Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация почвенного плодородия при возделывании сои на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Онищенко, Людмила Михайловна

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА (Обзор литературы)

1.1. Плодородие почвы и роль сои в его поддержании.

1.2. Биологические особенности сои и почвенные условия симбиотической деятельности клубеньковых бактерий.

1.3. Особенности потребления основных элементов из почвы растениями сои.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Почвенно-климатические и агротехнические условия чернозема выщелоченного.

2.1.1. Почвенные условия проведения опыта.

2.1.2.Климат и погодные условия в годы проведения опытов. 37 2.1.3 Технология возделывания сои в опытах.

2.2. Методика исследований.

2.2.1. Методика полевых и вегетационных исследований.

2.2.2.Программа и методы исследований.

3. ОПТИМИЗАЦИЯ ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО

3.1. Изменение основных свойств почвы при длительном применении удобрений в полевом севообороте.

3.2. Обеспеченность почвы усвояемыми формами азота, фосфора, калия/ V-" Рост и развитие сои.

3.2.1. Содержание и динамика азота, фосфора и калия в почве под соей в зависимости от удобрений.

3.2.2. Влияние условий питания на биометрические показатели растений сои, накопление сухого вещества, образование, развитие и рост клубеньков.

3.2.3. Содержание и динамика поступления питательных веществ по фазам развития сои в зависимости от удобрений.

4. УРОЖАЙНОСТЬ СОИ И ВЫНОС ЕЮ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

ПИТАНИЯ ИЗ ПОЧВЫ.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ

ОЦЕНКА ПРИМЕНЯЕМЫХ УДОБРЕНИЙ.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.'.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Оптимизация почвенного плодородия при возделывании сои на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья"

В настоящее время существенным образом на плодородие почвы влияет множество негативных природных экологических факторов, а следовательно, на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции. Под влиянием длительного с.-х. .использования почвы теряют свое устойчивое равновесие, изменяется интенсивность и направленность почвенно-микробиологических процессов, что, в свою очередь, приводит к изменению эффективного и потенциального плодородия почвы (О.В. Енкина, Н.Ф. Коробской, 1999).

Данную проблему и проблему дефицита минерального азота в черноземе выщелоченном можно в значительной степени решать путем включения в севооборот сои как культуры, способной использовать азот атмосферы и повышать плодородие почвы посредством улучшения условий для развития почвенной микрофлоры. Корневая система сои способна \/ поглощать трудно-растворимые соединения фосфора почвы.

Оптимизация минерального питания сои - непременное условие ее высокой продуктивности. Основной задачей в выполнении этого условия является обеспечение оптимальных норм и соотношений питательных веществ в почве при внесении различных форм удобрений.

Сложность определения потребности сои в минеральном азоте и в остальных элементах питания связано с тем, что содержание подвижных, доступных форм питательных элементов (особенно азота) изменяется в широких пределах в течение продолжительного вегетационного периода сои и зависит от изменения химических, физико-химических и биологических процессов в почве.

Соя - единственная культура в современном мире, большую значимость которой обуславливает ее адаптационность, многофункциональность, экологичность, пластичность и экономичность. Поэтому она широко распространилась в мире, в том числе и в России. В первую очередь, Дальневосточный регион, Северо-Кавказский, ЗападноСибирский, Поволжский, Уральский регионы. В Краснодарском крае наиболее перспективны хозяйства по возделыванию сои: ААФ ПЗ «Победа», ЗАО «Привольное» Каневского района, ОПХ им. Тимирязева Усть-Лабинского района, колхоз «Октябрь» Калининского района, ЗАО «Победа», СПК «Нива Кубани» Брюховецкого района, ЗАО КСП «Хуторок», ГП ОПХ «Ленинский путь» Новокубанского района, ЗАО им. Ильича Ленинградского района. Эти хозяйства стабильно получают от 20 до 23 ц/га сои. Средняя урожайность в Краснодарском крае составила: в 1999 г. - 9,7 ц/га, в 2000 г. -11,9 ц/га, в учхозе «Кубань» соответственно по годам 16,8 и 15,5 ц/га.

Хотелось бы отметить, что теоретическим исследованиям по производству сои уделяется все большее внимание, т.к. эта культура уникальная. Она накапливает более 40% белка, 17-27% масла. Именно это позволяет сое быть основным мировым продуктом по переработке ее на пищевые, кормовые и технические цели.

Все большее распространение получают продукты питания из сои, т.к. это продукты здорового образа жизни. Повысить питательную ценность сои можно с помощью агротехнических приемов ее выращивания, т.к. они в значительной степени влияют на биохимический состав семян (B.C. Петибская, В.Ф. Баранов, A.B. Кочегура, C.B. Зеленцов, 2001).

Актуальность темы. Сохранение и повышение почвенного плодородия за счет широкого внедрения в полевые севообороты сои, как почвоулучшающей культуры^ и широкое ее использование в перерабатывающей промышленности с целью получения ценного растительного белка и масла является одной из актуальных проблем Западного Предкавказья.

В последние годы в крае увеличиваются посевные площади с 46,2 тыс. га до 47,9 тыс. га (1999-2000 г.г.), возрастает количество применяемых удобрений под сою с 240 до 340 тонн, значительно увеличивается число перспективных хозяйств по возделыванию сои.

В настоящее время актуальность в сельском хозяйстве приобретает изучение и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий возделывания культур, основой которых является биологизация земледелия. Как пример, использование в полевых севооборотах азотфиксирующей культуры сои с целью снижения применения дорогостоящих азотных удобрений.

Однако активность азотфиксации зависит от благоприятного сочетания ряда факторов и наличия в черноземе выщелоченном наиболее дефицитных и необходимых элементов. Изучение влияния норм и соотношений, а также форм азотных, фосфорных и калийных удобрений в условиях полевого севооборота на основные показатели почвенного плодородия и на образование клубеньков на корнях сои является весьма актуальным.

В условиях Западного Предкавказья на черноземе выщелоченном данная проблема практически не изучена, в связи с чем и существует необходимость в выполнении данной диссертационной работы. Работа выполнена на опытном поле учхоза «Кубань», в вегетационном домике и в лаборатории кафедры агрохимии в период с 1992 по 2000 год и является составной частью научных исследований, проводимых кафедрой в соответствии с комплексом научных исследований по теме: «Разработка теоретических основ и приемов сохранения и воспроизводства почвенного плодородия. Создание альтернативных систем земледелия на агроландшафтной основе в неорошаемых и орошаемых условиях на черноземах Западного Предкавказья» (№ госрегистрации 01960009000).

Цель и задачи исследований. Основной целью наших исследований являлось установление оптимального почвенного плодородия под посевами сои за счет рациональных норм, соотношений, а также форм минеральных удобрений под сою и их влияние на содержание основных элементов и в почве^и в растениях.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: выявить влияние длительного и систематического применения удобрений на основные показатели плодородия почвы, в т.ч. на содержание гумуса и его фракций в черноземе выщелоченном; определить влияние длительного применения удобрений на фракционный состав азота, как наиболее дефицитного элемента в выщелоченном черноземе и содержание в почве минеральных соединений фосфора; изучить динамику содержания азота, фосфора и калия в почве и растениях сои в зависимости от применения различных норм, соотношений и форм минеральных удобрений; определить влияние различных форм, а также норм и соотношений минеральных удобрений на накопление сухого вещества растениями сои; выявить особенности потребления и выноса азота, фосфора и калия с урожаем этой культуры; установить влияние различной обеспеченности основными элементами питания чернозема выщелоченного на рост, развитие растений, корней и на формирование клубеньков на корнях сои; определить экономическую эффективность и дать энергетическую оценку приемам применения норм, соотношений и форм минеральных удобрений под сою на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья.

Научная новизна. На выщелоченном черноземе Западного Предкавказья впервые изучено влияние различных форм азотных, фосфорных и калийных удобрений на содержание и динамику наиболее дефицитных элементов питания в почве и на образование клубеньков на корнях сои.

Исследованиями с возрастающими нормами и различными соотношениями минеральных удобрений выявлены основные закономерности действия минеральных удобрений на основные показатели плодородия чернозема выщелоченного во второй ротации севооборота.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Почвенное плодородие оптимально для возделывания сои на черноземе выщелоченном в условиях применения повышенных доз полного удобрения. При этом увеличивается содержание гумуса, сумма фракций гуминовых кислот преобладает над суммой фракций фульвокислот. Увеличивается содержание общего, минерального и легкогидролизуемого азота, минерального фосфора. 4

2. Длительное и систематическое применение удобрений влияет на основные показатели плодородия почв. Увеличивается гидролитическая кислотность, повышается обменная кислотность, снижается сумма поглощенных оснований, емкость поглощения, степень насыщенности почв основаниями.

3. Почвенное плодородие оптимально и продуктивность сои наивысшая при применении КбоРпоКбо, а также ИбоРш^о с учетом биологических особенностей сои и развития клубеньков на ее корнях. Количество их максимально - 42 шт/раст.

4.Формы азотных, фосфорных и калийных удобрений, обеспечивающих получение достоверно высоких урожаев повышенного качества при внесении их на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Проведенные исследования в зоне недостатка влаги в критические периоды развития сои на выщелоченных черноземах Западного Предкавказья позволили определить наиболее эффективные формы, соотношения и нормы минеральных удобрений, вносимых под сою, которые обеспечивают оптимальное почвенное плодородие.

Определено, что существует высокая корреляционная зависимость между показателями содержания наиболее дефицитных элементов питания в почве (М - N114; N - ЖЬ; Р2О5 и К20) и содержания их в растениях по фазам вегетации сои (г=0,822 - 0,912).

Выявлено, что в зоне неустойчивого увлажнения на черноземах выщелоченных определяющую роль в формировании урожая сои играют азотные удобрения (г=0,867), значительную фосфорные (г= 0,751) и незначительную калийные (г=0,457).

Установлено, что для оптимизации почвенного плодородия при возделывании сои на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья необходимо вносить МбоРтКбо или ИбоР^оКго. Это позволит пбвысить урожайность сои более, чем на 6 ц/га, составит 55% прибавки урожайности, увеличит содержание белка с 33,7% до 42,8% и повысит чистый доход до 1771 рубля.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на ежегодных (1998-2000 гг.) научных конференциях Кубанского госагроуниверситета, межрегиональных научных конференциях молодых ученых (Краснодар, 2001), на V - VI научно-практической конференции РАСХН (Москва, 1997-1999), научно-практической конференции РАСХИ и СКНИПТ ИАП (Краснодар, 1997), Всероссийской научно-практической конференции РАСХН и ВНИПТИХИМ (Москва, 2000), международной научно-практической конференции (Курск, 2001).