Совершенствование технологии возделывания и повышения продуктивности зерновых и технических культур при орошении на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.09, доктор сельскохозяйственных наук Югов, Анатолий Викторович

• Югов, Анатолий Викторович
• доктор сельскохозяйственных наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор сельскохозяйственных наук Югов, Анатолий Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Влияние обработки почвы на рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сахарной свеклы и сои

1.2. Влияние удобрений на рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сахарной свеклы и сои

1.3. Влияние элементов технологии на качество продукции озимой пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы и сои

1.4. Влияние комплекса агротехнический приемов на продуктивность зерновых и технических культур ;

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ . 129 2.1. Почвенно-климатическая характеристика места проведения исследований

2.2 Погодные условия в годы проведения исследований

2.3. Схема опыта и методика исследований

2.4. Агротехника в опыте . . . . . . .153 2.5 Характеристика используемых сортов и гибридов в опыте

3. ОСОБЕННОСТИ РОСТА, РАЗВИТИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОВЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР В

ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

ПРИ ОРОШЕНИИ.

3.1. Рост, развитие и продуктивность сахарной свеклы . . 160 3.1.1 Особенности роста и развития растений . . .160 3.1.2. Накопление сырой массы растениями

3.1.3 Засоренность посевов сахарной свеклы

3.1.4 Урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы

3.2. Рост, развитие и продуктивность сои.

3.2.1 Особенности роста и развития растений

3.2.2 Накопление воздушно-сухого вещества растениями

3.2.3 Засоренность посевов сои

3.2.4 Продуктивность растений сои

3.2.4.1 Структура урожая сои

3.2.4.2 Урожайность семян сои

3.3. Рост, развитие и продуктивность кукурузы на зерно

3.3.1 Даты наступления фенофаз и продолжительность межфазных периодов

3.3.2 Густота стояния и высота растений кукурузы

3.3.3 Фотосинтетическая деятельность посевов кукурузы

3.3.4 Засоренность посевов кукурузы на зерно.

3.3.5 Продуктивность растений кукурузы

3.3.5.1 Структура урожая кукурузы

3.3.5.2 Урожайность зерна кукурузы.

3.4. Рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы

3.4.1 Продолжительность межфазных периодов и вегетационного периодов озимой пшеницы

3.4.2 Динамика густоты стояния и биометрические показатели растений озимой пшеницы

3.4.3 Засоренность посевов озимой пшеницы

3.4.4 Продуктивность растений и качество зерна озимой пшеницы

3.4.4.1 Структура урожая озимой пшеницы

3.4.4.2 Урожайность и качество зерна озимой пшеницы

4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР НА ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ И АГРОФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПРИ ОРОШЕНИИ.

4.1. Влияние технологии на изменение гумуса в черноземе выщелоченноам при орошении.

4.2. Влияние технологии возделывания зерновых и пропашных культур на на изменение агрофизические свойств чернозема выщелоченного

4.3. Влияние технологий возделывания зерновых и пропашных культур на пищевой режим чернозема выщелоченного

4.4. Влагообеспеченность, суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления зерновых и пропашных культур в зависимости от технологии возделывания.

5. ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНА ОРОШАЕМОГО ТРАВЯНО-ЗЕРНОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА САХАРНАЯ СВЕКЛА -СОЯ - КУКУРУЗА НА ЗЕРНО - ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

6. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР В ОРОШАЕМОМ ТРАВЯНО-ЗЕРНОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ.

6.1 .Биоэнергетическая оценка технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы

6.2. Экономическая оценка технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии возделывания и повышения продуктивности зерновых и технических культур при орошении на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья»

Актуальность темы. Устойчивое развитие агропромышленного комплекса Российской Федерации в значительной мере определяется стабильностью и эффективностью производства сельскохозяйственной продукции растениеводства.

Западное Предкавказье, и в том числе Краснодарский край - это одна из самых благоприятных зон для производства сельскохозяйственной продукции нашей страны, и одновременно ее можно характеризовать как зону с наиболее обостренными агроэкологическими и экономическими противоречиями, характеризующимися интенсивным использованием земли, зачастую с нарушением элементарных требований существующих технологий возделывания культур.

Краснодарский край является ведущим регионом по производству зерна озимой пшеницы, кукурузы, сои и корнеплодов сахарной свеклы. Здесь размещается более 1 млн. га посевов озимой пшеницы, 270-320 тыс. га зерновой кукурузы, 50-60 тыс. га сои и около 125-130 тыс. га сахарной свеклы.

Разработанные и широко внедренные в производство в середине 80-х годов интенсивные технологии возделывания, базировавшиеся на отвальной обработке почвы и минеральной системе удобрений, позволяли ежегодно производить 5,5-6,0 млн. тонн корнеплодов сахарной свеклы при средней урожайности около 30 тонн с 1 гектара, озимой пшеницы 4,9-5,0 млн. тонн при средней урожайности 40,0 ц/га, кукурузы 649,3-737,1 тыс. тонн при средней урожайности 33,5 ц/га и 42,4 тыс. тонн зерна сои при средней урожайности 13,8 ц/га.

В результате такой интенсификации земледелия ускорились деграда-ционные процессы черноземов Западного Предкавказья, усилились эрозия и дефляция почв. Об этом свидетельствуют данные «Кубаньгипрозема» за 1995 г: повреждено дефляцией 3186 тыс. га сельскохозяйственных угодий; С дефлированные в слабой и средней степени 1048,1 тыс. га; сильно эродированные - 68,9 тыс. га; эродированные в слабой и средней степени 722,4 тыс. га; засоленные - 164,2 тыс. га; переувлажненные - 198,6 тыс. га (9).

Наиболее остро встал вопрос о состоянии плодородия староорошаемых земель, где на площади 468 тыс. га, темпы деградационных процессов протекают интенсивнее, чем на богаре. Содержание гумуса в них уменьшилось более чем на 40%, ухудшились водно-физические и агрохимические свойства почв, выразившиеся в уплотнении и слитизации почв, обесструктуривании их, снижении водопроницаемости, ухудшении водного, воздушного и пищевого режимов. В отдельных случаях отмечено осолонцевание и засоление черноземов, подъем уровня грунтовых вод, заболачивание.

Усилил развитие негативных процессов глубокий спад производства в последнем десятилетии XX века в АПК Краснодарского края, вызванный переходом страны к рыночной экономике.

Сложное финансово-экономическое положение в большинстве хозяйств края способствовало деинтенсификации технологий возделывания полевых культур. Существенно снижается применения как органических, так и минеральных удобрений. Так, в 1990 г. их вносилось под озимую пшеницу соответственно 5,6 т и 241 кг д. в. на 1 га, под кукурузу - 12,8 и 204, сахарную свеклу - 2,2 и 103, а в 1998 г. - под озимую пшеницу 1,9 и 98 , кукурузу -1,6 и 17, сахарную свеклу - 0,2 т и 8,2 кг д.в. на 1 га. Наблюдающийся дисбаланс между поступлением и выносом элементов питания способствует падению почвенного плодородия. Эти явления и нарушение сроков и качества, выполняемых агроприемов привели к значительному снижению урожайности, прежде всего, основной продовольственной культуры края - озимой пшеницы - с 56,4 в 1990 г. до 30,3 ц/га в 1998 г., а также кукурузы - с 35.9 до 13,3 ц/га, сахарной свеклы - с 325,0 до 165,0 ц/га, и сои с 13,8 до 8,7 ц/га.

В сложившихся рыночных отношениях важнейшим условием стабилизации плодородия почвы и развития АПК Краснодарского края является переход к адаптивно-ландшафтной системе земледелия, предусматривающей внедрение альтернативных ресурсосберегающих технологий, адаптированных к зональным почвенно-климатическим условиям и позволяющим увеличить устойчивость основных полевых культур к биотическим и абиотическим стрессорам.

Применение новых технологий, обеспечивающих дифференцированное и одновременно комплексное использование почвенно-климатических, погодных, биологических, техногенных и социально-экономических ресурсов, лимитирующих величину и качество урожая при сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия является важнейшим фактором стабилизации и повышения эффективности отрасли.

Основой альтернативных технологий, базирующихся на принципах биологизации, максимального энерго- и ресурсосбережения, сохранения и повышения плодородия почвы, охраны окружающей среды, а также высокой доходности, должно стать формирование высокопродуктивных агрофитоце-нозов, в которых предлагаемые агротехнологии удовлетворяли бы основным требованиям культур к факторам внешней среды.

Внедрение альтернативных почвозащитных технологий в производство на данном этапе развития является актуальным. Оно будет способствовать повышению продуктивности пашни с учетом экологических факторов, использованию только тех технологий, которые могут дать наилучшие результаты в зависимости от агроландшафта, его состояния, системы удобрения, интегрированной защиты растений от вредителей, болезней и сорняков и других агроприемов применительно к конкретным условиям каждого поля. Это позволит не только реализовать высокую продуктивность новых интенсивных сортов озимой пшеницы, выращиваемых после поздних пропашных предшественников, сои, высокопродуктивных гибридов кукурузы, сахарной свеклы, но и стабилизировать по годам урожайность этих культур при высоком качестве и конкурентоспособности продукции с одновременным сохранением плодородия староорошаемых земель и окружающей среды.

Цель и задачи исследований. Цель работы - научно обосновать и разработать для хозяйств альтернативные технологии возделывания зерновых и технических культур, обеспечивающих получение конкурентоспособной продукции в условиях орошаемого агроландшафта и предотвращение дегра-дационных процессов чернозема выщелоченного староорошаемого Западного Предкавказья.

Для достижения поставленной цели на вариантах изучаемых технологий решались следующие задачи:

-изучить особенности роста, развития и продуктивности культур в звене орошаемого севооборота сахарная свекла - соя - кукуруза на зерно - озимая пшеница;

-установить влияние фотосинтетической деятельности посевов на продуктивность полевых культур;

-оценить возможности рационального использования оросительной воды культурами;

-определить количественные критерии зависимости биометрических показателей растений, фотосинтетической деятельности, элементов структуры урожая, урожайности и качества продукции от изучаемых элементов технологий возделывания культур;

-установить действие изучаемых технологий и составляющих их элементов на урожайность и технологические качества зерна озимой пшеницы, кукурузы, сои, корнеплодов сахарной свеклы и установить их корреляционные связи;

-изучить влияние различных технологий возделывания на изменение содержания органического вещества в почве и агрофизических свойств староорошаемого чернозема в звене севооборота сахарная свекла - соя - кукуруза на зерно - озимая пшеница;

-определить влияние альтернативных технологий возделывания на продуктивность, экономическую и энергетическую эффективность изучаемых полевых культур;

-оценить фитосанитарное состояние агроценозов озимой пшеницы, кукурузы, сои и сахарной свеклы при разных технологиях их возделывания;

-на основании полученных данных предложить производству альтернативные ресурсо- и энергосберегающие технологии возделывания озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сои и сахарной свеклы на староорошаемом черноземе выщелоченном Западного Предкавказья, обеспечивающих сохранение плодородия почвы и получение конкурентоспособной продукции.

Научная новизна. В условиях Западного Предкавказья разработаны альтернативные технологии возделывания зерновых и технических культур при орошении, основанные на сочетании факторов минерального питания и способов основной обработки почвы в низменно-западинном агроландшафте, базирующихся на принципах биологизации, экологизации, ресурсо- и энергосбережения, сохранения и воспроизводства почвенного плодородия чернозема выщелоченного.

Практическая значимость работы. Сельскохозяйственному производству предложены альтернативные, экономически и энергетически обоснованные технологии возделывания зерновых и технических культур при орошении, предусматривающие получение конкурентоспособной продукции при сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия.

Полученные результаты работы легли в основу рекомендаций для АПК «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, 2008), монографии «Биология и особенности агротехники выращивания сахарной свеклы, сои, кукурузы и озимой-пшеницы на деградированном староорошаемом выщелоченном черноземе Западного Предкавказья» (Краснодар, 2008).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных (1999-2006 гг.) научных конференциях сотрудников Кубанского госагро-университета, на всероссийских научно-практических конференциях (Краснодар, 2002, 2006, 2007, 2008; Майкоп 2008), на совещаниях-семинарах руководителей и специалистов хозяйств районов Краснодарского края по вопросам технологии возделывания и ухода за посевами зерновых и технических культур (Краснодар, 2000-2008 гг.), на заседании научно-методического совета Кубанского ГАУ.

Апробация разработанных альтернативных технологий возделывания зерновых и технических культур проводилась в учхозах «Кубань» и «Краснодарское» Кубанского ГАУ, в хозяйствах «Нива Кубани» и «Агроколледж» Брюховецкого района, «Победа» Каневского района Краснодарского края в

2002-2004 гг., а внедрение научных разработок осуществлялось в

2003-2006 гг.

На защиту выносятся.

1. Теоретическое обоснование биологизированных, энергоресурсосберегающих технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы, обеспечивающих стабилизацию сельскохозяйственного производства и повышение продуктивности пашни в низменно-западинном орошаемом агроландшафте;

2. Влияние технологий возделывания технических и зерновых культур на плодородие орошаемого чернозема выщелоченного в условиях низменно-западинного агроландшафта Западного Предкавказья;

3. Оценка экономической и биоэнергетической эффективности технологий возделывания зерновых и технических культур в низменно-западинном орошаемом агроландшафте;

4. Обоснование возможности получения конкурентоспособной продукции на основе биологизации технологий возделывания зерновых и технических культур в данном агроландшафте.

Работа выполнялась в Кубанском государственном аграрном университете в соответствии с планом НИР по комплексной теме в 1996-2000 гг. -№ 01960009000, в 2001-2005 гг. - № 01200113454.

В диссертации использованы данные, полученные под руководством или при непосредственном участии автора, а также часть материалов других исследователей, являющихся результатом совместной работы.

Автор глубоко признателен и выражает искреннюю благодарность научному консультанту - доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н. Г. Малюга за неоценимую помощь в разработке программы, проведении исследований и подготовке данной диссертации, соавторам публикаций и сотрудникам кафедры орошаемого земледелия, во главе с ее заведующим, профессором В. П. Василько, за помощь и непосредственное участие в проведении наблюдений, учетов и анализов в полевых и лабораторных опытах.