Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологическая оценка предшественников озимой пшеницы на южных черноземах Центрального Предкавказья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Марьин, Александр Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЮЖНЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Экологические требования озимой пшеницы к условиям среды обитания.

1.2. Связь погодных условий с продуктивностью и качеством зерна озимой пшеницы.

1.3. Особенности функционирования агрофитобиоценоза озимой пшеницы по предшественникам.

2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, МЕСТО И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3. ЭКОЛОГО-ПОЧВЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ.

3.1 .Климат и погода.

3.2.Рельеф, почвообразующие породы, грунтовые воды.

4. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЮЖНЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ И ИХ СООТВЕТСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ.

4.1. Морфология и генетические особенности.

4.2. Физико-химические особенности.

4.3. Физические особенности.

5. ЭКОЛОГО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ.

5.1. Состав и динамика микроорганизмов.

5.2. Почвенный раствор и динамика основных элементов минерального питания.

5.3. Особенности агрофитоценозов.

6. СТРУКТУРА УРОЖАЯ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ

ПШЕНИЦЫ ПО ПРЕДШЕСТВЕННИКАМ.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агроэкологическая оценка предшественников озимой пшеницы на южных черноземах Центрального Предкавказья"

Российская Федерация всегда считалась и считается одним из крупu u Т X u и нейших производителей зерна в мире. И только из-за низкой урожайности и нерационального использования полученного зерна в настоящее время Россия, а ранее бывший Советский Союз закупали и закупают зерно за рубежом. В 1997г. все посевы зерновых культур в стране составили 53,6 млн. га, в том числе 26,0 млн. га (48,5%) - озимой пшеницы. При этом урожайность, из-за сложившихся погодных условий (засуха в южных районах страны), находилась на уровне 16,5 ц/га, а озимой пшеницы - 17 ц/га.

В Северо-Кавказском регионе, в который входит и Ставропольский край, площади посевов зерновых культур находятся в последние годы на уровне 6,5-7,0 млн. га или на уровне 12,2-13,1% от всех посевов зерновых культур в стране. Если же сравнить посевы основной продовольственной культуры пшеницы, то можно отметить, что в Северо-Кавказском регионе эти посевы находятся на уровне 4 млн. га или составляют 15% всех посевов страны. Урожайность же зерновых культур в нашем регионе значительно выше среднего по стране - на 7 ц/га или на 51,9%. Показатели урожайности по пшенице в абсолютных единицах выше в регионе на 7,7 ц/га, но в процентном отношении, несколько ниже - 45,4%.

В Ставропольском крае большое внимание уделяется в структуре посевных площадей зерновым культурам, их площадь достигает 1,68-1,85 млн. га или 3,2-3,5%) от всех посевов зерновых культур России, или 25,7-26,4% от Северо-Кавказского региона и, в первую очередь, озимой пшеницы. Посевы последней занимают свыше 1 млн. га в крае, что составляет до 70% от всех посевов зерновых. При средней урожайности в 20-25 ц/га в крае собирают до 3,5-4,0 млн. т зерна, в том числе до 3 млн. т зерна озимой пшеницы. В благоприятные годы эти показатели достигали 4,5-5 млн. т.

Озимая пшеница не только наиболее урожайная зерновая культура в земледелии Предкавказья, но и главная товарная продукция, на производстве которой в основном базируется экономика аграрных предприятий и фермерских хозяйств. Поэтому производство зерна озимой пшеницы было и остается главным направлением в сельскохозяйственном производстве региона.

Необходимо отметить, что в связи с тяжелым материальным положением для большинства хозяйств в последние годы поддержание оптимального уровня минерального питания растений стало проблемной и трудновыполнимой задачей. Происходит это потому, что земные растения принимают самое активное участие в процессах миграции и трансформации химических элементов. Большое их количество выносится с товарной частью урожая полевых культур или вымывается из почвы атмосферными осадками за пределы корнеобитаемого слоя. В минеральном питании растения не являются пассивными элементами. Они активно разрушают минералы почвы посредством протонного гидролиза. Питание растений процесс электрохимический, связанный с неизбежной потерей части питательных элементов, что приводит к минеральной деградации почв, снижению их производительной способности. Запасы основных элементов минерального питания в большинстве почвенных подтипов черноземов уже явно недостаточны, о чем свидетельствует агрохимическое обследование почв и подтверждается устойчивой тенденцией снижения урожайности озимой пшеницы в последние годы, в основном вполне благоприятные по погодным условиям для роста и развития этой культуры. Связано это во многом с безвозвратным выносом азота, фосфора и калия с товарной частью урожая, масштабы которого в практике агрономической службы не учитываются с одной стороны и ухудшением агроэкологиче-ских условий возделывания озимой пшеницы по предшественникам с другой.

На поглош,ение растениями элементов минерального питания вообще и озимой пшеницы в частности влияют многие факторы внешней среды. Одними из основных являются метеорологические, к которым относятся осадки, поток электромагнитной энергии Солнца, тепло, ветер и т.д. Баланс их ежегодно меняется, что отражается на условиях роста, развития и урожай6 ность культур. Системой агротехнических мероприятий можно ослабить негативные проявления погоды, необходимо только знать значение и экологическую направленность того или иного метеорологического фактора.

В связи с вышеизложенным, принципиально важно придать современному, по существу экстенсивному, земледелию экологическую направленность с тем, чтобы полнее использовать агробиологические связи фито- и микроценозов озимой пшеницы по различным предшественникам с конечной целью повышения урожайности и получения качественного зерна этой культуры, особенно на южных черноземах зоны неустойчивого увлажнения. Решению этих задач и посвящена настоящая диссертационная работа.

Работа была выполнена на кафедре почвоведения Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии под руководством доктора биологических наук, профессора Тюльпанова Вадима Ивановича. Большую практическую помощь в выполнении этой работы оказали заведующий производственным участком №4 ОАО «Победа» Красногвардейского района Ситьков Юрий Викторович, а также заведующий кафедрой почвоведения, доцент Цховребов Валерий Сергеевич и все сотрудники кафедры. Всем им автор приносит огромную благодарность за оказанную помощь.

Заключение Диссертация по теме "Общее земледелие", Марьин, Александр Николаевич

ВЫВОДЫ

1. Погода в годы исследований, как по условиям увлажнения, так и по температурному режиму отличалась от средних многолетних показателей. В

1997 году осадков выпало на 159 мм, а в 1999 г. на 41 мм больше нормы. В

1998 году их выпало меньше на 61 мм. Температурный фон складывался по многолетнему циклу, но был выше годичной тепловой нормы в 1997 году на 0,5 Т, в 1998 году на 1,9 °С, а в 1999 году на 2,3 °С.

2. Изучение рельефа и гидрологических условий зоны распространения генетической группы черноземов свидетельствует, что они сформировались на карбонатных лессовидных суглинках в равнинных автоморфных условиях. Видовые и родовые отличия в пределах группы южных черноземов связаны с высокой комплексностью материнской породы по химическим, минералогическим и, в меньшей степени, гранулометрическим показателям. Так, диапозон содержания СаСОз изменяется от 1,65 до 12,26 %, МеСОЗ - от 0,89 до 5,55 %, Са804 X НгО - от 0,08 до 5,16 % при среднем содержании 8,15 , 3,01 и 1,36 % соответственно от массы абсолютно сухой почвы.

3. Отличительной экологической особенностью южных черноземов региона является довольно мощный (0,82.1,16 м) почвенный профиль при слабой гумусированности (< 4,0 %) и растянутости гумусового горизонта, щелочной реакцией (рП 8,1.8,5) и средней выщелоченностью СаСОз пахотного горизонта (6,4 % в Апах до 11,7 % в Вг).

4. Изучение физико-химических особенностей южных черноземов дает возможность констатировать факт постепенного выщелачивания СаСОз из верхнего полуметра почвенного профиля и слабого снижения показателя рН, что, однако, не грозит серьезными экологическими изменениями для роста и развития озимой пшеницы.

5. Анализ структурного состояния южных черноземов по предшественникам озимой пшеницы показал, что по содержанию водопрочных агрегатов почва по пару оценивается как отличная (> 70 %), кукурузе на силос и озимой пшенице как хорошая (70. .55 %), по гороху как удовлетворительная.

6. Микробиологические анализы показали, что ведущими экологическими факторами, определяющими численность и состав физиологических групп микроорганизмов по предшественникам, являются запасы органического субстрата и его тип, а также влажность и температура почвы в отдельные фазы вегетации озимой пшеницы.

7. Анализ окислительно-восстановительного раствора показал следующее: наибольшая напряженность ОВП в мВ была по предшественнику горох, затем по кукурузе на силос, озимой пшенице и, наименьшая, по пару; среди катионной части почвенных растворов по предшественникам стабильным является содержание ионов кальция и магния, а аммония сильно варьирует.

8. Между степенью микробиологической активности и динамикой подвижных форм азота и фосфора в почве по предшественникам существует тесная взаимосвязь: степень обеспеченности азотом в фазе весеннего кущения была повышенной по пару и гороху, средней по кукурузе на силос и озимой пшенице, в фазе колошения и цветения соответственно средней и низкой; обеспеченность подвижными формами фосфора не выходила за рамки средней во все фазы развития озимой пшеницы практически по всем предшественникам, кроме фазы цветения по озимой пшенице. Дефицита в калийном питании растения озимой пшеницы не испытывали.

9. Засоренность посевов озимой пшеницы по парам была по годам в 2.6 раз меньше, чем по другим предшественникам. Самая высокая засоренность многолетними видами сорняков была по предшественникам кукуруза на силос и озимая пшеница, что существенно отразилось на урожайности и качестве зерна озимой пшеницы.

10. В среднем за три года исследований наивысшая урожайность озимой пшеницы получена по пару, затем по гороху и значительно ниже по кукурузе на силос и озимой пшенице. Стабильным качество зерна озимой пшеницы в пределах 3-го класса остается только по пару и гороху на зерно. По другим

93 предшественникам качественное зерно можно получить только в отдельные годы.

11.Комплексная агроэкологическая оценка предшественников озимой пшеницы на южном черноземе свидетельствует, что их потенциал в современном земледелии используется только на 60. .70 %.

12. Анализ экономической эффективности показал, что производство зерна озимой пшеницы выгодно по всем предшественникам. Экономичность производства зерна озимой пшеницы по предшественникам можно существенно повысить за счет соблюдения технологии ее возделывания, повышения урожайности и качества товарной продукции.

94

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1, Для повышения производительной способности южных черноземов необходимо в первую очередь повысить их азотный и фосфатный потенциалы до оптимального уровня.

2. Основным критерием высокого урожая озимой пшеницы по предшественникам являются оптимальные условия ее развития в осенний период. В засушливую осень посевы озимой пшеницы по непаровым предшественникам, главным образом повторно по озимой пшенице, целесообразно сокращать. Необходимо усилить мероприятия по борьбе с вредителями и сорной растительностью по всем предшественникам озимой пшеницы в период вегетации.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Марьин, Александр Николаевич, Ставрополь

1. Агроклиматические ресурсы Ставропольского края. Л.: Гидрометео-издат, 1971.-234 с.

2. Агроклиматический справочник по Ставропольскому краю. Ставрополь: Кн. изд-во, 1958.-233 с.

3. Адерихин П.Г. Изменение плодородия черноземов ЦентральноЧерноземной области при окультировании // Плодородие и мелиорация почв СССР.-М., 1964.-С.31-37.

4. Александрова Л.Н., Найденова O.A. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л.: Агропромиздат, 1986. - 295 с.

5. Альтергот В.Ф. Приспособление растений к повышенной температуре среды// Физиология приспособления и устойчивости растений при интродукции. Новосибирск, 1969.- С. 169-186.

6. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1962.-491 с.

7. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970.-487 с.

8. Баданова К.А. Влияние почвенной засухи и суховея на обмен веществ закаленных к засухе растений // Водный режим растений в связи с обменом веществ и продуктивностью. М., 1963.-С. 230-234.

9. Баздырев Г. И. Сорняки враги урожая // Земледелие. - 1985. - №2. -С. 7.

10. Балаев Л.Г., Царев П.В. Лёссовые породы Центрального и Восточного Предкавказья. М.: Наука, 1964.-245 с.

11. Беденко В.П. Фотосинтез и продуктивность озимой пшеницы на Юго-востоке Казахстана. Алма-Ата: Наука, 1980.-222 с.

12. Белюченко И.С. Агроландшафтная экология. Краснодар: Изд-во КГАУ, 1996.- 231 с.

13. Бондаренко В.И., Рыбка В.С, Косенко Г.И. Биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы // Земледелие. -1986.-№2.-С.25-26.

14. Бородин Н.Н. Пшеница на Дону. Ростов н/Д: Кн. изд-во, 1967.- 176 с.

15. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М.: Высш. шк., 1978. - 344 с.

16. Вадюнина А.Ф., Корчагитна З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.

17. Ваксман С. А. Гумус. Происхождение, химический состав и его значение в природе. М.: Сельхозгиз, 1937.- 471 с.

18. Воллейдт Л.П. Фосфорный обмен в органах озимой пшеницы в зависимости от уровня азотно-фосфорного питания // С.-х. биология. 1972. - Вып. 7, №4.- С.548-553.

19. Журда СП. Формирование элементов урожая озимой пшеницы в зависимости от минеральных удобрений// Селекция, семеноводство и сортовая агротехника зерновых и кормовых культур. 1985.- С. 58.

20. Журовская В.Я. Влияние микроэлементов на урожай// Микроэлементы и урожай. Рига, 1961.-С.51.

21. Заблуда В.Г. Засухоустойчивость хлебных злаков в разные фазы их развития. М.: ОГИЗ, 1948.- 132 с.

22. Кирюшин В.И. Методика разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия и технологий возделывания сельскохозяйственных культур.- М.: Изд-во ТСХА, 1995.- 81 с.

23. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977.-224 с.

24. Коданев И.М. Повышение качества зерна. М.: Колос, 1976.-304 с.

25. Козин М.А. Водный режим почвы и урожай. М.: Колос, 1977.- 303 с.

26. Кононова М.М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. М.: Наука, 1963.-315 с.

27. Константинов А.Р. Погода, почва и урожай озимой пшеницы. Л.: Гидрометеоиздат, 1978.-250 с.

28. Корнилов A.A. Биологические основы высоких урожаев зерновых культур. М.: Колос, 1968.- 240 с.

29. Красильников H.A. Микроорганизмы почвы и высшие растения. М.: Изд-во АН СССР, 1958.- 463 с.

30. Куйдан A.n., Полоус Г.П. Влияние азота, молибдена и цинка на урожайность и качество зерна озимой пшеницы // Орошение и экология почв Предкавказья: Сб. науч. тр./Ставроп. с.-х. ин-т. Ставрополь, 1992.- С.30-35.

31. Куйдан A.n., Полоус Г.П. Влияние подкормки азотом, кальцием и магнием на урожайность зерна озимой пшеницы // Актуальные аспекты повышения плодородия почв: Сб. науч. тр./Ставроп. с.-х. ин-т. Ставрополь, 1994.-С.26-30.

32. Кулик М.С. Оценка агрометеорологических условий весенней вегетации озимых // Метеорология и гидрология. 1964.- № 8.- С. 16-22.

33. Куперман Ф.М. Биологические основы культуры пшеницы. М.: Изд-во МГУ, 1950.- 197 с.

34. Куперман Ф.М. Биологические основы культуры пшеницы. Т. 11. Биологические особенности формирования органов плодоношения пшеницы. М.: Изд-во МГУ, 1953.-318 с.

35. Л.А. Животков, С.В.Бирюков, А.Я.Степаненко и др. Пшеница. Под ред. Л.А.Животкова; Сост. А.К.Медведовский.- Киев: Урожай, 1989. -320 с.

36. Лекции по сельскохозяйственной метеорологии / Под ред. Кулика М.С, Синельш;икова В.В.- Л.: Гидрометеоиздат, 1966.- 340 с.

37. Листопадов И.Н., Шапошникова Н.М. Плодородие почвы в интенсивном земледелии. -М.: Россельхозиздат, 1984.-205 с.

38. Лошаков В.Г. Севооборот и биологизация земледелия // Вестник с.-х. науки. 1992.- № 2. - С. 19-25.

39. Макаров Р.Ф. Влияние длительного применения удобрений на азотный режим типичного чернозема// Агрохимия. 1989.- №11.- СЗ-11.

40. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. -376 с.

41. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. М.: Агропромиздат, 1987.- 512 с.

42. Панов П. П. и др. Агрохимия, физиология растений, почвоведение. -М.:ТСХА, 1979.- 164 с.

43. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. Л.: Наука, 1980.- 220 с.

44. Практикум по почвоведению / Под. ред. И.С. Кауричева. М.: Колос, 1973. - 279 с.

45. Проценко Д.Ф., Ремесло В.Н., Мусич В.Н. Засухоустойчивость озимой пшеницы. М.: Колос, 1975.- 240 с.

46. Пруцков В.Ф. Озимая пшеница. -М.: Колос, 1976.-246 с.

47. Пруцков Ф.М. Повышение урожайности зерновых культур. М.: Рос-сельхозиздат, 1982.-205 с.

48. Пруцкова М.Г., Уханова О.И. Новые сорта озимой пшеницы. М.: Колос, 1972.-287 с.

49. Прянишников Д.Н. Севооборот и его значение в деле поднятия наших урожаев. М.: Сельхозгиз, 1945. -120 с.

50. Пятыгин А.В., Селихов В.Ф. Получение высококачественного зерна озимых мягких и твердых пшениц при орошении в условиях Ставрополья // Приемы и методы повышения качества зерна колосовых культур. М., 1967.- С. 304-311.

51. Ремесло В.Н., Блохин Н.И. О некоторых путях повышения качества озимых пшениц в Лесостепи Украины // Доклады ВАСХНИЛ.- 1969.- Вып. 7.-С.6-8.

52. Свисюк И.В. Погода и сроки сева озимой пшеницы. Ростов н/Д: Кн. изд-во, 1969.- 137 с.12 3. Свисюк И.В. Погода, интенсивная технология и урожай озимой пшеницы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989.-226 с.

53. Сдобникова О.В. Оптимизация питания с.-х. культур в интенсивном земледелии // Параметры плодородия основных типов почв. М., 1988.-C.4-16.

54. Day A. Wheat irriqation affects flour yielot quality. Proqr. Aqr. In Arizona.- 1971.- 23, 1.-P. 3-16.10916 0. Fog K. The effect of added nitrogen on the rate of decomposition of organic matter// Biol. Rev.- 1988.- V. 63.- P. 433-462.