Продукционный процесс сельскохозяйственных культур в зависимости от агрофона в горных агроландшафтах

Томаева, Ильмира Ильинична

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Продукционный процесс сельскохозяйственных культур в зависимости от агрофона в горных агроландшафтах
ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Продукционный процесс сельскохозяйственных культур в зависимости от агрофона в горных агроландшафтах"

На правах рукописи УДК 631.5; 631.51; 631.613

томаева ильмира ильинична

продукционный процесс сельскохозяйственных культур

в зависимости от агрофона в горных агроландшафтах (на примере рсо-алания)

06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ВЛАДИКАВКАЗ - 2005

Работа выполнена на кафедре общего и мелиоративного земледелия ФГОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет» в 2002-2004гт.

Научный руководитель - Зав. кафедрой общего и мелиоративного земледелия, доктор с.-х. наук, профессор Адиньяев Эмануил Данаевич

Официальные оппоненты: - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Фарниев Александр Тимофеевич

кандидат сельскохозяйственных наук, с.н. с. Уртаев Олег Ахсарбекович

Ведущая организация - ФГУ Станция агрохимической службы

«Северо-Осетинская»

Защита состоится «30» декабря 2005г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 220.023.02 при ФГОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет», адрес: 362040, г. Владикавказ, ул. Кирова, 37

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ФГОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «30» ноября 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета доцент

2^455"

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Растениеводство является важнейшей отраслью практической деятельности, направленной на обеспечение населения продуктами питания.

Постоянный рост объемов сельскохозяйственного производства представляет собой выражение всей аграрной стратегии и составляет конечную цель любого научного поиска в аграрной сфере. Одним из основных резервов для решения указанной задачи в РСО-Алания является освоение горных территорий под нужды сельскохозяйственного производства.

Вместе с тем развитие растениеводства, в частности полеводства, в горной зоне сдерживается в силу отсутствия высокоэффективных технологий возделывания полевых культур. Существующие рекомендации недостаточно учитывают природно-климатические условия и материально-техническую оснащенность производства в горных регионах.

Разработка технологии выращивания полевых культур в первую очередь предполагает оптимизацию всех факторов жизни растений в целях создания благоприятных условий функционирования культурных посевов.

В совокупности решение указанной задачи основано на целенаправленном воздействии на почвенный покров. Как свидетельствует практика сельскохозяйственного производства, в первую очередь, необходимо оптимизировать водно-воздушный и пищевой режимы почвы.

В этой связи важнейшее значение имеет обработка почвы и внесение удобрений. Учитывая специфику горных почв, связанную с особенностями материнской породы и отличительными свойствами генезиса, одной из первоочередных задач следует считать выбор оптимального сочетания органических и минеральных форм удобрений. С другой стороны важным условием воздействия на водно-воздушный режим и эффективность внесения удобрений является обработка почв.

Изучение продукционного процесса культурных растений, установление факторов и их оптимальных параметров, позволяющих целенаправленно влиять на рост, развитие, продуктивность и качество урожая, представляют важнейшую задачу современной сельскохозяйственной науки. В этой связи очевидна актуальность предполагаемого круга вопросов. Разработка эффективных технологических приемов возделывания различных по агротехнике и биологии культур позволит существенно повысить эффективность сельскохозяйственного производства в горных районах РСО-Алания, будет являться базисной моделью для совершенствования всей системы земледелия горных регионов Северного Кавказа, а вместе с тем обеспечит развитие теоретических основ повышения продуктивности аграрного производства горных регионов в целом.

Цель и задачи исследований. Изучить влияние удобрений и различных способов обработки почвы на показатели плодородия п^чЩ^р^^Щ^^ТГ^отосинте-

3 1 БИБЛИОТЕКА ]

! ¿^Ж

——......... „*

тическую деятельность сельскохозяйственных культур в стационарном полевом севообороте в условиях субальпийского пояса на склонах 5-8° крутизны.

Задачи экспериментальной работы:

- выявить влияние удобрений и способов обработки почвы на динамику пищевого режима и содержание тяжелых металлов в горно-луговых почвах;

- изучить влияние способов обработки почвы и удобрений на рост и развитие сельскохозяйственных культур;

- установить особенности формирования площади листьев, фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза различными культурами в зависимости от способов обработки почвы и удобрений;

- определить урожайность и качество продукции изучаемых культур;

- определить влияние способов обработки почвы и удобрений на содержание тяжелых металлов в урожае;

- рассчитать экономическую и энергетическую целесообразность возделывания культур в горной зоне.

Научная новизна заключается в том, что впервые в условиях субальпийского пояса Северной Осетии разработаны агроприемы, обеспечивающие повышение плодородия почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.

Исследования являются составной частью тематического плача НИР Горского ГАУ, государственный регистрационный № 01.09.80003166.

На защиту выносится:

1. Результаты исследований по пищевому режиму и содержанию тяжелых металлов в почве;

2. Рост, развитие и фотосинтетическая деятельность посевов сельскохозяйственных культур, усвоение ими солнечной энергии при применении удобрений с различной обработкой почвы;

3. Урожайность и качество продукции в зависимости от удобрений и способов обработки почвы;

4. Содержание тяжелых металлов в продукции в зависимости от изучаемых arpo приемов;

5. Экономическая и энергетическая оценка возделываемых сельскохозяйственных культур.

Практическая значимость и реализация результатов. Разработанные рекомендации прошли производственную проверку на горном опорном пункте СКНИ-ИГПСХ в с. Даргавс на площади 8 га (2 га - в 2002г., 3 га - в 2003г. и Зга - в 2004г.) с экономической эффективностью - при возделывании вико-овсяной травосмеси -3926-6532 руб./га, озимой рожи - 4640-7762 руб./га, и картофеля - 38862-44182 руб./га.

' "" "" ¡ 4 Í 1

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались на кафедре общего и мелиоративного земледелия ГГАУ в 2002-2005гг., межвузовской конференции «2002 год гор» (Владикавказ, 2002), III Северо-Кавказской региональной конференции «Студенческая наука экологии России» (Владикавказ, 2003), IV Северо-Кавказской региональной конференции «Студенческая наука экологии России» (Владикавказ, 2004),V Северо-Кавказской региональной конференции «Студенческая наука экологии России» (Владикавказ, 2005), а также в сборнике «Труды молодых ученых»ВНЦ РАН (Владикавказ, 20042005гг.) №3 и №1, «Труды молодых ученых» Горского ГАУ (Владикавказ, 2004) вып. 2, I Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки», (Владикавказ, 2005), Материалы международной научно-производственной конференции «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа повышения продуктивности и производства экологически чистой продукции животноводства» (Владикавказ, 2005). По результатам исследований опубликовано 9 научных работ.

Место и годы проведения опытов. Работа выполнялась в 2002-2004гг. на кафедре общего и мелиоративного земледелия Горского государственного аграрного университета. Полевые опыты закладывались в стационарном полевом севообороте ОПХ «Горное» СКНЙИ ГПСХ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация изложена на 173 страницах машинописного текста. Состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 208 наименований, в том числе 15 иностранных авторов.

Работа содержит 45 таблиц, 32 рисунка, 1 схему и 57 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований

Наши исследования проводились в субальпийском поясе, включающего серию котловин, в том числе Даргавскую.

Климат Даргавской котловины умеренно континентальный, относительно мягкий. Среднегодовая температура воздуха зимой составляет -4,0°С, весной +4,8°С, летом +14,5°С и осенью +6,3°С. Количество осадков в котловине невелико В среднем за год выпадает 540 мм со следующим распределением по временам года: весна -166мм, лето - 246 мм, осень - 97 мм, зима - 36 мм Продолжительность безморозного периода от 127 до 203, в среднем 154 дня. Скорость ветра в котловине незначительна. Сумма положительных температур равна 2370°С.

Почва опытного участка относится к горно-луговой субальпийской выщелоченной с перегнойло-иллювиалькым горизонтом, суглинисто-щебнистой - на элювии

глинистых сланцев. Характерной особенностью этих почй является высокое содержание в них дресвы до 30,5% и кислая реакция почвенного раствора.

Исследования проводились в 2002-2004 гг. на склонах северной экспозиции с крутизной 5 - 8°.

Опыт размещен методом организованных повторений, повторность опыта трехкратная, метод размещения вариантов рендомизированный, форма делянки прямоугольная. Общая площадь делянки 20м2, а опыта всего 1440м2.

Схема опыта:

Безотвальная обработка (чизелевание)

Без удобрений

Отвальная обработка (вспашка)

Овес + вика Озимая рожь Картофель

Навоз

ИРК + навоз

Овес + вика Озимая рожь Картофель

Примечание■ нормы удобрений рассчитывались на программированный уровень урожая, овес + вика порядка 80 ц/га сена (ЫцоР-юКю. навоз ЗОт/га, N41^3^20 + 15 т/га), озимая рожь 60 ц/га (НюоРхоКю, навоз 40т/га, ЫщР^аК^ + 20 т/га) и картофель 300 ц/га МгоРюоКм навоз 50т/га, ЫбоРзоКбо + 25 т/га).

Закладку опыта, фенологические наблюдения, статистическую обработку полученных данных проводили по общепринятым методикам. Из органических удобрений вносили полуперепревший навоз, из минеральных - нитроаммофоску. Расчетные дозы минеральных удобрений вносили в три приема: под вспашку, при посеве и в виде подкормки.

В исследованиях проводились следующие фенологические наблюдения за ростом и развитием растений.

1. Наступление фаз. За начало наступления той или иной фазы принимается наличие определенного признака у 10-15 % растений, полная фаза отмечалась при наличии у 75% растений.

2. Густота посева, посадки определялась в 5-ти стандартных площадках на 1 м 2, расположенных по диагонали делянки.

3 Линейный рост растений по вариантам определяли по основным фазам роста и развития в 10 точках делянки.

4. Накопление сухого вещества определяли по основным фазам роста развития растений.

5. Площадь листьев учитывали как методом высечек, так и расчетным методом в зависимости от биологии культуры (М. К. Каюмов, 1978, 1986, 1989).

6. Фотосинтетический потенциал (ФП) посева (м2 /га хсутки) определяли по А.А. Ничипоровичу, 1963.

7. Отбор почвенных образцов на химические анализы проводили в три срока: начало, середина и конец вегетации. Смешанные почвенные образцы отбирали в слое 0-20,20-40см.

8. Нитраты определяли по Грандваль-Ляжу, аммиачный азот по Коневу, недвижный фосфор и обменный калий определяли в одной вытяжке по Чирикову.

9. Содержание тяжелых металлов определяли атомно-абсорционным методом по В.Г. Минееву, 2001.

10. Учет урожая проводился уборкой сплошным методом и взвешиванием. В дальнейшем урожай пересчитывался на 100% чистоту и кондиционную влажность.

11 Химический и качественный состав продукции определялся: крахмал - поляриметрическим методом (по Эверсу), NPK - по методу Пиневич в модификации Куркаева, полученный азот отгоняли в аппарате Кьельдаля и результат пересчитывали на белок (коэффициент для зерна озимой ржи - 5,7, для вико-овсяной травосмеси -6,25), жир - методом Рушковского, зола - методом сжигания органического вещества в муфельной печи, витамин «С» по Мурри, содержание тяжелых металлов в растениях по Л.А. Ермаченко, 1997.

12. Все описанные выше наблюдения и учеты, отбор почвенных, растительных образцов проводились в трех несопряженных повторениях.

13. Расчеты антропогенных энергетических затрат и эффективность возделывания культур проводились согласно методике В.M Володина (1989); В.В. Коринец (1985), экономической эффективности - Т.Ф. Персиковой, Н.В. Винниковой, 2000, Н.Я. Коваленко, 1998.

14. Статистическая обработка результатов исследований проводилась согласно общепринятым методикам по Б.А. Доспехову (1972) с использованием компьютерных программ Microsoft Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

X. Влияние различных способов обработки почвы и удобрений на динамику пищевого режима и содержание тяжелых металлов

Получение высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур в горных условиях возможно при гармоничном, сбалансированном обеспечении растений основными элементами питания в соответствии с их потребностями на протяжении вегетации.

Максимальным содержанием аммиачного азота (]ЧН4) в Почве отличались посевы картофеля - 2,51-3,30мг (начало вегетации) и 2,54-3,20мг (конец вегетации). Наибольшее содержание КН4 установлено при внесении органо-минеральных удобрений, а лучшим из способов обработки являлся безотвальный (чизелевание).

Различные способы обработки почвы и удобрения оказывали незначительное влияние на сезонную динамику нитратов. Удобрения увеличивали их содержание под вико-овсяной травосмесью - на 0,42-0,96 (в начале), 0,14-0,40 (в середине) и 0,21-0,66 (в конце вегетации), озимой рожью - на 0,43-0,65, 0,65-0,88 и 0,33-0,66, картофелем -на 0,34-0,19,0,13-0,18 и 0,04-0,05 мг/100г почвы.

Безотвальная обработка (чизелевание) приводила к большему накоплению подвижного фосфора в почве, чем вспашка, в виду меньшего его потребления растениями. Количество Р205 по сравнению с контролем (без удобрений) увеличивалось при внесении органо-минеральных удобрений по срокам вегетации на посевах: вико-овсяной травосмеси - на 1,45-1,18, 0,92-0,77 и 1,33-1,42, озимой ржи - на 1,08-0,81, 0,94-0,75 и 0,71-1,05 и картофеля - на 1,1-0,89,0,49-0,18 и 1,04-0,9 мг/ЮОг почвы.

Максимальное содержание Р205 (10,92-11,03мг) отмечалось на посевах вико-овсяной травосмеси при внесении удобрений, что было выше контроля (без удобрений) на 15,3-11,9%.

Внесение органо-минеральных удобрений улучшало калийный режим горнолуговых почв, которое по сравнению с контролем повысило его содержание в посевах- вико-овсяной травосмеси - на 2,38-2,44, 3,1-2,97 и 2,67-2,25, озимой ржи - на 2,11-0,48, 1,71-1,39, и 1,3-0,46 и картофеля-на 2,26-2,65, 2,67-2,59 и 1,84-2,67мг/1 ООг почвы. Наибольшее количество К20 было обнаружено в почве по периодам вегетации на посевах картофеля при внесении органо-минеральных удобрений, что превышало контроль соответственно на 15,3-19,19, 26,2-27,0 и 12,3-19,6% Лучшей из обработок была вспашка.

Различные способы обработки почвы и применение удобрений не влияли на накопление в почве тяжелых металлов, а в некоторых случаях способствовали даже их снижению (Ъл - на 2,7%, Си - 3,3%).

2. Рост, развитие и фотосинтетическая деятельность сельскохозяйственных культур в зависимости от способов обработки почвы и удобрений Взаимодействие растительного ценоза с внешней средой в значительной мере осуществляется через лист, при помощи которого идет улавливание энергии солнечного света, усвоение углекислого газа и транспирация. В этой связи важнейшими физиологическими характеристиками посева являются площадь листовой поверхности, размер фотосинтетического потенциала, размер накопленной биомассы и чистая продуктивность фотосинтеза.

Применение минеральных, органических удобрений и их смесей способствовало лучшему росту растений. Из различных способов обработки почвы большее влияние оказывала отвальная обработка (табл. 1).

Таблица 1

Показатели фотосинтетической деятельности полевых культур __(ср. за 2002-2004гг.) ____

Способ обработки Фон 1 Культуры Максимальная площадь дистьев, тыс. м /га Суммарный фо-тосинтетичес-кий потенциал млн. м /га х су-| тки 1 Сухое вещество, ц/га Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), г/м х сут. 1- КПД ФАР, %

Отвальная обработка (вспашка) Без удобрений Овес + вика 32,33 1,070 56,99 5,50 2,03

Озимая рожь 30,48 1,479 102,69 7,74 2,76

Картофель 23,64 0,707 59,66 8,39 1,99

Овес + вика 44,60 1,477 92,15 6,64 3,38

Озимая рожь 39,27 1,848 ¡28,00 8,94 3,78

Картофель 35,59 0,969 110,81 9,95 3,45

Навоз Овес + вика 39,87 1,289 74,74 6,00 2,82

Озимая рожь 34,27 1,586 119,47 7,99 3,16

Картофель 28,15 0,766 81,39 8,94 2,68

1ЧРК + навоз Овес + вика 42,33 1,330 82,72 6,43 2,98

Озимая рожь 37,05 1,749 124,92 8,74 3,61

Картофель 32,57 0,934 89,22 9,59 3,01

Безотвальная обработка (чизеле-вание) Без удобрений Овес + вика 30,16 1,010 51,92 5,34 1,84

Озимая рожь 28,63 1,406 95,26 7,50 2,54

Картофель 21,22 0,639 51,42 7,95 1,72

ЫРК Овес + вика 41,19 1,402 88,79 6,31 2,97

Озимая рожь 36,84 1,798 123,05 8,74 3,42

Картофель 31,60 0,878 91,84 9,36 2,99

Навоз Овес + вика 35,87 1,188 66,76 5,77 2,49

Озимая рожь 32,24 1,530 108,20 7,75 2,98

Картофель 29,09 0,698 71,09 8,36 2,22

МРК + навоз Овес + вика 39,44 1,261 74,66 6,14 2,68

Озимая рожь 34,58 1,663 113,12 8,32 3,29

Картофель 28,98 0,833 75,55 9,04 2,57

Высота растений вико-овсяной травосмеси была выше по сравнению с контролем при внесении минеральных удобрений - на 17,2-21,5%, органических - на 7,610,9% и совместном их внесении - на 13,7-15,4%. Посевы озимой ржи превышали контрольный вариант (без удобрений) соответственно на 17,4-20,4% (минеральный фон), 11,8-12,2% (органический фон) и 14,6-15,4% (органо-минеральный фон). На фоне минеральных удобрений высота растений картофеля составила 59,3-55,7 см, что было на 29,7-34,8% выше контроля, органических - на 12,0-18,2% и органоминераль-ных-на 21,9-21,4%.

Наибольшую листовую поверхность растения формировали на удобренных вариантах при отвальной обработке почвы. Внесение минеральных удобрений приводило к росту листовой поверхности по сравнению с контролем на 38,1-38,9% (вико-овсяная травосмесь), 28,8-28,6% (озимая рожь) и 50,5-48,9% (картофель). При внесении лишь одного навоза площадь листьев возрастала соответственно на 23,3-18,9% (вико-овсяная травосмесь), 12,4-12,6% (озимая рожь) и 19,0-22,9% (картофель).

Совместное применение органо-минеральных удобрений превышало контрольный показатель на 30,9-30,7% (вико-овсяная травосмесь), 21,6-20,8% (озимая рожь) и 37,8-36,5% (картофель). При этом относительно низкие показатели фотосинтетической деятельности были отмечены на вариантах с картофелем.

Наивысший суммарный фотосинтетический потенциал (ХФП) отмечен в посевах озимой ржи: по минеральному фону он составил 1,848-1,798 мли.м2/га х дни, а при внесении навоза и его смеси с минеральными удобрениями соответственно 1,5861,530 млн.м2/га * дни; 1,749-1,663 млн.м2/га * дни. Отвальная обработка почвы по сравнению с чизелеванием повышала £ФП на 5,3-8,5% на посевах вико-овсяной травосмеси, на 3,3-5,2% у озимой ржи и на 9,7-12,1% у картофеля.

При отвальной вспашке органического вещества в растениях накапливалось больше, чем при чизелевании. Динамика накопления сухого вещества характеризовалась тем, что наибольшее его количество установлено в посевах озимой ржи при внесении минеральных удобрений (123,05-128,00 ц/га).

Несколько меньше накапливалось сухого вещества (119,47-108,20 ц/га) при внесении навоза и его смеси с минеральными удобрениями - 124,92-113,12 ц/га. В посевах вико-овсяной травосмеси и картофеля накопление сухого вещества характеризовалось аналогичной последовательностью; наиббльшее его количество образовывалось при внесении минеральных удобрений, затем органо-минеральных и органических.

Показатели ЧПФ в посевах вико-овсяной травосмеси, озимой ржи и картофеля при внесении удобрений были значительно выше.

Применение минеральных, органических удобрений и их смесей под вико-овсяную травосмесь обеспечивало повышение ЧПФ по сравнению с контролем соответственно на 20,7, 9,1 и 17,1% (на вспашке) и 18,1, 8,0 и 14,9% (при чизелевании).

Удобрения, внесенные под озимую рожь, способствовали повышению ЧПФ (в зависимости от способов обработки почвы) на 3,2-15,5% и 3,3-16,5% по сравнению с неудобренным контролем.

На посевах картофеля превышение ЧПФ относительно контрольного варианта составило соответственно 6,7-18,6% (на вспашке) и 5,1-17,7% (при чизелевании).

Вико-овсяная травосмесь и картофель (согласно классификации А.А. Ничипо-ровича, 1961) имели хороший КПД ФАР (1,5-3,0%), а посевы озимой ржи - высокие показатели (3,78-3,61%).

3. урожайность и качество сельскохозяйственных культур в зависимости от агрофона

Урожай сельскохозяйственных культур формируется в процессе фотосинтеза в результате использования солнечной радиации и множества различных факторов, сумма которых определяет численное значение величины урожая. Величина урожайности зависит от сложного комплекса агротехнических, биологических, почвенных и метеорологических условий и служит наиболее четким индикатором любых их изменений (табл. 2).

Из различных способов обработки почвы наибольшее влияние на продуктивность вико-овсяной травосмеси оказывала вспашка Урожай кормосмеси (в ср. за 3 года) повышался по сравнению с чизелеванием на 22,5ц - без внесения удобрений, 33,2ц - на фойе ^РуоК^ь 38,4ц - при внесении 30т навоза и на 42,3ц - при совместном внесении ^„Р^Кго + навоз 15т/га. Высокой продуктивностью посевы отличались при внесении одних минеральных удобрений. Средний урожай за Зг здесь составил 386,7-419,9ц и был выше контроля на 121,9-132,6ц, органических удобрений - на 41,1 -54,1, и их смесей - на 13,3-22,4ц/га.

Отвальная обработка почвы по сравнению с поверхностной обеспечивала повышение продуктивности озимой ржи на 3,0 ц/га (8,0%) без внесения удобрений. Внесение же минеральных и органо-минеральных удобрений сопровождалось дальнейшим ростом урожая зерна на 7,5-12,5ц/га (20,1-31,0%). При внесении Г^юоРвоК«) прибавка по сравнению с контролем составила 12,5 ц/га (31,0%). Вариант с внесением органических удобрений (навоз 40т/га) обеспечил дополнительно 8,4 (20,8%), а орга-но-минерапьный фон (^оР^Кзо + навоз 20т/га) -11,1 ц/га (27,5%).

Установлено, что лучшим способом обработки почвы под картофель является отвальная вспашка. Урожайность картофеля на неудобренном фоне составила 167,2 ц/га, а при внесении удобрений она была выше на 67,3-86,6 ц/га. При безотвальной обработке почвы без внесения удобрений урожайность клубней была ниже на 19,1 ц/га, а при внесении удобрений - на 10,1-15,8 ц/га.

Внесение удобрений способствовало улучшению качества продукции (табл. 35).

Таблица 2

Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от способов обработки почвы и удобрений, ц/га

Варианты Отвальная обработка (вспашка) Безотвальная обработка (чизелевание)

2002г. 2003г. 2004г. Ср. за 3 г. Прибавка 2002г. 2003г. 2004г. Ср. за 3 г. Прибавка

ц/га | % ц/га | %

Овес + вика

Без удобрений 247,6 302,6 311,9 287,3 - - 236,7 276,9 281,0 264,8 - -

^0Р7оК40 377,0 431,8 451,0 419,9 132,6 46,1 351,4 397,6 411,1 386,7 121,9 46,0

Навоз, ЗОт/га 300,9 376,1 436,0 371,0 83,7 29,1 284,7 343,3 369,8 332,6 67,8 25,6

К4оРз5К2о+навоз, 15 т/га 356,8 407,3 455,7 406,6 119,3 41,5 337,1 358,3 397,3 364,3 99,5 37,5

НСРо.5 (А) 11,63 14,61 22,18 НСР0.5 (В) 16,45 20,66 31,37

Озимая пожь

Без удобрений 35,7 41,8 43,4 40,3 - - 34,0 38,5 39,4 37,3 - -

М.оЛоК«, 47,0 54,8 56,6 52,8 12,5 31,0 45,1 50,8 51,1 49,0 11,7 "31,3

Навоз, 40т/га 42,7 49,1 54,5 48,7 8,4 20,8 40,1 45,3 47,7 44,8 7,5 20,1

N50 Рад К.30 +навоз, 20 т/га 45,7 52,2 56,4 51,4 11,1 27,5 44,0 47,7 50,0 47,3 10,0 26,8

НСРоз (А) 3,00 2,59 2,76 НСР 0.5 (В) 4,25 3,67 3,90

Картофель

Без удобрений 191,4 176,3 134,1 167,2 - - 178,7 154,4 111,3 148,1 - -

^12оРкюК]20 307,7 256,5 197,3 253,8 86,6 51,8 282,4 226,5 165,1 224,6 76,5 51,6

Навоз, 50т/га 281,9 230,1 191,6 234,5 67,3 40,2 251,3 199,0 148,5 199,6 51,5 34,7

N60 Р50 К«о+навоз, 25 т/га 292,6 246,5 197,5 245,5 78,3 47,0 267,9 212,5 157,9 212,8 64,7 43,6

НСР0,5 (А) 12,99 8,84 9,83 НСР0,5 (В) 18,37 12,50 13,91

НСРо,5: фактор А (обработка) фактор В(удобрения)

Таблица 3

Качество вико-овсяной травосмеси в зависимости от способов обработки почвы и видов удобрений_

Содержание в продукции,%

Способ обработки Варианты Сухое вещество Крахмал Белок Зола Жир Азот Фосфор Калий

чэ Без удобрений 20,72 36,36 17,37 8,78 4,89 2,78 0,49 0,52

3 £ I я ё § N„(^70*40 22,0 44,14 20,87 8,85 5,87 3,34 0,66 0,63

§ ^ ™ Д ГО г> Навоз, 30 т/га 20,92 40,97 20,06 8,22 5,52 3,21 0,62 0,59

о N40 Р35 К20 +навоз, 15 т/га 21,28 41,46 20,81 8,79 5,42 3,33 0,58 0,60

3 5 о Без удобрений 20,77 38,50 17,44 8,72 5,07 2,79 0,54 0,58

Е2 « 1 § £ 2 ^Р7оК40 21,81 43,76 20,81 8,89 5,91 3,33 0,68 0,67

р о ■ Р ,х о Навоз, 30 т/га 20,69 41,45 20,25 8,41 5,59 3,24 0,67 0,65

С .о. я г П Ю и О N40 Р35 К20 +навоз, 15 т/га 21,20 42,54 20,56 8,60 5,31 3,29 0,60 0,61

Минеральные удобрения (КяоРтоКцо) повышали содержание азота (К) в вико-овсяной травосмеси на 0,56-0,54%, органические (навоз ЗОт/га) - на 0,43-0,45%, а сочетание навоза с минеральными удобрениями (навоза 15т/га + К^Рз/Дго) " на 0,550,50%. Содержание фосфора (Р2О5) также повышалось соответственно на. М8()Р70К40 -0,17-0,14%, навоз (ЗОт/га) - 0,13-0,13% и навоз (15т/га) + N-,<^35^20 + 0,09-0,06%. Менее заметное увеличение установлено по калию (К2О), которое составило соответственно: 0,11-0,09,0,07-0,07 и 0,02-0,03%.

, Таблица 4 Качество зерна озимой ржи в зависимости от способов обработки почвы и видов удобрений_

Способ обработки Варианты Содержание в продукции, %

Сухое вещество Крахмал Белок Зола в- к Азот Фосфор Калий

Отвальная обработка (вспашка) Без удобрений 85,63 56,46 10,77 1,73 1,79 1,89 0,74 0,55

1^ЮоР|И)К4о 85,75 59,0 12,65 1,80 2,0 2,22 0,89 0,62

Навоз, 40т/га 85,57 56,56 12,14 1,69 1,89 2,13 0,83 0,67

N50 Р40 К30 +навоз, 20 т/га 85,45 57,37 13,11 1,63 1,82 2,30 0,93 0,59

Безотвальная обработка(чи-зелевание) Без удобрений 85,59 56,05 10,14 1,75 1,79 1,78 0,72 0,56

Г^ооРиоКбо 85,95 57,64 12,42 1,85 1,99 2,18 0,92 0,65

Навоз, 40т/га 85,39 55,63 12,59 1,79 1,86 2,21 0,90 0,73

N50 Р40 К30 +навоз, 20 т/га 85,29 56,53 13,56 1,67 1,86 2,38 0,93 0,79

Наибольшее влияние на качество зерна озимой ржи оказало совместное внесение органических и минеральных удобрений (Ы - 2,30-2,38%, Р205 - 0,93-0,93 и К20 -0,79%), что было выше контроля по: N - 0,41-0,60, Р205 - 0,19-0,21 и К20 -0,120,23%. При этом содержание белка в зерне повышалось на 1,88-3,42% в зависимости от способа обработки почвы.

Наибольшее содержание сухого вещества (19,85 и 24,55%) и крахмала (14,1218,75%) отмечалось в клубнях картофеля при внесении навоза (50т/га), что было выше контроля на 3,3-4,1% и 3,41-4,10%.

Таблица 5

Качество клубней картофеля в зависимости от способов обработки почвы и видов удобрений_

Способ обработки Варианты Содержание в продукции, %

Сухое вещество Крахмал Белок Зола Витамин «С» мг/%

Отвальная ! обработка Без удобрений 16,55 10,71 2,42 1,06 0,50

М120РкюК.120 18,05 12,30 2,35 1,14 0,37

Навоз, 50т/га 19,85 14,12 2,41 1,16 0,40

N60 Р50 К/,0 +навоз, 25 т/га 19,60 13,80 2,35 1,44 0,32

Безотвальная обработка (чизелевание) Без удобрений 20,45 14,65 2,95 1,51 0,42

21,40 15,80 2,76 1,59 0,45

Навоз, 50т/га 24,55 18,75 2,37 1,56 0,40

N«1Р50 К-бо +навоз, 25 т/га 23,25 17,45 2,42 1,25 0,50

Минеральные удобрения повышали содержание в вико-овсяной травосмеси Си - на 36,6%, Ъл -на 2,7%, Со - на 41,7% по сравнению с контролем. Отвальная обработка почвы приводила к незяачительному повышению содержания тяжелых металлов в корме (7л\ - на 0,7%, Си - на 9,8%, Со - на 5,5%) по сравнению с чизелеванием (рис. 1).

Зерно озимой ржи отличалось повышенным содержанием тяжелых металлов на фоне НИ)0Р80К60, а внесение как одного навоза (40т/га), так и совместное внесение его с минеральными удобрениями приводило к повышению содержания Хп на 31,0-20,6% (рис. 2).

Использование навоза (40т/га) превысило содержание Си на 15,9-46,2% по сравнению с контролем. Совместное внесение органо-минеральных удобрений приводило к снижению содержания Си на 2,2% по сравнению с контролем.

Применение минеральных удобрений под картофель повышало содержание Zn на 11,8%, Си на 26,2% по сравнению с контролем, а Со снижало на 7,1%. Внесение

навоза (50т/га) и его сочетания с минеральными удобрениями увеличивало содержание Ъъ на 12,4-11,8%, Си на 17,3-38,6% и Со на 3,3% (рис. 3).

Отвальная обработка (вспашка)

Б• i удобрений

N вОР 70К 40

Навоз ЗОт/га

BZn ВСи «Со

6 иотвальиая обработка (чизвлавание)

Во удобрении NIOP70K40 Нввоа ЗОт/га N40 Р i 5 К20

* наво г 1 5 т/г а

\q2n ИСи «ВCol

Рис. I. Содержание тяжелых металлов в вико-овсяной травосмеси

Отвальная обработка (в с л а щ « а )

[■Zn 1С и —С о ]

и г/кг

Отвальная обработка (вспашка)

ik ki кк ¡1

-ШШ^ - ВШш» ^ШЖл»_ЯШш*

Б»1 удобрений N 120Р 100К 120 Накоэ 50т/га N00 Р60 КвО

■ Zn яСи «С о

Безотвальная обработка (чиэалаваниа)

Ц ü it ä

&«»удобрвиий N120P100K120 Hiaai. SOr/га Ne0P50K«0

»hiioi, 2fi T/r*

|и?п ШСu ЩСГ~|

Рис. 3. Содержание тяжелых Металлов в клубнях картофеля

Содержание Zn в вико-овсяной травосмеси было ниже ПДК в 17-39, Си - 4,56,0 и Со - 25-40 раз. Зерно озимой ржи отличалось низким содержанием Zn - 19-30, Си - 5,7-4,3 и Со - 15-25 раз по сравнению с ПДК. Низким содержанием тяжелых металлов характеризовались клубни картофеля, в которых содержание Zn - 3,8-7,7, Си -1,9-2,7 и Со - 17-25 раз было ниже ПДК.

5. Экономическая и энергетическая эффективность возделываемых культур

Главной задачей в сельском хозяйстве при возделывании любой сельскохозяйственной культуры является обеспечение максимального выхода продукции с минимальными затратами.

Отвальная обработка почвы по сравнению с чизелеванием приводила к снижению себестоимости продукции на 5,1-7,5% у вико-овсяной травосмеси, на 5,9-7,2% - у озимой ржи и на 11,2-15,1% у картофеля. При этом условно чистый доход с 1 га повышался соответственно на: 891-1341; 754-1033 и 9099-17948 руб./га (табл. 6).

Внесение удобрений повышало общие затраты на 1 га на 2381-2606 руб./га при возделывании вико-овсяной травосмеси, на 3122-2460 руб./га - у озимой ржи и на 5320-5047 руб./га у картофеля.

Таблица 6

Экономическая и энергетическая эффективность полевых культур

в зависимости от удобрений и способов обработки почвы (ср. за 3 г.)

Способ обработки Фон Культуры 1_. «Г и л р 1- Себестоимость 1 ц, руб. Стоимость продукции, руб./га Условно чистый доход, руб./га Рентабельность, % Э, МДж/ц О Г)

1 Отвальная обработка (вспашка) Без удобрений Овес + вика 3926 13,7 12931 9005 229,3 37,6 8,6

Озимая рожь 4640 115,2 12090 7450 160,6 262,0 17,7

Картофель 38862 232,3 83633 44771 115,2 108,2 3,3

1МРК Овес + вика 6307 15,1 18897 12590 199,6 51,6 6,3

Озимая рожь 7100 134,5 15840 8740 123,1 442,2 10,2

Картофель 44124 174,0 126917 82792 188,0 129,1 2,8

Навоз Овес + вика 6532 18,1 16518 9987 153,0 40,3 8,1

Озимая рожь 7762 159,4 14550 6788 87,5 374,8 12,8

Картофель 44182 189,6 118517 74335 168,2 103,5 3,5

навоз Овес + вика 6440 16,0 17823 11383 177,0 45,7 7,1

Озимая рожь 7457 145,1 15420 7963 106,8 345,7 7,1

Картофель 44126 180,0 122767 78&И 178,2 114,7 3,1

Безотвальная обработка (чизеле-вание) Без удобрений Овес + вика 3804 14,4 11919 8114 213,3 39,2 8,3

Озимая рожь 4554 122,1 11250 6696 147,0 276,3 16,7

Картофель 38394 260,0 74066 35672 93,0 122,6 3,0

№К Овес + вика 615 16,0 17401 11249 183,0 54,0 6,0

Озимая рожь 6993 143,0 14700 7707 110,2 473,2 9,4

Картофель 43422 193,4 112333 68911 159,0 145,8 2,5

Навоз Овес + вика 6361 19,1 14732 8371 132,0 42,6 7,6

Озимая рожь 761 171,0 13200 5539 72,3 400,6 11,8

Картофель 43363 217,3 99750 5687 130,0 121,3 3,0

ОТК + навоз Овес + вика 6253 17,2 15996 9740 156,0 48,9 6,6

Озимая рожь 7366 155,4 14160 6794 92,2 386,2 12,0

Картофель 73441 204,1 10683 62942 145,0 134,1 2,7

Наибольший условно чистый доход с 1 га был получен при возделывании картофеля (82792-78641 и 68911-62942 руб.) на вариантах с минеральными и органическими удобрениями, который оказался выше контроля на 38021-33870 и 3323927270руб. при рентабельности 186,7-177,5 и 157,6-143,9%

Энергетическая эффективность в зависимости от способов обработки изменялась незначительно, при этом она была на 0,1-1,0 выше на вариантах с отвальной вспашкой. Наилучшие показатели энергетической эффективности (ЭЭ) установлены у вико-овсяной травосмеси и озимой ржи на контрольных вариантах (8,6-8,34 и 17,716,7), а у картофеля при внесении органических удобрений (3,5-3,0).

Самые низкие затраты энергии на производство единицы продукции (Э) выявлены при возделывании вико-овсяной травосмеси (от 37,6-39,2 без внесения удобрений до 40,3-54,0 МДж/ц при их внесении), а самые высокие (от 262,0-276,3 до 374,8473,2 МДж/ц) - у озимой ржи.

Удобрения повышали энергоемкость продукции (Э) на 6,0-19,3% (вспашка) и 9,4-18,9% (чизелевание), что связано с возрастанием антропогенной энергии (ЕАНЭ) в 1,5-2,0 раза.

Наиболее энергетически выгодно возделывать озимую рожь, у которой ЭЭ составило от 7,1-12,8 (при внесении удобрений) до 16,7-17,7 (без удобрений).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Максимальным содержанием аммиачного азота (N11^) в почве отличались посевы картофеля - 2,51-3,30мг (начало вегетации) и 2.54-3,20мг (конец вегетации). Наибольшее содержание >Ш4 установлено при внесении органо-минеральных удобрений на фоне безотвальной обработки почвы.

2. Различные способы обработки почвы и удобрения оказывали незначительное влияние на сезонную динамику нитратов, влияя лишь на размеры их накопления. Удобрения увеличивали их содержание под вико-овсяной травосмесью - на 0,42-0,96 (в начале), 0,14-0,40 (в^ередине) и 0,21-0,66 (в конце вегетации), озимой рожью - на 0,43-0,65, 0,65-0,88 и 0,33-0,66, картофелем - на 0,34-0,19, 0,13-0,18 и 0,04-0,05 мг/ЮОг почвы.

3. Безотвальная обработка (чизелевание) приводила к большему накоплению подвижного фосфора в почве, чем вспашка, в виду меньшего его потребления растениями. Количество Р205 по сравнению с контролем (без удобрений) увеличивалось при внесении органо-минеральных удобрений по срокам вегетации на посевах: вико-овсяной травосмеси - на 1,45-1,18, 0,92-0,77 и 1,33-1,42, озимой ржи - на 1,08-0,81, 0,94-0,75 и 0,71-1,05 и картофеля- на 1,1-0,89, 0,49-0,18 и 1,04-0,9 мг/ЮОг почвы.

4. Внесение органо-минеральных удобрений улучшало калийный режим горно-луговых почв, которое по сравнению с контролем повысило его содержание в посевах: вико-овсяной травосмеси - на 2,38-2,44, 3,1-2,97 и 2,67-2,25, озимой ржи - на 2,11-0,48, 1,71-1,39, и 1,3-0,46 и картофеля - на 2,26-2,65, 2,67-2,59 и 1,84-2,67мг/ЮОг почвы на фоне отвальной обработки почвы.

5. Различные способы обработки почвы и применение удобрений не влияли на накопление в почве тяжелых металлов, а в некоторых случаях способствовали даже их снижению {Ъп - на 2,7%, Си - 3,3%).

6. Применение минеральных, органических удобрений и их смеси на фоне отвальной обработки почвы способствовало лучшему росту растений (у вико-овсяной травосмеси - на 7,6-21,5%, озимой ржи - на 11,8-20,4% и картофеля на 12,0-34,80%) и

увеличению листовой поверхности растения. Внесение минеральных удобрений приводило к росту листовой поверхности по сравнению с контролем соответственно по культурам: на 38,1-38,9%, 28,8-28,6% и 50,5-48,9%. При внесении одного навоза площадь листьев возрастала соответственно на 23,3-18,9% (вико-овсяная травосмесь), 12,4-12,6% (озимая рожь) и 19,0-22,9% (картофель).

Совместное применение органо-минеральных удобрений превышало контроль на 30,9-30,7% (вико-овсяная травосмесь), 21,6-20,8% (озимая рожь) и 37,8-36,5% (картофель). При этом относительно низкие показа гели фотосинтетической деятельности были отмечены у картофеля.

7. Наивысший суммарный фотосинтетический потенциал (ХФП) отмечен в посевах озимой ржи: на минеральном фоне (в зависимости от способов обработки почвы) он составил 1,848-1,798, а при внесении навоза и его смеси с минеральными удобрениями соответственно 1,586-1,530 и 1,749-1,663 млн.м2/га х дни. Отвальная обработка почвы по сравнению с чизелеванием повышала ЕФП на 5,3-8,5% на посевах вико-овсяной травосмеси, на 3,3-5,2% у озимой ржи и на 9,7-12,1% у картофеля.

8. Органического вещества в растениях накапливалось при вспашке больше, чем при чизелевании. При этом наибольшее его количество установлено в посевах озимой ржи при внесении минеральных удобрений (123,05-128,0 ц/га), несколько меньше при внесении навоза (119,47-108,20 ц/га) и его смеси с минеральными удобрениями (124,92-113,12 ц/га). В посевах вико-овсяной травосмеси и картофеля отмечена аналогичная последовательность.

9. Показатели ЧПФ в посевах вико-овсяной травосмеси, озимой ржи и картофеля при внесении удобрений были значительно выше по сравнению с контролем соответственно на 20,7, 9,1 и 17,1% (на вспашке) и 18,1, 8,0 и 14,9% (при чизелевании).

Вико-овсяная травосмесь и картофель (согласно классификации A.A. Ничипо-ровича, 1961) имели хороший КПД ФАР (1,5-3,0%), а посевы озимой ржи - высокие показатели (3,78-3,61%).

10. Из различных способов обработки почвы наибольшее влияние на продуктивность возделываемых культур оказывала вспашка.

Урожай кормосмеси (в ср. за 3 г.) на вспашке повышался по сравнению с чизелеванием на 22,5ц - без внесения удобрений, 33,2ц - на фоне N8UP70IC40, 38,4ц - при внесении ЗОг навоза и на 42,3ц - при совместном внесении N40P35K20 + навоз 15т/га. Высокой продуктивностью отличались посевы при внесении одних минеральных удобрений. Средний урожай за Зг здесь составил 386,7-419,9ц и был выше контроля на 121,9-132,бц/га. Внесение одного навоза в дозе 30 т/га обеспечило получение дополнительного урожая кормосмеси на 67,8-83,7 ц/га, а совместное внесение навоза и минеральных удобрений - на 99,5-119,3 ц/га.

Отвальная вспашка (по сравнению с чизелеванием) повышала продуктивность озимой ржи на 3,0 ц/га (8,0%) без внесения удобрений. Внесение же минеральных и

органо- минеральных удобрений сопровождалось дальнейшим ростом урожая зерна на 7,5-12,5ц/га (20,1-31,0%), а навоза (40т/га) - на 8,4 ц/га (20,8%).

Урожайность картофеля на неудобренном фоне (в ср. за 3 г.) составила 167,2 ц/га, а при их внесении была выше на 67,3-86,6 ц/га.

11. Внесение удобрений способствовало улучшению качества продукции

- Наиболее высокие показатели N (0,56-0,54%), Р205 (0,17-0,14%) и К20 (0,11-0,09%) установлены у вико-овсяной травосмеси при внесении минеральных удобрений (Ы80Р7о^мо)-

- Озимой ржи - при внесении органических и минеральных удобрений -навоз 20т/га + К50Р4оКзо (К - 2,30-2,38%, Р205 - 0,93-0,93 и К20 - 0,79%).

- Наибольшее содержание сухого вещества (19,85 и 24,55%) и крахмала (14,12-18,75%) отмечалось в клубнях картофеля при внесении навоза (50т/га), что было выше контроля на 3,3-4,1% и 3,41-4,10%.

12. Минеральные удобрения повышали содержание в вико-овсяной травосмеси Си на - 36,6%, Хп - 2,7%, Со - 41,7% по сравнению с контролем. Отвальная обработка почвы приводила к незначительному повышению содержания тяжелых металлов в корме (7.п - на 0,7%, Си - на 9,8%, Со - на 5,5%) по сравнению с чизелеванием.

Содержание 7м в вико-овсяной травосмеси было ниже ПДК в 17-39, Си - в 4,56,0 и Со - в 25-40 раз, в зерне озимой ржи Хп - в 19-30, Си - в 5,7-4,3 и Со - в 15-25 раз, а в клубнях картофеля 7п - 3,8-7,7, Си - 1,9-2,7 и Со - 17-25 раз было ниже ПДК.

Способы обработки почвы и удобрения не оказывали влияния на содержание свинца (РЬ) в продукции возделываемых культур.

13. Отвальная обработка почвы (по сравнению с чизелеванием) приводила к снижению себестоимости продукции на 5,1-7,5% у вико-овсяной травосмеси, на 5,97,2% - у озимой ржи и на 11,2-15,1% у картофеля. При этом условно чистый доход повышался соответственно на: 891-1341; 754-1033 и 9099-17948 руб./га.

- Внесение удобрений повышало общие затраты на 2381-2606 руб./га при возделывании вико-овсяной травосмеси, на 3122-2460 руб./га - у озимой ржи и на 5320-5047 руб./га у картофеля.

- Наибольший условно чистый доход с 1 га был получен при возделывании картофеля (82792-78641 и 68911-62942 руб.) на вариантах с минеральными и органическими удобрениями и оказался выше контроля на 38021-33870 и 3323927270руб. при рентабельности 186,7-177,5 и 157,6-143,9%.

14. Наилучшие показатели энергетической эффективности установлены при возделывании вико-овсяной травосмеси и озимой ржи на контрольных вариантах (8,6-8,34 и 17,7-16,7), а у картофеля - при внесении органических удобрений (3,5-3,0).

- Самые низкие затраты энергии на производство единицы продукции выявлены при возделывании вико-овсяной травосмеси (от 37,6-39,2 без внесения

удобрений до 40,3-54,0 МДж/ц при их внесении), а самые высокие у озимой ржи (от 262,0-276,3 до 374,8-473,2 МДж/ц).

- Удобрения повышали энергоемкость продукции (Э) на 6,0-19,3% (вспашка) и 9,4-18,9% (чизелевание), что связано с возрастанием антропогенной энергии (Елнэ) в 1,5-2,0 раза.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для повышения плодородия горно-луговых почв и получения урожая вико-овсяной травосмеси порядка 80ц/га сена, озимой ржи - 60 ц/га зерна и клубней картофеля - 300 ц/га необходимо:

■S размещать культуры по полосам в следующей последовательности: вико-овсяная травосмесь —> озимая рожь картофель;

■S проводить вспашку для повышения урожайности вико-овсяной травосмеси на 8,4, озимой ржи на 8,0 и картофеля - на 12,9 ц/га;

S вносить удобрения под:

- вико-овсяную травосмесь - Na(lP7<)K4o или навоз 15 т/га + N40P15K20 (урожай 406,6-419,9 ц/га);

- озимую рожь - NuxiPgoK«, или навоз 20 т/га + N50P40K.30 (урожай 51,452,8 ц/га);

- картофель - N120P100K120 или нав03 25 т/га + Na^K«) (урожай 245,5253,8 ц/га).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Томаева И.И., Адиньяев Э.Д., Боциев В.А. Влияние удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур в субальпийской зоне РСО-Алания. «2002 год - Международный год гор». Тезисы докладов XV межвузовской конференции 5 декабря 2002 года. Владикавказ, 2002. - С. 113-115.

2. Томаева И.И., Габараев Г.Ф. Повышение продуктивности сельскохозяйственных культур в горных экосистемах «Студенческая наука. - экологии России». Материалы III Северо-Кавказской региональной конференции. Владикавказ, 2003 . - С 86-88

3. Томаева И.И., Карсанов А.Р. Противоэрозионная устойчивость сельскохозяйственных культур в условиях Даргавской котловины. «Студенческая наука экологии России». Материалы IV Северо-Кавказской региональной конференции Владикавказ, 2004. - С. 157-159

4. Томаева И.И., Адиньяев Э.Д. Влияние агрофона на урожайность сельскохозяйственных культур в субальпийском поясе РСО-Алания. Труды молодых ученых Владикавказского научного центра ВНЦ РАН. Т. 3. Владикавказ, 2004. - С. 37-39

5. Томаева И.И., Адииьев Э.Д. Роль агрофона в повышении продуктивности фотсинтеза в горных экосистемах. Вестник научных трудов молодых ученых Горского ГАУ, выпуск 2. Владикавказ, 2004. - С. 28-30

6. Томаева И.И., Сырхаев О.Н. Содержание тяжелых металлов в почве под влиянием удобрений и способов обработки в субальпийском поясе РСО-Алания. «Студенческая наука - экологии России». Материалы V Северо-Кавказской региональной конференции. Владикавказ, 2005. - С. 63-65

7. Томаева И.И., Адиньяев Э.Д. Изменение качества картофеля под влиянием обработки почвы и удобрений в условиях субальпийского пояса. Труды молодых ученых Владикавказского научного центра ВНЦ РАН. Т. 1., Владикавказ, 2005. - С. 62-65

8. Томаева И.И., Адиньяев Э.Д., Бзаров O.K., Калоева A.A. Влияние удобрений и способов обработки почвы на продуктивность озимой ржи в горных условиях. «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки». Материалы I Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Владикавказ, 2005. -С. 10-12

9 Томаева И.И., Адиньяев Э.Д Роль удобрений в повышении продуктивности кормовых культур в горной зоне «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа повышения продуктивности и производства экологически чистой продукции животноводства». Материалы международной научно-производственной конференции, посвященной 75- летнему юбилею зооинженерного факультета, 1929-2004гг. Владикавказ, 2005. - С. 5.

Типография ФГОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет» Подписано в печать 7.11,2005г. Тираж 100 экз. Формат издания 60x84 усл.печл. 1,0 Заказ Ла 55

is 2 5 8 8 7

РНБ Русский фонд

2006-4 28455

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Томаева, Ильмира Ильинична

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Экологические условия горных территорий.

1.2. Вред, причиняемый эрозией и меры борьбы с ней.

1.3. Влияние способов обработки почвы и удобрений на продуктивность культур.

1.4. Качество сельскохозяйственных культур и содержание тяжелых металлов в зависимости от способов обработки почвы и удобрений в горных условиях.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Продукционный процесс сельскохозяйственных культур в зависимости от агрофона в горных агроландшафтах"

Изучение продукционного процесса культурных растений, установление факторов и их оптимальных параметров, позволяющих целенаправленно влиять на рост, развитие, продуктивность и качество урожая, представляют важнейшую задачу современной сельскохозяйственной науки. В этой связи очевидна актуальность предполагаемого круга вопросов. Разработка эффективных технологических приемов возделывания различных по агротехнике и биологии культур позволит существенно повысит эффективность сельскохозяйственного производства в горных районах РСО-Алания, будет являться базисной моделью для совершенствования всей системы земледелия горных регионов Северного Кавказа, а вместе с тем обеспечит развитие теоретических основ повышения продуктивности аграрного производства горных регионов в целом.

Цель и задачи исследований. Изучить влияние удобрений и различных способов обработки почвы на показатели плодородия почвы, рост, развитие, и фотосинтетическую деятельность сельскохозяйственных культур в стационарном полевом севообороте в условиях субальпийского пояса на склонах 5-8° крутизны.

Задачи экспериментальной работы:

- выявить влияние способов обработки почвы на динамику пищевого режима и содержание тяжелых металлов в почве;

- выявить влияние удобрений на динамику пищевого режима и содержание тяжелых металлов в горно-луговых почвах;

- изучить влияние способов обработки почвы и удобрений на рост и развитие сельскохозяйственных культур;

- определить урожайность и качество продукции изучаемых культур;

- определить влияние способов обработки почвы и удобрений на содержание тяжелых металлов в урожае;

- рассчитать экономическую и энергетическую целесообразность возделывания культур в горной зоне.

Исследования являются составной частью тематического плана НИР Горского ГАУ, государственный регистрационный № 01.09.80003166.

На защиту выносится:

1. Результаты исследований пищевого режима и содержание тяжелых металлов в почве;

3. Урожайность и качество продукции в зависимости от удобрений и способов обработки почвы;

4. Содержание тяжелых металлов в продукции в зависимости от изучаемых агроприемов;

5. Экономическая и энергетическая оценки возделываемых сельскохозяйственных культур.

Практическая значимость и реализация результатов. Разработанные рекомендации прошли производственную проверку на горном опорном пункте СКНИИГПСХ в с. Даргавс на площади 8 га (2 га - в 2002г., 3 га - в 2003г. и Зга — в 2004г.) с экономической эффективностью — при возделывании вико-овсяной травосмеси - 3926-6532 руб./га, озимой рожи - 4640-7762 руб./га, и картофеля - 38862-44182 руб./га.

Апробация работы и публикации/Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались на кафедре общего и мелиоративного земледелия ГГАУ в 2002-2005гг., межвузовской конференции «2002 год гор» (Владикавказ, 2002), III Северо-Кавказской региональной конференции

Студенческая наука экологии России» (Владикавказ, 2003), IV СевероКавказской региональной конференции «Студенческая наука экологии России» (Владикавказ, 2004),V Северо-Кавказской региональной конференции «Студенческая наука экологии России» (Владикавказ, 2005), а также в сборнике «Труды молодых ученых»ВНЦ РАН (Владикавказ, 2004-2005гг.) №3 и №1, «Труды молодых ученых» Горского ГАУ (Владикавказ, 2004) вып. 2, I Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки», (Владикавказ, 2005), Материалы международной научно-производственной конференции зооинженерного факультета «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа повышения продуктивности и производства экологически чистой продукции животноводства» (Владикавказ, 2005). По результатам исследований опубликовано 9 научных работ.

Заключение Диссертация по теме "Растениеводство", Томаева, Ильмира Ильинична

1. Максимальным содержанием аммиачного азота (NH4) в ночве от личались носевы картофеля - 2,51-3,30мг (начало вегетации) и 2,54-3,20мг

(конец вегетации). Наибольшее содержание NH4 установлено нри внесении

органо-минеральных удобрений на фоне безотвальной обработки почвы. 2. Различные снособы обработки ночвы и удобрения оказывали не значительное влияние на сезонную динамику нитратов, влияя лишь на разме ры их накопления. Удобрения увеличивали их содержание под вико-овсяной

травосмесью — на 0,42-0,96 (в начале), 0,14-0,40 (в середине) и 0,21-0,66 (в

конце вегетации), озимой рожью — на 0,43-0,65, 0,65-0,88 и 0,33-0,66, карто фелем - на 0,34-0,19, 0,13-0,18 и 0,04-0,05 мг/ЮОг почвы. 3. Безотвальная обработка (чизелевание) приводила к большему

накоплению подвижного фосфора в почве, чем вспашка. Количество Р2О5 по

сравнению с контролем (без удобрений) увеличивалось при внесении органо минеральных удобрений по срокам вегетации на носевах: вико-овсяной

травосмеси - на 1,45-1,18, 0,92-0,77 и 1,33-1,42, озимой ржи - на 1,08-0,81,

0,94-0,75 и 0,71-1,05 и картофеля - на 1,1-0,89, 0,49-0,18 и 1,04-0,9 мг/ЮОг

почвы. 4. Внесение органо-минеральных удобрений улучшало калийный

режим горно-луговых почв, которое по сравнению с контролем повысило его

содержание в посевах: вико-овсяной травосмеси — на 2,38-2,44, 3,1-2,97 и

2,61-2,25, озимой ржи - на 2,11-0,48, 1,71-1,39, и 1,3-0,46 и картофеля - на

2,26-2,65, 2,67-2,59 и 1,84-2,67мг/100г почвы на фоне отвальной обработки

почвы. 5. Различные способы обработки почвы и применение удобрений не

влияли на накопление в почве тяжелых металлов, а в некоторых случаях спо собствовали даже их снижению (Zn - на 2,7%, Си - 3,3%). 6. Применение минеральных, органических удобрений и их смеси

на фоне отвальной обработки почвы способствовало лучшему росту растений

(у вико-овсяной травосмеси - на 7,6-21,5%, озимой ржи — на 11,8-20,4% и

картофеля на 12,0-34,80%) и увеличению листовой поверхности растения. Внесение минеральных удобрений приводило к росту листовой поверхности

по сравнению с контролем соответственно по культурам: на 38,1-38,9%, 28,8-

28,6% и 50,5-48,9%. При внесении одного навоза площадь листьев возрастала

соответственно на 23,3-18,9% (вико-овсяная травосмесь), 12,4-12,6% (озимая

рожь) и 19,0-22,9% (картофель). Совместное применение органо-минеральных удобрений превышало

контроль на 30,9-30,7% (вико-овсяная травосмесь), 21,6-20,8% (озимая рожь)

и 37,8-36,5% (картофель). При этом относительно низкие показатели фото синтетической деятельности были отмечены у картофеля. 7. Наивысший суммарный фотосинтетический потенциал (ЕФП)

отмечен в посевах озимой ржи: на минеральном фоне (в зависимости от спо собов обработки почвы) он составил 1,848-1,798, а нри внесении навоза и его

смеси с минеральными удобрениями соответственно 1,586-1,530 и 1,749-

1,663 млн.м /га X дни. Отвальная обработка почвы по сравнению с чизелева нием повышала ИФП на 5,3-8,5% на носевах вико-овсяной травосмеси, на

3,3-5,2% у озимой ржи и на 9,7-12,1% у картофеля. 8. Органического вещества в растениях накапливалось при вспашке

больше, чем при чизелевании. При этом наибольшее его количество установ лено в посевах озимой ржи при внесении минеральных удобрений (123,05-

128,0 ц/га), несколько меньше при внесении навоза (119,47-108,20 ц/га) и его

смеси с минеральными удобрениями (124,92-113,12 ц/га). В посевах вико овсяной травосмеси и картофеля отмечена аналогичная последовательность. 9. Показатели ЧПФ в посевах вико-овсяной травосмеси, озимой

ржи и картофеля при внесении удобрений были значительно выше по срав нению с контролем соответственно на 20,7, 9,1 и 17,1% (на вспашке) и 18,1,

8,0 и 14,9% (при чизелевании). Вико-овсяная травосмесь и картофель (согласно классификации А.А.

Пичипоровича, 1961) имели хороший КПД ФАР (1,5-3,0%), а посевы озимой

ржи - высокие показатели (3,78-3,61%). 10. Из различных снособов обработки ночвы наибольшее влияние

на продуктивность возделываемых культур оказывала вспашка. Урожай кормосмеси (в ср. за 3 г.) на вспашке повышался по сравне нию с чизелеванием на 22,5ц - без внесения удобрений, 33,2ц — на фоне

N80P70K40, 38,4ц - при внесении 30т навоза и на 42,3ц - при совместном вне сении N40P35K20 + навоз 15т/га. Высокой продуктивностью отличались посе вы при внесении одних минеральных удобрений. Средний урожай за Зг здесь

составил 386,7-419,9ц и был выше контроля на 121,9-132,6ц/га. Внесение од ного навоза в дозе 30 т/га обеспечило получение дополнительного урожая

кормосмеси на 67,8-83,7 ц/га, а совместное внесение навоза и минеральных

удобрений - на 99,5-119,3 ц/га. Отвальная вспашка (по сравнению с чизелеванием) повышала продук тивность озимой ржи на 3,0 ц/га (8,0%) без внесения удобрений. Внесение же

минеральных и органо-минеральных удобрений сопровождалось дальней шим ростом урожая зерна на 7,5-12,5ц/га (20,1-31,0%), а навоза (40т/га) - на

8,4 ц/га (20,8%). Урожайность картофеля на неудобренном фоне (в ср. за 3 г.) составила

167,2 ц/га, а при их внесении была выше на 67,3-86,6 ц/га. 11. Внесение удобрений снособствовало улучшению качества про дукции. - Наиболее высокие показатели N (0,56-0,54%), РоОз (0,17-0,14%)

и КоО (0,11-0,09%) установлены у вико-овсяной травосмеси при внесении

минеральных удобрений (N8oP7oK4o)-

- Озимой ржи - при внесении органических и минеральных удоб рений - навоз 20т/га + N50P40K30 (N - 2,30-2,38%, РоОз - 0,93-0,93 и К.О -

- Наибольшее содержание сухого вешества (19,85 и 24,55%) и

крахмала (14,12-18,75%) отмечалось в клубнях картофеля при внесении наво за (50т/га), что было выше контроля на 3,3-4,1% и 3,41-4,10%. 12. Минеральные удобрения повышали содержание в вико-овсяной

травосмеси Си на - 36,6%, Zn - 2,7%, Со - 41,7% но сравнению с контролем. Отвальная обработка ночвы приводила к незначительному повышению со держания тяжелых металлов в корме (Zn - на 0,7%, Си - на 9,8%, Со - на

5,5%) по сравнению с чизелеванием. Содержание Zn в вико-овсяной травосмеси было ниже ПДК в 17-39, Си

- в 4,5-6,0 и Со - в 25-40 раз, в зерне озимой ржи Zn - в 19-30, Си - в 5,7-4,3

и Со — в 15-25 раз, а в клубнях картофеля Zn — Ъ,^-1,1, Си - 1,9-2,7 и Со - 17-

25 раз было ниже ПДК.

Способы обработки почвы и удобрения не оказывали влияния на со держание свинца (РЬ) в продукции возделываемых культур. 13. Отвальная обработка почвы (по сравнению с чизелеванием) нри водила к снижению себестоимости продукции на 5,1-7,5% у вико-овсяной

травосмеси, на 5,9-7,2% - у озимой ржи и на 11,2-15,1% у картофеля. При

этом условно чистый доход повышался соответственно на: 891-1341; 754-

1033 и 9099-17948 руб./га. - Внесение удобрений повышало обшие затраты на 2381-2606

руб./га при возделывании вико-овсяной травосмеси, на 3122-2460 руб./га — у

озимой ржи и на 5320-5047 руб./га у картофеля. - Наибольший условно чистый доход с 1 га был получен при воз делывании картофеля (82792-78641 и 68911-62942 руб.) на вариантах с мине ральными и органическими удобрениями и оказался выше контроля на

38021-33870 и 33239-27270руб. при рентабельности 186,7-177,5 и 157,6-

14. Паилучшие показатели энергетической эффективности установ лены при возделывании вико-овсяной травосмеси и озимой ржи на контроль ных вариантах (8,6-8,34 и 17,7-16,7), а у картофеля - нри внесении органиче ских удобрений (3,5-3,0). - Самые низкие затраты энергии на производство единицы про дукции выявлены при возделывании вико-овсяной травосмеси (от 37,6-39,2

без внесения удобрений до 40,3-54,0 МДж/ц при их внесении), а самые высо кие у озимой ржи (от 262,0-276,3 до 374,8-473,2 МДж/ц). - Удобрения повышали энергоемкость продукции (Э) на 6,0-

19,3% (вспашка) и 9,4-18,9% (чизелевание), что связано с возрастанием ан тропогенной энергии (Еднэ) в 1,5-2,0 раза. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для повышения плодородия горно-луговых почв и получения урожая

вико-овсяной травосмеси порядка 80ц/га сена, озимой ржи - 60 ц/га зерна и

клубней картофеля - 300 ц/га необходимо:

v^ размешать культуры по полосам в следующей последовательности:

вико-овсяная травосмесь —^ озимая рожь —> картофель;

^ проводить вспашку для повышения урожайности вико-овсяной тра восмеси на 8,4, озимой ржи на 8,0 и картофеля - на 12,9 ц/га;

^ вносить удобрения под:

вико-овсяную травосмесь - N80P70K40 или навоз 15т/га +

N40P35K20 (урожай 406,6-419,9 ц/га);

озимую рожь - NiooP8oK6o или навоз 20 т/га + N5oP4oK^ 3o (урожай

51,4-52,8 ц/га);