Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФАКТОРЫ ПЛОДОРОДИЯ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ СУХОЙ СТЕПИ ЮГА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ФАКТОРЫ ПЛОДОРОДИЯ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ СУХОЙ СТЕПИ ЮГА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ"



На правах рукописи

Пахомя Октябрин Григорьевич

ФАКТОРЫ ПЛОДОРОДИЯ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ СУХОЙ СТЕПИ ЮГА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

Специальность 06.01.03 - агропоч доведение, агрофизика

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Барнаул 2004

Работа выполнена в институте природообустройства Алтайского государственного аграрного университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Татаринцев Леонид Михайлович

Официальные оппоненты: доктор с.-х. наук, профессор

Трофимов Иван Тимофеевич;

кандидат с.-х. наук Жандаров Борис Валерьевич

Ведущее учреждение: Алтайский НИИ сельского хозяйства

СО РАСХН

Защита состоится «15» декабря 2004 года в 9:00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.002.01 в Алтайском государственном аграрном университете.

Адрес: 656000 г. Барнаул, пр-т Красноармейский, 96

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «15» ноября 2004 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета, ___

доктор биологических наук . ^^уе^^6*** в.А. Рассыпное

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работу. Каштановые почвы сухих степей Кулунды занимают более 1308 тыс. га и широко используются в сельскохозяйственном производстве. Рациональное и эффективное использование каштановых почв, обладающих сравнительно невысоким плодородием, а также разработка путей его повышения невозможно без изучения почвенно-кпиматмческих условий формирования урожайности сельскохозяйственных культур.

До сих пор в условиях Алтайского края в агроценозах господствует основная зерновая культура - яровая пшеница. Хозяйственная продуктивность агроценоза, выраженная в урожае, зависит от основных факторов - метеорологических, почвенных условий, сорта культуры, технологии возделывания и т.п. С целью направленного управления этими факторами, важно определить реальную роль каждого и совокупного их действия на уровень хозяйственной продуктивности, который можно достичь в конкретных условиях возделывания культуры.

В Алтайском крае достаточно давно (Л.М. Бурпакова, В.А. Рас-сыпнов, О.И. Антонова, Л.М. Татаринцев, Г.Г. Морковкин и др.) изучают роль почвенных и климатических факторов в создании хозяйственной продуктивности. Однако все эти исследования касаются черноземов Алтайского Приобья. Для зоны каштановых почв таких исследований почти нет {Н.Б. Максимова, Б.В. Жандаров). Для целей прогнозирования урожайности яровой пшеницы важно изучить временную динамику гидротермических условий, их варьирование, взаимосвязи урожайности в зависимости от обеспеченности растений влагой, теплом и некоторых физических свойств каштановых почп.

Цепью работы стояло выяснение возможности использовать метеорологические, почвенно-физические условия каштановых почв сухой степи для оценки почвенного плодородия и его управления.

Для достижения поставленной цели надо было решить следующие задачи:

• изучить многолетнюю изменчивость гидротермических условий;

• оценить эффективное плодородие каштановых почв и влияние на него различных факторов;

• дать качественную оценку свойств почв и метеоусловий;

• провести бонитировку каштановых почв;

• применить информационно-логическую модель для целей управления эффективным плодородием.

Научная новизна. Впервые для эоны-кашынииых пичвюучены во времени варьирование количества атносфер^№о*й|у$Ьв и динамика сумм температур в различные фазы а

также изменение сумм температур в зависимости от влагообеспечен-ности вегетационного периода. Установлены наиболее вероятные суммы температур и осадков по декадам в течение вегетационного периода.

Изучена динамика (за 30 лет) урожайности яровой пшеницы в зависимости от гидротермических условий, выявлены уровни урожайности культур в зависимости от тепло- и влагообеспеченносги сухих, засушливых, средних, увлажнённых и влажных лет. Используя информационно-логический анализ, установлены наиболее вероятные (специфичные) уровни урожайности яровой пшеницы, а также оптимальные почвенно-климатические параметры эффективного плодородия и предложена информационно-логическая модель прогноза аффективного плодородия каштановых почв. Впервые проведена качественная оценка свойств и бонитировка каштановых почв и территории.

На защиту выносится.

1. В формировании урожайности яровой пшеницы на каштановых почвах сухой степи участвуют запасы продуктивной влаги в метровом слое, расходуемые на урожай в течение вегетационного периода, сумма температур выше 10°С в пахотном слое почвы в течение июня-июля, ГТК за июнь-июль, ГТК июля, сумма температур воздуха выше 10°С за май-август, сумма осадков за июль, сумма осадков за июнь-июль;

2. Модель управления эффективным плодородием каштановых почв сухой степи.

Теоретическая значимость работы. Изучена зависимость хозяйственной продуктивности от основных агроклиматических и почвенных факторов, определена реальная роль расхода продуктивной влаги из метрового споя почвы за май-август, Х>10°С в пахотном слое почвы за июнь-июль, ГТК за июнь-июль, суммы температур воздуха выше 10°С за май-август, сумма осадков за июль, водопотребление, запас продуктивной влаги в метровом слое почвы перед лосевом и их совокупного действия в формировании урожайности яровой пшеницы, установлены оптимальные параметры поч с енно-кл им этических факторов по отношению к яровой пшенице в зоне сухой степи Алтайского края.

Практическая значимость работы. Для зоны каштановых почв сухих степей разработана модель управления эффективным плодородием, обоснован агротехнологический комплекс по управлению параметрами почвенного плодородия, опредепяющими формирование урожайности яровой пшеницы.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и расте-

ниеводстве» (г. Барнаул, 2003). конференциях профессорско-преподавательского состава Института природообустройства (г. Барнаул. 2003. 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано Л статьи.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения. 5 глав, выводов, списка литературы, насчитывающего 127 наименований, в том числе 3 на иностранном языке. Работа изложена на 126 страницах, содержит 24 таблицы и 33 рисунка.

Автор выражает благодарность к.с.-х.н. В.Л. Татаринцеву, к.с-х.н. Н.Ю. Ворониной, инженеру-программисту П.А. Мягкому за помощь при оформлении диссертации.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ПЛОДОРОДИЕМ ПОЧВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

В главе приведён анализ состояния проблемы управления эффективным плодородием почв, оценка теории и методологии модели* рования плодородия почв, а также применение различных моделей при прогнозировании состояния почв и управлении эффективным плодородием.

2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава посвящена характеристике факторов почвообразования, формирующих каштановые глубоковскипающие легкосуглинистые почвы. В этой части работы описываются: географическое положение района исследования, геологическое строение, гидрогеология, рельеф, водные ресурсы, климатические условия территории и роль хозяйственной деятельности человека в развитии дефляции. Сочетание условий определяет специфику почвенного покрова территории и характер его использования.

3. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ СУХОЙ СТЕПИ

В главе приводятся материалы по оценке ресурсов тепла и влаги на территории Родинского района Алтайского края, где расположен объект исследования. Динамика гидротермических условий даОтся за 1971-2003 годы.

Анализ метеонабпюдений по ГМС «Волчиха» (рис. 1) показывает, что сумма температур выше Ю'С (£Ы0°С) изменилась в зти годы от 1949 до 2699®. При этом 28 лет из 33-х летнего отрезка времени

ЕЫО°С составляла более 2200°С. Следовательно, исследуемый период оказался более тёплым (даже жарким) по сравнению со средне-многолетними данными (Агроклиматические ресурсы..., 1971).

Вполне возможно, что повышение суммы температур выше 10вС связано с потеплением (аридизацией) климата в целом, а скорее всего, - это была наиболее теплая фаза XX столетия. Для полного созревания яровой пшеницы требуется 1900-2100° при средней температуре воздуха не более 20°С (Растениеводство, 1979). Оптимальные температурные условия для яровой пшеницы складывались только четыре года из десяти. К числу таких лет относятся 1972, 1985 и другие. В остальные годы сумма температур была выше оптимума.

2400

2500 |-) г—| П п г

2200 П Г- П

2000

1803

S ь. К ^ f. к г- I- ÜP П л | ЗИП ol iA р) ol М ^ О О (Ч О О tl ^ I" О О О Г)

а » Q и» ei üi tb о й ji umji а ^ ^ ^ m ^ ^ ^ w ^ ^ ^ w ^ ^ ^ о о и и о

Годы наСлпд«нм9

Рис. 1. Сумма температур выше 10вС за вегетационный период (V-VIII месяцы) с 1971 по 2003 год

Динамика выпадения атмосферных осадков за май август вегетационного периода представлена на рисунке 2.

За 33-х летний период количество атмосферных осадков колебалось от 70 до 271 мм. Амплитуда колебания выпадения атмосферных осадков составляет более 200 мм. Подекадное количество осадков в среднем за 33 года колебалось от 10 до 22 мм. При этом наибольшее количество осадков приходится на вторую и третью декады июня и июля и первую декаду августа. За первую половину вегетационного периода (май-июнь) наиболее вероятное количество осадков составляет 50-70 мм. Во второй половине вегетационного периода чаще всего выпадает 75-100 мм, что на 25-30 мм больше, чем в пер-

вой половине. Наиболее вероятное количество осадков за вегетационный период (\М/Ш месяцы) равно 105-175 мм. В июне и сентябре чаще всего (5 пет из 10) атмосферных осадков выпадает менее 30 мм, в июле - 45-75 мм, в мае и августе - 15-45 мм. Подекадное средне-многолетнее количество осадков не превышает 15 мм. 30-50% лет приходится на годы, когда за декаду на почву поступает не более 5 мм, которые не существенны для продукционного процесса.

мм

280 250 220 190 160 130 100 • ' _ -

— _„ — - п

— 1—1 — 1

— 1

- ... - — - ... - - - - 1

«V) £13 лЗ М Л я) а > «1 О) Л О! Г> О О С*1 1 >1 О О О О о

Годы наблюдений

Рис. 2. Динамика выпадения атмосферных осадков за вегетационный период {V — VIII месяцы): I - сухие годы; Н - засушливые; III-средние;

IV - увлажненные; V - влажные годы

Анализ гидротермических условий {рис. 3) за исследуемый промежуток времени показывает, что 4 года из 10 являются «сухими» (ГТК за май-август менее 0,6), А из 10 - «влажными» (ГТКг-1,2), один относится к группе «увлажненных» (ГТК=1,0-1,2) и один к группе «средних» (ГТК=0,8-1,0) по обеспеченности осадками. В границах вегетационного периода июнь является экстремально «сухим». В шести случаях из 10 - июль «засушливый» и «сухой», причём на долю последних приходится пять лет из 10,

В июле осадков выпадает в среднем больше, чем в июне, тем не менее «влажный» июль (ГТК>1,2) наблюдается только в двух случаях из 10. В этом июль похож на июнь. В июле, не 6 как в июне, а 5 «засушливых» и «сухих» лет из 10. В свою очередь, июль чаще (не 2 как июнь, а 3 раза из десяти лет) бывает средним по увлажнению. Август 6 лет из 10 оказывается «сухим». В первой половине вегетационного периода (май-июнь) 5 лет «сухих», во второй - 4. Обе половины имеют по 2 «увлажненных» и 2 «средних» года.

ГТК

Годы наблюдений

Рис. 3. Динамика гидротермического коэффициента по Г.Т. Селянинову за 1971-2003 гг.

Наиболее вероятная £Ы0°С в зависимости от обеспеченности атмосферными осадками изменяется в течение вегетационного периода от 2200-2400" в «сухие» годы до 1800-1900° во влажные годы. Особый интерес вызывают засушливые (ГТК=0,6-0>8) годы, которые очень сильно различаются по теллообеспеченности. ХЪ-10°С в такие годы может колебаться от 2000до 2700°. Это разнообразие, скорее всего, связано с ветровым режимом. При юго-западном и западном направлениях ветра сумма температур достигает 2400-2700°, при северо-восточном и восточном - менее 2400°.

Подекадные наиболее вероятные температуры воздуха (табл. 1) свидетельствуют, что в «сухие» годы с температурой выше 20°С насчитывается 8 декад. В «засушливые» годы период с температурами выше 20°С на две декады короче, чем в «сухие» годы. В «средние» по увлажнению годы наиболее жаркими (Ь20°С) являются две последние декады июня и две первые декады июля. В «увлажнённые» годы очень теплыми (Ь20°С) обычно бывают 3-я декада июня, а также 1-я и 3-я декады июля. Наконец, во «влажные» годы только 3-я декада июня имеет выше 20*С. Веб остальное время наиболее вероятные температуры находятся в интервале от 16 до 20°, то есть складывается оптимальный температурный режим, который на фоне хорошего атмосферного увлажнения определяет высокую продуктивность яровой пшеницы. Таким образом, критический период с температурами выше 20°С колеблется от одной декады во влажный год до восьми декад в «сухие» годы.

Таблица 1

Наиболее вероятные температуры воздуха в течение вегетационного периода (ШС «Волчиха»)

Ме- Де- Годы

сяцы кады Сухие Засушливые Средние Увлажнённые Влажные

1 12-14 12-14 8-10 6-10 12-14

Май 2 12-14 16-18 14-16 12-14 8-10

3 20-22 14-16 16-18 12-14 12-14

1 16-18 16-20 14-16 14-16 12-14

Июнь 2 20-22 22-24 20-22 18-20 18-20

3 20-22 22-24 20-22 20-22 20-22

1 22-24 20-22 22-24 18-22 18-20

Июль 2 20-22 22-24 2-24 16-18 18-20

3 22-24 20-22 18-20 18-20 18-20

Август 7 20-22 20-22 16-18 14-16 16-18

2 20-22 18-20 18-20 14-16 16-18

3 14-16 16-20 16-18 12-14 16-18

Сентябрь 1 10-12 14-16 12-14 10-12 14-16

2 12-14 10-12 10-12 12-14 8-12

3 12-14 10-12 10-12 6-8 8-10

В «сухие» годы выпадает менее 115 мм (рис. 2} в «засушливые» годы — 115-155, «средние» по увлажнению — 115-195, «увлажненные» — 195-235 и «влажные» более 235 мм за вегетационный период. В «сухие» из 12 декад вегетационного периода только в двух выпадает более

10 мм осадков, в «засушливые» - 7, «средние» - 10, «увлажненные» -

11 и «влажные» - 9 декад, более 20 мм: в «сухие» и «засушливые» - по одной декаде, «средние» - 2, «увлажнённые» - 4 и «влажные» - 5 декад. В «сухие» и «засушливые» годы самыми сухими оказываются июнь и июль, в «средние» - две декады июня и первая декада июля, в «увлажнённые» - первая декада июня и вторая декада июля, во влажные годы - первые декады июня и июля. Ежемесячное относительно специфичное количество осадков возрастает от «сухого» года к «влажному». Причём наибольший прирост (80-100 мм) наблюдается в июне и июле, когда осадки наиболее полезны и необходимы для продукционного процесса. Особенно важно, если увеличение количества осадков происходит во вторую и третью декады июня. За счет этого резко сокращается продолжительность засушливого периода и растения развиваются во все фазы более благоприятно. Отсюда существенно возрастает урожайность яровой пшеницы (см. главу 4).

4. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

В этой главе сделана количественная оценка свойств каштановых почв как факторов эффективного плодородия, оценка взаимосвязей между климатическими условиями, свойствами лочвы и растением.

Характеристика модельной каштановой глубоковскипающей среднемощной спабодефлированной легкосуглинистой крупнопылева-то-песчаной почвы (слой 0-50 см) приведена в таблице 2. Из данных, очевидно, что даже в пределах одного поля площадью чуть более 500 га, отмечается значительное варьирование свойств модельной почвы, на которой изучалась урожайность яровой пшеницы. Сравнение параметров модельной почвы опытного участка со средними по зоне (Л.М. Татэринцев, 1993; Л.М. Татаринцев и др., 2003) показывает, что почва опытного участка отличается более высоким содержанием гумуса, большей величиной рН, плотного остатка и меньшей величиной емкости катионного обмена, чем для зоны в целом. По физическим параметрам модельная почва входит в доверительный интервал М+Ыо«, для зоны при 95%-ном уровне вероятности.

Таблица 2

Статистические показатели варьирования свойств каштановых почв сухой стели (К(Ф)Х «О.Г. Пахомя»

Параметры УтЯ М±Ыо5 итй М±ипо5 а т V, у3

Содержание гумуса, % 2.2Ю.6 2.210.2 1 0.28 0.05 13.0

рН водный 7.0 ±0.5 7,0±0,2 0.25 0.08 3,7

ЕКО, мг-эквЛООг 15,7±3,8 15,7±0,8 1,90 0,40 12.1

Содержание песка 0,25-0,05 мм; % веса 38.0±5,2 38,6±1,С 2,60 0,82 в,7

Содержание крупной пыпи 0,05*0.01 мм. % 17,8 ±3,4 17,8±1,1 1,70 0,54 9,С

Содержание ила, <0,001 мм, % 15.8±1.4 15,8±0,5 0,72 0,23 4.5

Содержание физической глины, <0,01 мм. % 27,0*1,3 27,6+0,6 0.92 0,29 3,3

Плотность почвы, г1оал 1,42±0.22 1.42Ю.04 0,11 0,02 7,7

Пористость общая. % 46,0 ±8.4 46,0±2,4 4,2 1,2 9.1

Влажность МГ, % 3,9±1,6 3,910.6 0.8 0,3 20,5

Плотный остаток. % 0,043±0,018 0,043±0,002 0,009 0.001 20,9

Многолетняя динамика урожайности яровой пшеницы, представленная на рисунке 4, находится в прямой зависимости от гидротермических (погодных) условий исследуемого периода. Урожайность яровой

пшеницы колебалась от 0,52 т/га в 1981 году до 2,44 т/га в 1972 году. Варьирование урожайности составило 30,8%. В ООО «Ярлоговское» три года из 10 показатель урожайности лежал в интервале 0,6-0,9 т/га, три года она находилась на уровне 0,9-1.2 т/га и еще три года собирали от 1,2 до 2,4 т/га. Наши данные говорят, что в производственных условиях 6 лет из 10 можно получать урожаи выше 0,9 т/га.

Годы наблюдений

Рис. 4. Динамика гидротермических условий (1) и урожайности яровой пшеницы (2) за 1971-1990 годы

Анализ урожайности по группам лет, объединенных по степени увлажнения (сухие, засушливые, средние и т.д.). указывает на широкий размах (табл. 3} её абсолютной величины.

Устойчивость урожайности растет от «сухих» лет к «олажным». На это указывает коэффициент варьирования (V, %). Сравнение урожайности яровой пшеницы за три десятилетия (1971-80, 1981-1990 и 1991-2000 гг.) показало, что в третьей десятилетке урожайность яровой пшеницы на 3.3 ц/га была ниже, чем в первой и на 2 ц/га ниже, чем во второй десятилетке. Период с 1971 по 1980 гг. был более влажным, чем периоды 1981-1990 и 1991-2000 годы. Периоды с 1981по 1990 и С1991-2000 оказались очень похожими (ГТК^О.вб), однако урожайность яровой пшеницы в третьем десятилетии оказалась на 2 ц/га ниже. чем во втором. Автор считает, что это снижение урожайности обусловлено преобразованиями в экономике АПК. Роль организационного фактора наглядно просматривается при сравнении урожайности яровой пшеницы в ООО «Ярлоговское» и К(Ф)Х «О.Г. Пахомя»: в К{Ф)Х она на 3,6 ц/га выше.

Таблица 3

Варьирование величины урожайности в зависимости от степени увлажнения

Группа лет Колебания урожайности, ц/га Средняя, ц/га а ш п

Яровая пшеница

Сухие 4,7-12.7 7,2 1.3 0.4 18,0 I 11

Засушливые 4.3-15.8 8,8 1г9 0.7 21.6 1 8

Средние 8.7-16,3 12,5 1,3 0,6 10,4 | 6

Влажные 14,2-24,4 18,7 1,7 1,0 ! 9,1 [ 3

Оценка влияния почвенно-климатических факторов на урожайность яровой пшеницы была проведена с помощью информационно-логического анализа (Пузаченко и др., 1969,1970), который основан на теории информации.

Информационный анализ показал особенно высокую информативность к величине урожайности от таких факторов как запас продуктивной влаги (слой 0-100 см), расходуемый на урожай в течение вегетационного периода (2^)-, сумма температур выше 10°С в пахотном слое за июнь-июль (ТПе.?); П"К за июнь-июль (ГТКе-7); сумма температур воздуха выше 10°С за май-август (Тм); сумма осадков за июль (07); суммарное водопотребление (\Л/Р); запас продуктивной влаги в слое от 0-100 см почвы до посева (\Л/0. Степень влияния каждого фактора на формирование урожайности яровой пшеницы снижается от первого фактора к последнему.

При однофакторном анализе доля влияния изучаемых факторов колебалась от 18 до 60%. Доля участия трех факторов (ГТК«, 07, Тм) в формировании урожайности достигла 68-84%. На основе количественной оценки тесноты связи урожайности и главных факторов построена , модель урожайности, по которой определяется прогнозная (действительно возможная) урожайность и оценивается эффективное плодородие почв. Модель эффективного плодородия каштановых почв для яровой пшеницы имеет следующий вид:

и гткв.7 а (т«> а тпв.7 00,0^0 \лм>,

где 0 - знак функции нелинейного произведения. Остальные условные обозначения смотрите выше. Предложенная модель эффективного плодородия каштановых почв вполне оправдывается с учетом случаев отклонения в один ранг в 77-83%. Эта модель составлена без учёта сорта, предшественника, а также влияния организационно-хозяйственных и экономических факторов эффективного плодородия и может служить для его оценки в условиях низкой и средней культуры земледелия.

Логическая формула, построенная в соответствие со значимостью, входящих в неё показателей, при формировании урожайности, содержит два вида показателей (почвенные и метеорологические) и позволяет провести расчёт оценочных баллов в два этапа. На первом этапе определён почвенный балл (Бп), на втором этапе - почвенно-клима-тический балл (Бпк), выраженные в рангах. В данной работе оценены только каштановые глубоковскипающие среднемощные слабо- и сред-недефпированные легкосуглинистые почвы, имеющие господствующее распространение среди пахотных угодий К(Ф)Х «О.Г. Пахомя»,

Баллы, вычисленные в процентах от Бпк эталона (чернозема выщелоченного луговой стели) (см. Бурлакова, 1984), помещены в таблице 4.

Таблица 4

Баллы бонитета К(Ф)Х «О.Г. Пахомя» относительно Б^}0о

Годы Чернозем южный глубока вскнпэ юиций среднем ощный мапо-гумусный легкосуглинистый Каштановая глубоко вскипающая средно-мощная слабоде- фл1*роезнная легкоеу глин иста я Каштановая глубоко осмтсющзя маломощная слзбоде-флироааннзя лсгхо-су глиниста я

1993 70 69 67

1994 58 57 45

1995 45 43 43

1996 48 47 46

1997 20 18 17

1998 54 52 46

1999 39 38 34

2000 75 74 68

2001 58 57 52

2002 67 66 64

М 53 52 43

Эти баллы рассчитаны за 10 лет, начиная с 1993 года. По годам баллы изменяются довольно значительно. Коэффициент вариации составляет 17-18%. В то же время Бпк,оо для оцененных почв различается очень слабо. Это обусловлено большим сходством свойств почв, распространённых в К(Ф)Х.

Расчёт почвенно-климатических территориальных баллов свидетельствует о высоком сходстве баллов, которые для территории К(Ф)Х составила 51% и ООО «Ярпоговское» - 52%. Территориальные баллы рассчитаны только для пахотных почв.

Таким образом, ООО «Ярлоговское» и К(Ф)Х «О.Г. Пахсмя», имея одинаковые бонитировочные показатели, различаются по урожайности яровой пшеницы, т.е. эффективное плодородие оказывается неодинаковым. В К(Ф)Х оно выше на од"", а то и два ранга урожайности.

ГЛАВА 5. УПРАВЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫМ ПЛОДОРОДИЕМ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ СУХОЙ СТЕПИ КУЛУНДЫ

Управление эффективным плодородием почв должно быть составной частью системы управления земельными ресурсами страны; Схематично такая система управления земельными (почвенными) ресурсами представлена на рисунке 5,

Уротт

Государств«" ■ тп\ 1 »ж^пилм Внутри грс^ап^«*!»*

1 1 | 1 1

В су5ъв»тв РФ Общее

Эеывлъм?*Д Фопь] России |

Обще* Обим Пщпмгщъч)«

ЭемгпьныА фо*^ CVGbActii

»СДООЛ> ФОчДЭ

транспорта и шчуо

ОССбо 0>Р4Н4»МЫ1С

объежтоа

Wv^emwe плодородием

Фщьрбгъиое В суЗмыггеРФ j Mywt^rurwf»

"Об охран* гаме* Программа вдминистрадо* Проект

Программа Cr**** Сдом**

Финансы | | Финансы

I ГЬсконтрс** Кокгролъ

1 |

Мс^мтсоин1 почв

Рис. 5. Система управления земельными (почвенными) ресурсами и управления плодородием почв (Татзринцев U.M., Татаринцев Пахомя О.Г)

Из схемы управления земельными ресурсами страны, составленной на основе анализе земельного законодательства, очевидно, что государство не освобождает себя от обязанностей по охране почв и их плодородия. В частности 17 ноября 1992 года Постановлением Правительства РФ утверждена «Государственная комплексная программа повышения плодородия почв России». Аналогичная программа в виде «Концепции рационального использования земель сельскохозяйственного назначения», разработана в 1998 году и для Алтайского края. Она стала возможной в связи с применением федерального закона «О государственном регулировании обеспечения плодородия земель сельскохозяйственного назначения», утверждённого Президентом РФ 16 июля 1998 года №101. В Концепции и Федеральном законе создана основа государственного управления воспроизводством плодородия земель сельскохозяйственного назначения при осуществлении хозяйственной деятельности.

В ст. 11 ФЗ обозначены основные направления обеспечения плодородия почв. Одним из направлений является разработка стандартов, норм, нормативов, правил, регламентов в области обеспечения плодородия почв.

В системе управления плодородием почв имеется ещё один аспект - технологический, который в рамках системы не отработан в должной мере. В частности, для конкретных условий нет технологий (по типу промышленных) проведения агротехнических, противоэрози-онных и других мероприятий, направленных на обеспечение плодородия почв, используемых в сельскохозяйственном производстве. Поэтому перед нами стояла задача обосновать пути управления плодородием каштановых почв для конкретного хозяйства.

В основу обоснования приемов управления эффективным плодородием каштановых почв положена логическая формула (см. раздел 4 автореферата). Согласно этой формулы урожайность яровой пшеницы на каштановых почвах, в первую очередь, зависит от запасов продуктивной влат в метровом слое почвы, расходуемых на урожай в течение вегетационного периода, от суммарного расхода влаги (запас влаги в почве ппюс осадки), используемого урожаем в период вегетации (май-август, гидротермического коэффициента за июнь и июль, суммы температур выше 10°С в пахотном слое и запаса продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом. Следовательно, в агротехнический комплекс необходимо включить приёмы, способствующие увеличению запасов продуктивной влаги и-её эффективному расходованию в течение вегетационного периода. Так как температура и влажность почвы оказывают обратно пропорциональ-

ное влияние на урожайность, то мероприятия по управлению водным режимом почвы одновременно будут мероприятиями по управлению температурным режимом почвы. Обычно увеличение запасов влаги приводит к снижению температуры почвы.

В главе продемонстрирована методология управления эффективным плодородием каштановых почв с использованием информационно-логической модели {см. главу 4) и предложен агротехнолсги-ческий комплекс управления плодородием, включающий чистые (чёрные, занятые, кулисные, сидеральные) пары, снегозадержание (кулисы, использование снегопахов). По зерновым предшественникам ранняя зябь (плоскорезная обработка в два следа, один поперёк другого).

Для сохранения влаги весной применяют боронование в два следа (ранневесеннее, предпосевное), предпосевную обработку на глубину 7-8 см с целью создания мульчирующего слоя почвы, который эффективно защищает от физического испарения почвенной влаги (Яшутин и др., 2003).

Используя информационно-логический анализ установлено, что при увеличения запасов продуктивной влаги в метровом слое со 140 до 200 мм наблюдается уменьшение суммы температур выше 10°С в пахотном слое за вегетационный период на 180-200°С, в отдельные годы - на 250-300°С. Прибавка 1 мм впаги даёт уменьшение суммы температур почвы на 3-5°С в зависимости от обеспеченности почвы влагой в различные репродуктивные фазы развития яровой пшеницы. Прирост запасов продуктивной влаги на 10 мм сопровождается прибавкой 1 ц/га урожая яровой пшеницы. По паровым предшественникам можно ожидать прибавку урожая на 7-10 ц/га, по зерновым предшественникам - на 5-6 ц/га.

Экономическая эффективность (табл. 5) производства яровой пшеницы в К(Ф)Х на каштановых глубоковскипзющлх сред немощных слабодефлированных легкосуглинистых почвах проведена за 10 лет (с 1993 по 2002 гг.). ,

Затраты на производство 1 т зерна колебались от 802 до 961 руб. Уровень рентабельности составлял 130% в 1993 году до 206% в 1995 году. Средний уровень рентабельности за 10 лет оказался на уровне 165%, то есть на 30% выше нормативного (135%). Рыночная цена по которой крестьянское хозяйство реализовывало зерно, колебалась от 1892 рублей в 1993 году до 2846 рублей за тонну в 2002 гоДУ-

Таблица 5

Экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы (на примере К{Ф)Х «О.Г. Пахомя»)

Годы Урожайность, т/га Прямые затраты, руб. ё е* О 1Р о ю о О Стоимость продукции, рубУга Чистый доход, руб. Уровень рентабельности, %

1993 1,48 1219 824 2800 1581 130

1904 1,01 828 820 2727 1299 157

1995 1,18 946 802 2896 1950 206

1996 0,95 865 910 2565 1700 197

1997 0.80 720 900 2160 1440 200

1998 0.03 502 892 1701 1139 203

1999 1.50 1259 839 3186 1927 153

2000 1.58 1422 900 3375 1953 137

2001 1,36 1197 873 3401 2214 187

2002 1,12 1076 961 3188 2112 196

Средняя 1,16 1029 872 2730 1701 165

Рыночные цены должны колебаться от 2000 рублей и выше. Только в этом случае у сельских предпринимателей, занимающихся производством зерна, появятся средства, которые могут быть направлены на повышение плодородия почв.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Последние 33 года XX века в сухой степи были более жаркими по сравнению с предыдущими годами и среднемноголетними данными. 80% лет (т.е. 8 лет из 10) сумма температур воздуха выше 10°С составила более 2200°. В связи с этим исследуемую территорию нужно отнести к более жаркому агроклиматическому району. Средне-многолетняя сумма температур выше 10°С за 1971-2003 годы составила 2423°.

2. В исследуемый отрезок времени количество атмосферных осадков за вегетационный период колебалось от 70 до 271 мм. Амплитуда составила более 200 мм. За первую половину вегетационного периода (май-июнь) четыре года из 10 на почву поступало 50-70 мм осадков, два года от 25 до 50 мм, один год - 75-100 мм и три года более 100 мм. Во второй половине (июль-август) чаще всего (3 года из

10) выпадало 75-100 мм осадков, два года - 50-75 мм, ещё два года -25-50 мм и оставшиеся три года - более 100 мм, (один -100-125, один -125-150 и один - 150-175).

3. Исследованиями установлено, что из 10 лет четыре оказались «сухими» (ГТК за май-август менее 0,6), два - «засушливыми» (ГТК-0,6-0,8), два — «средними» (ГТК=0,8-1,0), и по одному году отнесено к «увлажнённым» (ГТК 1,0-1,2) и «влажным» (ГТК>1,2).

А. Критический период с температурами воздуха выше 20°С в «сухие» годы составляет 8 декад, в «засушливые» годы на две декады короче. В «средние» и «увлажнённые» годы неблагоприятными оказываются две последние декады июня и две первые декады июля. Во «влажные» годы температура выше 20°С поднимается только в третьей декаде июня, в остальное время вегетационного периода складывается оптимальный температурный режим.

5. В «сухие» годы из 12 декад вегетационного периода с количеством осадков более 10 мм имеются две декады, в «засушливые» -7, в «средние» — 10, «увлажнённые» — 11, и «влажные» — 9 декад; с количеством осадков более 15 мм - в «сухие» и «засушливые» годы по одной декаде, в «средние» - 5, в «увлажнённые» и «влажные» - по 7 декад и с количеством осадков более 20 мм - в «сухие» и «засушливые» по одной декаде, «средние» - 2, «увлажнённые» - 4, и «влажные» — 5 декад. В июне и июле наиболее вероятное количество осадков составляет: в «сухие» годы не более 15 мм в каждом месяце; в «засушливые» - 15-35 и 35-55 мм соответственно; в «средние» - 5575 мм в каждом месяце; в «увлажнённые» - 75-95 и 55-75 мм соответственно и во «влажные» годы — более 95 мм в каждом месяце.

6. Динамика урожайности сельскохозяйственных культур находилась в прямой зависимости от гидротермических {погодных) условий. Урожайность яровой пшеницы с 1971 по 2003 годы колебалась от 0,52 до 2,44 т/га. Три года из десяти её величина находилась на уровне 0,6-0,9 т/га, три года на уровне 0,9-1,2 т/га, еще три года - более 1,2 т/га и один год - ниже 0,6 т/га. Урожайность яровой пшеницы в среднем составила в «сухие» годы - 0,72 т/га, в «засушливые» - 0,88, в «средние» - 1,25 и «влажные» 1,87 т/га.

7. Наибольшее влияние на формирование урожайности яровой пшеницы условиях сухой степи оказывают следующие почвенно-климатические факторы: расход продуктивной влаги из метрового слоя почвы за май-август, ГТК за июнь-июль, Zt>10°C за май-август, сумма температур почвы более 10еС в пахотном слое за июнь-июпь, сумма осадков за июль, суммарный расход влаги (водопотребление) за май-август, запас продуктивней влаги в метровом слое почвы перед посевом.

8. Выявлены оптимальные параметры почвенно-кл и магических факторов эффективного плодородия' по отношению к яровой пшенице.

9. На основе информационно-логической модели приведен расчёт почвенных и почвенно-климатических баллов бонитета для каштановых гпубоковскипающих среднемощных слабодефлированных легкосуглинистых почв сухой степи Алтайского края.

10. На основе информационно-логической модели обоснован комплекс мероприятий по управлению эффективным плодородием каштановых почв с учётом агроклиматических условий. В агротехноло-гический комплекс включены пары (чёрные, занятые, сидеральные) с почвозащитными элементами (кулисы, полосное размещение культур, накопление и аккумуляция зимних осадков, создание мульчирующего слоя почвы).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Татаринцев В.Л., Пахомя О.Г. Бизнес-план при землеустройстве крестьянского (фермерского) хозяйства «О.Г. Пахомя» И Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве: Юбилейная междунар. науч.-пракг. конференция, -Барнаул, 2003. - Ч. II. - С. 150-154.

2. Пахомя О.Г., Татаринцев Л.М., Татаринцев В.Л. Характеристика каштановых гпубоковскипающих почв ООО «Ярлоговское» в связи с регулированием их плодородия // Вестник Алтайского ГАУ. -Барнаул, 2003. - № 4 (12). - С. 9-16.

3. Пахомя О.Г., Татаринцев Л.М., Татаринцев В.Л. Плодородие каштановых почв сухой степи Алтайского края и пути его управления // Вестник Алтайского ГАУ. - Барнаул, 2004. - № 4 (16).- С. 169-173.

4. Пахомя О.Г., Татаринцев Л,М. Теоретические и методологические вопросы моделирования почвенного плодородия // Вестник Алтайского ГАУ. - Барнаул, 2004. - № 4 (16). - С. 173-176.

ЛР Jfe 020648 or 16 декабря 1997 г._

Подписано в печать 11.11.2004 г. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать рюографная. Гарнитура «Times New Roman». Усл. печ, л. 1,2. Уч.-изп. л. 1,0, Тираж 100 экз. Заказ Да 45.

Издательство АГЛУ -656099, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98 62-84-26

№ 2 3 17 7