Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Научные и практические основы технологии возделывания кукурузы сорта аджаметская белая на лугово-болотной и бурой лесной почвах во влажных субтропиках Аджарии

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Гогмачадзе, Гулади Джемалович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА (ОБЗОР НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПО ТЕМЕ)

1.1. Обработка почвы.

1.2. Защита почв от эрозии.

1.3. Бобовые - предшественники кукурузы

1.4. Площади питания

1.5. Эффективность удобрений.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Краткая характеристика почвенно-климатических условий.

2.2. Схема опытов, методика наблюдений и исследований

ГЛАВА 3. ИСТОРИЯ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И НАРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННОЕ

ЗНАЧЕНИЕ КУКУРУЗЫ В ГРУЗИИ

ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОЧВЫ И ЗАСОРЕННОСТИ СОРНЫМИ РАСТЕНИЯМИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УХОДА ЗА ПОСЕВАМИ.

4.1. Агрофизические свойства и влажность почвы

4.2. Агрохимические свойства

4.3. Биологическая активность почвы.

4.4. Засоренность посевов.

4.5. Смыв почвы.

4.6. Агрономическая и экономическая эффективность разных приемов обработки и ухода за посевами

4.6.1. Некоторые показатели формирования урожая

4.6.2. Урожайность в зависимости от приемов обработки почвы и ухода за посевами.

4.6.3. Экономическая и энергетическая оценка приемов обработки почвы и ухода за посевами

- з

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ БОБОВЫХ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА СВОЙСТВА

ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ КУКУРУЗЫ.

5.1. Агрофизические свойства почвы.

5.1.1. Плотность почвы

5.1.2. Агрегатный состав почвы и водопрочность агрегатов

5.2. Динамика легкогидролизуемого азота, Р0О5 и KgO

5.3. Биологические свойства почвы.

5.3.1. Активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов

5.3.2. Дыхание почвы.

5.3.3. Численность дождевых червей

5.3.4. Структура урожая и урожайность

ГЛАВА б. ГУСТОТА СТОЯНИЯ РАСТЕНИЙ И ФОРМА ПЛОЩАДИ ПИТАНИЯ

ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КУКУРУЗЫ НА ЗЕРНО

6.1. Фотосинтетическая деятельность посева

6.1.1. Площадь листьев

6.1.2. Фотосинтетический потенциал посева (ФП)

6.1.3. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ)

6.1.4. Урожайность биомассы

6.2. Структура урожая

6.3. Урожайность зерна в зависимости от площади питания

ГЛАВА 7. ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДОБРЕНИЙ

7.1. Фотосинтетическая деятельность посева под влиянием удобрений.

7.1.1. Площадь листьев.

7.1.2. Фотосинтетический потенциал посева (ФП)

7.1.3. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ)

7.1.4. Урожайность биомассы и коэффициент хозяйственной эффективности (Кхоз)

- 4

7.1.5. Структура урожая

7.1.6. Урожайность и качество зерна в зависимости от минеральных удобрений.'.

7.1.7. Экономическая и энергетическая оценка применения минеральных удобрений

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОВЕРКИ

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Научные и практические основы технологии возделывания кукурузы сорта аджаметская белая на лугово-болотной и бурой лесной почвах во влажных субтропиках Аджарии"

Увеличение производства зерна в Грузии в настоящее время является актуальной проблемой, так как Республика попала в зависимость в обеспечении зерном от других стран. Длительное время (с 1981 г.) в Грузии производилось 0,6 млн тонн зерна и к 1990 г. 0,7 млн или на душу населения около 140 кг при средней урожайности 24,7 ц/га. Это значительно меньше, чем производится зерна на душу населения во многих соседних странах.

Положение может быть изменено прежде всего за счет повышения урожайности зерновых культур путем разработки, совершенствования технологий и внедрения высокоурожайных сортов. Решающее значение в решении этой проблемы должно принадлежать кукурузе, которую издревле выращивают в Республике.

В странах мира кукуруза занимает 108,9 млн гектаров со средней урожайностью зерна 27 ц/га. В Грузии кукуруза на зерно до 1960 г. занимала от 226,5 до 389,0 тыс.гектаров с урожайностью от 5,2 ц в 1913 г. до 16,3 ц/га в 1960 г. Наиболее высокая урожайность на площади 314,0 тыс.гектаров получена в 1982 г. - 24,7 ц/га. Однако в последующие годы уменьшились площади ее посевов и резко снизилась урожайность. Например, в 1991 г. было посеяно всего 28,9 тыс.гектаров и собрано по 8,3 ц с 1 гектара. При таком уровне урожайности Грузия занимает одно из последних мест, несмотря на благоприятные климатические условия для ее возделывания. Это целиком относится и к Аджарии, где урожайность еще меньше и в последние пять лет (1991-1995 гг.) была в интервале 3,8-6,6 ц/га.

Из многих причин, особенно в последние годы, такое состояние с производством зерна кукурузы объясняется и тем, что под нее отводятся менее плодородные земли, недостаточно вносится минеральных удобрений, особенно азотных, а также в слабой разработке технологии ее возделывания, несмотря на давность ее культуры в Грузии. Естественно, что лучшие поля отводятся под субтропические культуры, но все должно быть в разумных пределах. Что касается технологий, то это связано с очень большим разнообразием в Республике почвенно-климатических условий, поэтому в большинстве районов нет адаптированных к местным условиям современных технологий, многое ведется по старинке. Как справедливо указывал Г.Н.Кешелашвили (1958), часть элементов агротехники или совершенно не изучена, или изучена весьма поверхностно. Большим препятствием в достижении высоких урожаев является слабая окультуренность и сильная эрозия почв, бессменные посевы кукурузы на одном и том же месте, отсутствие научно обоснованных севооборотов и даже агрономически правильного чередования культур. В связи с этим рациональное использование земель на основе применения научно обоснованных приемов и систем обработки почвы, почвозащитных мероприятий и эффективных агротехнических приемов является важной народнохозяйственной задачей. Особенно это актуально для Аджарии.

В прошлые годы Аджария была одним из основных поставщиков продукции субтропических и южных культур. Недостаточно внимания уделялось производству зерновых и кормовых культур, особенно кукурузе. Возделывание кукурузы практически бессменно, без соблюдения определенных требований к защите почв, привело и приводит к водной эрозии.

Большое значение в снижении и предотвращении водной эрозии, кроме специальных мероприятий, могут сыграть агротехнические приемы, не требующие значительных материальных затрат. Это прежде всего внедрение системы интенсивного земледелия, составной и взаимосвязанной частью которой является защита почв от эрозии и повышение их плодородия как одной из важнейших государственных задач. Почвенный покров, относящийся к основным природным ресурсам Республики, очень уязвим и в значительной мере уже нарушен. Особенности природно-климатических условий, как глубокий снежный покров, обилие дожей, часто ливневого характера, высокие летние температуры, неблагоприятная орография горной местности в сочетании с длительной культурой пропашных и растений степной растительной формации на склонах крутизной 15-20 градусов, а иногда 40 и более градусов, с использованием технологий без почвозащитных приемов привели к ускорению развития эрозионных процессов. Это усугубляет бессистемная, а порой и хищническая сплошная вырубка горных лесов, что уже привело не только к усилению опасной эрозионной ситуации и смыву почвенного покрова, но и разрушению склонов.

По данным учета 1979 г. во внутригорной Аджарии, из обследованных 84209 гектаров земель оказалось 76500 гектаров средне- и сильносмытых, или 90,8%. В настоящее время их стало значительно больше. Многие тысячи гектаров земель заброшены по причине их эро-дированности и разрушения склонов и выведены из сельскохозяйственного использования.

Особая значимость противоэрозионных мероприятий и агротехнических приемов в земледелии возрастает, если учесть, что Аджария является мало обеспеченной пахотными землями. Вследствие особенностей ее орографии площади пашни и многолетних насаждений, наиболее активно используемой части сельскохозяйственных угодий, составляют 4,6% всего наличия земель в зоне, в том числе пашни -3,5%. На душу населения приходится около 726 м2 пахотных земель.

По силе и интенсивности проявления водной эрозии Аджария занимает одно из первых мест в Закавказье, не говоря уже о других регионах СНГ. Развитие эрозии обусловлено как природными, так и антропогенными факторами. На склоновых участках до 15-20 градусов, при использовании их в земледелии без почвозащитных приемов, только при одном ливневом дожде смывается 70-100 тонн почвы с 1 га. Значительная часть утраченных земель - результат ослабления к защите почв от водной эрозии при возделывании сельскохозяйственных культур. Защита почв от эрозии тем более важна в настоящее время, когда до предела осложнилась экологическая обстановка.

Не меньшее значение сохранение почвенного покрова и повышение плодородия почв имеет и в приморской зоне Республики, так как бессменное или длительное повторное возделывание кукурузы на одном и том же поле при интенсивной обработке почвы приводит к снижению содержания в ней гумуса, а, следовательно, и к падению плодородия почв при значительных энергетических затратах на обработку. Поэтому и в приморской зоне требуется введение и освоение севооборотов, включающих в свою структуру разнообразные полевые культуры, а также разработка и совершенствование технологий возделывания кукурузы, обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев. Только при этом условии возможно будет включать в севообороты разнообразные сельскохозяйственные культуры, чтобы не снизить валовые сборы зерна кукурузы.

Изучение литературных источников по технологии возделывания кукурузы показало, что наименее разработанными ее частями являются:

- обработка почвы с целью снижения энергетических и трудовых затрат, минерализации гумуса, эрозии на основе минимализации обработки почвы путем замены интенсивных приемов менее интенсивными и сокращения их числа, в том числе полного отказа от механической обработки;

- обработка междурядий кукурузы механическими приемами с теми же задачами;

- использование многолетних бобовых трав при размещении их по склону при чередовании полосами с кукурузой с целью предотвращения водной эрозии, использование в дальнейшем многолетних трав как предшественников кукурузы для создания более благоприятных условий при формировании урожая;

- научное обоснование норм высева семян и площадей питания кукурузы в разных почвенно-климатических условиях зоны;

- отзывчивость кукурузы на минеральные удобрения на луго-во-болотных и бурых лесных почвах.

С учетом этого нами в 1988-1996 гг. проведены исследования по этим проблемам. Полевые опыты в эти годы закладывали в приморской зоне на лугово-болотных почвах и в горной части Аджарии на бурых лесных почвах.

Основными положениями диссертации, выносимыми на защиту, являются :

1. На бурых лесных почвах среднесуглинистого гранулометрического состава на склонах крутизной до 18-19 градусов возделывание кукурузы полосами поперек склона шириной 2,8-5,4 м в сочетании с посевом кукурузы в необработанную почву (прямой посев) при чередовании с такой же ширины полосами смеси клевера и люцерны обеспечивает практически полную защиту почвы от водной эрозии без снижения урожайности; в этих же условиях возделывание кукурузы повторно в течение 3-х лет на полосах шириной 7 м без обработки почвы прекращало водную эрозию, существенно не снижало плодородие почвы (водно-физические и агрохимические свойства почвы) и урожайность кукурузы.

2. На лугово-болотных почвах среднесуглинистого гранулометрического состава в приморской зоне возможна замена вспашки поверхностной обработкой при возделывании кукурузы без существенных разю. личий в физических и агрохимических свойствах почвы и урожайности, в этих же условиях возможно при повторном возделывании кукурузы отказаться от сплошной обработки почвы при использовании для подавления сорняков эффективных гербицидов.

3. При возделывании на склонах кукурузы полосами при чередовании с полосами многолетних бобовых трав на четвертый год их следует менять местами, в результате обеспечивается защита почвы от водной эрозии, существенное увеличение урожайности зерна кукурузы в течение 3-х лет за счет улучшения агрофизических свойств почвы и обеспеченности растений элементами питания, особенно азотом.

4. Кукуруза относится к культурам, сильно реагирующим на площадь питания, и находится в зависимости от района возделывания, плодородия почвы и уровня питания. Одна из главных причин сравнительно невысокой урожайности кукурузы в Республике - отсутствие дифференцированного подхода к установлению густоты стояния растений в зависимости от условий выращивания.

4.1. Позднеспелый сорт Аджаметская белая на среднесуглинистых лугово-болотных почвах среднего плодородия в приморской зоне Республики наиболее высокую урожайность обеспечивал на фоне применения азотных удобрений в дозе 90 кг/га д.в. при густоте стояния растений 35 тыс. на 1 га с размещением по схеме 90 х 38 см и 70 х 50 см, а на фоне 140 кг/га азота при 57 тыс.растений на 1 га с размещением по схеме 90 х 20 см.

4.2. Этот же сорт на среднесуглинистых бурых лесных почвах среднего плодородия в горной зоне Республики максимальную урожайность давал на фоне 90 и 140 кг азота на 1 га при густоте стояния 57 тыс/га с размещением но схеме 70 х 25 см. Выше урожайность зерна получена при внесении азота по 140 кг/га.

5. Для получения урожайности зерна сорта Аджаметская белая на

7 1.1 уровне 50-60 ц/га необходимо агротехническими приемами обеспечить формирование максимальной площади листьев к фазе цветения метелки в пределах 30-50 тыс.м2/га, а фотосинтетический потенциал посева за весь вегетационный период на уровне 2,2-2,3 млн.м2/дней и чистую продуктивность фотосинтеза - 5,9-6,1 г.м2/сутки.

Лучшие показатели этих факторов при равной густоте стояния формируются на посевах с междурядьями 90 см.

При проведении полевых опытов большую помощь мне оказали работники сельскохозяйственного предприятия с.Гвера Кобулетс-кого района Д.С.Гогмачадзе, Г.М.Думбадзе, Р.М.Гогмачадзе, А.Д.Гогмачадзе и с.Зесопели Кедского района - Г.В.Веридзе с семьей, а в проведении анализов - сотрудники Грузинского НИИ земледелия им.Ю.Н.Ломоу-ри, лаборатории агрохимических анализов НИИ чая и субтропических культур и Грузинского Аграрного университета, ВНИИ "Агроэкоин-форм" (Россия), которым выражаю искреннюю благодарность.

Особую благодарность выражаю моим научным консультантам кандидату сельскохозяйственных наук А.В.Якобашвили, заслуженному деятелю науки Российского Федерации, доктору сельскохозяйственных наук, профессору К.И.Саранину, оказавшим большую помощь в подготовке и написании диссертации.