Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожай и качество картофеля при использовании различных систем удобрений в юго-западной части Нечерноземной зоны

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Субботин, Александр Сергеевич, Брянск



/

БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Специальность 06.01.09 - растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

СУББОТИН Александр Сергее—

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мальцев В. Т.

Брянск -1998

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава 1. Состояние и перспективы развития

картофелеводства Брянской области 7

Глава 2. Современное состояние изучаемого

вопроса (обзор литературы) 12

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава 3. Условия и методика проведения

исследований 28

3.1. Природные и метеорологические

условия Брянской области 28

3.2. Место и погодные условия в годы проведения опытов 35

3.3. Схема и методика проведения опытов 38 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава 4. Эффективность использования сиде-ратов в качестве органических удобрений при возделывании картофеля 40

4.1. Сравнительная оценка навоза и сиде-ратов по сухому веществу и минеральным элементам питания 40

4.2. Влияние сидератов на агрофизические свойства, биологическую активность почвы и урожайность картофеля 49

4.3. Эффективность сидерации в сочетании с навозом в специализированном звене севооборота с картофелем 58

Глава 5. Эффективность различных систем удобрения картофеля 64

5.1. Влияние систем удобрения на пищевой режим пахотного слоя почвы и её биологическую активность 65

5.2. Продуктивность картофеля в зависимости

от изучаемых систем удобрения 68

5.3. Качество урожая клубней картофеля в зависимости от систем удобрения 74

5.4. Семенные качества картофеля в зависимости от применяемых удобрений 81

5.5. Агроэкологическая оценка различных систем удобрения картофеля 84

5.6. Экономическая оценка различных систем удобрения картофеля 90

5.7. Энергетическая оценка различных систем удобрения картофеля 94

ВЫВОДЫ 96

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 98

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 99

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Брянская область на протяжении многих лет является одним из основных производителей продовольственного, семенного и технического картофеля в Российской Федерации.

Уровень естественного плодородия суглинистых дерново-подзолистых почв Брянской области обеспечивает получение урожайности картофеля 8-9 т/га, серых лесных 10-11 т/га, выщелоченных и опод-золенных черноземов 12-15 т/га. Вместе с тем в результате сложившейся экономической ситуации резко снизились возможности применения интенсивных технологий, вложения средств в материально-технические ресурсы. Особенно резко снизилось применение под картофель органических и минеральных удобрений, что естественно привело к снижению его урожайности в хозяйствах общественного сектора производства.

В этой связи поиск и разработка ресурсосберегающих технологий возделывания, позволяющих не только стабилизировать уровень урожайности картофеля , но и обеспечить поддержание естественного плодородия почв в сложившихся условиях является одной из актуальных задач.

Наукой разработаны и рекомендованы производству системы удобрений, основанные на применении сидератов. Однако, в юго-западной части Нечерноземной зоны, специализирующейся на картофелеводстве, исследований по разработке систем удобрений картофеля, обеспечивающих получение высоких урожаев экологически безопасной продукции, проведено мало. Это и послужило основанием для выбора темы настоящей диссертационной работы.

Цели и задачи исследования. Целью исследования является разработка ресурсосберегающих систем удобрения картофеля, обеспечивающих стабильное получение высокого урожая экологически безопасной продукции.

Основными задачами исследования являются:

- сравнительная оценка навоза и сидератов по обеспечению пищевого режима растений картофеля и биогенным элементам;

- исследование эффективности сидерации в звеньях специализированного картофелеводческого севооборота;

- выявить влияние сидератов на агрофизические свойства, биологическую активность почвы и уровень урожайности картофеля;

- разработка ресурсосберегающих экологически безопасных систем удобрения картофеля;

- экономическая и биоэнергетическая оценка систем удобрения картофеля в юго-западной части Нечерноземья России.

Научная новизна. В условиях юго-западной части Нечерноземной зоны (Брянская область) получены новые данные по влиянию различных систем удобрений на агрофизические свойства почвы, урожай и качество картофеля; дана комплексная оценка сидератов и систем удобрения картофеля на основе его продуктивности, качества продукции, экономической и биоэнергетической эффективности.

Практическая значимость работы. Для внедрения в производство обоснованы рекомендации по ресурсосберегающим экологически безопасным системам удобрения картофеля в юго-западной части Нечерноземной зоны России.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на заседании кафедры экологического растениеводства Брянской государственной сельскохозяйственной академии, а также на научно-техническом совете Всероссийского научно-исследовательского института картофельного хозяйства.

Публикации результатов исследований. Основные результаты исследований по теме опубликованы в 2 печатных работах.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КАРТОФЕЛЕВОДСТВА В БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

Объемы производства картофеля в Брянской области доходили до двух миллионов тонн. На долю картофелеводства в области приходилось 40,3 процента валовой продукции растениеводства, его рентабельность составляла 30 процентов.

Ежегодно плодоовощным объединениям города Москвы отгружалось более 140 тысяч тонн продовольственного картофеля. Кроме того, он поставлялся многим городам и промышленным центрам страны - от Крайнего Севера до Юга. До 15 процентов общего объема производства картофеля направлялось на перерабатывающие предприятия. Область поставляла 65 процентов общего объема производства сушеного картофеля, производимого в стране. Производство крахмала превышало 30 тысяч тонн, который необходим для нефтехимической, целлюлозно-бумажной, медицинской и пищевой промышленности.

В области была осуществлена реконструкция и строительство ряда предприятий по переработке картофеля. На промышленную переработку ежегодно использовалось до 280 тысяч тонн картофеля. До 120 тысяч тонн сырья перерабатывалось на Климовском крахмало-паточном комбинате. Всего в области действует четыре крахмало-паточных, восемь ово-щесушильных и девять спиртовых заводов. Построен и оснащен оборудованием фирмы "ТАГ" из ФРГ Погарский завод по производству сухого картофельного пюре мощностью 36,5 тысяч тонн переработки картофеля в год.

За 1986-1990 годы была завершена работа по зональной специализации картофелеводства, проведены мероприятия по концентрации посевов в зонах исторически сложившегося товарного производства картофеля. В 1990 грду 242 сельскохозяйственных предприятия или 51 процент от общего их количества имели среднюю прсевную площадь свыше 200

гектаров. В этом году 115 хозяйств вырастили более 200 центнеров клубней с гектара.

Анализ состояния развития картофелеводства в хозяйствах области представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Состояние развития картофелеводства в хозяйствах области

Наименование показателей 1990 г. 1993 г. 1994 г. 1995 г. 1995 г. к 1990

Посевные площади (тыс.га)

Всего 141,9 148,1 123,0 116,2 82%

в т.ч. общественный

сектор 92,3 66,9 38,6 28,6 - 3,2 р

индивидуальный

сектор 49,6 81,2 84,4 87,6 + 1,8р

Урожайность (ц/ га)

Всего 118 116 107 110 93,2%

в т.ч. общественный

сектор 116 102 84 81 69,8%

индивидуальный

сектор 122 128 120 119 97,5%

Валовый сбор (тыс.тонн)

Всего 1869 1717 1322 1276 68,2%

в т.ч. общественный

сектор 1163 674 313 231 - 5,0 р

индивидуальный

сектор 706 1043 1009 1045 + 1,5р

Реализация тыс. т 475 208 89,0 49,0 - 9,7 р

Начиная с 1991 года в развитии картофелеводства наметился ряд негативных тенденций - это сокращение посевных площадей и резкий спад производства в общественном секторе.

Анализ показывает, что посевные площади в сельскохозяйственных предприятиях области в 1995 году к уровню 1990 года сократились почти в 3,5 раза. В этот же период произошел резкий спад производства его в общественном секторе. Если среднегодовое производство его в области на 1986-1990 г.г. составляло 1,3 млн. тонн, то в 1991 - 1,0 млн. тонн; 1992 - 896 тыс. тонн; 1993 - 674 тыс.тонн; 1994 - 322 тыс. тонн; 1995 - 234 тыс.тонн или 20 процентов от уровня 1990 года.

Надо признать, что за последние годы наблюдается деконцентра-ция отрасли картофелеводства. По заключительной отчетности в 1995 году из 425 хозяйств, занимающихся возделыванием этой культуры, 209 хозяйств ( 49 % ) выращивали картофель на площади до 50 гектаров. Только 72 хозяйства имели площадь посадок от 100 гектаров и выше. За последние годы объемы закупок картофеля на переработку резко сократились. Так, в 1990 году на промпереработку поступило 305 тыс. тонн клубней, то в 1995 году -18 тыс. тонн, что составляет 6% от 1990 года.

Производство продукции переработки клубней картофеля предоставлено в таблице 2.

Основной из причин снижения производства картофеля - это и не-востребованнность имеющихся ресурсов как за пределами области, так и перерабатывающими предприятиями области.

В связи с этим возникла необходимость пересмотреть сложившуюся направленность производства картофеля, нацеленную, как известно, на оптового потребителя клубней, главным образом, в свежем виде.

В соответствии с разработанной в области комплексной программой "О развитии производства и переработки картофеля на период 1996-

Таблица 2.

Производство продукции из картофеля в Брянской области

Наименование Един. 1995 г. к

продукции измер. 1990 г. 1995 г. 1990 %%

Крахмал картофельный тыс. т 19,1 0,47 2,5

Картофель сушеный сс 5,65 1,07 19,0

Спирт тыс. дал 546,6 - -

Сухое картофельное пюре тонн 1348 - -

в том числе картофельный - -

гранулят тонн 646

картофелепродукты

(чипсы,картофель

"Оригинальный" тонн 263 29 11

2000 г.г." отрасль в общественном секторе переориентирована на производство картофеля для переработки созданными в области предприятиями.

В целях сохранения и дальнейшего развития специализации по производству продовольственного, семенного и технического картофеля предусматривается на период до 2000 года обеспечить производство продовольственного картофеля в основном в личных подсобных хозяйствах в размере 1,4-1,5 млн.тонн; в общественном секторе - семян высших репродукций 20-33 тысяч тонн; поставки в федеральный продовольственный фонд клубней 50 тысяч тонн и для переработки 280 тысяч тонн для производства крахмала в количестве - 15 тыс.тонн; сушеного картофеля -5 тыс.тонн; картофельного гранулята -1,7 тыс.тонн; спирта этилового пищевого - 480 тыс. декалитров в год.

В настоящее время продукция картофелеперерабатывающих предприятий не находит сбыта из-за неприемлемого потребителем высокого уровня цен.

Предлагаются два пути преодоления ценового барьера:

- введение систем дотирования картофеля, направляемого на переработку;

- разработка и внедрение малозатратных, но эффективных технологий, обеспечивающих получение более дешевой продукции высокого качества.

Совершенствование технологии возделывания картофеля должно определяться:

а) перспективным сортовым составом с учетом целевого назначения посевов;

б) высококачественным посевным материалом;

в) оптимальным режимом питания за счет системы удобрения и специализацией севооборотов (звеньев);

г)разработкой приемов, направленных на достижения нормативной окупаемости удобрений, средств защиты растений и энергоресурсов.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА Повышение урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе и картофеля, находится в прямой зависимости от уровня плодородия почвы, существенное влияние на которое оказывают удобрения.

Наиболее недорогим, экологически чистым источником органических удобрений являются сидераты. Особый интерес для земледельцев в этом плане представляют бобовые культуры, которые способны обогатить почву не только органическим веществом, но и биологическим азотом .[6; 7; 127; 137]

Однако в сельскохозяйственном производстве этот важный резерв повышения плодородия почв используется крайне неудовлетворительно. Зеленому удобрению не уделяют должного внимания в сельскохозяйственном производстве . Сидерация еще не нашла широкого признания, не имеет четкой хозяйственной организации, достаточного научного обеспечения и экономического обоснования.

Одна из первоочередных задач в системе сидерации полей - подбор сидеральных культур, соответствующих зональным природным условиям и обеспечивающих многоплановое использование продукции как на удобрение, так и на корм животным. [1 ].

Большой практический интерес представляет возможность обеспечения продовольственных и кормовых культур элементами питания за счет минеральных удобрений, внесенных под сидераты. Это дает возможность получить экологически чистые продукты, свободные от избыточных нитратов. [40; 41; 101; 181].

В.М. Тужилин и М.Н. Новиков [159] считают, что в условиях Владимирской области, агроклиматические ресурсы которой характерны для Нечерноземной зоны России, в самостоятельных посевах сидеральные культуры молено выращивать в сидеральных парах. Исследования пока-

зали, что в условиях достаточной влагообеспеченности чистые пары целесообразно заменять сидеральными. Об их эффективности свидетельствуют следующие данные: в звене севооборота озимая рожь - картофель по чистому пару, удобренному навозом, получено 38,1 ц/га ржи и 232 ц/га клубней картофеля, а по сидеральному пару - соответственно 39,2 и 270 ц/га. Урожайность ржи не снизилась, а картофель дал прибавку 38 ц/га.

Серьезные возражения введению сидеральных паров могут возникнуть в связи со слабой обеспеченностью животноводства кормами. Это могут позволить только хозяйства с хорошо развитой кормовой базой. При недостатке кормов чистые пары можно заменить занятыми, где основной урожай используется на корм, а корнепожнивные остатки ( в некоторых случаях и отава) на удобрение. Об эффективности такого удобрения свидетельствуют данные ВНИПТИОУ. При размещении кукурузы на фоне 25 т/га подстилочного навоза урожайность зеленой массы составила 550 ц/га, а по корнепожнивным остаткам клевера - 520, по чистому пару - только 385 ц/ га. [10; 59].

В структуре себестоимости зеленой массы бобовых сидеральных культур около половины прямых затрат приходится на семена. Например, затраты на семена при возделывании люпина однолетнего составляют более 50 процентов. Поэтому при оценке сидеральных культур следует учитывать возможность получения собственных семян, семенную продуктивность растений и коэффициент размножения. [ 27; 60; 180 ].

Установлено, что вследствие биологических особенностей картофель нуждается в большом количестве питательных веществ. В среднем с 1 тонной урожая вместе с клубнями и ботвой эта культура выносит азота 5 кг, фосфора - 2, калия - 10, кальция - 3-8, магния - 1,6 и серы - 0,5 кг. [71; 94; 99; 172]

В условиях дерново-подзолистых почв легкого гранулометрического состава Новозыбковского филиала ВИУА выявлены закономерности, характеризующие действия сочетаний органических и минеральных удобрений, а именно: эффективность азотных удобрений на си-деральном фоне была несколько ниже, чем на фоне соломы, но выше по сравнению с естественным. В 1989 году азот в дозах 60-180 кг/га обеспечивал прибавки урожая от 51 до 88 ц/га картофеля дополнительно к 448 ц/га в контроле. В 1991 году прибавки составили 49-148 ц/га при урожайности в контроле 290 ц/га. В среднем за два-три года сохранились те же закономерности по эффективности азота: высокая - на фоне соломы, немного ниже на фоне сидерата и очень низкая на естественном фоне. [ 98 ].

На дерново-подзолистых почвах в севооборотах с картофелем при формировании урожайности клубней 350-400 ц/га фосфорные удобрения проявляют эффективность даже при содержании подвижного фосфора в почве на уровне 25-30 мг на 100 г почвы. На легких почвах они менее эффективны из-за низкой обеспеченности азотом и калием [ 57; 62; 98 ].

На естественном фоне фосфор не оказывал достоверного влияния на урожай. На фонах соломы и сидерата наблюдалась высокая положительная эффективность от прямого действия фосфора и отрицательная от взаимодействия его с навозом. При этом в 1991 году прибавки урожая были прямо пропорциональны дозам фосфора.

Поэтому, на дерново-подзолистых песчаных почвах фосфорные удобрения под картофель рекомендуется применять только на фонах соломы и сидерата и в чистом виде без навоза. При наличии того или другого предпочтение необходимо отдавать навозу как наиболее эффективному удобрению. Оптимальная доза фосфора для обоих фонов составляет 120 кг/га. [160].

На сидеральном фоне калийные удобрения не �