Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Рациональные режимы орошения и дозы удобрений сои в Волгоградском Заволжье

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Рациональные режимы орошения и дозы удобрений сои в Волгоградском Заволжье"

рукописи

Моисеев Михаил Юрьевич

РАЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ ОРОШЕНИЯ И ДОЗЫ УДОБРЕНИЙ СОИ В ВОЛГОГРАДСКОМ ЗАВОЛЖЬЕ

06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель 06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов 2004

Работа выполнена в Волгоградском комплексном отделе Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костикова

Научные руководители: - доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Бородычев Виктор Владимирович

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор Дубенок Николай Николаевич

Официальные оппоненты: - академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Кружилин Иван Пантелеевич

- доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Курдюков Юрий Федорович

Ведущая организация: - Поволжский НИИ эколого-

мелиоративных технологий, г. Волгоград

Защита состоится ,/2004 г.в 10.00 на заседании диссертаци-

онного совета Д 220.061.05 Т£ри Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410600, г. Саратов, Театральная пл., 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» Автореферат разослан » ЗОИ.'^О&Л . 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.А. Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований определяется необходимостью поиска научно-обоснованных путей снижения дефицита белка и растительного масла в питании людей и кормопроизводстве. Решение белковой проблемы в Российской Федерации во многом зависит от расширения посевных площадей под соей и увеличения продуктивности ее посевов.

Соя перспективная культура для условий Нижнего Поволжья. Значительные тепловые Сй>10оС - 2700...3600°С) и радиационные (7,24...2ВДЖ/Г0б фото-

синтетически активной радиации) ресурсы, высокая востребованность семян сои как масличного, так и белкового направления делают возможным и привлекательным возделывание этой культуры в регионе. Однако стабильное получение высоких урожаев зерна сои осложняется неустойчивым обеспечением территории атмосферными осадками в комплексе с недостаточным плодородием почв. В этих условиях повышение продуктивности соевых агроценозов возможно лишь на основе оросительных мелиорации.

Оценка фактической и потенциальной продуктивности сои показывает на большой нереализованный потенциал ее урожайности при возделывании на орошаемых землях. Поэтому вопросы, связанные с разработкой технологии возделывания сои на орошаемых землях, обеспечивающей экономию водных ресурсов, рациональное использование минеральных удобрений, повышение урожайности и улучшение качества продукции, являются актуальными.

Большая значимость исследований подтверждается выполнением их в соответствии с ГНТП Миннауки РФ "Перспективные процессы производства сельскохозяйственных продукции" (1999...2000 гг.) и НТП РАСХН "Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство" (2001. ..2005 гг.)

Цель и задачи исследований. Цель исследований - совершенствование технологии возделывания сои на зерно при орошении, ориентированное на снижение затрат ресурсов при формировании урожайности зерна на уровне 2...4 т/га.

В соответствии с поставленной целью предусматривалось решение следующих задач:

- агрометеорологическое обоснование возможности возделывания раннеспелых сортов сои на орошаемых землях

| БИБЛИОТЕКА

- комплексная оценка влияния удобрений и орошения на основные показатели роста, развития и продуктивности посевов,

-обоснование режимов орошения и доз внесения минеральных удобрений, обеспечивающих формирование планируемых урожаев зерна сои;

- установление и количественный анализ зависимостей водопотребления сои в условиях дифференцированного водообеспечения;

- расчет биоклиматических коэффициентов для определения расхода влаги посевами сои по периодам вегетации;

- разработка и освоение агротехнических приемов обработки почвы, позволяющих экономно расходовать поливную воду;

- экономический анализ эффективности возделывания сои на зерно при применении рекомендуемых мелиоративных и агротехнических приемов.

Научная новизна. Обоснованы и экспериментально подтверждены основные параметры технологии возделывания орошаемых посевов сои на темно-каштановых почвах Волгоградского Заволжья, позволяющей получать 2...4 т высококачественного зерна с гектара.

Установлены закономерности эвапотранспирации посевов сои, получены зависимости, позволяющие для любого периода развития растений рассчитать температурные коэффициенты испарения, корректировать режим орошения в связи с фактически складывающимися погодными условиями.

Определены рациональные сочетания биологического и минерального азота для достижения урожайностей зерна сои в пределах 2...4 т/га.

Разработана технология, повышающая эффективность использования оросительной воды и естественных осадков, основанная на проведении полосного объемного рыхления в сочетании с последующим щелеванием почвы.

Практическая значимость работы. Реализация разработанной технологии возделывания сои на орошаемых землях Волгоградского Заволжья, позволяеет получать до 4 т/га зерна при рациональном использовании оросительной воды и минеральных удобрений.

Биоклиматические коэффициенты, позволяющие по метеопараметрам оперативно определять суммарное испарение влаги посевами сои по периодам вегетации и ^станав^швать_сроки очередных поливов, могут быть использованы как проектными произвб^^твень(ым и организациями

Т 1

* IV* ' --------

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности роста, развития, формирования урожайности и качества зерна сои в зависимости от соче1ания влагообеспеченности посевов и питательного режима почвы;

- особенности формирования эвапотранспирации и потребления элементов минерального питания посевами сои в условиях дифференцированного водообеспе-чения в зависимости от уровня минерального питания и напряженности метеорологических факторов;

- комплексная оценка основных урожаеобразующих факторов посева и параметров возделывания сои на зерно в Нижнем Поволжье;

Реализация результатов исследований осуществлялась на орошаемых землях Быковского и Михайловского районов Волгоградской области. Производственная проверка подтвердила возможность получения до 4 т/га зерна сои. Рентабельность производства зерна сои в хозяйствах составила 115,5... 140,3%.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях молодых ученых и специалистов Волгоградской ГСХА (2000...2003 гг.), на научно-практической конференции "Природообустрой-ство сельскохозяйственных предприятий" (Москва, 24...27 апреля 2001 г.), Всероссийском совещании "Проблемы мелиорации и орошаемого земледелия юга России (Ростов-на-Дону, 15... 16 июня 2001 г.), международных научно-практических конференциях "Проблемы научного обеспечения, экономической эффективности орошаемого земледелия в рыночных условиях" (посвященная 100-летию со дня рождения М.Н. Багрова, Волгоград, 2001 г.), "Агролесомелиорации в XXI веке: проблемы, пути их решения, перспективы" (посвященная 70-летию ВНИИАЛМИ, Волгоград, 24...27 сентября 2001 г.), "Мелиорация в XXI веке" (посвященная 35-летию ВНИИОЗ, Волгоград, 5...7 сентября, 2002 г.), "Экологические проблемы мелиорации" (ВНИИГиМ, Москва, 2002 г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 247 страницах машинописного текста, содержит Введение, 5 глав, выводы и предложения производству, 32 рисунка, 59 таблиц, 21 приложение. Библиография включает 187 наименований, в том числе 14 иностранных авторов.

Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет 80%. Автор выражает глубокую благодарность сотруднику ВКО ГНУ ВНИИГиМ Лытову М.Н за методическую и практическою помощь в проведении исследований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении показана актуальность и новизна проводимых исследований, сформулированы цели и задачи, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен анализ современного состояния вопроса по проблеме производства зерна сои в Российской Федерации. По данным И.П. Кружилина, М.С. Григорова, Д.П. Гостищева, Г.Т. Балакая, О.Е. Ясониди, Н.П. Саенко, В.И. Ольгаренко, Б.Б. Шумакова, Ю.Д. Губаюка, П.Е. Губанова, Н.А. Пронько, Ю.И. Панченко, А.С. Сарафанова, В.В. Толо-конникова, М.Н. Лытова повышение продуктивности зерна сои в условиях неустойчивого обеспечения территории атмосферными осадками возможно только при орошении. Однако, даже в сравнительно изученных вопросах мнения ученых неоднозначны, т. к. урожайность зерна этой культуры существенно зависит от метеорологических условий, почвенного плодородия и многих других факторов, а большая часть исследований имеет локальный, региональный характер. До настоящего времени не разработаны водосберегающие режимы орошения, не определены эффективные сочетания минерального и биологического азота для формирования разных уровней планируемой урожайности зерна сои.

Таким образом, вопросы совершенствования технологии возделывания сои на зерно, основанные на выявлении и учете закономерностей формирования урожая в условиях регулируемого водного и питательного режимов, включая разработку и реализацию агротехнических приемов, позволяющих расходовать ресурсы с наибольшей эффективностью, представляют как теоретический, так и практический интерес для орошаемого земледелия юга России и требуют решения.

Во второй главе представлена характеристика природных условий региона и оценка их соответствия биологии сои, изложены почвенно-климатические условия в период проведения опытов, схема и методика исследований.

Экспериментальная часть работы выполнялась в 2000...2002 г.г. в опытно-производственном хозяйстве Заволжской ОМС на посевах сорта Волгоградка-1.

Почвы опытного участка светло-каштановые среднесуглинистые. Плотность гумусового горизонта составляет 1,21... 1,26 т/м3, общая порозность -51,1...51,0%, наименьшая влагоемкость в слое 0,4 м - 25,0%, в слое 0,6 м - 24,4%. Грунтовые воды залегают на глубине 6... 10 м. Обеспеченность пахотного слоя почвы легкогидролизуемых азотом (15,1 мг/кг почвы) и подвижным фосфором (25,6 мг/кг) - низкая, обменным калием - средняя (95 мг/кг). Содержание гумуса -1,3... 1,6%, физической глины в пахотном слое - 39,4...44,5% Емкость почвенно

поглощающего комплекса 21,0...22,2 мг„-экв., на долю натрия приходится менее 1,8%. Реакция почвенного раствора - нейтральная (рН - 6,7), с увеличением глубины взятия образцов - слабощелочная.

Климат территории характеризуется резкой континентальностью, засушливостью. Сумма температур выше за период май-сентябрь изменялась от 3020 С в 2000 году до 3339 С в 2002 году. По обеспеченности осадками вегетационного периода 2001 (45,7 мм) год был засушливый, 2002 год (40,3 мм) - острозасушливый, 2000 год (352,7 мм) - влажный.

Полевой опыт был заложен по трехфакторной схеме и включал следующие варианты: водный режим почвы (фактор А), режим минерального питания (фактор В), способ обработки почвы (фактор С).

По водному режиму (фактор А) изучались следующие варианты:

поддержание предполивного порога влажности почвы на уровне 70 %НВ в слое 0,4 м до начала фазы цветения, в слое 0,6 м — в период цветения, формирования и налива бобов.

поддержание предполивного порога влажности почвы дифференцированно 70-80-70%НВ по схеме: 70%НВ — в слое 0,4м до начала фазы цветения, 80%НВ - в слое 0,6 м - только в период цветения посевов, 70%НВ - в слое 0,6 м — в фазы формирования и массового налива бобов.

поддержание предполивного порога влажности почвы дифференцированно 70-80-80 %НВ по схеме: 70 %НВ - в слое 0,4 м до начала фазы цветения посевов, 80%НВ - в слое 0,6 м — в период цветения, формирования и налива бобов.

На каждом из вариантов по изучению водного режима почвы были заложены исследования по фактору В - режиму минерального питания. Удобрения вносились из расчета получения планируемого урожая зерна сои на уровне 2, 3 и 4 т/га. Учитывая способность сои образовывать азотофиксирующий симбиоз с клубеньковыми бактериями, в расчетах норм минеральных удобрений коэффициенты возмещения по азоту снижались. В эксперименте предусматривались различные уровни, от 25 до 75% компенсаций общего выноса азота за счет биологической составляющей: вариант В1 - без внесения удобрений (контроль); вариант В2 — Р40К30, В3 — ЫзоРм^зо, В4 — МбоРдоКзо — на планируемую урожайность 2 т/га; варианты В5 —

на планируемую урожайность 3 т/га; вариант из расчета получения планируемого урожая 4 т/га зерна сои.

По фактору С в опыт были включены два способа обработки почвы:

• • С1 — базовая система обработки почвы.

• С2 — разработанная система подготовки почвы - после лущения стерни, дискования, проводится объемное полосное рыхление на глубину 0,30...0,35 м с шагом между полосами 1,4 м, при этом полосы выполняются под углом 20...35° к длинной стороне поля, а затем осуществляется нарезание водопоглощающих щелей глубиной 0,40... 0,45 м с тем же шагом под углом 30...45° к полосам.

Учетная площадь делянок по вариантам опыта 220 м2. По площади земельного участка опыт закладывался методом расщепленных делянок.

На всех вариантах опыта рельеф, почвенные, гидрологические условия были идентичными. Для исключения влияния почвенных разностей была соблюдена 4-х кратная повторность каждого варианта.

В опытах применялась агротехника возделывания сои, разработанная на основе действующих зональных рекомендаций.

Поливы осуществлялись дождевальной машиной ДДА-ЮОВХ.

В соответствии с требованиями методики опытного дела (Б.А. Доспехов, 1985), методики полевого опыта в условиях орошения (ВНИИОЗ, 1983) опыты сопровождались фенологическими наблюдениями, биометрическими учетами, анализом почвенных образцов, определением влажности почвы, суммарного и среднесуточного водопотребления, основных показателей фотосинтетической деятельности растений, накопления биомассы, формирования структуры урожая.

Обработка и анализ экспериментальных данных проводились методами математической статистики с использованием стандартных программ для персонального компьютера.

В третьей главе представлены характеристики поливных режимов и водного режима почвы, отражены результаты полевых исследований по изучению влияния орошения на рост и развитие растений сои, выявлены и аппроксимированы закономерности формирования урожайности в зависимости от дозы внесения минеральных удобрений и уровня водообеспеченности посевов

Водный режим почвы для каждого конкретного года складывался в зависимости от метеорологических условий и заданного режима орошения. Во все годы исследований порог предполивной влажности почвы поддерживался на уровне, установленном схемой опыта. Отклонение предполивного порога влажности в ту или иную сторону не превышало 1-2% (рис.1)

маготапасы, м*/га

Рис. 1. Динамика влажности почвы на посевах сои по вариантам с разработанной системой обработки почвы, 2002 г.

Для поддержания предполивной влажности почвы на уровне 70% НВ в течение вегетационного периода было проведено 3...7 поливов нормой 370...600 М3/га. Поддержание предполивного порога влажности почвы по схеме варианта А2 — 70-80-70% НВ обеспечивалось проведением 4...9 поливов нормой 370...600 м3/га. На варианте для поддержания предполивного порога влажности почвы на уровне 70-80-80%НВ было проведено от 5 поливов во влажный 2000 год до 10 поливов в острозасушливый 2002 г. поливными нормами 370...420 м3/га.

Наблюдениями за ростом и развитием сои установлено существенное влияние режима орошения на высоту растений, формирование ассимиляционного аппарата и продуктивность работы листьев. Повышение предполивной влажности почвы до 80%НВ в фазы цветения, формирования и налива бобов увеличивало на 3...4 дня продолжительность периода вегетации, на 31,3 % линейный рост растений, на 14,2..Л5,5% биологическую массу посевов по сравнению с контролем.

Обработка опытных данных позволила определить закономерность и получить математические зависимости изменения потребности сои в тепле, выраженной суммой активных температур необходимых для завершения вегетации растений от уровня влагообеспеченности посевов и условий минерального питания: i0 = 0,1092x67 + 2160,8 f° = 0,2446x0+2408,0 где: ш - оросительная норма, м3/га;

в- суммарная норма минеральных удобрений, кгд.в./га; Особенно важно учитывать увеличение продолжительности вегетационного периода при улучшении водного режима и условий минерального питания сои при возделывании сортов средней и среднеранней (Волгоградка-1) групп спелости.

Поддержание предполивного порога влажности почвы на уровне 80% НВ в период цветение-формирование-налив бобов на участке варианта способствует формированию наибольшей площади ассимиляционного аппарата на 9,1 % увеличивает фотосинтетический потенциал посевов, на 6,0...6,2 % повышает продуктивность работы листьев в сравнении с контролем (рис. 2).

Исследованиями установлено статистически достоверное увеличение зерновой продуктивности сои на вариантах с лучшими условиями влагообеспеченности растений. В среднем за годы исследований на участках варианта урожайность сои была на 0,83 т/га выше, чем на контроле (НСР05= 0,05 т/га).

н

сГ о

2

о г ю

X

пз

70-70-70%НВ

ЕИ

70-80-70°/оНВ

Е9

70-80-80%НВ

Рис. 2. Основные показатели фотосинтеза сои по вариантам опыта, 2001 г.

Статистически .достоверные прибавки зерна сои получены при внесении минеральных удобрений М^Р^^зо — к контролю 0,8... 1,0 т/га при НСРо5=0,09 т/га. Внесение азотных удобрений N30.60 на фоне Р30К30 увеличивало урожайность сои на 0,1 т/га, что сопоставимо с величиной среднестатистической ошибки (табл. 1).

Таблица 1

Урожайность семян сои по вариантам опыта

Вариант опыта Урожайность зерна, т/га Фотосинтетический потенциал, м2*дней/га Продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сутки

2000 г. 2001 г. 2002 г. средняя

в зависимости от уровня предполивной влажности почвы (фактор А)

70-70-70%НВ 3,40 3,00 3,20 3,20 2038 4,7

70-80-70%НВ 3,90 3,30 3,60 3,60 2154 4,9

70-80-80%НВ 4,20 3,90' 4,00 4,03 2224 5,0

НСР05, т/га 0,04 0,05 0,05 по вариантам водного режима почвы

в зависимости от уровня минерального питания (фактор В)

без удобрений 1,40 1,20 1,30 1,30 1362 4,0

Р40К30 2,30- 2,00 2,20 2,17 1519 4,3

^зоРэдКзо 2,30 2,00 2,20 2,17 1649 4,5

МбоРадК-зо 2,40 2,10 2,30 2,27 1743 4,6

КзоР.ооК*, 2,70 2,40 2,60 2,57 1768 4,6

МтоР.ооКад 3,10 2,90 3,00 3,00 2046 4,7

М„оР.ооК9о 3,00 2,70 2,90 2,87 2105 4,7

^45Р1боК]5о 3,60 3,30 3,40 3,43- 2121 4,8

И^Р^К^о 4,20 ' 3,90 - 4,00 4,03 2224 5,0

^145Р|боК.|5о 3,80 3,50 3,60 3,63' 2431 4,9

НСР05, т/га 0,09 0,09 0,06 по вариантам удобрений посевов

НСРоз, т/га для частных средних 0,21 0,21 0,26

Внесение минеральных удобрений Изо-поРюоКоо на планируемую урожайность 3 т/га обеспечивает прибавку 1.2... 1,7 т/га к контролю. Наибольшая прибавка

получена при внесении азотных удобрений нормой N70— 1,7 т/га. Внесение N30.n0 на фоне снижало урожайность зерна сои на

Урожайность 4 т/га достигается при внесении минеральных удобрений ^¡Р^оКио- Увеличение дозы азотных удобрений до 145 кг д.вУга, снижает продуктивность сои - планируемая урожайность не обеспечивается (3,5...3,8 т/га).

По результатам проведения эксперимента установлены закономерности изменения урожайности и формирования качества зерна сои в зависимости от уровня минерального питания и водообеспеченности посевов:

У; =3*1О-8х0'-3«1(Г5х<?2 +0,0104x0+1,042 У3 = 2 • 10"8 X 0' - 2 • 10 5 X в1 + 0,0095 х в+1,2206 у, = |. Ю"8 х 05 -1 • 10"' х в1+0,0079х 0+1,4289 Р=37,463 + 0,01324 х 9 - 0,00170 хст у/ = 12,778+0,0019 х в - 0,00207 х ш

гд: у1 з-урожайность семян сои на вариантах водного режима почвы соответственно А1,А2 и А3, т/га

доля содержания протеина в семенах сои, % доля содержания жира в семенах сои, %

В четвертой главе изучены особенности и закономерности среднесуточно -го и суммарного водопотребления посевов сои, рассчитаны температурные коэффициенты водопотребления в динамике по фазам развития растений.

Для сои характерен одновершинный ход кривой водопотребления, который согласуется с интенсивным накоплением вегетативной массы растений и формированием урожая зерна. Среднесуточные расходы воды орошаемым полем возрастали от начала к середине вегетации и достигали максимума в период цветения посевов -63,8...65,1 м3/гав сутки.

Увеличение урожайности зерна сопровождается ростом потребления воды. Исследованиями установлена закономерность формирования эвапотранспирации с соевого поля для различных уровней зерновой урожайности. Зависимость аппроксимирована уравнением вида:

где: уровень продуктивности посевов сои на зерно, т/гаг суммарное водопотребление сои, соответствующее урожайности

Полученные данные позволили установить температурные коэффициенты расхода влаги посевами сои. Анализ динамики биологических коэффициентов показывает, что величина коэффициентов значительно варьирует в зависимости от фазы развития растений. Так, в период цветения посевов, величина биоклиматических коэффициентов была в 2,15...2,28 раза больше, чем в фазу "посев-всходы". Установлено, что изменение величины биоклиматических коэффициентов не является дискретным, скачкообразным процессом, а значения коэффициентов не остаются постоянными в рамках какой-либо конкретной фазы вегетации (рис.3).

О 500 1000 1500 2000 2500 сумма температур нарастающим итогом, °С -70-70-70%НВ;--70-80-70%НВ; .---70-80-80%НВ

Рис. 3. Динамика коэффициентов испарения сои на зерно в функции суммы накопленных температур

На основании обработки опытных данных нами получены уравнения, позволяющие рассчитывать величину биоклиматических коэффициентов в любой период развития растений:

^ = -6- 10 го |°(6 + 4* 10"'6-1 • 10,г I +1 • 10-4- 7 -10"7 + 0,0003/+0,0903 р2 =-6*10"2о|°/,+4«10"'6/о,5-1»10"|2[о14 +1«10"'|о/-8*10"'1о,2+0,00031о, +0,0861 = -6 • 10"10+ 4 • 10'6 / -1 • 10",г +1 • I О"' 1 - 8 -107 + 0,00031°, +0,0889

где: щ (_ температурные коэффициенты расхода воды посевами сои по вариантам водного режима почвы соответственно А1, А2 и А3;

сумма активных температур, накопленных посевами сои за

период.

Полученные зависимости позволяют оперативно определять суммарное испарение посевов сои и сроки проведения очередных поливов по метеопараметрам с достаточной точностью.

Поливная вода является основной приходящей статьей водного баланса орошаемого поля сои. Ее доля изменяется в пределах 31,4...84,2% общего расхода воды на эвапотранспирацию в зависимости от метеорологических параметров года исследования и применяемого режима увлажнения почвы.

Наибольшие затраты поливной воды (2860...3540 м3/га) в наших исследованиях сложились на участках варианта где обработку почвы проводили по базовой технологии (табл. 2).

Таблица 2

Основные статьи водного баланса по вариантам опыта

Уровень предполивной влажности почвы, %НВ Год исследований Суммарное водопотребле-ние, м3/га Предлагаемая система подготовки почвы Базовая система подготовки почвы

оросительная норма влага естественных осадков, % использование почвенных влагозапа-сов, % оросительная норма влага естественных осадков, % 5 А § § о Д s 2 § и • to И «а 0 о 3 § 8 1 g 5 Я s ш

м3/га % м3Уга %

70-70-70 2000 4270 1340 31,4 51,6 17,0 1500 35,1 51,6 13,3

2001 4830 2770 57,3 18,9 23,7 3130 64,8 18.9 16,3

2002 5060 3510 69,4 2,7 28,0 3950 78,1 2,7 19,3

среднее 4720 2540 53.8 23,0 23,2 2860 60,6 23 16,4

70-80-70 2000 4390 1760 40,1 50,2 9,7 1980 45,1 50,2 4,7

2001 4970 2830 56,9 18,4 24,7 3210 64,6 18,4 17,0

2002 5220 3990 76,4 2,6 21,0 4510 86,4 2,6 11,0

среднее 4860 2870 59,1 22,3 18,9 3233 66,5 22.3 11,2

70-80-80 2000 4600 2000 43,5 47,9 8,6 2260 49,1 47.9 3,0

2001 5200 3310 63,7 17,6 12,8 3770 72,5 17.6 9,9

2002 5450 4050 74.3 2,5 23,2 4590 84.2 2.5 13,3

среднее 5083 3120 61.4 21,3 17.3 3540 69.6 21.3 9.0

Объемное полосное рыхление в сочетании с щелеванием (вариант С2) способствует повышению равномерности распределения влаги по поверхности и горизонтам почвы, позволяет снизить затраты поливной воды на 8,6... 12,2%.

Важным критерием эффективности использования воды посевами является коэффициент водопотребления. Его зависимости от уровня водообеспеченности посевов и доз внесения минеральных удобрений аппроксимируются уравнениями;

4 = 4 • 10"5 х 0* - 0,0266х в1 + 3,0584х в+2287,0

4 = 4.1(Г х<?'-0,0313x0* + 4,1689x0+2131,5

4 = 4 • 10-5 х - 0,0312 х & + 4,0599х в+208X4

Из рисунка 4 видно, что при увеличении доз внесения минеральных удобрений, затраты воды на единицу продукции снижаются сначала более интенсивно, затем медленнее, достигая минимальных значений при внесении и под-

держании предполивного порога влажности почвы на уровне 70-80-80% НВ.

2 3500 т

СП

г

оГ

Л 2500_ _ ю и-

I-

с

§ 1500--

ш н

X

<и

§ 500-1% 0

п

о а

а 70-70-70%НВ ° 70-80-70-%НВ * 70-80-80%НВ -70-70-70%НВ--70-80-70%НВ — - "70-80-80%НВ

Рис. 4. Динамика коэффициента водопотребления сои в зависимости от уровня водообеспеченности посевов и доз внесения минеральных удобрений

Исследованиями определены эффективные соотношения биологического и минерального азота для различных, в пределах 2,0...4,0 т/га, уровней урожайности.

а £ в

о о ч Л ' 1 а " Г * а ^й I ■ Я1 п 1 й п1

• 1 а

100 200 300 400 500'

суммарная норма минеральных удобрений, кг д.в./га

За критерий эффективности был принят минимум затрат минеральных удобрений для формирования единицы продукции. Из таблицы 3 видно, что планируемая урожайность 2 т/га зерна сои полностью обеспечивается за счет наличия азота в почве и деятельности клубеньковых бактерий.

Таблица 3

Эффективность использования минеральных удобрений для формирования планируемых урожаев семян сои

Планируемая урожайность, т/га Норма минеральных удобрений, кг. д. в. на I га. Уровень предполивной влажности почвы, %НВ

70-70-70 70-80-70 70-80-80

доля минерального азота от общей потребности растений в элементе, % коэффициент продуктивного использования минеральных удобрений, кг д в /тонну продукции доля минерального азота от общей потребности растений в элементе, % коэффициент продуктивного использования минеральных удобрений, кг д.в./тонну продукции доля минерального азота от общей потребности растений в элементе, % использования минеральных удобрений, кг д в /тонну ПРОДУКЦИИ

- контроль 0 0 0 0 0 0

2 Р40К30 0 37,7 0 34,5 0 32,4

N30P40K30 28,2 52,9 25,7 49,3 23,3 46,3

N^oKw 54,2 66,4 49,5 62,2 44,9 57,5

3 NsoPiobKgo 24.3 100,4 22,2 93,2 20.1 85,9

N70P 100^90 48,6 101,5 44,4 92,9 40,2 86,7

NI10P100K90 74,8 121,9 68,3 112,8 61,9 104,9

4 N45Pl6oK.|50 26,4 124,1 24,1 114,8 21,8 103,5

N«P,ioK,so 46,4 126,9 42,4 113,0 38,4 100,5

NHSPIMKISO 66,7 150,7 60,9 137,0 55,2 125,4

При планировании урожайности зерна сои на уровне 3 и 4 т/га доля минерального азота от обшей потребности растений в элементе увеличивается до 38,4. ..40.2%

В пятой главе представлена технология возделывания сои, предусматривающая разработку пищевого режима на основе учета биологических особенностей растений сои и их симбиоза с клубеньковыми бактериями, почвенно-климатических условий региона, включающая применение агротехнических мероприятий, направленных на рациональное использование поливной воды. Приведена экономическая оценка эффективности разработанной технологии (табл. 4).

Таблица 4

Экономические показатели эффективности производства зерна сои

Планируемая урожайность, т/га Уровень предпо-ливной влажности почвы, %НВ Норма внесения минеральных удобрений, кг д.в./га Фактическая урожайность, т/га Себестоимость, руб./т Чистый доход, руб./га Рентабельность, %

2 70-70-70 РадК-зо 2,03 4140 17255 105,4

3 70-80-80 ^оР.ооКм 3,00 3627 14620 134,4

4 70-80-80 N95 Р (60^150 4,03 3065 21905 177,4

Биологически и экономически обоснованная система удобрений сои предусматривает внесение Р40К30 при планировании урожайности зерна на уровне 2 т/га, ^сР.ооК*, - 3 т/га и К95РгбоК|зо - 4 т/га зерна сои. Удобрения вносятся дробно: под зяблевую вспашку, при посеве, в качестве подкормок.

Разработанная технология возделывания сои позволяет устойчиво формировать урожайность зерна на уровне 2,0...4,0 т/га при затратах оросительной воды от 2000 м3/га во влажные до 4050 м3/га в острозасушливые годы.

Экономическая оценка показала высокую доходность и рентабельность возделывания сои по разработанной нами технологии. Рентабельность производства зерна сои с. Волгоградка-1 при планировании урожайности на уровне 2,3 и 4 т/га составляет соответственно 105,4; 134,4 и 177,4%.

ВЫВОДЫ

1. Почвенно-климатические условия Волгоградского Заволжья позволяют возделывать в производственных условиях сорта сои ранне- и среднеранних групп спелости и формировать урожайность зерна на уровне 2-4 т/га при регулировании водного и пищевого режимов почвы.

2. Поддержание предполивного порога влажности почвы на уровне 70-80-70%НВ обеспечивается проведением от 4 поливов во влажные до 9 - в острозасушливые годы поливными нормами 370...600 м3/га, что в сочетании с внесением фос-форно-калийных удобрений дозой Р40К30 позволяет формировать урожайность зерна сои на уровне 2 т/га.

Величина эвапотранспирации с соевого поля при таком режиме орошения изменяется в пределах доля оросительной нормы. составляет

40,1 ...45,1% во влажные годы и 76,4% - в острозасушливые.

3. Поддержание предполивного порога влажности почвы на уровне 70-80-80%НВ обеспечивается проведением 5...10 поливов поливными нормами 370...420

что в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой позво-

ляет формировать урожайность зерна сои на уровне 3 т/га.

Суммарное водопотребление сои при поддержании такого уровня предпо-ливной влажности почвы составляет при изменении доли полив-

ной воды от 43,5...49,1 во влажные до 74,3...84,2% в острозасушливые годы.

4. Урожайность зерна сои на уровне 4 т/га обеспечивается при внесении минеральных удобрений дозой на фоне поддержания дифференцированного предполивного порога влажности почвы 70-80-80%НВ.

5. Среднесуточный расход воды по межфазным периодам развития сои возрастают от 19,2 м3/га до 65,1 м3/га, достигая максимума в период цветения посевов.

6. Величина температурных коэффициентов испарения изменяется от

в начальные периоды развития растений до в фазы

цветения, формирования и налива бобов при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 70-80-80%НВ.

При поддержании предполивной влажности почвы на уровне 70-30-70%НВ температурные коэффициенты испарения в период формирования и налива бобов не превышают

7. Наиболее эффективно на формирование урожая поливная вода расходуется при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 70-80-80%НВ в слое 0,4...0,6 м (1482 м3/т). Величина коэффициентов водоттотребления снижается на вариантах с более высоким уровнем планируемой урожайности зерна сои.

8. При планировании урожайности зерна сои на уровне 2 т/га за счет азото-фиксирующей деятельности клубеньковых бактерий возмещается до 75 % общего выноса азота посевами. При планировании урожайности сои на уровне 3 и 4 т/га доля биологического азота составляет 50% от потребности.

9. Включение объемного полосного рыхления в сочетании со щелеванием в технологию возделывания сои на зерно направлено на повышение равномерности распределения влаги по поверхности и горизонтам почвы, позволяет экономить 8,6... 12,2% оросительной воды.

10. Возделывание сои по рекомендуемой технологии, ориентированной на получение 2...4 т/га зерна, экономически выгодно. Рентабельность производства зерна сои сорта Волгоградка-1 при планировании урожайности на уровне 2, 3 и 4 т/га составляет соответственно 105,4,134,4 и 177,4%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На орошаемых, светло-каштановых почвах Волгоградского Заволжья для получения урожайности зерна сои на уровне 2...4 т/га следует руководствоваться обязательным выполнением следующих агромелиоративных приемов:

- для производства 2 т/га зерна сои необходимо поддерживать предполив-ной порог влажности почвы на уровне 70-80-70%НВ в слое 0,4...0,6 м в сочетании с внесением фосфорно-калийных удобрений нормой Р^Кзо-

- для производства 3 т/га зерна сои необходимо поддерживать предполивной порог влажности почвы на уровне 70-80-80%НВ в слое 0,4...0,6 м в сочетании с внесением ЫуоРюоКад.

- производство 4 т/га обеспечивается при внесении минеральных удобрений нормой в сочетании с поддержанием дифференцированного предполив-ного порога влажности почвы 70-80-80%НВ.

- для проектирования и корректировки режима орошения сои целесообразно использовать биоклиматические коэффициенты. Для расчета величины биоклима

тических коэффициентов в зависимости от периода развития растений и уровня предполивной влажности почвы следует применять полученные уравнения.

- при расчете доз внесения минеральных удобрений на планируемую урожайность 2 т/га зерна сои долю возмещения азота за счет азотофиксирующей деятельности симбиоза следует принимать на уровне 75% от общего выноса элемента растениями. При планировании урожайности сои на уровне 3 и 4 т/га доля биологического азота составляет 50% от общего потребления посевами.

Основные положения диссертации опубликованы в следующий: работах:

1. Моисеев М.Ю., Лытов МЛ., Пахомов АА. Режим орошения и продуктивность скороспелых сортов сои в Волгоградской области // Экологические проблемы мелиорации. Материалы международной научной коференции. - М., 2002. - С. 142-143.

2. Моисеев М.Ю., Бородычев В.В., Толоконников В.В., Лытов М.Н. Эффективность предпосевной обработки семян сои сорта Волгоградка-1 при орошении // В сб.: Актуальные проблемы экологии и сельскохозяйственного производства на современном этапе. -Рязань, 2003.-С. 17-21.

3. Моисеев М.Ю., Лытов М.Н., Пахомов А.А. Технология возделывания сои на орошаемых землях юга России // Вопросы мелиорации. - ФГНУ ЦНТИ "Мелиоводин-форм".- М, 2003, №1-2. - С. 75-79.

4. Лытов М.Н., Сарафанов А.С., Моисеев М.Ю. Комплексная оценка эффективности технологии возделывания сои на зерно в почвенно-климатических условиях Волгограде ской области // Адаптивные системы и природоохранные технологии производства сельскохозяйственной продукции в аридных районах Волго-Донской провинции. - М., Изд-во"Современные тетради". - 2003. - С. 346-354.

5. Моисеев М.Ю., Лытов М.Н., Пахомов А.А. Агротехника и поливной режим сои// Проблемы агропромышленного комплекса / Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы АПК», посвященной 60-летию Победы под Сталинградом. - Волгоград: Изд-во ВГСХА, 2003. - С. 170-171

6. Сарафанов А.С., Толоконников В.В., Моисеев М.Ю., Лытов М.Н. Экологическое обоснование способа посева сои // Влияние природных и антропогенных факторов на со-циоэкосистемы / Сборник научных трудов Рязанского государственного медицинского университета им. акад. И.П Павлова, Вып. 1 - Рязань, 2003. - С. 121-124.

7. Бородычев В.В., Толоконников В.В., Лытов М.Н., Моисеев М 10. Вопросы эффективного использования ФАР посевами сои на орошаемых землях Нижнего Поволжья // Влияние природных и антропогенных факторов на социоэкосистемы / Сборник научных трудов Рязанского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова, Вып. II - Рязань, 2003. - С 51-54.

8. Бородычев В.В., Толоконников В.В., Лытов М.Н., Моисеев М.Ю. Эффективность предпосевной обработки семян сои при орошении // Влияние природных и антропогенных факторов на социоэкосистемы / Сборник научных трудов Рязанского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова, Вып. П - Рязань, 2003. - С. 54-58.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Подписано в печать 26.01.2004 Гарнитура Таймс. Печать Riso. Усл. печ. л. 1,44. Тираж 100 экз. Закач 0614

Отпечатано с готового оригинал-макета. 410005, Саратов; Пугачевская, 161, офис 320 8 27-26-93

я-2791