Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Влияние No-till на агрофизические, агрохимические и биологические свойства почвы, рост, развитие и урожайность кукурузы на зерно»
Скачать 1.73 Mb.
|
Министерство сельского хозяйства ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ» им. В.Я. Горина
Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Влияние No-till на агрофизические, агрохимические и биологические свойства почвы, рост, развитие и урожайность кукурузы на зерно» (Заключительный) Срок выполнения: 2013 год Руководитель НИР доктор с.-х. наук __________________________С.Д. Лицуков Белгород 2013 Состав творческого коллектива: 1. Главный научный сотрудник, доктор с.-х. наук, доцент _________________________ Лицуков С.Д. 2. Ведущий научный сотрудник, канд. с.-х. наук, доцент _______________________ Ширяев А.В. 3. Старший научный сотрудник, канд. с.-х. наук, доцент _______________________ Кузнецова Л.Н. 4. Старший научный сотрудник _____________________ Линков С.А. 5. Старший научный сотрудник, канд. с.-х. наук, доцент _______________________ Титовская А.И. 6. Старший научный сотрудник, канд. с.-х. наук, доцент _______________________ Акинчин А.В. РефератОтчет 57 с., 5 разделов, 24 таблицы МОНОКУЛЬТУРА, ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ НА ЗЕРНО, СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, МИКРОУДОБРЕНИЯ, ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ, ТВЕРДОСТЬ ПОЧВЫ, ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ, СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНЫЙ СОСТАВ, ВОДОПРОЧНОСТЬ ПОЧВЕННОЙ СТРУКТУРЫ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ, ДЫХАНИЕ ПОЧВЫ, «АППЛИКАЦИОННЫЙ» МЕТОД, ВЫСОТА РАСТЕНИЙ, КОЛИЧЕСТВО ЛИСТЬЕВ НА ОДНО РАСТЕНИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНА, ТРАДИЦИОННАЯ ОБРАБОТКА, МИНИМАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ, No-Тill. Объектом исследования являются элементы технологии возделывания кукурузы на зерно в монокультуре. Цель проведения работы - анализ динамики агрофизических характеристик при «нулевых» технологиях обработки почвы, а также определение целесообразности применения энергосберегающих технологий нулевой обработки почвы, в сравнении с классической традиционной отвальной системой земледелия и минимальной обработкой. В процессе работы проводилось экспериментальные исследования элементов технологии возделывания кукурузы. Определена эффективность в условиях юго-запада ЦЧЗ и конкретных гидротермических условиях года применения традиционной, минимальной обработок почвы и No-Тill, рационального применения микроудобрений. В результате работы были получены промежуточные данные, имеется необходимость продолжить исследования. Эффективность разработанных элементов технологии возделывания определяется агроклиматическими условиями года и места выращивания, состоянием почвенного покрова, уровнем плодородия почвы, и уровнем технической обеспеченности технологического процесса выращивания кукурузы. На основании проведенных исследований будет определена наиболее целесообразная технология возделывания кукурузы на зерно. С О Д Е Р Ж А Н И Е
1. Экологическое обоснование No-Тill (обзор литературы) Традиционные методы интенсивной обработки почвы рано или поздно приводят к снижению запаса почвенного гумуса, уменьшению почвенно-биологической активности и/или эрозии вплоть до деградации почвы, а также снижению урожайности. Прямой посев (или No-till), т.е. полный отказ от любой обработки почвы, напротив, является такой системой, при которой снижается эрозия, повышается содержание гумуса, восстанавливается микробная биомасса в почве, улучшается структура почвы и в результате - повышается плодородие почвы. Кроме того, уменьшается объем инвестиций в технику, требуется меньшее количество рабочей силы на гектар, экономится горючее и повышается эффективность. Эту систему наряду с пастбищами постоянного пользования можно рассматривать в качестве технологии, наиболее близкой природе. Поскольку земля на протяжении тысяч лет подвергалась вспашке, переход на новые производственные системы без обработки почвы должен сопровождаться коренным изменением менталитета. Прошлая точка зрения должны заменяться на современную: 1) Для растениеводства обработка почвы не требуется - широкое распространение прямого посева (No-till) в мировом масштабе показывает, что эти технологии не только возможны, но и вполне успешны. 2) Растительные остатки являются ценным продуктом, которые должны оставляться на поверхности почвы в качестве мульчи. 3) Сжигание растительных остатков запрещается. 4) Круглогодичное покрытие почвы растительными остатками или живыми растениями. 5) На переднем плане должны быть почвенно-биологические, а не химические процессы. 6) Защита растений - преимущественно биологическими методами. 7) Внесение зеленых удобрений и севооборот - важнейшие условия. 8) Эрозия почвы - ни что иное, как показатель того, что в данной местности и в данной экосистеме использовалась неподходящая система земледелия (эрозия возникает в результате такого землепользования, которое не приемлемо для данной местности) [1]. Практически все преимущества прямого посева обусловлены постоянным покрытием почвы, и лишь немногие из них тем, что почва не обрабатывается. Как доказано, прямой посев без остатков на поверхности приводит к неудачам. Поэтому необходимо стремиться к увеличению до максимума производства биомассы в каждом регионе. Оптимальный объем сухой биомассы составляет более 10 т/га в год. Этого можно добиться, выбирая такие сорта или виды культур, которые дают высокий выход биомассы. Например, кукуруза на силос дает большую урожайность биомассы, а масличный лен, напротив, низкую. При использовании прямого посева ни в коем случае нельзя сжигать или продавать растительные остатки. Если же остатков недостаточно, то нужно посеять быстрорастущее зеленое удобрение. Зеленое удобрение должно не закапываться, а только укладываться с помощью ножевого катка. В полузасушливых климатических зонах на первых порах высокой урожайности биомассы добиться достаточно сложно. Однако, если на протяжении многих лет непрерывно применяется прямой посев, повышаются плодородие и водоудерживающая способность почвы, улучшается опыт руководителей хозяйства, то можно получить более высокий объем биомассы. Преимущества значительного объема растительных остатков на поверхности почвы: - хорошее подавление сорняков (экономия гербицидов); - положительное влияние на влажность почвы (особенно важно в засушливые годы); - положительное влияние на почвенно-биологические процессы и плодородие почвы. Дополнительная влага в почве повышает урожайность, особенно в зоне с неустойчивым и недостаточным увлажнением. Но любая механическая обработка почвы ведет к ее высушиванию. При нулевой технологии механическое воздействие на почву сведено к минимуму и, как результат, испарение влаги из почвы значительно снижается. Влагосберегающую функцию выполняют также стерня и мульча, которые остаются на поле, - они снижают скорость движения ветра у поверхности почвы и тем самым уменьшают высушивание, что особенно важно при засушливом климате. Кроме того, пожнивные остатки способствуют лучшему проникновению воды в почву [14]. Мульчированный слой способствует улучшению химических, физических и биологических процессов в почве, что обеспечивает повышение плодородия почвы. Необходимо обратить самое пристальное внимание на хорошее распределение соломы и половы при уборке зерновых культур. При этом не должны оставаться крупные скопления соломы (например, если зерноуборочный комбайн на некоторое время останавливается посреди поля или на разворотной полосе). Необходимо следить за тем, чтобы не создавались укрытия для мышей, а молодые ростки не находились в тени слишком долго. Положительный эффект при применении мульчи проявляется в следующем: - защищает почву от ветровой и водной эрозии, вбирая в себя энергию ударов дождевых капель, песчаных частиц, перемещаемых ветром, уменьшая разрушение почвенных агрегатов; - создает преграды, запруды для водного потока, растительные остатки замедляют скорость стока воды, снижают потери почвы от водной эрозии; - сокращает потери влаги при испарении; - снижает температурные колебания на поверхности почвы; - способствует накоплению снега и задержанию его зимой, что приводит к накоплению влаги и поддержанию оптимальной температуры; - улучшает физические свойства почвы (структуру, водопроницаемость, пористость, влагаемкость и пр ); - восстанавливает естественный круговорот питательных веществ в почве; - постоянное обогащение почвы органическими остатками способствует увеличению содержания в почве органического углерода; - способствует накоплению азота путем биологической фиксации за счет микроорганизмов; - увеличивает видовое разнообразие почвенной биоты (макро - и микрофлоры, фауны); - корни возделываемых культур обеспечивают благоприятные условия для развития почвенных организмов, формируют агрономически ценную структуру почвы; - пожнивные остатки подавляют и замедляют рост сорняков; - севообороты с применением различных видов сельскохозяйственных культур обеспечивают оптимальный баланс элементов питания почвы и способствуют уменьшению проблем с сорняками, насекомыми и болезнями [14]. Нужно отметить, что при переходе на прямой посев сорняковая флора может существенно измениться. Новые сорняки, которые до сих пор никогда не представляли проблемы, могут расшириться и стать трудными для уничтожения. Однако следует учитывать то, что спустя несколько лет прямого посева семена сорняков на поверхности исчерпывают себя, т.к. почва заново не «перемешивается». Если предотвратить процесс формирования семян сорняками, со временем в рамках технологии No-till засорение поля значительно уменьшается. Необходимо следить за тем, чтобы сорняки не перекочевали с проселочных дорог и краев поля в само поле, как это, например, происходит с костром. Наблюдения показывают, что может возникнуть совершенно новая ситуация по вредителям. Вредители, которые при традиционной технологии никогда не представляли проблемы, неожиданно могут появиться при прямом посеве. Другие вредители, которые при обработке почвы были постоянной головной болью агронома, в рамках системы прямого посева исчезают. Например, тли не переносят отражение света, исходящее от светлой соломы, и предпочитают поля с обнаженной почвой [4, 6, 13, 14]. Болезни иногда становятся более существенной проблемой при прямом посеве, чем при традиционной обработке почвы. Однако это не должно оправдывать сжигание, продажу или закапывание растительных остатков. Вместо этого должны применяться сбалансированные севообороты, которые, как правило, успешно решают эту проблему. Однако есть примеры, когда болезни при прямом посеве сокращаются. Например, болезни черной ножки в зерновых культурах встречаются реже при прямом посеве, чем при традиционной обработке почвы. Многолетние исследования, проведенные в Швейцарии, показали, что повышенный риск образования митоксина при бесплужном возделывании озимых зерновых после кукурузы (чего опасались критики прямого посева) был сдержан адаптированными к системе севооборотами, мелким измельчением соломы кукурузы и выбором сортов, имеющих небольшую восприимчивость к фузариуму. Внесение зеленого удобрения в комбинации с прямым посевом и севооборотом обеспечивает постоянство сельскохозяйственного производства. Например, использование севооборота и зеленого удобрения, а также непрерывное применение прямого посева стало основой для беспрецедентного развития систем земледелия без обработки почвы в Бразилии и Парагвае. Зеленое удобрение ничего не стоит, а окупает само себя, если его правильно применять. Прогрессивные фермеры Южной Америки, использующие прямой посев, считают хорошей практикой применять зеленое удобрение и севооборот независимо от рыночных цен. Необходимо четко сознавать, что зеленое удобрение забирает из почвы влагу, что является недостатком для засушливых климатических зон. Следует также знать, что корни растений зеленого удобрения после отмирания оставляют вертикальные каналы, которые готовят путь для последующей главной культуры для проникновения в более глубокие слои почвы. Растения зеленого удобрения играют тем самым важную роль для уменьшения уплотнений почвы. В прямом посеве управление зеленым удобрением принципиально отличается от традиционной обработки почвы. Здесь зеленое удобрение не смешивается с почвой, а оставляется на поверхности почвы. На сегодняшний день секвестрация (удержание) почвенного углерода (С) может быть одним из наиболее эффективных способов замедления процесса глобального потепления. Поэтому сельскохозяйственные операции, направленные на секвестрацию почвенного углерода, обеспечивают многочисленные преимущества в сфере защиты окружающей среды. Ресурсосберегающие технологии, направленные на секвестрацию почвенного углерода, являются частью общемировых тенденций и стратегий. Эти технологии способствуют сокращению распространения почвенной эрозии и улучшения качества воды и совпадают с общими направлениями стабилизации и оптимизации сельского хозяйства. Такие технологии, как прямой посев (нулевая обработка почвы), позволяют удержать в почве больше углерода, чем его выделяется при обработке почвы и сжигании ископаемого топлива. Таким образом, сочетание экономических преимуществ этих технологий (сокращение затрат на труд, экономия времени, сокращение необходимого количества техники и экономия ГСМ), а также экологических преимуществ, перечисленных выше, выгодно для всех. Косвенные преимущества применения этих технологий для общества, заключающиеся в повышении уровня жизни вследствие улучшения экологической обстановки, трудно поддаются оценке. Сберегающее земледелие, работающее в гармонии с природой и использующее технологии прямого посева для увеличения уровня содержания почвенного С, выгодно для всего общества и может рассматриваться как технология «обеспечения продовольствием и озеленения» всего мира. По данным экспертов, за последние 150 лет уровень содержания СО2 в атмосфере вырос на 30%. Многие ученые считают, что существует прямая взаимосвязь между выделением газов, приводящим к образованию парникового эффекта, и увеличением среднегодовых температур во всем мире. Одним из предложенных методов сокращения уровня СО2 в атмосфере является увеличение его содержания в почве. Этот метод имеет дополнительные преимущества, так как он способствует увеличению эффективности сельскохозяйственного производства. Секвестрация почвенного углерода при сберегающих технологиях может стать одним из наиболее экономичных способов сокращения выброса углерода, позволяющим обществу вы играть время для разработки экологически чистых видов топлива и жить в гармонии с природой. Органический углерод в почве является ценным и возобновляемым ресурсом, увеличение содержания которого способствует улучшению экологической обстановки. Поэтому общество должно рассматривать ресурсосберегающие технологии как один из путей улучшения экологической обстановки и решения проблемы глобального изменения климата. Главным преимуществом технологии прямого посева является их немедленное воздействие на органическое вещество и взаимодействие углерода с почвой. Органическое вещество является настолько ценным для почвы, что его можно назвать «черным золотом» из-за его важной роли для физических, химических и биологических свойств почвы, а также процессов, протекающих в почве. Почвенный углерод является одним из наиболее ценных ресурсов и может играть роль «второго хлеба», если глобальные системы торговли С станут реальностью. Наиболее эффективной среди ресурсосберегающих технологий, успешно обеспечивающих почвы углеродом, является технология нулевой обработки почвы (прямой посев), подразумевающая уменьшение или полное исключение проведения любых операций по обработке почвы в сельскохозяйственном производстве. Кроме того, сберегающее земледелие включает технологию мульчированной обработки почвы, которая подразумевает оставление большей части растительных остатков в поверхностном слое почвы. Такие технологии защищают почву, способствуют инфильтрации почвенной влаги, сокращению развития водной эрозии, повышению эффективности использования почвенной влаги и увеличению концентрации углерода в верхнем слое почвы. Кроме того, сберегающие технологии могут сократить количество ископаемого топлива, израсходованного при проведении интенсивной обработки почвы, а также при проведении других технологических операций, и, тем самым, уменьшить уровень содержания С02 в атмосфере. Покровные культуры, такие как клевер, используемый для накопления азота, а также злаковые захватывают С02 в результате процесса фотосинтеза для защиты почвы и улучшения ее структуры между периодами возделывания основных культур. Эти культуры повышают секвестрацию С за счет улучшения структуры почвы, выделения азота и увеличения органического вещества в почве [3, 10, 15]. Отказ от вспашки и, соответственно, от перемещения пластов почвы смягчает отрицательное экологическое влияние удобрений на окружающую среду. Они не вымываются поверхностным стоком и остаются в почве. Питательные вещества не попадают в водоемы и не накапливаются там, что снижает вероятность цветения воды из-за чрезмерного увеличения количества водорослей в реках, ручьях и озерах. Продуктивность почвы напрямую зависит от работы пищевой цепи почвенных микроорганизмов. Пищевая цепь, обслуживающая почву, состоит из великого разнообразия организмов, варьирующихся по размеру от микробов до крупных ее обитателей - земляных червей. Именно эта цепь отвечает за распад пожнивных остатков, предоставляет питательные вещества для последующих культур и имеет огромное значение для формирования структуры почвы. Эпигейные (живущие на поверхности) черви глубоко не зарываются в почву и живут в самых верхних слоях - в основном в пожнивных остатках, которыми они питаются. Эндогенные (поедающие почву) черви обитают в обрабатываемом слое почвы, где они прокладывают тоннели в разных направлениях в поисках благоприятных условий и пиши, разлагая корни растений и закопанные пожнивные остатки. Эти черви могут погружаться на метровую глубину в морозную зиму. Другой вид - анекейные земляные черви - выкапывает вертикальный (более 1 метра) тоннель, служащий им убежищем с открытым отверстием на поверхности, где пожнивные остатки собираются в небольшие кучки, а впоследствии закапываются и перерабатываются. Эти особи особенно эффективны в процессе передвижения пожнивных остатков в почве. Вспашка почвы оказывает серьезное воздействие на условия жизни земляных червей. Плуговая вспашка по пожнивным остаткам иногда может приносить пользу эндогенному типу червей, но при этом вспахивание уничтожает естественную среду обитания многих других видов земляных червей. Эпигейный вид, напрямую зависящий от слоя пожнивных остатков, болезненно реагирует на вспашку, это относится также к червям анекейного типа. Вспахивание почвы может переместить червей в неблагоприятные для них слои, что пагубно сказывается на их популяции. Переход от вспашки к методикам прямого посева дает толчок к увеличению «естественности» почвенного профиля с нетронутыми верхними слоями, укрытыми пожнивными остатками. Эпигейный и анекейный виды червей возвращают свою естественную среду обитания, и со временем их популяция растет. Плотность популяции эндогейных червей также может увеличиться, но это зависит во многом от местных условии. Земляные черви оказывают неоценимую помощь фермерам и являются важным ресурсом для сторонников сберегающего земледелия но всему миру. Чарльз Дарвин был абсолютно уверен в важной роли, которую играют земляные черви в почве полей. Уместно вспомнить одно из его высказываний: «Плуг — одно из самых древних и полезных изобретений человека, но задолго до его изобретения почва прекрасно вспахивалась, и так продолжается по сей день, благодаря земляным червям» [5]. При No – till не разрушается среда обитания микроорганизмов и отмечается повышение биологической активности. При использовании этой технологии микроорганизмы не погибают от недостатка питания, что происходит в условиях непокрытой почвы, - они всегда находят органические вещества в поверхностном слое почвы. Более благоприятные условия температуры и влажности почвы при No – till позитивно влияют на почвенную микрофауну. Поэтому при использовании технологии No – till в почве обнаруживается больше членистоногих, больше микроорганизмов (ризобий, бактерий, актиномицетов), и грибных микориз по сравнению с традиционной обработкой. Преимущества от применения технологии No – till на разных уровнях от отдельного хозяйства (фермы) до глобального (планетарный масштаб) [14]. Уровень отдельного хозяйства, фермы: - уменьшаются затраты сил, времени и финансов благодаря отказу от многих операций по обработке почвы; - механическое оборудование служит дольше, снижаются затраты на ремонт техники и топливо; - урожаи становятся более стабильными, гарантированными, особенно в сухие годы и в зонах с недостаточным и нестабильным увлажнением, поскольку обеспечивается большее накопление и сохранение влаги и питательных веществ в почве; - высвобождается время для освоения новых видов деятельности благодаря уменьшению трудозатрат на обработку почвы и ремонт техники; - повышается прибыль по мере освоения новой системы земледелия. Уровень региона: - стабилизируется сток воды в реках и ручьях, нормализуется гидрологический режим; - вода природных источников становится чище за счет уменьшения загрязнения и отложения ила в водоемах; - снижается стоимость водоочистки на муниципальном и городском уровнях; - уменьшается объем весенних паводков и наводнений за счет усиления инфильтрации; - повышается качество и чистота продуктов питания; - управление природными ресурсами становится оптимальным; - повышаются доходы и качество жизни сельского населения в целом. Глобальный уровень: - нормализуется баланс атмосферного углерода за счет уменьшения выделений углерода из почвы (отказ от вспашки), снижения потребления энергии (меньше сжигается топлива), улучшения накопления углерода в органическом веществе почвы и биомассы; - возрастает разнообразие микрофлоры и фауны; -улучшается гидрологический режим на уровне бассейнов рек и континентов, снижается риск эрозии почвы и деградации почв. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Отчет о научно-исследовательской работе Гост 32-2001. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской... | | Отчет о научно-исследовательской работе Межгосударственный стандарт (гост 32-2001). Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления (редакция 2005... |
 | Общие положения отчет Отчет о научно-исследовательской работе (нир) документ, который содержит систематизированные данные о научно-исследовательской работе,... | | Реферат Отчет о научно-исследовательской работе состоит Отчет о научно-исследовательской работе состоит из 33 рисунков, 8 разделов, 12 подразделов, 9 формул, 31 источника. Общий объем 48... |
| Реферат отчета о научно-исследовательской работе по теме: «Разработка... ... | | Влияние азотных удобрений, регуляторов роста и приемов обработки... |
| Влияние залужения и сидерации почвы перед закладкой сада на урожайность... Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства имени И. В. Мичурина | | «Влияние различных веществ на рост и развитие растений» Целью исследования является накопление и обработка данных о влиянии солей тяжёлых металлов на рост и развитие растений, а так же... |
| Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Мониторинг перспективных... Исполнители темы: д г н., профессор Г. М. Федоров к э н., директор ноц «Социально-экономическое и инновационное развитие региона»... | | Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Разработка научно... «Институт законодательства и сравнительного правоведения при Правительстве Российской Федерации» (ИЗиСП) |
| Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Развитие России в условиях глобализации» Объектом исследования является: процесс нового мирового развития, который будет доминировать в обществах грядущего, анализ места... | | Отчет о научно- исследовательской работе по теме: «сортоизучение... Департамент научно-технической политики и образования фгбоу впо белгородская государственная сельскохозяйственная |
| Отчет о научно-исследовательской работе «определение доступности... Ключевые слова: отчет, научно-исследовательская работа, заключительный отчет, кинопоказ, доступность, качество, цифровые технологии,... | | Исследовательская работа «Влияние лунных фаз на рост, развитие и урожайность редиса и свеклы» Новое время (индуктивная логика, гипотетико-дедуктивный метод); возникновение математической логики в сер. 19 века. Соотношение традиционной... |
| Влияние климата на биологические свойства почв юга россии Обобщение результатов влияния климата на эколого-биологические свойства почв юга России 110 | | Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Разработка принципов... «Российский научно-исследовательский институт культурного и природного наследия имени Д. С. Лихачева» |
