Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка звеньев полевых севооборотов сухой степи Алтайского края

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Шушунов, Александр Николаевич, Барнаул

^ Г 1 ^

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации

Алтайский Государственный Аграрный Университет

На правах рукописи

Шушунов Александр Николаевич

Оценка звеньев полевых севооборотов сухой степи

Алтайского края

(06.01.01.- общее земледелие)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель.

д. с.-х. наук, профессор

Яшутин Н.В.

Барнаул -1999

Содержание

стр.

Введение 3

1. Изученность проблемы влияния звеньев севооборотов на урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность использования пашни

(Обзор литературы) 7

2. Условия и методы проведения исследований

2.1. Характеристика почвенно - климатических

условий сухой степи Алтайского края 38

2.2. Схема опыта и методика исследований 49 2.3 Метеорологические условия в годы

проведения опытов 59

3. Влияние предшественников на влажность, структуру почвы и засоренность посевов с.-х. культур

3.1. Динамика содержания почвенной влаги 63

3.2. Противодефляционная устойчивость почв 75

3.3. Засоренность посевов 85

4. Влияние предшественников на урожай и его структуру 94

5. Экономическая эффективность возделывания

с. - х. культур в зависимости от предшественника 113

6. Энергетическая эффективность возделывания

с.-х. культур в зависимости от предшественника 121

7. Экономике - энергетическая оценка изучаемых севооборотов 129 Выводы и предложения 139 Список используемой литературы 143 Приложения 164

Введение

Актуальность темы

Земледелие в Кулундинской степи, характеризующееся резко континентальным засушливым климатом, поставлено в очень жесткие природные условия, что существенно ограничивает получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Положение усугубляется сложившейся здесь за последние десятилетия структурой посевных площадей и севооборотов с набором таких культур, которые не обеспечивают рационального ведения хозяйства. Наблюдается тенденция резкого снижения плодородия почв, чему способствуют такие факторы, как сильное развитие эрозионных процессов, возникающих на легких почвах при отсутствии почвозащитных севооборотов, чрезмерном насыщении структуры посевных площадей зерновыми культурами, низком удельном весе многолетних трав.

В решении данной проблемы большое значение имеет разработка и внедрение в производство научно-обоснованных зональных систем земледелия, одной из основных частей которых являются севообороты и их звенья, обеспечивающие рациональное использование каждого гектара пашни, сохранение её плодородия и эффективное использование выпадающих осадков. Важной составляющей является экономическая и энергетическая оценка эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах.

Цель исследования

Определить влияние различных предшественников и звеньев севооборотов на урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность использования пашни в условиях сухой степи Алтайского края.

В задачи исследований входило:

1.Изучить влияние предшественников и звеньев севооборотов на динамику почвенной влаги, структурный состав почв, засоренность посевов, урожайность сельскохозяйственных культур и ее структуру.

2.Дать экономическую и энергетическую оценку эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в изучаемых звеньях севооборотов.

З.Дать оценку экономико-энергетической эффективности изучаемых звеньев севооборотов.

В основу диссертации положены материалы наших исследований (1989-1996 г.г.)5 выполненных совместно с коллективом кафедры общего земледелия и защиты растений Алтайского Государственного Аграрного Университета, на базе сельскохозяйственных предприятий Угловского района Алтайского края.

За предоставленные статистические материалы, помощь в организации экспериментов и другие формы участия автор выражает признательность доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.В. Яшутину, доктору сельскохозяйственных наук, старшему научному сотруднику В.П. Часовских, кандидату сельскохозяйственных наук, доценту А.П. Дробышеву, кандидату биологических наук, доценту Э.Ф. Лутковой, кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Л.Д. Жерикеру, научному сотруднику НИСа С.Н. Яшутину, младшему научному сотруднику, аспиранту В.В. Логвинову, главному агроному Угловского райсельхозуправления A.M. Леонову, главному агроному ТОО «Куйбышевское» М.Т. Ситникову.

Научная новизна

Впервые дана комплексная, агроэкономикоэнергетическая оценка сравнительной эффективности традиционных и новых схем звеньев полевых севооборотов в условиях сухой степи Алтайского края.

На основе проведенных исследований определены наиболее агрономически перспективные и конкурентоспособные звенья севооборотов, применение которых на практике способствует снижению засоренности посевов, сохранению почвенного плодородия, увеличению выхода продукции растениеводства и повышению экономико-энергетической эффективности использования пашни в условиях зоны.

Защищаемые положения

-принцип оптимизации звеньев севооборотов на основе правильного подбора

предшественников с учетом экологических и экономических требований; -закономерности изменения агрегатного состава почв, динамики их влажности, засоренности посевов и формирования урожайности сельскохозяйственных культур под влиянием различного их сочетания в изучаемых звенья севооборотов;

-экономико-энергетическая оценка многовариантного сочетания культур в

звеньях севооборотов; -система приемов совершенствования звеньев севооборотов, обеспечивающая эффективное использование пашни.

Практическая ценность работы

Предложен комплексный, агроэкономикоэнергетический анализ основных звеньев севооборотов, который позволяет более эффективно оценивать использование природных ресурсов, защиту почв от дефляции, меры по повышению и стабилизации потенциального плодородия, увеличению производства зерна и кормов.

Освоение рекомендуемых звеньев севооборотов обеспечивает земледелию зоны более высокую устойчивость, продуктивность и эффективность.

Результаты исследований могут быть использованы при планировании и организации производства продукции растениеводства сельскохозяйственными предприятиями различных форм собственности в условиях сухой степи Алтайского края.

Апробация диссертации

Результаты исследований использовались при размещении и возделывании сельскохозяйственных культур непосредственно на пахотных землях ТОО «Куйбышевское» и АО «Южное» Угловского района Алтайского края.

Материалы диссертации докладывались на научных конференциях преподавателей Алтайского Государственного Аграрного Университета в 1995-1997 годах и заседаниях НТС главного управления сельского хозяйства и продовольствия администрации Алтайского края в 1996, 1997 годах.

По материалам и теме диссертации опубликовано шесть научных статей на темы:

-Влияние полевых культур на эродированность верхнего слоя почвы в условиях Западной Кулунды;

-Влияние полевых культур на содержание почвенной влаги в условиях сухой степи Алтайского края;

-Засоренность посевов полевых культур возделываемых в условиях Западной Кулунды;

-Сравнительная продуктивность сельскохозяйственных культур в Западной Кулунде;

-Оценка энергетической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в сухой степи Алтайского края.

1. Изученность проблемы влияния звеньев севооборотов на урожай сельскохозяйственных культур и эффективность использования пашни (обзор литературы)

Тысячелетиями земледелие базировалось только на практической основе, на накоплении и передаче производственного опыта от одного поколения к другому без каких-либо теоретических обобщений. Факты накапливались, их детально описывали и рекомендовали для практического использования новым поколениям земледельцев. Каждый из них брал то, что хотел, полагаясь при этом лишь на свою интуицию и в лучшем случае на опыт соседей.

Системы земледелия, применявшиеся в Западной Европе до конца XVIII столетия, а в России и в XIX столетии, формировались эмпирически. Их построение было слабо связано с агрономической наукой. Долгое время многие системы земледелия даже не имели специальных названий и только через сотни лет получили их. Так, залежной и переложной стали называть системы земледелия в южных и центральных степных районах страны, подсечно-огневой и лесопольной в более северных, богатых лесом.

Продолжительность господства примитивных систем земледелия в различных странах была неодинакова. В России они сохранились на огромной площади до ХУ-ХУ1 столетий, а в отдаленных местностях - на юго-востоке, в Сибири и в северных губерниях европейской части страны - их перестали применять только в начале двадцатого столетия.

На смену примитивных систем пришли более интенсивные и, прежде всего паро-переложная и паровая. Переход к паровой системе позволил резко расширить площади посевов и увеличить производство зерна. На такой же площади, как и при залежной и переложной системе, стало возможным иметь посевов в 3-4 раза больше.

При правильной и своевременной паровой обработке каждого поля (один раз в 2-3 года) почва действительно очищалась от сорняков, а при регулярном внесении навоза несколько повышалось и её плодородие. Поскольку парование земли было главным фактором повышения её плодородия, логичным стало и название новой системы - паровая.

Однако, история земледелия показала, что пар без удобрений не стал средством восстановления плодородия почвы, очищения её от засоренности. Навоз в России, как правило, не использовали до конца XIX столетия, а если и использовали, то редко (раз в 6-9 лет) и небольшими дозами. Вследствие этих причин средняя урожайность зерновых культур при паровой системе была низкой и неустойчивой. Даже при соблюдении агрономических требований в паровой системе были два крупных недостатка. Под паром находилось много пашни (обычно от 1/3 до 1/2), и в посевах отсутствовали кормовые культуры.

В XVII и XVIII столетиях в ряде стран Западной Европы в отдельных имениях российских помещиков делаются попытки улучшить паровую систему земледелия (Крохалев Ф.С., 1960).Стали сокращаться площади под чистым паром, распахивались малопродуктивные луга. В ряде мест формировалось выгонное, или по выражению A.C. Ермолова (1901), многопольно травяная система земледелия. В ней половина площади пашни выделялась под сеянные многолетние травы, которые использовались на сено и выпас, а на остальной площади возделывали зерновые культуры.

В ряде случав на полях стали возделывать некоторые пропашные культуры -брюкву, турнепс, репу и, наконец, картофель. Так закладывались практические основы плодопеременной (плодосменной) системы земледелия. Основные положения этой системы были сформулированы лишь во второй половине XVIII столетия А.Юнгом (Англия), А.Тэером и др. Из русских ученых мнЬго сделали в развитии учения о плодосмене А.Т. Болотов и Н.М. Комов (Нарциссов В.П., 1976). Сущность плодопеременной системы сводилась к следующему:

-отказ от чистого пара;

-возделывание не только зерновых культур, но и пропашных, многолетних бобовых трав в равной пропорции;

-недопустимость повторения в посевах на одном месте культур одной группы даже два раза подряд, культуры «обогащающие» и «истощающие» необходимо ежегодно чередовать;

- природные кормовые угодья использовать под пашню, где может быть организовано производство кормов.

Строгий порядок чередования культур в посеве несколько осложнял ведение хозяйства, но и обеспечивал защиту культур от повреждения многими вредителями и болезнями, создавал условия для очищения почвы от сорняков и равномерного использования из неё питательных веществ. В Англии, Бельгии, Германии за 70-80 лет освоения плодосмена урожаи зерна более чем удвоились. Попытки перенести данную систему земледелия на поля России делались неоднократно ещё в конце XVTII и начале XIX столетий.

Одной из важных причин, препятствующих внедрению плодосмена на русской земле, были особенности нашего экспорта. Основным товарным продуктом являлось зерно и частично лён. Плодосмен же не обеспечивал роста посевных площадей под зерновыми культурами, они даже сокращались по сравнению с паровой трехполкой. Серьезным препятствием явились и более суровые природные условия, особенно часто повторяющиеся засухи.

Настойчивые попытки установить причины неудач в земледелии того времени предпринимались многими выдающимися учеными второй половины XIX столетия - A.B. Световым, Д.Н. Менделеевым, К.А. Тимирязевым и др.

В результате продолжительных исследований В.В. Докучаева, П.А. Костыче-ва, A.A. Измаильского было установлено решающее значение в регулировании водного режима, а следовательно, в борьбе за урожай в черноземах мелкокомковатого водопрочно-структурного состояния почвы. Было доказано, что неустойчивость урожаев и их резкое падение в засушливые годы объясняются, как правило, не абсолютным недостатком осадков в течение года, а неспособностью распыленной почвы накопить и сохранить воду для использования посевами в течение вегетационного периода (Нарциссов В.П., 1976).

Мысли, высказанные В.В. Докучаевым, П.А. Костычевым и др., а также собственные исследования роли почвенной структуры^ позволили академику В.Р. Вильямсу к 30-м годам XX столетия сформулировать основные положения новой системы земледелия^названой им травопольной (Вильяме В.Р., 1939, 1949).

Одной из главных основ её являлось утверждение решающей роли в земледелии всех зон страны мелкокомковатой и водопрочной структуры почвы. Многолетние злаково-бобовые травосмеси в сочетании с ежегодной культурной вспашкой признавались единственными структурообразователями. Возделывание же любых однолетних растений в полевых условиях связывалось с неизбежным ухудшением структуры, а следовательно, и снижением плодородия почвы.

По мнению ряда авторов (Мальцев Т.С., Каштанов А.Н. и др.)?травопольная система земледелия В.Р. Вильямса также имела ряд грубых ошибок:

1.Из-за резко различных природных и экономических условий зон страны невозможно создать такую систему земледелия, которая была бы одинаково высокоэффективной для засушливых и увлажненных районов с различной структурой посевов, степенью интенсивности и на различных почвах.

2. Показатели плодородия почвы разнообразны. Одним из них является структурное состояние. Недопустимо подчинять всю агротехнику только задаче поддержания почвы в структурном состоянии.

3.Многие почвы не становятся водопрочно-структурными даже при полном осуществлении комплекса травопольной системы. На это обстоятельство ещё в 1929 г. обращал внимание академик Н.М. Тулайков: «Мы^работники засушливого земледелия, имеем дело с почвами, которые не обладают способностью образовывать структуру. Это почвы каштановые, бурые...» (Тулайков Н.М., 1962).

4.В борьбе за повышение почвенного плодородия он преувеличил значение биологических факторов и недооценил воздействие человека.

5.Улучшение структуры в определенных условиях может происходить не только под действием многолетних трав, но и другими путями (например 9 однолетних культур).

6.Удобрения высокоэффективны не только на структурных, но и на бесструктурных почвах.

Несмотря на ошибочность положений травопольной системы, недопустимо отрицать ее в целом.

К числу высокоэффективных систем земледелия, характеризующихся большой энергоёмкостью, универсальной химизацией, широким использованием мелиоративных приемов^относится пропашная система (Наливайко Г.А., 1962).

В ней наиболее активными средствами воздействия на почву являются механические обработки, обильное применение удобрений. Не менее 50% площади в которой занимают пропашные культуры. Это трудонапряженная система равнинных , не подверженных эрозии земель.

Главной причиной неудач с освоением пропашной системы в СССР был шаблонный подход к её проектированию и освоению, без достаточного учета природных условий и материально-технических возможностей.

За последние 120-130 лет особенно возросла роль сельскохозяйственных наук в повышении плодородия почвы и получении высоких урожаев. На фоне этих достижений решающее значение приобрело создание таких систем земледелия, которые полностью соответствовали бы местным условиям и особенностям, а также материальным ресурсам, находящимся в распоряжении хозяйства (Нарциссов В.П., 1976).

До настоящего времени сохранила свою ценность мысль, высказанная по этому поводу A.C. Ермоловым (1894): «Не только в оной стране, но даже в одной местности, в одном имении, одни и те же формы полеводства могут оказаться неприемлемыми».

Какая бы система земледелия не осуществлялась, база её должна быть научно и практически обосно�