Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Формирование урожая зерновых культур и сои под влиянием системы машин в условиях Среднего Приамурья

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Захарова, Елена Борисовна, Благовещенск

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАХАРОВА ЕЛЕНА БОРИСОВНА

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И СОИ ПОД ВЛИЯНИЕМ СИСТЕМЫ МАШИН В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПРИАМУРЬЯ

Специальность: 06.01.09 -растениеводство

Научный руководитель: кандидат с.-х. наук, профессор, член-корреспондент ААО

В. В. Голубев.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

Благовещенск -1999

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................4

1. ПРИРОДНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ И СОИ В СРЕДНЕМ ПРИАМУРЬЕ...............................................7

1.1 Климат Среднего Приамурья.......................................................................7

1.2 Почвы Среднего Приамурья........................................................................8

1.3 Структура посевов в Среднем Приамурье...............................................10

1.4 Характеристика возделываемых в опыте культур. Агротехнические требования ячменя и сои к условиям возделывания.........................10

1.5 Система машин для возделывания зерновых и сои

(историческая справка, принятая, рекомендуемая)................................14

2. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ СИСТЕМЫ МАШИН

НА ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ЯЧМЕНЯ И СОИ.................................24

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СИСТЕМЫ МАШИН...................................................................55

1.3 Показатели агротехнической эффективности............................................55

1.4 Прогноз воздействия ходовой части трактора на почву............................59

1.5 Влияние агрофизических свойств почвы на урожай ячменя и сои............60

3.4 Создание системой машин условий для роста и развития растений

в период вегетации.........................................................................................61

4. СХЕМЫ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ............66

4.1 Схемы опытов.................................................................................................66

4.2 Методика исследований................................................................................68

4.3 Условия проведения опытов..........................................................................69

4.3.1 Метеорологические условия в годы проведения опытов........................69

4.3.2 Характеристика почв...................................................................................70

4.3.3 Характеристика возделываемых в опыте сортов и агротехника возделывания ячменя и сои.................................................................................70

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ................................................................72

5.1 Влияние объемной массы почвы на строение пахотного слоя..............72

5.2 Влияние различной плотности почвы на урожай ячменя и сои.................74

5.3 Влияние кратности уплотнения движителями тракторов на свойства почвы и урожай ячменя и сои..............................................................................79

5.3.1 Ячмень...........................................................................................................79

5.3.2 Соя.......................................................................................................87

5.4 Распространение уплотняющего воздействия движителей тракторов

по ширине захвата агрегата...............................................................................101

5.5 Влияние системы машин на формирование урожая ячменя и сои

в севообороте.....................................................................................................106

5.6 Влияние способов обработки почвы на формирование урожая

ячменя и сои.......................................................................................................114

5.7 Корреляционный анализ влияния плотности почвы на урожай

ячменя и сои.......................................................................................................125

5.8 Влияние уплотнения почвы на урожай сои в опытах, проведенных вХНИИСХ(КНР).............................................................................................127

6. АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ МАШИН........134

6.1 Агротехническая эффективность системы машин с тракторами различных классов на возделывании ячменя и сои.....................................134

6.2 Агротехническая эффективность системы машин в колхозе «Луч» Ивановского района...........................................................................................140

6.3 Агротехническая эффективность системы машин для возделывания зерновых и сои в хозяйствах Приамурья..........................................................144

7. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ МАШИН ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ И СОИ......................................................147

8. АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ НА СИСТЕМУ МАШИН............156

ВЫВОДЫ.............................................................................................................165

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ................................................................169

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...........................................170

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................................................193

ВВЕДЕНИЕ

Амурская область является основным производителем продукции растениеводства на Дальнем Востоке. В федеральном разделении труда специализируется на производстве сои. Удельный вес области в производстве на Дальнем Востоке зерна составляет 66%, сои - 71%. В группе зерновых культур важное место занимает ячмень. Одним из факторов, определяющих повышение продуктивности растениеводства является сохранение и повышение плодородия почв, оптимизация всех его параметров [52, 66, 204].

Основным условием возделывания культур является комплексная механизация растениеводства. Производственные условия Среднего Приамурья определяют наличие в структуре тракторного парка не менее 10% мощных тракторов класса 5 и 6; 50...60% класса 2, 3 и 4, оказывающих значительное воздействие на почву.

Исходя из этого возникает необходимость в оценке системы машин с точки зрения влияния ее на плодородие почвы, условия роста, развития и урожай зерновых культур и сои. Рациональное использование системы машин позволит уменьшить негативное воздействие на почву и повысить эффективность производства продукции растениеводства.

Цель исследования: теоретически и экспериментально доказать степень влияния системы машин на формирование урожая зерновых культур и сои в условиях Среднего Приамурья; установить зависимость урожая от работы агрегатов с тракторами различных классов и конструкций ходовых систем; определить закономерности формирования урожая ячменя и сои по плужной и бесплужной обработке, почвы. Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1. Установить влияние плотности сложения почвы на физико-химические свойства почвы, на рост, развитие и урожай ячменя и сои.

2. Установить влияние кратности уплотнения почвы движителями тракторов на условия жизни растений и формирование урожая ячменя и сои.

3. Установить влияние системы машин с различными тракторами на плодородие почвы и урожай ячменя и сои при плужной и бесплужной обработке почвы.

4. Оценить агротехническую и биоэнергетическую эффективность системы машин для возделывания зерновых культур и сои.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в условиях Среднего Приамурья проведена комплексная оценка влияния системы машин на условия развития и формирование урожая ячменя и сои, определена агротехническая и биоэнергетическая эффективность системы машин для возделывания ячменя и сои по плужной и бесплужной обработке почвы, установлена корреляционная связь между объемной массой луговой черноземной почвы, а также кратностью уплотнения ее тракторами и урожаем ячменя и сои.

Практическая значимость исследований состоит в том, что проведенная оценка системы машин используется при разработке агротехнических требований к зональной системе машин для возделывания зерновых культур и сои. Установленное влияние системы машин на уплотнение почвы при плужной и бесплужной обработке почвы позволяет более рационально подойти к использованию техники и технологии в хозяйствах всех форм собственности с целью получения наибольшего урожая ячменя и сои. Рекомендации приме-нительны к условиям Хабаровского и Приморского краев. Результаты исследований используются в учебном процессе ДальГАУ, в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении дипломных работ при подготовке специалистов для агропромышленного комплекса Дальнего Востока по специальностям: агрономия, агроэкология, механизация сельского хозяйства.

Материалы исследований докладывались в период с 1985 г. по 1998 г. на восьми научных конференциях ДальГАУ, региональной научно-практической конференции "Совершенствование технологии возделывания сои на Дальнем Востоке" (Российская академия сельскохозяйственных наук,

Дальневосточный научно-методический центр, Всероссийский научно-исследовательский институт сои, - Благовещенск, 28-30 июля 1998 г.), научной конференции ХНИИСХ (КНР).

Основное содержание диссертации изложено в 12 печатных работах [45...51, 56, 57, 183, 185, 186]. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, исключая 36 таблиц и 17 рисунков, содержит 75 приложений. Список использованной литературы включает 224 наименований работ отечественных и 6 зарубежных авторов. Научные результаты получены при личном участии автора в проведении исследований.

1. ПРИРОДНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ И СОИ В СРЕДНЕМ ПРИАМУРЬЕ 1.1 Климат Среднего Приамурья

По почвенно-географическому районированию северные районы Амурской области отнесены к бореальному (умеренно-холодному), южные -к суббореальному (умеренному) почвенно-климатическим поясам; ВосточноСибирской мерзлотно-таежной, Восточной буроземной и буроземно-лесной климатическим областям.

Климат Среднего Приамурья носит муссонный характер по распределению осадков, континентальный по температурным условиям. Объясняется это тем, что территория Амурской области находится в зоне взаимодействия азиатского континента и Тихого океана. С апреля по октябрь массы холодного воздуха из Восточной Сибири двигаются к океану, обусловливая холодную погоду, пониженную влажность воздуха, незначительную и редкую облачность, большое количество света и глубокое промерзание почвы (до 2...3 метров). За зимний период выпадает ничтожное количество осадков (5...8% от годового). В весенне-летний период ветер меняет направление и силу, облачность сильно увеличивается, а количество света уменьшается. За летний период выпадает около 61% годового количества осадков, достигая максимума в июле-августе. В это время нередки продолжительные ливни. За сутки иногда выпадает более 30 мм осадков. Переход от зимы к лету постепенный. Весенние температуры отстают от своей широтной нормы, вследствие чего оттаивание почвы протекает медленно. Таяние снега происходит постепенно, снег сходит рано, в начале апреля, когда почва еще мерзлая. Небольшое количество осадков и низкая влажность воздуха (в мае до 9 дней с влажностью менее 30%) сопровождаются сильными ветрами. Осень сухая, теплая. Заморозки наступают во второй декаде сентября.

Суммарная солнечная радиация составляет 107... 117 килокалорий в год на 1 см . Сумма активных температур - 2343°. Средняя длительность безмо-

розного периода - 144 дня. По Благовещенску даты перехода средней суточной температуры воздуха выше 0°- 9.IV, 5° - 22.IV, 10° - 12.V, 15° - 3.VI; ниже 15° - 5.IX, 10° - 23.IX, 5° - 8.Х, 0° - 21.X. Даты устойчивого прогревания почвы на глубине 10 см до 5° - 3.V, 10° - 14.V, 15° - 2.VI. Годовое количество осадков - 575 мм, в том числе за период с температурами выше 10°С -больше 400 мм или 70%.

Из приведенного выше следует, что климат южных районов области благоприятен для возделывания ячменя и сои. Вместе с тем следует отметить ряд отрицательных особенностей. Недостаток осадков в начале вегетации, усугубляющийся суховеями, приводящий к иссушению почвы. Избыток осадков летом, способствующий переувлажнению почвы, затрудняющий уборку ячменя. Ливневый характер летних осадков, вызывающий разрушение структуры почвы, гибель растений от переувлажнения. Недостаточный снежный покров, способствующий глубокому промерзанию почвы и наличию низких температур в ней весной. Холодная и затяжная весна, замедляющая согревание глубоко промерзшей почвы, что задерживает развитие растений в начале вегетации и минерализацию гумуса. Возможность ранних заморозков создает угрозу преждевременного прекращения вегетации сои [1, 53, 173,174,197].

1.2 Почвы Среднего Приамурья

Основные типы почв: луговые черноземовидные и бурые лесные.

Луговые черноземовидные почвы распространены в южной части Зей-ско-Буреинской низменности и составляют основной пахотный фонд Тамбовского, Константиновского, Ивановского районов. Значительные массивы таких почв есть в Михайловском, Белогорском, на юге Октябрьского и Благовещенского районов. К данному типу почв относится около 60% всех пахотных земель области. В южной зоне, где проводились исследования, на этих почвах сосредоточены основные массивы посевов ячменя и сои. Луговые черноземовидные почвы - лучшие в Приамурье не только по потенци-

альному плодородию, но и по продуктивности. По содержанию гумуса, поглощенных оснований, степени насыщенности основаниями они приближаются к черноземам. По мощности гумусового горизонта подразделяются на мощные - более 30 см, среднемощные - 20.. .30 см и маломощные - менее 20 см. По содержанию гумуса - на высокогумусированные (гумуса более 6%), средне-гумусированные (4...6%) и малогумусные (менее 4%). Реакция почвы слабокислая или близкая к нейтральной. Гидролитическая кислотность низкая. Они отличаются высокой степенью насыщенности основаниями. Сумма поглощенных оснований в верхних горизонтах большая -28,1...34,3 мг. экв на 100 г почвы. Обеспеченность почв подвижными формами фосфора низкая и средняя, на мощных - высокая. Обеспеченность калием высокая. Структурность, порозность, водопроницаемость и влагоемкость в поверхностных горизонтах благоприятны для роста и развития растений, но они значительно ухудшаются в подпахотных горизонтах. Плохая водопроницаемость, оструктуренность, низкая влагоемкость, значительная глубина промерзания вызывает образование верховодки, переувлажнение, в результате чего ухудшается режим питания сельскохозяйственных культур.

Бурые лесные почвы наиболее распространены и используются под пашню в Завитинском, Бурейском, Октябрьском, Свободненском, и Благовещенском районах. Большие массивы этих почв имеются в Ромненском, Ар-харинском, Серышевском районах. Всего в области к данному типу почв относится около 12% пашни. Механический состав пахотного горизонта - супесь, суглинки. В естественном состоянии гумусовый горизонт составляет 6.. .8 см, реже - 10... 12 см. При распашке содержание гумуса в пахотном слое невысокое и составляет 2,4...3,6%. Реакция среды среднекислая. Гидролитическая кислотность - 2,4...5,9 мг. экв./100 г почвы, насыщенность основаниями - 70... 89%, сумма поглощенных оснований в пахотном слое составляет от 15 до 20 мг. экв./ЮО г почвы. Обеспеченность подвижными формами фосфора невысокая, калием средняя или высокая. Имеют сравнительно благоприятные водно-физические свойства, не переувлажняются, но сильно подвержены водной эрозии [3, 32, 53, 144, 145].

1.3 Структура посевов в Среднем Приамурье

Земельный фонд АПК Амурской области составляет 4164,7 тыс. га, в том числе сельскохозяйственные угодья - 2509,8 тыс. га; из них пашни -1783,4 (71,8% от с.-х. угодий), сенокосов - 359,9 (14,3%), пастбищ - 343,8 тысяч га (13,7%). В 1997 году посевные площади сельскохозяйственных культур (в хозяйствах всех форм собственности) составили 925,8 тыс. га, в том числе зерновых культур - 362,3 тыс. га, сои - 232,6 тыс. га. В южной лесостепной зоне общая площадь пашни составляет 864,5 тыс. га. Здесь сосредоточено производство сои, зерна товарного и зерно-фуража, всех видов кормов. В южной зоне 62,2% предприятий имеют направление сое-зерно-скотоводческое и 37,8% - скотоводческо-соево-зерновое. В структуре посевных площадей учхоза ДальГАУ зерновые культуры составляют 39,1%, в том числе ячмень - 16,2%; соя - 37,1%.

1.4 Характеристика возделываемых в опыте культур.

Агротехнические требования ячменя и сои к условиям возделывания

Ячмень - одна из важнейших кормовых и технических культур. Благодаря своим биологическим особенностям, ячмень является хорошей культурой полевого севооборота. По ботанической классификации ячмень относится к семейству мятликовых (злаковые), роду Hordeum Х.(гордеум), виду Но-rdeum sativum (ячмень культурный). В процессе жизненного цикла растения ячменя проходят следующие фазы роста и развития: прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, формирование и созревание зерна.

Среди биологических особенностей ячменя выделяют его способность прорастать при низких температурах (1...2°С), способность всходов переносить заморозки до 2...3°С. Ячмень засухоустойчивое растение, однако он чувствителен к недостатку влаги, особенно в фазе выхода в трубку. Предъявляет высокие требования к почвенному плодородию. Ячмень отличается быстрым ходом поступления питательных веществ, особенно в начале вегета-

и

ции. Через три недели после появления всходов растения содержат почти половину поглощаемого фосфора и 2/3 калия, хотя органической массы к этому времени накапливается меньше 1/5. Большая требовательность связывается со слабым развитием корневой системы и низкоусвояющей способностью. Плохо растет на кис�