Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность короткоротационных севооборотов в условиях орошения на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Эффективность короткоротационных севооборотов в условиях орошения на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья"

На правах рукописи

ГОЛЕУХИН Сергей Николаевич

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОРОТКОРОТАЦИОННЫХ СЕВООБОРОТОВ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ НА СВЕТЛО - КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.02 - сельскохозяйственная мелиорация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Волгоград 1998

Диссертационная работа выполнена на кафедре общего н оро-шаеыого земледелия Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии.

Научные руководители - доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. М. Жвдков; кандидат сельскохозяйственных наук О. Г. Ч амур лиев.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. И. Кирпо, кандидат сельскохозяйственных наук, старший

научный сотрудник отдела программирования урожаев ВНИИОЗ А. С.

(

Морозова.

Ведущее предприятие: Нижне - Волжский научно - исследовательский институт сельского хозяйства.

Защита состоится 11 " а 1998 г.

в час. на заседании диссертационного совета Д 120.56.01. при

Волгоградской государственной сельскохозяйственной акадеиин, ауд. 242.

Адрес академии: 400041, Волгоград, ул. Институтская, 8. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградской сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан" // " ¿г 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Б. А. Литвинов

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В решении задачи стабилизации и дальнейшего развитая земледелия России, усиления его природоохранной и ресурсосберегающей направленности важная роль принадлежит научно обоснованным севооборотам, которые продолжают оставаться доступным и эффективным средством повышения уровня влагообеспеченности н питания растений, биологическим фактором восстановления плодородия, улучшения физических свойств, устранения токсичности почвы, снижения засоренности посевов, предотвращения распространения вредителей и болезней сельскохозяйственных культур, организационно - экономической основой систем земледелия.

По севооборотам с длительной ротацией довольно полно проведены исследования в Поволжье, Ставропольском крае, Ростовской области и других зонах орошения России. Изучены режимы орошения, системы удобрений, обработки почвы, совместимость сельскохозяйственных культур, возможность монокультуры.

Имеются рекомендации по рациональной сгруюуре посевов, определяющейся в основном площадью орошаемых земель и хозяйственной направленностью сельскохозяйственных предприятий.

Коренные изменения в общественно - политической жизни и экономике России повлекли за собой существенные перемены в аг-рарно - промышленном комплексе страны, самым непосредственным образом связанные с проблемой использования пахотных угодий. ч"

При сохранении значительной части крупнотоварных производителей растет число фермерских хозяйств, значительные земельные площади выделены в фонд перераспределения. Все это привело к нарушению севооборотов, изменению площади и конфигурации полей.

При переходе к системам земледелия нового поколения в их основу должны быть положены севообороты с короткой ротацией. При этом возрастает роль севооборота, как биологического фактора в решении задач воспроизводства плодородия почв, создания благоприятных фитосанитарных условий в посевах, получения экологически чистой продукции и достижения при этом максимального экономического эффекта.

Научная новгона. Впервые в условиях орошаемых светло -каштановых земель Нижнего Поволжья изучена эффективность короткоротапнониых севооборотов, нх влияние на изменение эф-

фективного плодородия почвы. Установлены режимы орошения и водопотребление сельскохозяйственных культур, показана динамика основных элементов питания. Определены экологические, энергетические и качественные параметры получаемого корма в зависимости от состава культур и их места в короткоротационных севооборотах.

Дана атроэкономическая и биоэнергетическая оценка коротко-ротационных севооборотов.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы было разработать научные основы короткоротационных севооборотов с учетом узкой специализации, предусматривающих повышение плодородия почвы, предотвращающих загрязнение окружающей среды и обеспечивающих увеличение продуктивности сельскохозяйственных культур при наименьших затратах материальных и трудовых ресурсов,

В задачи исследований входило решение следующих вопросов:

1. Качественная и количественная оценка агротехнической роли севооборотов, способствующих более рациональному использованию почвенно - климатических ресурсов и средств интенсификации земледелия, обеспечивающих улучшение показателей плодородия почв и роста продуктивности при значительном уменьшении энергетических затрат.

2. Изучение изменения агрофизических свойств пахотного слоя, влагообеспеченности культур и динамики засоренности посевов под воздействием севооборотов.

3. Определение агротехнической, экономической и биоэнергетической оценки изучаемых севооборотов.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Научное обоснование короткоротационных севооборотов, как фактора в решении проблемы улучшения экологических условий и рационализации использования и охраны природных ресурсов региона.

2. Способы обогащения почвы органическим веществом с целью повышения содержания гумуса в почве и увеличение эффективного плодородия за счет пожнивно - корневых остатков культур, сидеральных удобрений и запашки послеуборочных есгатков озимой пшеницы.

3. Оптимизация водного баланса и экономия оросительной воды за счет увеличения использования почвенной влаги, снижения

суммарного водопотребления каждой кулыуры в отдельности и в севообороте, а также уменьшение количества воды, израсходованной на производство единицы продукции

Практическая ценность работы определяется разработкой научно обоснованных коропсоротационных севооборотов"с целью оптимизации условии возделывания сельскохозяйственных кулыур на малых орошаемых площадях дата получения запланированных урожаев при высоком качестве продукции, обеспечивающих высокую эффективность орошаемого земледелия в конкретных почвенно - климатических зонах.

Реализация результатов исследований. Разработанные на основе проведенных исследований короткоротационные севообороты внедрены в ОПХ "Орошаемое" Городищенского района и ОПХ "Россия" Николаевского района Волгоградской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на научно -практических конференциях Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии (1995 - 1997 гг.), на II межвузовской научно - практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области (1995 г.), на годичных экологических чтениях Волгоградского отделения Российской экологической академии (1998 г.).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 4 научных работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста, и содержит введение, 5 глав, выводы и предложения производству, 9 рисунков, 22 таблицы в тексте и 30 в приложениях. Список использованной литературы включает 215 наименований, в том числе И иностранных авторов.

Объекты и методы исследования. Для решения поставленных задач был заложен стационарный лабораторно - полевой опыт, в который включены три севооборота со следующим чередованием культур:

Севооборот I:

1. Люцерна на зеленый корм под покровом яровых зерновых, трех лет использования, (выводное поле);

2. Озимая пшеница на зерно с посевом пожнивных культур и использование их на сидерат;

3. Кукуруза на силос.

Севооборот II:

1. Вико - овсяная смесь на зеленую массу или зерно;

2. Озимая пшеница на зерно с посевом пожнивных; культур и использование их на сидерат;

3. Кукуруза на силос или зерно.

Севооборот III:

1. Эспарцет на зеленую массу под покровом яровых зерновых двух лет использования (выводное поле);

2. Озимая пшеница на зерно с посевом пожнивных культур и использование их на сидерат;

3. Кукуруза на силос.

Технология возделывания сельскохозяйственных культур разрабатывалась на основе действующих рекомендаций для орошаемых районов Нижнего Поволжья.

Опыты закладывались в соответствии с требованиями методики полевого опыта Б. А. Доспехова (1965), методических указаний ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса (1987), методики полевого опыта в условиях орошения (1983).

Для всесторонней оценки результатов исследований в опыте проводили наблюдения за агрофизическими свойствами по методикам, изложенным в книге "Агрофизические методы исследования почв", содержание гумуса по методу Тюрина, азота в почве калорйметрированием с дисульфофеноловой кислотой, фосфора - по Б. Н. Мачигину, обменного калия на пламенном фотометре, определяли в динамике влажность почвы териостатно - весовым методом, суммарное водопо-требление методом водного баланса по уравнению А. Н. Кос-тякова, накопление корневой массы и послеуборочных остатков по Н. 3. Станкову, гумификация пожннвно - корневых остатков рассчитывалась по переводным коэффициентам, предложенным В. А. Барановской и В. И. Азовцевым, учитывали динамику засоренности посевов культур в изучаемых севооборотах, определяли химический состав и питательную ценность корма. Вели поделяночный учет урожая, рассчитывали энергетическую по методике ВАСХНИЛ н экономическую эффективность короткоротационных севооборотов. Математическая обработка урожайных данных проведена на . ЭВМ.

II. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Агрофизические показатели почвы.

Физические свойства почв и процессы, протекающие в них, являются одним из важнейших факторов почвенного плодородия.

Как показали наши исследования, под культурами первого и третьего севооборотов, где возделываются многолетние бобовые травы, количество агрономически ценных агрегатов диаметром 0,25 - 10 мм. увеличивается за ротацию на 5,6 -6,3%, во втором - на 10,5%, а пылеватых частиц уменьшается соответственно на 2,5 - 2,6% и 3,3%.

Динамика изменения водопрочных агрегатов согласуется с содержанием агрономически ценных частиц. Включение выводного поля многолетних бобовых трав в короткоротационные севообороты оказывает благоприятное воздействие на водопрочносгь структуры почвы. Так, на полях, ще возделывались люцерна и эспарцет прирост водопрочных агрегатов составил 13,1 - 16,1%, а под посевами вико - овсяной смеси - всего 7,7%.

Более высокое содержание водопрочных частиц было на полях севооборота, где возделывалась люцерна, за время исследований их количество увеличилось на 11,5%, а в севообороте с эспарцетом прирост водопрочных агрегатов составил всего 9,0%, в севообороте с вико - овсяной смесью - 6,1% (табл. 1.).

Таблица 1.

Содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое на полях короткоротационных севооборотов, %

Севооборот Содержание водопрочных агрегатов

В начале ротации В конце

I. 22,8 34,3

И. 22,8 28,9

III. 22,8 31,8

Рассматривая изменения величины плотности почвы в целом по севооборотам, следует отметить, что в первом и третьем севооборотах с многолетними бобовыми травами в среднем за ротацию была на 0,03 т/м1 меньше, чем во втором (табл. 2.).

Тиблиии ?

Изменение величины плотности почвы на полях корогкоротационных севооборотов в слое 0 --0,4 м.,т/мд

Севооборот Исходное В конце ротации

I. 1,41 1,26

И. 1,41 1,28

¡ ; III. 1,41 1,27

Режимы орошения и водопотребление культур в короткоротационных севооборотах.

В засушливых районах Нижнего Поволжья в комплексе мероприятий по интенсификации земледелия и увеличения производства продукции растениеводства решающее значение имеет орошение.

Таблица 3.

Фактически сложившийся режим орошения

сельскохозяйственных культур. Среднее за 994-1997 гг.

Культуры севооборота Количество поливов Поливная норма, м3/га Оросительная норма, м1/га

Севооборот I Люцерна Озимая пшеница Пожнивные культуры Кукуруза Среднее по севообороту от 4 до 8 от 3 до 5 3 от 5 до б 5-6 550 -650 450 - 500 350 550 - 600 350 - 650 2400 - 4800 1500 - 2500 1050 2750 - 3600 3150

Севооборот II Вико - овсяная смесь Озимая пшеница Пожнивные культуры Кукуруза Среднее по севообороту от 4 до 5 от 3 до 5 3 от 5 до 6 4-6 300 - 500 450 - 500 350 550 - 600 350 - 650 1200 - 2250 1500 - 2500 1050 2750 - 3600 2696

Севооборот III Эспарцет . Озимая пшеница Пожнивные культуры Кукуруза Среднее по севообороту от 3 до 7 от 3 до 5 3 от 5 до 6 6 600 450 - 500 350 550 - 600 350 - 600 1800 - 4200 1500-2500 1050 ^750 - 3600 3025

б

Поливы проводились при снижении влажности почвы до нижнего порога, что в нашем опыте соответствует 70 - 75% HB для всех культур. При этом влажность почвы в годы исследований выдерживалась в строгом соответствии с установленной схемой опыта, уровнями.

Число поливов каждой культуры в опыте резко различалось по годам исследований (табл. 3.). Так, на посевах люцерны было проведено от 4 до 8 поливов с поливной нормой по 550 - 650 н3/га каждый, однако, в 1994 году с уровнем естественных осадков всего 74 мм. за вегетационный период было проведено 8 поливов средней поливной нормой 600 м3/^, а во влажный 1997 год, при количестве естественных осадков за вегетационный пдэиод 342 мм. было проведено 5 поливов такой же нормой. Режим орошения эспарцета складывался аналогичным образом.

Количество поливов вико - овсяной смеси при возделывании на зеленую массу в нашем опыте изменялось от 5 поливов в 1994 году со средней поливной нормой от 450 м3/га до 3 поливов средней нормой каждого полива 400 м3/га в 1997 году.

Нами установлено (табл. 4.), что наиболее напряженным режим орошения складывался в севооборотах с многолетними травами. При проведении в среднем за год 5-6 поливов в первом севообороте и в третьем 6 поливов, оросительная норма составила 3125 и 3025 м3/га соответственно. Второй севооборот более экономный в плане потребления оросительной воды, удельный вес которой в этом севообороте от суммарного водопотребления равняется 64,5%, в то время, как в первом и третьем - 65,3 - 65,6%.

Таблица 4.

Суммарное водопотребление культур в коротко-ротационных севооборотах, 1994 - 1997 гг._

Севооборот Элементы водного баланса Суммарное во-допотре бление

Использов. запасов поч-вен. влаги Приход от осадков Оросительная норма

м3/га % и3/га % м3/га % м3/га

I. И. III. 459,0 422,0 385,0 9,3 10,2 8,1 1255,0 1047,0 1256,0 25,4 25,3 26,3 3225,0 2663,0 3125,0 65,3 64.5 65.6 4939,0 4132,0 4766,0

Важным показателем, характрртующии расходование воды является коэффициент водопотребления. В наших опытах более продуктивно влага использовалась во втором севообороте, в средней за ротацию коэффициент водопотребления здесь составил 435,4 м3/т к. ед. В первом и третьем севооборотах он был выше на 93,0 - 111,3 м3/т к. ед.

Поступление пожнивно - корневых остатков возделываемых культур в пахотный слой, их гумификация.

В условиях современного орошаемого земледелия большое значение приобрела проблема органического вещества в почве, 80 - 90% которого составляет гумус.

Большое значение в образовании гумуса на поливных землях имеют пожнивно - корневые остатки возделываемых в севооборотах культур, а также сидерация и запашка соломы зерйовых.

Установлено, что выращиваемые'в короткоротационных севооборотах культуры оставляют после себя неодинаковое количество пожнивно - корневых остатков и тем самым по разному влияют на изменение содержания органического вещества в почве. Более высокое количество корневых и послеуборочных остатков в почве накапливается на полях с люцерной 6,0 - 8,4 т/га, несколько меньше с эспарцетом - 5,0 - 6,5 т/га. Вико - овсяная смесь значительно уступает по этому показателю многолетним бобовым травам, количество пожнивно - корневых остатков, накапливаемых этой культурой, составляет всего 4,0 - 5,0 т/га.

Таблица 5.

Гумификация пожнивно - корневых остатков и баланс гумуса на полях короткоротационных севооборотов (т/га), 1994 - 1997 гг.

Поступило в Гумифициро Минерали Баланс

Севооборот почву валось по- зовалось гумуса

пожнивно - жнивно - гумуса

корневых корневых

остатков остатков -

I. 25,3 4,2 3,5 +0,7

II. 23,1 3,9 3,6 +0,3

III. 23,9 4,0 3,5 +0,5

Большое значение для увеличения содержания органического вещества в почве, помимо пожнивно - корневых остатков озимой пшеницы, имеют послеуборочные остатки соломы, которая может быть запахана и использована в дальнейшем для образования гумуса. Количество соломы, поступающей в почву зависит от урожайности озимой пшеницы, места в севообороте и составляет по пласту люцерны 6,3 т/га, вико - овсяной смеси 6,3 - 8,1 и по пласту эспарцета 6,0 т/га.

Ранняя уборка озимой пшеницы и продолжительный безморозный период позволяют высевать пожнивные культуры, которые могут быть использованы в качестве сидерального удобрения, позволяющего обогатить почву органическим веществом и улучшить ее фитосанитарный режим. Запашка осенью ячменно - рапсовой смеси на сидерат обеспечивало поступление дополнительно 1,7 - 2,5 т/га растительных остатков.

Таблица 6.

Содержание гумуса в пахотном слое почвы на полях короткоротационных севооборотов в зависимости

Культуры Исход- Годы исследований

севооборота ное 1994 1995 1996 1997

Севооборот I.

Люцерна 1,82 1,86 1,92 1,94 1,95

Озимая пшеница с "

пожнивными 1,82 1,84 1,86 1,88 1,88

Кукуруза 1,82 1,81 1,84 1,85 1,89

Севооборот II.

Вико - овсяная смесь 1,82 1,86 1,88 1,88 1,90

Озимая пшеница с

пожнивными 1,82 1,84 1,84 1,88 1,89

Кукуруза 1,82 1,82 1,86 1,88 1,89

Севооборот III.

Эспарцет 1,82 1,86 1,88 1,89 1,90

Озимая пшеница с

пожнивными 1,82 1,84 1,84 1,86 1,89

Кукуруза 1,82 1,83 1,86 1,88 1,90

Установлено, что наибольшее количество растительных остатков в среднем за ротацию поступало в почву в первом -25,3 т/га, п меньше всего во втором севообороте - 23,1 т/га. В

9

третьем севообороте запаханная масса пожнивно - корневых остатков равнялась 23,9 т/га.

Следует отметить, что в севооборотах, где возделываются люцерна и эспарцет, содержание гумуса з'величнвается с 1,82 в начале ротации до 1,88 - 1,95% (табл. 6.), что в среднем на 1 гектар севооборотной площади составляет 0,5 - 0,7 т.

Динамика подвижных форм азота, фосфора и калия под культурами короткоротационных севооборотов.

Важным фактором в пополнении азотного фонда почвы в короткоротационных севооборотах является возделывание многолетних бобовых трав. Так, максимальный прирост азота в среднем за период исследований обеспечивался на полях под люцерной - 11,4 мг/кг почвы, что на 2,8 мг/кг больше, чем на полях под эспарцетом и вико - овсяной смесью. Большое значение в увеличении содержания доступного азота играет запахивание соломы и посевы пожнивных культур, используемых в качестве сидерального удобрения. На полях под озимой пшеницей с пожнивными посевами при использовании их в на сидераты содержание азота в пахотном слое увеличивалось по сравнению с исходным на 6,0 - 9,0 мг/кг почвы.

Анализ динамики содержания азота в почве под культурами короткоротационных севооборотов свидетельствует, что максимальное его количество накапливается на полях первого и второго севооборотов и составляет 15,5 - 15,6 мг/кг почвы, что на 8,5 - 8,6 мг. больше, чем его содержание в год закладки опыта. Менее эффективно идет процесс накопления азота на полях третьего севооборота.

Более высокий уровень содержания подвижного фосфора достигается на полях второго севооборота - 65,1 мг/кг почвы. В севооборотах с многолетними бобовыми травами снижение содержания подвижного фосфора за период исследований составило 0,9 - 3,1 мг/кг в пахотном слое, причем максимальное потребление культз'рами фосфора отмечено на полях третьего севооборота.

Что касается обменного калия, то более высокое его содержание обеспечивается в первом и втором севооборотах. В условиях третьего севооборота обменного калия в пахотном слое снизилось на 1,6 мг/кг от исходного содержания этого элемента в год закладки опыта.

Засоренность посевов в севооборотах Основными засорителями всех возделываемых в коротко-ротационных севооборотах культур были такие однолетние сорняки, как куриное просо (Echinochloa crys galli),. щирица запрокинутая (Amarantus retroflexus). Из многолетних преобладали осот полевой (Cirsium arvensis) и вьюнок полевой (Convolvulus arvensis).

Высокой сороочистительной способностью обладают люцерна, при возделывании которой в выводном поле общее количество сорняков снижается с 20,7 до 14,3 шт./м2 или 44,7%, однако, в силу биологических особенностей и хозяйственного использования люцерны на полях под этой культурой возрастает численность многолетних сорняков, и озимая пшеница, засоренность посевов которой в зависимости от предшественника уменьшается с 25,1 - 26,4 до 11,8 - 16,0 шт./мг, дополнительные обработки почвы под посевы пожнивных культур" после озимой пшеницы и запашка их на сидерат провоцирует прорастание сорняков, которые, не успевая обсеменяться, запахиваются вместе с сидератами. В меньшей степени конкурентной способностью к сорнякам обладал эспарцет.

Чередование культур, возделываемых в изучаемых севооборотах способствует сокращению численности сорняков на полях первого севооборота на 43,3%, второго - 37,5% и в третьем на 40,0%.

Урожайность культур и продуктивность короткоротационных севооборотов

В первый год жизни урожайность люцерны и эспарцета определяется покровной культурой. Возделывание ячменя в качестве покровной культуры дает возможность дополнительно получать в год посева многолетних бобовых трав 2,4 -2,5 т/га зерна. В последующие годы жизни люцерна обеспечивает урожайность зеленой массы в зависимости от года пользования на уровне 31,1 - 58,4 т/га, а эспарцет 27,9 - 49,0 т/га.

Вико - овсяная смесь по своей продуктивности не уступает многолетним бобовым травам и составляет 37,4 т/га зеленой массы, что меньше, чем у люцерны на 0,2 т, но на 4,4 т/га выше, чем у эспарцета.

В среднем за период исследований наибольший урожай

зерна озимой пшеницы (4,5 т/га) был получен во втором севообороте, где ее предшественником была вико - овсяная смесь. По пласту многолетних бобовых трав урожайность озимой пшеницы на 0,3 - 0,4 т/га меньше, чем во втором севообороте.

Более высокая урожайность кукурузы обеспечивается во втором севообороте - 53,6 т/га. Средняя урожайность кукурузы в севооборотах с многолетними бобовыми травами была одинаковой и составила 53,0 - 53,1 т/га (табл. 7.).

При оценке продуктивности севооборотов наряду с урожайностью культур важным показателем является также выход кормовых единиц и переваримого протеина с гектара севооборотной площади.

Таблица 7.

Урожайность культур по годам исследований, т/га

Культура "оды исследований Среднее

1993 1994 1995 1996 1997

Севооборот I.

Люцерна, зел. масса 52,7 46,0 31,1 (2,4) 58,4 37,б-'

Озимая пшеница, ■ГА

зерно 4,6 4,0 3,0 4,2 5,1 4,2

Кукуруза, силос 54,9 48,8 51,4 52,4 58,0 53,1

Севооборот II.

Вико - овсяная

смесь, зеленая масса 29,2 40,5 39,4 38,6 39,6 37,4

Озимая пшеница,

зерно 4,1 4,5 4,2 4,5 5,5 4,5

Кукуруза, силос 49,1 49,5 55,6 57,8 57,0 53,6

Севооборот III.

Эспарцет, зел. масса 41,4 27,9 (2,5) 46,9 49,0 33,0

Озимая пшеница,

зерно 4,4 3,7 4,0 Я ^ 5,4 4,1

Кукуруза, силос 49,0 49,7 52,5 58,0 56,0 53,0

Примечание: в скобках указана урожайность покровной культуры.

Результаты наших исследований свидетельствуют (табл. 8.), что наибольший выход кормовых единиц обеспечивается в первом севообороте - 8,5 т/га.

По выходу переваримого протеина преимущество также имеет сопооГюрот о яюмерноп, чел СП ля мпссп которой, обля-1?

ДЙЯ (ШСОКИМ содержпии^м Прот^нни н 1'Орме, ПОНМИМР-'! сто выход и в полом по севообороту. Самой пткой продуктивностью характеризуется третий севооборот, с о ответствен но и выход переваримого протеина в этом севообороте меньше, чем в первом и втором.

Таблица 8.

Продуктивность орошаемой пашни короткоротацион-

ных севооборотов, 1993 - 1997 гт.

Севооборот Выход с одного гектара, т/га

кормовых единиц переваримого протеина

I. 8,5 0,95

II. 8,0 0,78

III. 7,6 0,75

НСР05 1,31 - 2,21

Качество продукции в зависимости от состава культур и их чередования в короткоротационных севооборотах

Ценность кормовых растений зависит главным образом от содержания в них протеина, жира, минеральных веществ и клетчатки. Ведущее место в питании животных занимает протеин.

По нашим наблюдениям, количество сырого протеина в абсолютно сухом веществе многолетних бобовых травах увеличивается к третьему укосу и составляет 20,52 - 21,99% у люцерны и 18,32 - 19,15% у эспарцета. При этом содержание протеина в люцерне и эспарцете разных лет пользования было практически одинаковым.

Качественный анализ вико - овсяной смеси показал, что по содержанию сырого протеина в абсолютно сухом веществе она уступает многолетним бобовым травам.

Среднее содержание клетчатки в абсолютно сухом веществе многолетних бобовых трав колеблется от 15,38 до 20,32% в люцерне и 14,54 - 20,60 в эспарцете. У вико - овсяной смеси клетчатки содержится 23,79 - 25,12%. Такое количество сырой клетчатки вполне достаточно для нормального пищеварения животных.

Жир, хотя и требуется животным в значительно меньших количествах, чем протеин, должен обязательно входить в состав корма.

Количество жира в многолетних бобовых травах изме-

няется в пределах 1,30 - 2,53% в зависимости от года пользования. Содержание сырого жира в абсолютно сухом веществе вико - овсяной смеси составляет 2,15 - 2,78%.

Питательность корма и его переваримость в значительной степени зависят и от содержания минеральных веществ. О количестве минеральных веществ в корме можно судить по содержанию золы в сухом веществе растений.

У люцерны количество зольных элементов было на уровне 8,46 - 10,58%, а у эспарцета - 8,43 - 9,02%. В вико - овсяной смеси золы содержится 8,74 - 9,33%.

Результаты исследований свидетельствуют, что качественные показатели зеленой массы кукурузы во многом определяются составом культур в севообороте. Возделывание кукурузы в севооборотах с многолетними бобовыми травами приводит к снижению жира и клетчатки по сравнению с севооборотом однолетней вико - овсяной смесью. Содержание сырого протеина в растениях кукурузы в каждом из изучаемых севооборотов было одинаковым и в среднем за четыре года равнялось 4,82 - 4,84%.

При возделывании кукурузы во втором севообороте содержится золы в сз'хом веществе 5,15%, в севооборотах с люцерной н эспарцетом золы было соответственно 5,59 и 5,52%.

Вопрос о специфике накопления нитратов в культурных растениях в зависимости от их места в севообороте заслуживает большого внимания, так как при поступлении нитратов с кормом в повышенном количестве злвеличивается их содержание в продукции животноводства, что делает эти продукты токсичными для человека.

Исследованиями установлено, что содержание нитратов в абсолютно сухом веществе культур, выращиваемых в корот-коротационных севооборотах, не превышает предельно допустимых норм и составляет 211,2 - 439,4 мг/кг.

Анализ качества зерна озимой пшеницы показал, что наибольшее содержание клейковины и белка формируется в зерне при возделывании озимой пшеницы после многолетних бобовых трав.

1-1

')к0Ш>1\тч<Ч1Ш1 и 'мифгг-)'иче<тп1 оценка короткоротпционпмх сспооборотоп

При расчете экономической эффективности короткорота-ционных севооборотов для более точного анализа и простоты расчета использовались нормативы цен, сложившиеся к ноябрю 1997 года.

Важное значение для более производительной организации сельскохозяйственного производства при дефиците квалифицированных трудовых ресурсов, особенно в условиях крестьянских и фермерских хозяйств имеет показатель затрат труда в расчете на один гектар севооборотной площади. Этот показатель был наименьшим во втором севообороте и составил 31,7 чел-ч/га, соответственно и затраты труда на производство единицы продукции в этом севообороте также были наименьшими. В первом севообороте на производство одной тонны кормовых единиц затрачивается 4,2 чел-ч, что на 10% больше, чем во втором севообороте. Наиболее трудоемким оказался третий севооборот.

Наиболее высокий уровень рентабельности обеспечивался во втором севообороте - 104%. В третьем севообороте рентабельность производства продукции была самой низкой - 91%.

Существующий в мировой практике оценочный денежный эквивалент не всегда дает истинное стоимостное представление, которое может меняться по ряду причин.

Наиболее приемлемым методом анализа сельскохозяйственного производства в условиях инфляции является агро-энергетическая оценка, что дает возможность в любой экономической ситуации наиболее полно и единообразно выразить эффективность севооборотов.

Важным критерием оценки энергетической эффективности является энергоемкость единицы продукции.

Расчеты показали, что первый и второй севообороты по затратам совокупной энергии не отличаются между собой, однако при разной продз'ктивности энергоемкость одной тонны кормовых единиц в первом севообороте была на 384,2 МДж/т ниже. Возделывание в первом севообороте люцерны позволяет резко повысить выход переваримого протеина и, соответственно, снизить затраты энергии на производство одной тонны переваримого протеина в этом севообороте до 54970,1 МДж, во втором севообороте этот показатель равен

65278,6 МДж/т. Затраты энергии на производство кормовых единиц и переваримого протеина в третьем севообороте были самыми высокими и составили 7009,5 и 76103,6 МДж соответственно.

Оценивая в целом энергозатраты и их структуру (табл. 9.), следует отметить, что около 70% всех энергозатрат приходится на оборотные средства, основную долю которых занимает расход энергии на горюче - смазочные материалы.

В первом и третьем севооборотах, где посев многолетних трав проводился не каждый год, затраты энергии на семена были меньше, чем во втором севообороте, тем не менее, затраты энергии на машины и оборудование, а также на трудовые ресурсы, во втором севообороте были меньше, причем общие затраты энергии в первом и втором севооборотах были одинаковыми 52221,6 - 52222,9 МДж/га.

Таблица 9.

Структура энергозатрат в короткоротационных севооборотах. Среднее за 1994 - 1997 гг._

Статьи Затраты энергии

расхода энергии Севооборот I. Севооборот II. Севооборот III.

МДж/га % МДж/га % МДж/га %

Совокупная энергия на машины и оборудование 14234,1 27,2 13634,7 26,1 14576,4 27,4

Совокупная энергия на оборотные средства в т. ч. семена 35143,8 5365,3 67,3 10,3 35588,0 7354,3 68,7 14,1 35586,7 5365,0 66,8 10,1

ГСМ 29778,5 51,0 28506,5 54,6 30221,7 56,7

Совокупная энергия на трудовые ресурсы 2843,7 5,5 2727,2 5,2 3109,4 5,8

Всего затрат 52221,6 100 52222,9 100 53272,5 100

Коэффициент энергетической эффективности в первом севообороте равен 3,25, что на 15% больше, чем во втором и третьем севооборотах.

мыйоды

Короткоротационные севообороты на светло - каштановых почвах в орошаемом земледелии Нижнего Поволжья служат важным фактором в решении проблемы улучшения экологических условий и рационализации использования и охраны природных ресурсов региона.

1. В севооборотах с многолетними бобовыми травами плотность почвы в слое 0 - 0,4 м к концу первой ротации снижается на 0,15 - 0,16 т/м3, с вико - овсяной смесью - с 1,41 в начале ротации до 1,28 т/м3 к концу.

2. Под культурами первого и третьего севооборотов количество агрономически ценных агрегатов диаметром 10 -0,25 мм увеличивается за ротацию на 5,6 - 6,3%, а во втором -на 10,5%, пылеватых частиц уменьшается соответственно на 2,5 - 2,6% и 3,3%.

В севооборотах с многолетними бобовыми травами (люцерна и эспарцет) содержание водопрочных агрегатов в пахотном слое достигает 31,8 - 34,3%, что на 9,0 - 11,5% больше, чем в начале. В севообороте с вико - овсяной смесью прирост водопрочных агрегатов составил за ротацию 6,1%.

3. За ротацию наибольшее поступление пожнивно - корневых остатков в пахотном слое обеспечивают культуры первого севооборота - 25,3 т/га, в третьем - 23,9 и во втором -23,1 т/га, при этом в севооборотах с многолетними бобовыми травами содержание гумуса в почве увеличивается на 0,5 - 0,7 т/га, а вико - овсяном на 0,3 т/га.

4. Оросительные нормы при возделывании культур в севооборотах с многолетними бобовыми травами изменяются от 3025,0 до 3150,0 м3/га, вико - овсяном - 2696,0 м3/га, что обеспечивается 5-6 поливами в первом, 4 - 6 во втором и 6 в третьем севооборотах. При этом коэффициент водопотребле-ния в зависимости от условий возделывания культур изменяется от 350,7 до 745,4 м3/т к. ед.

5. Основными сороочищающими культурами в коротко-ротационных севооборотах являются люцерна, на посевах которой количество сорняков за время нахождения ее в выводном поле снижается на 44,7% и озимая пшеница с пожнивными культурами, после которой засоренность полей уменьшается на 35,6%.

За ротацию севообороты с многолетними бобовыми травами за ротацию снижают засоренность полей на 40,0 - 43,5%, с вико - овсяной смесью - на 37,5%.

6. На полях первого и второго севооборотов содержание легкодоступного азота в пахотном слое в среднем за ротацию сохраняется на уровне 15,5 - 15,6 мг/кг, что на 3,9 - 4,0 мг/кг больше, чем в третьем.

Стабильный прирост подвижного фосфора обеспечивается только под культурами второго севооборота и равняется 0,9 мг/кг. В севооборотах с многолетними бобовыми травами снижение содержания подвижного фосфора к исходному составляет 0,9 - 3,1 мг/кг почвы.

Содержание обменного калия в почве на полях первого и второго севооборотов увеличивается на 1,9 - 2,7 мг/кг по сравнению с его количеством в год закладки опыта. Под культурами третьего севооборота происходит снижение этого элемента в почве на 1,1 мг/кг.

7. Урожайность зеленой массы люцерны в выводном поле в зависимости от года пользования изменялась от 31,1 до 58,4 т/га, а эспарцета от 29,7 до 49,0 т/га.

В среднем за 1993 - 1997 гг. урожайность этих культур соответственно равнялась 37,6 и 33,0 т/га, а вико - овсяной смеси - 37,4, что меньше, чем у люцерны на 0,2 т, но выше на 4,4 т/га, чем у эспарцета.

При возделывании озимой пшеницы после вико - овсяной смеси урожайность зерна составила 4,5 т/га, что на 0,3 - 0,4 т/га больше, чем по пласту люцерны и эспарцета.

Урожайность кукурузы на силос в среднем за пять лет во втором севообороте равнялась 53,6 т/га. В севооборотах с многолетними бобовыми травами (люцерна и эспарцет) - 53,0 - 53,1 т/га.

Состав культур первого севооборота обеспечивает выход кормовых единиц с одного гектара севооборотной площади в количестве 8,5 т, что на 0,5 - 0,9 т/га больше, чем во втором и третьем севооборотах.

8. В абсолютно сухой массе вико - овсяной смеси протеина содержится на 0,78% больше чем в эспарцете, но на 1,18% меньше, чем в люцерне. По количеству жира в корме вико - овсяная смесь превосходит люцерновый н эспарцетовый на 0,39 - 0,89%.

В сухом веществе люцерны зольных элементов содержит-

ся 8,46 - 10,58%, что больше на 0,03 - 1,56%, чем у эспарцета. В вико - овсяной смеси этот показатель равняется 8,74 -9,33%.

Накопление нитратов в абсолютно сухой массе комовых культур не превышает предельно допустимых норм и составляет 211,2-439,4 мг/кг.

В зерне озимой пшеницы в среднем за 1994 - 1997 гг. при выращивании ее по пласту многолетних бобовых трав содержание белка составляет 14,26 - 14,28% и клейковины 32,1 -32,3%, после вико - овсяной смеси количество клейковины в зерне снижается до 31,7%, а белка до 14,16%.

9. В первом севообороте на производство одной тонны кормовых единиц затрачивается 4,2 чел-ч., что на 10% больше, чем во втором. Наиболее трудоемким был третий севооборот.

Рентабельность производства продукции во втором севообороте при условно чистом доходе 1452,4 тыс. руб. равняется 104%, что на 8 - 13% больше, чем в первом и третьем севооборотах при величине условно чистого дохода в них 1259,4 -1277,1 тыс. руб.

10. Коэффициент энергетической эффективности в первом севообороте равен 3,25, что на 15% больше, чем во втором и третьем севооборотах.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На орошаемых светло - каштановых почвах Нижнего Поволжья в условиях крестьянских, фермерских хозяйств, а также крупных товаропроизводителей в целях экономии материальных и энергетических ресурсов и получения 8,0 - 8,5 т к. ед. с одного гектара севооборотной площади необходимо осваивать короткоротационные биологизированные севообороты со следующим чередованием культ}ф:

Севооборот I.

1. Люцерна на зеленый корм под покровом яровых зерновых, трех лет использования, (выводное поле);

2. Озимая пшеница на зерно с посевом пожнивных культур и использование их на сидерат;

3. Кукуруза на силос.

Севооборот II:

1. Вико - овсяная смесь на зеленую массу или зерно;

2. Озимая пшеница на зерно с посевом пожнивных; культур и использование их на сидерат;

3. Кукуруза на силос или зерно.

2. Воспроизводство и повышение плодородия почвы в севооборотах решается на основе таких биологических факторов, как использование пожнивно - корневых остатков возделываемых культур и соломы озимой пшеницы, применение пожнивных посевов в качестве зеленого органического удобрения.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Короткоротационные севообороты в условиях орошения Волгоградской области. ¡I Научные сообщения КДН. - Бюллетень № 4 - Волгоград, 1997. - С. 27 - 30. (Соавт. В. М. Жидков)

2. Продуктивность короткоротационных севооборотов в условиях Нижнего Поволжья при орошении. // Сб. науч. тр. - II межв}'-зовская конференция студентов и молодых ученых Волгоградской области. - Выпуск № 6. - Волгоград, 1997. - С. 104- 108.

3. Короткоротационные севообороты на орошаемых землях Нижнего Поволжья. // Информационный листок № 124 - 98. - Волгоград, 1998. (Соавт. В. М. Жидков).

4. Качество кормовых культур в короткоротационных севооборотах. // Информационный листок № 184 - 98. - Волгоград, 1998. (Соавт. В. М. Жидков).

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Голеухин, Сергей Николаевич, Волгоград

¿С/ // / _ 9„

/

ВОЛГОГРАДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

УДК 631.582.3 : 631.587 : 631.67 (470.4)

На правах рукописи ГОЛЕУХИН СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОРОТКОРОТАЦИОННЫХ СЕВООБОРОТОВ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ НА СВЕТЛО - КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ

НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06. 01. 02. - сельскохозяйственная мелиорация

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: Профессор, доктор с.-х. наук В. М. Жидков, кандидат с. - х. наук О. Г. Чамурлиев

Волгоград, 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................... 4 - 6

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.................................... 7-15

И. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННО - КЛИМАТИЧЕСКИХ

УСЛОВИЙ.............................................. 16-26

2.1. Рельеф местности..........................................................................16

2.2. Характеристика почвенного покрова.................... 16-19

2.3. Климатические условия............................... 19-22

2.4. Погодные условия в годы проведения исследований....... 22-26

III. ЗАДАЧИ, СХЕМА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ОПЫТОВ.............................................. 27-32

3.1. Задачи исследований и схема опытов................... 27-29

3.2. Методика исследований.............................. 29-32

IV. ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОРОТКОРОТАЦИОННЫХ СЕВООБОРОТОВ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ НА СВЕТЛО -КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ........ 33-94

4.1. Агрофизические показатели почвы в

короткоротационных севооборотах.................... 33-43

4.2. Режим орошения сельскохозяйственных культур......... 43-51

4.3. Водопотребление культур в севооборотах............... 51-58

4.4. Гумус почвы. Поступление пожнивно — корневых остатков возделываемых культур в пахотный слой,

их гумификация..................................... 58-64

4.5. Динамика подвижных форм азота, фосфора и калия

под культурами короткоротационных севооборотов...... 64-74

4.6. Засоренность посевов в севооборотах.................. 74-80

4.7. Урожайность культур и продуктивность короткоротационных севооборотов.................... 80-86

4.8. Качество продукции в зависимости от состава культур

и их чередования в короткоротационных севооборотах .... 86-94

V. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

КОРОТКОРОТАЦИОННЫХ СЕВООБОРОТОВ........... 95 -102

ВЫВОДЫ.............................................. 103-105

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ....................... 106

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............ 107-125

ПРИЛОЖЕНИЯ......................................... 126-160

ВВЕДЕНИЕ

В решении задачи стабилизации и дальнейшего развития земледелия России, усиления его природоохранной и ресурсосберегающей направленности важная роль принадлежит научно обоснованным севооборотам, которые продолжают оставаться доступным и эффективным средством повышения уровня влагообеспеченности и питания растений, биологическим фактором восстановления плодородия, улучшения физических свойств, устранения токсичности почвы, снижения засоренности посевов, предотвращения распространения вредителей и болезней сельскохозяйственных культур, организационно - экономической основой систем земледелия.

По севооборотам с длительной ротацией довольно полно проведены исследования в Поволжье, Ставропольском крае, Ростовской области и других зонах орошения России. Изучены режимы орошения, системы удобрений, обработки почвы, совместимость сельскохозяйственных культур, возможность монокультуры.

В результате многолетних исследований в зоне каштановых и светло -каштановых почв установлены самые урожайные культуры: кукуруза на зерно и силос, озимая пшеница, люцерна, сложные кормосмеси.

Изучены возможности использования промежуточных посевов, позволяющих получать два - три урожая в год. Доказано, что эти посевы имеют большое почвозащитное значение, так как предотвращают смыв верхнего слоя почвы, снижают засоренность пахотного горизонта сорняками, повышают плодородие за счет накопления послеуборочных и корневых остатков.

Для большинства сельскохозяйственных культур определены лучшие предшественники.

Имеются рекомендации по рациональной структуре посевов, определяющейся в основном площадью орошаемых земель и хозяйственной направленностью сельскохозяйственных предприятий.

Коренные изменения в общественно - политической жизни и экономи-

ке России повлекли за собой существенные перемены в аграрно - промышленном комплексе страны, самым непосредственным образом связанные с проблемой использования пахотных угодий.

При сохранении значительной части крупнотоварных производителей растет число фермерских хозяйств, значительные земельные площади выделены в фонд перераспределения. Все это привело к нарушению севооборотов, изменению площади и конфигурации полей.

При переходе к системам земледелия нового поколения в их основу должны быть положены севообороты с короткой ротацией. При этом возрастает роль севооборота, как биологического фактора в решении задач воспроизводства плодородия почв, создания благоприятных фитосанитарных условий в посевах, получения экологически чистой продукции и достижения при этом максимального экономического эффекта.

Научная новизна. Впервые в условиях орошаемых светло - каштановых земель Нижнего Поволжья изучена эффективность короткоротационных севооборотов, их влияние на изменение эффективного плодородия почвы. Установлены режимы орошения и водопотребление сельскохозяйственных культур, показана динамика основных элементов питания. Определены экологические, энергетические и качественные параметры получаемого корма в зависимости от состава культур и их места в короткоротационных севооборотах.

Дана агроэкономическая и биоэнергетическая оценка короткоротационных севооборотов.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1) Научное обоснование короткоротационных севооборотов, как фактора в решении проблемы улучшения экологических условий и рационализации использования и охраны природных ресурсов региона.

2) Способы обогащения почвы органическим веществом с целью повышения содержания гумуса в почве и увеличение ее эффективного плодородия за счет пожнивно - корневых остатков культур, сидеральных удобре-

ний и запашки послеуборочных остатков озимой пшеницы.

3) Оптимизация водного баланса и экономия оросительной воды за счет увеличения использования почвенной влаги, снижения суммарного во-допотребления каждой культуры в отдельности и в севообороте, а также уменьшение количества воды, израсходованной на производство единицы продукции

Практическая ценность работы определяется разработкой научно обоснованных короткоротационных севооборотов с целью оптимизации условий возделывания сельскохозяйственных культур на малых орошаемых площадях для получения запланированных урожаев при высоком качестве продукции, обеспечивающих высокую эффективность орошаемого земледелия в конкретных почвенно - климатических зонах.

Реализация результатов исследований. Разработанные на основе проведенных исследований короткоротационные севообороты внедрены в ОПХ "Орошаемое" Городищенского района и ОПХ "Россия" Николаевского района Волгоградской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на научно - практических конференциях Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии (1995 - 1997 гг.), на II межвузовской научно - практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области (1995 г.), на годичных экологических чтениях Волгоградского отделения Российской экологической академии (1998 г.).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 4 научных работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста и содержит введение, 5 глав, выводы и предложения производству, 9 рисунков, 22 таблицы в тексте и 30 в приложениях. Список использованной литературы включает 215 наименований, в том числе 11 иностранных авторов.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В условиях современного развития сельскохозяйственного производства практически все земельные ресурсы уже освоены, поэтому большое значение приобретают севообороты - главная составная часть научных систем земледелия. Они занимают в ней особое положение по разнообразному благоприятному влиянию на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Это обусловливается улучшением физико - химических свойств пахотного слоя, водного и пищевого режимов, микробиологической и ферментативной деятельности в почве, снижением вреда от сорняков, вредителей и болезней.

Многовековой земледельческий опыт показал, что при возделывании однолетних и многолетних растений на одних и тех же полях с каждым годом становится все труднее сохранить высокие урожаи. Они из года в год снижаются.

Причины падения урожаев при бессменных посевах долгое время оставались неизвестными. Выяснение их стало возможным только с развитием естественных наук.

Ценный вклад в развитие научных основ чередования сельскохозяйственных кулыур внесли такие выдающиеся ученые естествоиспытатели, как И. М. Комов, М. Г. Павлов, А. Т. Болотов, В. В. Докучаев, П. А. Костычев, Д. Н. Прянишников и другие.

Севообороты создают хорошие условия для получения высоких урожаев. Это подтвердили многолетние опыты, заложенные в России и за рубежом в прошлом и начале настоящего столетия.

"Главное искусство состоит в том, - писал И. М. Комов (1953), дабы учредить оборот сева различных растений так, чтобы зелени не изнурить, а прибыли от нее получить сколько можно больше."

Выдающуюся роль в научном обосновании чередования сельскохозяйственных кулыур в севооборотах сыграл Дмитрий Николаевич Прянишников (1952). В результате многолетних исследований, проведенных

опытной станции Московской сельскохозяйственной академии он обосновал причины чередования культур в севообороте. По его утверждению, причины эти многообразны, их можно разделить на четыре группы:

Причины химического порядка, которые касаются особенностей питания сельскохозяйственных растений азотом и зольными веществами, причем наибольшие различия имеются как раз в отношении к источникам азота. Существует особая группа растений (бобовые), которая называется азотособи-рателями, поэтому эти растения обогащают почву азотом. В противоположность бобовым, все остальные культурные растения неспособны использовать азот воздуха, они питаются азотом почвы и истощают ее. Также существуют различия между разными культурами и по отношению к потребности в других питательных веществах, хотя эти различия не так резки, как по азота.

Кроме особенностей в поглощении минеральной пищи, культуры различаются по своему воздействию на физические свойства почвы. Одни из них, благодаря частым рыхлениям могут излишне измельчать почву, доходя до потери структуры. Многолетние травы существенно улучшают структуру почвы благодаря своей корневой системе.

Помимо причин химического и физического порядка имеются причины биологического порядка - это различное отношение растений к вредителям, болезням и сорным травам.

Кроме перечисленных причин естественноисторического порядка Д. Н. Прянишников выделяет еще и экономические основания предпочитать чередование однообразной культуре. Сюда прежде всего он относит равномерное распределение работ во времени.

Проведенные различными научными учреждениями исследования в Волгоградской области свидетельствуют, что в условиях Нижнего Поволжья севообороты являются одним из самых эффективных приемов повышения урожайности возделываемых в регионе сельскохозяйственных культур. В 1964 году кафедрой земледелия Волгоградского СХИ на опытном поле учхоза "Горная Поляна" был заложен полевой опыт по изучению структуры по-

севных площадей в севооборотах.

По данным И. Ф. Сайко (1978) урожайность озимой пшеницы в бессменном посеве в среднем за шесть лет была ниже средней урожайности озимой пшеницы в севообороте в два раза.

В случае бессменного возделывания полевых культур в почве прогрессирует однотипный пищевой режим, неблагоприятный для данной культуры и снижающий ее урожайность. Применением соответствующей агротехники и системы удобрений можно несколько уменьшить это явление. Однако, только при правильном чередовании растений можно значительно улучшить пищевой режим почвы за счет взаимодополняющего влияния сменяющихся культур. В условиях постоянного орошения Украинским НИИ орошаемого земледелия (В. А. Турулева, 1980) установлено влияние на урожайность озимой пшеницы бессменного возделывания и выращивания ее в севообороте. Так, например, в среднем за пять лет урожайность зерна озимой пшеницы по пласту многолетних трав составила 5,23 т/га, по кукурузе на силос 4,55 т/га, то при бессменном выращивании этой культуры в течение шести лет с внесением удобрений 2,93 т/га, без них - только 1,74 т/га.

По данным Саратовского СХИ (Н. А. Смотров, 1982), НИИСХ Юго -Востока (Б. К. Маркин 1982), Татарского НИИСХ (Г. Д. Аверьянов, Ф. Г. Шарафеева, 1982), Курганского НИИ зернового хозяйства (В. И. Овсянников, С. М. Овсянникова, Г. Н. Харин, К. И. Никифорова, Г. П. Попов, 1982), Вологодского молочного института ( Ю. Г. Дубов, 3. Б. Краснобаева, 1984), Казахского НИИ земледелия (Ю. П. Ажигоев, 1985), ТСХА (А. Ф. Сафонов, В. М. Лапочкин, 1985), а также сельскохозяйственной опытной станции университета Варшавы (A. Gawroncka - Kulezna, W. Rozak, 1986; 1988) и Илли-нойского университета (R . Т. Odell, S. W. Melsted, W. М. Walker, 1984) урожайность зерновых культур при возделывании их в севообороте намного выше, чем в монокультуре .

В опытах 3. П. Гудковой (1983) по изучению эффективности севооборотов по сравнению с бессменными посевами, проводимых во всероссий-

ском НИИ орошаемого земледелия также было получено подтверждение результатов ранее проводимых исследований о том, что целесообразнее возделывать сельскохозяйственные культуры в севооборотах, чем в монокультуре.

При обобщении данных за двадцать лет С. А. Воробьевым (1987) установлено, что урожайность озимой пшеницы в севообороте превышает урожайность в бессменном посеве более чем в 1,5 раза. Урожайность зеленой массы кукурузы также выше в севообороте , хотя и незначительно.

Как показывают экспериментальные данные И. П. Кружилина и 3. П. Гудковой (1989), важнейшим принципом интенсификации севооборотов следует считать правильный подбор и размещение в пространстве и времени высокоурожайных видов и сортов сельскохозяйственных культур. В Поволжье наиболее продуктивными кормовыми культурами в условиях орошения зарекомендовали себя люцерна, кукуруза, смешанные посевы бобово - злаковых культур и другие. Однако урожайность их в значительной степени изменяется в связи с занимаемым в севообороте местом и достигает наиболее низких показателей в бессменных посевах. По их данным, урожайность люцерны в севообороте равняется 61,22 т. зеленой массы с гектара, что более чем в три раза превышает урожайность этой культуры при бессменном посеве (19,07 т/га), зерна озимой пшеницы соответственно 5,65 и 4,01 т/га. В севообороте средняя урожайность силосной кукурузы равна 53,32 т/га, а в монокультуре - 34,3 т/га. Зерновая кукуруза в севообороте формировала 7,08 т/га, при бессменном посеве 5,32 т/га зерна.

В. Ф. Сайко (1990) на основе полученных данных установил, что применение севооборота дает прибавку урожая сельскохозяйственных культур на 15 - 20% без дополнительных затрат.

К. Г. Шульмейстер, И. И. Лисниченко и И. И. Смирнов (1990) сообщают, что разработка и внедрение в производство на Юго - Востоке европейской части страны системы земледелия с зернопропашными, зернопаровыми и зернопаротравяными севооборотами позволили обеспечить значительное повышение урожайности главных культур - зерновых хлебов в Волгоград-

ской области с 1,04 до 1,41 т/га.

Анализ данных Э. Ф. Госсена и С. И. Гилевича (1991) свидетельствует о том, что на севере Казахстана возделывание яровой пшеницы в севообороте дает прибавку урожая от 0,55 до 0,77 т/га. по сравнению с монокультурой в зависимости от предшественника.

Исследованиями Тимирязевской сельскохозяйственной академии установлено, что урожайность ячменя при бессменном возделывании в среднем на 30% ниже, чем в севообороте (А. М. Лыков, А. В. Королев, Ф. И. Пчель-никова, 1991).

По данным Г. Н. Козиной, В. Н. Чурзина, А. М. Белякова (1994), урожайность ячменя в бессменном посеве была на 0,73 - 0,1 т/га. меньше, чем в севооборотах.

Многолетние исследования ВНИИОЗ (О. Г. Чамурлиев, 3. П. Гудкова, Т. И. Панова, 1995) показывают, что одним из основных условий использования орошаемых земель является применение севооборотов, обеспечивающих в конкретных почвенно - климатических условиях получение стабильных урожаев с высоким качеством продукции при низкой ее себестоимости. Каждая полевая культура в зависимости от биологических особенностей и применяемой агротехники потребляет разное количество влаги и питательных веществ и тем самым оказывает неодинаковое влияние на физико - химические свойства почвы. В результате этого создают�