за счет перераспределения осадков на зимние месяцы, в летние (июнь-август) за данный период выпало 164 мм при среднемноголетнем 171 мм. За период с температурой более 100С сумма температур составила 22200С, что на 1700С выше нормы. Период полевых исследований охватывает все основные особенности погодных условий, присущих климату данной зоны и достаточен для обобщения полученных результатов. Экспериментальная часть работы выполнена в стационарных опытах, заложенных в 1977-1978 гг. в двух четырехпольных севооборотах – зернотравяном и кормовом, объединенных с 1996 г. в один восьмипольный зернотравяной севооборот. Режим влажности почвы (фоновый) поддерживался поливами в узких пределах (ВРК-0,9-1,0 НВ) в слоях 0,5 (0,6) и 1,0 м в зависимости от фазы развития и биологии культур. Норма полива – преимущественно 300 м3/га. Опыты – двух-трехфакторные. На начальном этапе – с 1978 по 1985 гг. они включали четыре фона питания, включая контроль (0) и с внесением удобрений в расчете на прибавку урожая (I, II, III) и 4 варианта обработки почвы под однолетние культуры, составляющие 2 – 3-х урожайные звенья. За счет положительного баланса фосфора были созданы фоны с повышенным и высоким его содержанием. На втором этапе (1986-1995 гг.) четыре фона по содержанию подвижного фосфора в почве сочетались с различными нормами высева кормовых культур и азотных удобрений (1986-1990 гг.), а далее (1991-1995 гг.) проводилось наложение на эти фоны азотных удобрений (N0,30,60,90), микроудобрений (Zn, Mo, Cu) с запасным внесением навоза (40 т/га) и без него и с компенсацией в течение 10 лет выноса фосфора – 60 кг д.в/га на фонах I-III. С 1996 по 2005 гг. принципиальным отличием схем опытов является отказ от компенсации выноса фосфора фоновым внесением P60 с дальнейшей детализацией схем опытов: наложением поперек имеющихся фонов вариантов со свежевнесенным фосфором (Р60), в сочетании с калийными (K60) и азотными (N0,30,60,90) удобрениями. В отдельных случаях - в сочетании с различными сортами культур (люцерна), различными вариантами однолетних бобово-мятликовых смесей. Тем самым были смоделированы наиболее вероятные варианты различных агроэкологических условий. Культуры, включенные в различные периоды лет в севооборот – люцерна, козлятник восточный, кострец в одновидовых и смешанных посевах, донник двулетний белый и желтый, однолетние бобово-мятликовые смеси на зеленый корм основного и поукосного посевов, на зерносенаж весеннего посева, озимые (рожь, тритикале), суданская трава основного и поукосного посевов, в том числе в смеси с викой, просо поукосного посева, капустные (рапс, редька масличная). Сорта, как правило, новые, интенсивные. С многолетними травами за период исследований проведено по 3-4 закладки многовариантных опытов. Агротехника выращивания кормовых культур в опытах, кроме изучаемых приемов, была типичной для региона. Размещение делянок систематическое. Площадь элементарных делянок 360 м2 (18х20). Повторность - трех-четырехкратная. Полив проводился ДКШ-64 «Волжанка». Учет урожая – комбайнами Сампо-25, Е-280 с весовым устройством. В полевых опытах применялась соответствующая серийная почвообрабатывающая, посевная и уборочная техника. Организация полевых опытов, наблюдений, учетов и лабораторных анализов осуществлялась в соответствии с общепринятыми в земледелии и агрохимии методическими пособиями и указаниями. Это руководства для постановки полевых опытов и проведения полевых наблюдений (Б.А. Доспехов, 1979; Опытное дело…, 1982), статистической обработки опытных данных (Л.С. Роктанэн и др., 1975; Т. Литтл и др., 1981), определения агрофизических свойств почвы (Н.А. Качинский, 1965, 1970; А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина, 1973), методик по химическому анализу почв (Е.В. Аринушкина, 1970 и др.), биологической активности почв (Методы почвенной микробиологии…, 1980). Экономическая оценка и энергетический анализ технологий выращивания кормовых культур проведен с использованием «Методического пособия по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства, 1995». |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Методические подходы оценки плодородия садовых агроценозов западного предкавказья бузоверов А. В Ат. Разработаны методические подходы к проведению почвенного мониторинга в садах и установлены показатели (тесты) оценки плодородия... | | Оптимизация плодородия бурых лесных почв при возделывании чая в условиях... Оценке и моделированию уровня плодородия почв для ряда сельскохозяйственных культур в различных регионах РФ и странах СНГ посвящено... |
| 6 класс (68 час) Понятие о почве как основном средстве сельскохозяйственного производства. Типы почв, понятие о плодородии. Способы повышения почвенного... | | Презентация учебного проекта «Природно-ресурсный потенциал Западной Сибири» ... |
 | Реферат на тему: «Почва и человек» Диссертация В. В. Докучаева была посвящена судьбе русских черноземных степей, охваченных страшной болезнью истощения: падением почвенного... | | Эволюция серых лесных почв в агроландшафтах северной лесостепи Охватывает широкий интервал значений в зависимости от степени окультуренности: от низкого и среднего в слабоокультуренных почвах,... |
| Реферат Открытие, завоевание Сибири Оби и Иртыша и с 1590 приступили к колонизации Сибири. В 1601–1619 они достигли Енисея и подчинили восточную часть Западной Сибири;... | | Темы рефератов и список литературы по разделам дисциплины «История... Материальная культура древнего населения Урала и Западной Сибири. – Свердловск, 1988 |
| Агробиологические особенности новых и традиционных кормовых культур,... Диссертационная работа выполнена на кафедре земледелия и агрохимии фгбоу впо «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Подготовка материалов для участия на конкурсе в мсх по проведению мероприятий в районе по повышению плодородия почв на 2014год |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: Познакомиться со свойствами почвы, её ролью в жизни экосистемы. Объяснять причину плодородия почв с учетом новых знаний о круговороте... | | Сравнительный анализ уровня плодородия почв с использованием гис-технологий «18» декабря 2009 года в 15 часов на заседании диссертационного совета д 212. 208. 16 по биологическим наукам в Южном федеральном... |
| Урок: Тема: Цели Западной Сибири; продолжить формирование умения работать с различными источниками географической информации | | Урока: Обобщить пройденный материал по теме «Западная Сибирь» Задачи: Развивать внимание, наблюдательность, географическое мышление, воспитывать любовь и бережное отношение к природе Западной... |
| Урок – конференция Сформировать знания учащихся о новом природном районе – Западной Сибири, его главных особенностях географическом положении, рельефе,... | | Для отчета о прохождении учебной практики (часть 1) студентам гр.... Абнасыров А. М. – Результаты применения грп на нефтяных месторождения Западной Сибири в 2008-2012 гг |
