Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологическая и экономическая эффективность систем удобрений виноградников Краснодарского края

ВАК РФ 06.01.08, Виноградарство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Маркелов, Виктор Александрович, Краснодар

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский

Агроэкологическая и экономическая

эффективность систем удобрений виноградников Краснодарского края

Специальность 06.01.08 - виноградарство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

институт садоводства и виноградарства

Маркелов Виктор Александрович

Научный руководитель -

д.с.-х.н., проф. Серпуховитина К.А.

Краснодар, 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................. 3

Глава 1. Состояние изученности вопроса........................................5

Глава 2. Природные условия Краснодарского края,

развитие и специализация виноградарства......................18

Глава 3. Объекты и методика исследований....................................33

Глава 4. Результаты исследований..................................................40

4.1. Влияние различных сочетаний нагрузки и

удобрений на продуктивность винограда....................40

Глава 5. Экономическая и энергетическая эффективность

применения удобрений....................................................58

5.1.Экономическая эффективность удобрения виноградников....................................................................................58

5.2.Сравнительная оценка энергетических затрат при различных системах удобрения виноградников..................83

ВЫВОДЫ..........................................................................................89

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ..........................................91

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ....................92

ВВЕДЕНИЕ

Проблема повышения продуктивности сельскохозяйственных культур является главной в аграрном секторе страны и неразрывно связана с эффективным использованием экологических факторов, сохранностью почв, расширенным воспроизводством их плодородия.

Целенаправленное воздействие на почвенное плодородие путем разработки приемов оптимизации условий питания и рациональных, агрономически и экономически обоснованных систем удобрений приобретают новую роль при интенсивном развитии всех отраслей сельскохозяйственного производства.

Значимость этого положения значительно возрастает в виноградарстве, где длительная монокультура без должной коррекции технологий приводит к деградации и снижению плодородия почв, уровня продуктивности насаждений. Для виноградников, размещаемых в специфических условиях склонов на почвах невысокого бонитета, вопросы охраны и повышения плодородия земель никогда не теряют своей актуальности.

Виноградарство в южных регионах России является одной из ведущих и доходных отраслей сельского хозяйства. В Краснодарском крае площади под виноградниками занимают 35 тыс. га. Валовые сборы винограда колеблются по годам в пределах 250 - 180 тыс. тонн, что составляет 64,4 процента от общих сборов в целом по России.

Анализируя состояние и ход развития виноградарства в прошлые годы и в настоящее время, следует отметить, что приоритетными задачами в обозримом периоде будут оставаться вопросы повышения почвенного плодородия на основе экологической сбалансированности норм и соотношений ми-

неральных удобрений, эффективных сочетаний их с органическими удобрениями и экономически оправданных затрат на единицу полученной основной и дополнительной продукции.

Цель и задачи исследований. Цель работы - сравнительное изучение норм минеральных удобрений в экологических зонах края при различных нагрузках куста побегами, определение агроэкологической и экономической эффективности традиционных и новых научно-обоснованных систем удобрений.

Программа исследований включала следующие задачи:

1. Установить оптимальные нормы минеральных удобрений для плодоносящих насаждений с различными уровнями нагрузки кустов в анапо-таманской и южно-предгорной экологических зонах;

2. Определить агроэкологическую и экономическую эффективность изучаемых систем удобрений;

3. Обосновать биоэнергетическую эффективность отдельных агро-приемов и систем удобрений;

4. Разработать рекомендации по рациональному применению удобрений на виноградниках в конкретных экологических зонах Западного Предкавказья.

Исследования проводились в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ СКЗНИИСиВ.

Глава 1. Состояние изученности вопроса

Интенсивное сельское хозяйство возможно лишь при максимальном сочетании условий среды с требованиями культур, учете экологических особенностей, безусловном сохранении природного потенциала и воспроизводстве уникального свойства почв - плодородия.

В программе получения устойчивых урожаев уровню плодородия почв и удобрениям принадлежит главная роль. Разумное применение минеральных удобрений в мировом сельскохозяйственном производстве началось более ста лет назад с началом добычи чилийской селитры и калийных солей, заводского выпуска суперфосфата и сульфата аммония.

При ретроспективном анализе мирового применения минеральных удобрений с целью интенсификации сельского хозяйства выделяются два периода: первый охватывает 1905-1939 годы, второй - 1960-1980 годы.

В Европе, США и Японии применение минеральных удобрений к 1905 году достигло почти 2 млн. тонн питательных веществ.

В период 1905-1939 годы мировое потребление удобрений с 1,9 млн. тонн возросло до 9,2 млн. тонн питательных веществ. Соотношение между основными элементами питания (КРК) изменялось с 1:1,29:1,4 к 1910 году до 1:0,82:1,22 в 1936-1939 годах, а в 60 годах оно изменилось до 1:0,5:1, что соответствует 27,1 млн. тонн питательных веществ (Коровкин,1969).

Такой рост потребления удобрений сыграл большую роль в интенсификации сельскохозяйственного производства. На основе результатов, полученных в Европе, Индии и США установлено, что средняя прибавка урожая всех продовольственных культур на 1 кг питательных веществ (К+РгОб+КгО) достигла 10 кг.

По программе ФАО в четырнадцати слаборазвитых странах на трех континентах была проведена серия опытов с минеральными удобрениями на различных сельскохозяйственных культурах. Результаты 10 тысяч опытов достоверно показывают, что под действием удобрений выход продукции растениеводства с единицы площади вырос на 74 процента, в том числе: в странах Латинской Америки на 95 процентов, Ближнего Востока и Северной Африки на 54 процента, Западной Африки на 72 процента (А.Н.Карцева, 1965).

Особенно быстрое развитие производства и применения минеральных удобрений наблюдалось в 1970-1980 г.г. Потребление минеральных удобрений в земледелии планеты в этот период достигло в действующем веществе: N-21800 тыс. т, Р205-15800 тыс. т, К20-13100 тыс. т.

В настоящее время в мировом производстве удобрений преобладают сложные и смешанные туки с высокой концентрацией питательных веществ, которая в зависимости от вида колеблется от 31 до 65 процентов. В Великобритании, например, она достигает 40-60 процентов, во Франции - 34-44 процентов, в Италии - 44-65 процентов, в Японии - 35-50 процентов , в Австралии - 31-45 процентов, в России - 20-35 процентов. Доля этих удобрений в общем балансе производимых туков в отдельных странах довольно высока.

С ростом производства минеральных удобрений резко повысились нормы их применения. По данным экспертов ООН 50 процентов прироста урожайности получается за счет применения удобрений, в то время, как расходы на удобрения в общих затратах составляют незначительную часть.

Среднегодовые темпы роста производства минеральных удобрений в стране значительно возрастают, так за 1959-1968 годы они составили в среднем 13,2 процентов питательных веществ (Бузни,1969).

Результаты многочисленных исследований, проведенных Географической сетью ВИУА и Государственной агрохимической службой, показывают, что во всех земледельческих районах страны, все сельскохозяйственные

культуры положительно отзываются на внесение удобрений, увеличением урожаев и повышением устойчивости к болезням, вредителям, метериологи-ческим стрессам. Последние особенно губительны для многолетних культур -плодовых и виноградника (1969, 1975,1983, 1986, 1994, 1995, 19996 г.г.).

Поэтому одной из главных задач повышения продуктивности агро-комплекса России, в том числе отрасли виноградарства, является создание устойчивого производства, в основе которого лежит система оптимизации питания растений, обеспечивающая воспроизводство почвенного плодородия, закладку урожая и сохранения его от неблагоприятных условий среды -погодных стрессов - губительных морозов, ранних осенних и поздних весенних заморозков, длительных засух и суховеев.

Значительно улучшилось обеспеченность минеральными удобрениями сельского хозяйства Краснодарского края со второй половины семидесятых годов. Если до 1960 года в среднем каждый га пашни получал 32 кг удобрений, то к 1980 году количество туков на 1 га составило 180-200 кг. Начиная с 1970 года в Краснодарский край завозится 1,7 млн. т удобрений, а с 1980 по 1990 г.г. ежегодно поставляется свыше 2 млн. т. Начиная с 1991 г. применение удобрений в сельском хозяйстве снижается, что объясняется негативным влиянием организационных факторов - диспаритетом цен на продукцию, удобрения, средства защиты растений, техники в период перехода к рыночным отношениям. Так, цены на виноград в этот период возросли в 300-350 раз, на удобрения - в 1452 раза, на энергетические средства (тракторы и другие механизмы) - более чем в 1500 раз.

До 1990 года в общей системе химизации края удобрение виноградников занимает лидирующее положение. Так, по данным акционерной компании "Кубаньвинпром", обеспеченность 1 га виноградников минеральными туками составила в 1975 году - 800 кг, в 1980 году - 1000 кг, в 1985 году -1200 кг. Урожаи в эти годы составили соответственно 60,3; 64,8; 89,0 ц/га.

Наука располагает обширными материалами по теории минерального питания винограда и связанных с нею проблемами эффективного применения удобрений, повышения плодородия почв и регуляции продуктивности винограда.

Имеющиеся в активе виноградарства экспериментальные данные, материалы и сведения позволяют обозначить два этапа в ходе развития исследований по проблеме.

Первый охватывает большой отрезок времени от суждений древних греков о пользе удобрения (Плиний, 1957) до 30-х годов нашего столетия. Для этого периода характерно накопление и обобщение опыта, выяснение значения и роли отдельных элементов в жизни виноградного растения, первые обоснования к удобрению "виноградных почв" и получению качественных вин.

В конце прошлого столетия появляются работы, в которых дается научное толкование вопросам удобрения виноградников, исходя из наличия питательных веществ в почвах.

В этом плане представляют интерес работы Г.А.Барберона (1911 и 1912), А.М.Фролова-Багреева (1916), Г.И.Гоголя-Яхновского (1928), в которых конкретизированы данные о влиянии отдельных элементов, видов удобрений на формирование урожая и качество винограда и вина. Полученная информация связывалась с химическими свойствами и составом почв и выносом питательных веществ органами куста за вегетацию.

В работах Н.П.Бузина (1932, 1937) систематизированы и обобщены исследования по удобрению виноградников. На основании имеющихся к тому периоду данных он приводит сведения о химическом составе виноградной лозы и выносе ею питательных веществ, показывает роль отдельных элементов питания в формировании урожая и качества вина, подчеркивает значение почв, как основы для получения различного типа вин. Эти обобщения

были первыми, от которых ведется отсчет региональным научным исследованиям по минеральному питанию винограда, закономерностям применения удобрений и регуляции продуктивности виноградных лоз под воздействием изменения реакции среды и приемов агротехники.

Второй этап изучения характеризуют исследования 60-х - 80-х годов цель которых - установление количественных связей в системе "почва-растение" и новые качественные обобщения, направленные на регуляцию основных факторов жизнеобеспечения растения, получения планируемых и программированных урожаев.

В монографических работах В.Д.Корнейчука и Е.К.Плакиды (1962, 1975), Л.И.Библиной (1960), А.С.Арутюняна (1965, 1983), А.Ф.Скворцова, С.И.Соловьева, В.А.Грамотенко (1968), А.Ф.Скворцова и С.И.Соловьева (1980), С.Г.Бондаренко (1965), С.Г.Бондаренко, Н.А.Буянович, Г.Я.Кибенко (1977), Г.А.Амирджанова (1980), обширных исследованиях и обзорах Криста и Ульриха (1954), К.Стоева (1977, 1981), И.В.Гулидовой (1966, 1969), Шан-крен и Лонг (1961), К.А.Серпуховитиной (1968, 1982), С.Г.Бондаренко (1982), И.Г.Шашкова (1969), Ф.Т.Бужак (1968), Н.Н.Перова (1980), В.В.Гриненко, К.А.Серпуховитиной, А.Н.Чемулова (1978), О.М.Ильяшенко (1979), Э.Н.Худавердова (1991) и др. раскрывается многогранность проблемы, ее производственные и агрохимические аспекты, новые направления в изучении климатологических факторов, специфических биологических и сортовых реакций виноградного растения в связи с особенностями питания на различных типах почв.

Расширение диапазона и повышение точности исследований положило начало целенаправленным разработкам региональных систем удобрений на основе данных о качественном составе почв, влагообеспеченности, состояния растений и показателей биологического выноса (А. Ф. Скворцов (1971, 1980), С.Г.Бондаренко (1977, 1978, 1979, 1980), А.С.Арутюнян (1965,

1983), К.А.Серпуховитина (1968, 1981, 1982), А.С.Субботович, Я.Д.Ханин (1973), Г.И.Григель (1982)).

Значительный теоретический и практический интерес представляют исследования качественных изменений урожая винограда под влиянием почв и удобрений. В работах Д.М.Гаджиева (1969), А.С.Арутюняна (1965, 1987), В.Г.Унгуряна (1980), С.А.Мельника и В.К.Косаревой (1964), С.Г.Бондаренко (1982), К.А.Серпуховитиной (1982) показано, что определенные сочетания элементов питания вызывают такое направление обмена веществ в растении, которое приводит как к повышению массы урожая, так и к изменению его качества.

Накопленные экспериментальные материалы в работах приведенных авторов позволяют вскрыть причинные связи действия элементов питания на ход физиологических процессов в растении, количество и качество урожая винограда. Однако многие звенья в системе "почва-растение-сорт" еще не выяснены.

Ряд аспектов в системе минерального питания винограда, в том числе экологические и экономические, связанную с этим регуляцию продуктивности при различных параметрах ведения кустов изучены недостаточно.

Изыскание путей повышения функциональной деятельности виноградного растения, изучение взаимодействия и закономерных зависимостей урожая от экологических, почвенных и агротехнических факторов, экономическая оценка систем удобрений относится к наиболее актуальным проблемам современного виноградарства. Неполнота данных по перечисленным вопросам в ведущем регионе промышленного виноградарства России послужила основанием для исследований по теме диссертации.

Оптимальное соотношение элементов и норма удобрений для винограда устанавливаются на основе сведений о содержании их в различных органах растения, о биологическом выносе и об уровне почвенного плодородия.

Все эти вопросы имеют важное значение в установлении уровней рационального питания винограда. К.А.Серпуховитина (1993) рассчитала баланс элементов питания для виноградников края на 2000 и 2005 годы. Интенсивность баланса по азоту составляет 102,8%, 87,5%; по фосфору - 124,3% и 92,0%; по калию - 63,0% и 56,5%. Снижение интенсивности баланса в 2005 году объясняется значительным сокращением применения минеральных удобрений в период 1993-1996 г.г. из-за дороговизны туков, ухудшением технологической дисциплины и другими обстоятельствами связанными с переходом к рыночной экономике.

Исправление сложившегося положения должно идти по пути поиска и разработки адаптивных приемов использования удобрений в технологическом цикле производства винограда - разработки оптимальных соотношений нагрузки кустов урожаем и норм удобрений, снижения энергетических затрат при одновременном увеличении продуктивности растений.

В связи с экологической напряженностью в районах возделывания винограда необходимо разработать меры по более рациональному использованию туков, строгому соблюдению норм, соотношений и периодичности их внесения. Применение минеральных удобрений в системе ведения виноградарства должно стать экологически безопасным, энергетически и экономически эффективным. Из этого вытекает неотложная задача изучения условий применения удобрений и выявления факторов, способствующих их эффективности.

Эффективность минеральных удобрений зависит от многих факторов:

- наличия в почве усвояемых форм азота, фосфора и калия;

- кислотности и механического состава почвы;

- технологии ее обработки;

- температурного режима воздуха и почв в период вегетации;

- условий влагообеспеченности.

Сроки внесения удобрений, способы заделки в почву, соотношение элементов питания в удобрениях - все это в значительной мере сказывается на экономической эффективности удобрений (М.А.Коровкин, 1968,1970;

A.Н.Карцева, 1965; У,Чендлер, 1960).

В этой связи важно отметить, что в исследовании необходимо брать не отдельны