Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожайность и качество картофеля в зависимости от основной обработки почвы и способов посадки в звене севооборота на выщелоченном черноземе лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ефремов, Дмитрий Валерьевич, Пенза

Пензенская государственная сельскохозяйственная академия

На правах рукописи

ЕФРЕМОВ ДМИТРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И СПОСОБОВ ПОСАДКИ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЁМЕ ЛЕСОСТЕПИ

СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ОРЛОВ АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

Пенза, 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

Введение .......................................................................................................3

1. Обзор литературы..........................................................................................5

1.1. Рост, развитие и урожай картофеля в зависимости от систем основной обработки почвы и способов посадки..............................5

1.2. Качество клубней картофеля в зависимости от основной обработки почвы и способов посадки.................................................................22

2. Условия и методика проведения исследований.......................................29

2.1. Цель и задачи исследования...............................................................29

2.2. Условия проведения опытов...............................................................30

2.2.1. Почва опытного поля....................................................................30

2.2.2. Погодные условия в годы исследований......:.;'.:..........................30

2.3. Методика проведения исследований...................................................34

2.4. Агротехника опыта..............................................................................39

3. Результаты исследований............................... ..............................................42

3.1. Динамика плотности сложения почвы................................................42

3.2. Структура почвы..................................................................................45

3.3. Динамика запасов доступной влаги в почве.......................................47

3.4. Динамика нитратов в почве.................................................................55

3.5. Динамика подвижного фосфора в почве............................................59

3.6. Динамика обменного калия в почве...................................................61

3.7. Динамика засорённости посадок картофеля......................................61

3.8. Динамика формирования ботвы, ассимиляционной поверхности и урожая клубней картофеля.................................................................64

3.9. Урожайность и качество клубней картофеля...................................70

4. Энергетическая и экономическая эффективность приёмов возделывания

картофеля...............................................................................................88

4.1. Энергетическая эффективность приёмов возделывания картофеля и пропашного звена................................................................................88

4.2. Экономическая эффективность приёмов возделывания картофеля..94

Выводы................................................................................................9.6

Предложение производству...............................................................98

Список литературы............................................................................99

Приложения.......................................................................................111

Введение

Важным фактором повышения эффективности и продуктивности картофелеводства в районах неустойчивого увлажнения лесостепи Среднего Поволжья, является применение дифференцированной зяблевой обработки почвы в специализированном звене севооборота с чистым паром, включающей чередование систем отвальной, безотвальной и минимализированной зяблевой обработки и эффективных способов посадки

Чистые пары в районах неустойчивого увлажнения являются главным звеном системы мероприятий по борьбе с засухой, улучшением фитосанитарных условий в севообороте, обеспечивают эффективность агротехнических мероприятий и стабильность производства сельскохозяйственных культур по годам. По данным Самарского НИИСХ чистые пары оказывают положительное последействие на урожай второй и третьей культуры севооборота прежде всего за счет снижения засоренности полей.

Данные опытных учреждений и передовых хозяйств свидетельствуют о том, что специализация севооборотов обеспечивает повышение производства зерна на 25-30 %, картофеля - на 40-50 %.

Для более эффективного применения промышленной технологии возделывания картофеля в конкретных почвенно-климатических условиях необходимо установить эффективность сочетания лучших специализированных звеньев севооборота, рациональных систем основной обработки почвы и способов посадки, постоянное совершенствование которых требует интенсификация земледелия.

В современном земледелии на первый план выдвигается проблема минимализации обработки почвы. Для большинства земледельческих районов страны разработаны приемы и способы минимальной обработки

почвы под основные культуры с целью снижения энергетических затрат и сохранения плодородия почв.

В настоящее время необходим переход от сравнительной оценки и совершенствования частных агротехнических приемов и способов к комплексной разработке ресурсосберегающих почвозащитных систем основной обработки почвы и эффективных способов посадки в специализированных звеньях севооборота по возделыванию картофеля.

В этой связи изучение на выщелоченном черноземе Лесостепи Среднего Поволжья влияния уровней насыщения специализированного звена севооборота системами отвальной, безотвальной и минимализированной зяблевой обработки почвы в сочетании с эффективными способами посадки на формирование урожая картофеля и его качество, является актуальным и перспективным направлением картофелеводства, представляющим как научный, так и практический интерес.

1. Обзор литературы

1.1. Рост, развитие и урожайность картофеля в зависимости от систем основной обработки почвы и способов посадки

Картофелеводство - крупнейшая отрасль сельского хозяйства. Она занимает второе место по производству ( после зерна ), и как продукт питания по разнообразию приготовляемых из картофеля блюд нет ему равных, и он по праву называется - « вторым хлебом » / А.Н. Орлов, 1983, С.А. Щукина, 1993 /. Из него приготовляют около 200 разнообразных блюд, в т. ч. промышленные полуфабрикаты.

Его широкое распространение обусловлено прежде всего высокой потенциальной урожайностью и содержанием в клубнях питательных компонентов: углеводов, аминокислот и др. / Д.Н. Прянишников, 1952, А.Г. Лорх, 1955, И.И. Пушкарев, 1958, А.И. Тамман, 1959, С.Е. Стефанишин, 1960, Л.И. Горелкин, 1962 /. Картофель содержит 1-2 % белка, отличающегося высокой биологической активностью / С.А. Щукина, 1993 /.

При переработке 1 т клубней получают 140-190 кг крахмала и патоки и до 110 л спирта / С .Н. Карманов, В.П. Кирюхин, A.B. Коршунов, 1988 /.

Картофель-растение относительно прохладного лета, умеренного влажного климата и рыхлых почв / А.Г. Лорх, 1955, Н.Д. Зайцева, 1956, О.М. Поповская, 1965, АЛ. Беседин, Л.В. Христофоров, 1971, A.C. Кружилин, 1975, П.Н. Альсмик, АЛ. Амбросов, A.C. Вечер, 1979, С.Н. Карманов, В.П. Кирюхин, A.B. Коршунов, 1988, Б.А. Писарев, 1991 /.

Картофель больше, чем другие сельскохозяйственные культуры, реагируют на физические и физико-механические свойства почвы и прежде всего на плотность почвы и по своим биологическим особенностям картофель отличается от большинства сельскохозяйственных культур: способностью к клубнеобразованию и вегетативному размножению.

Растения картофеля имеют слаборазвитую корневую систему, располагающуюся преимущественно в верхних слоях пахотного горизонта /A.C. Кружилин, 1954, А.И. Тамман, 1963, С.Н. Замотаев, Г.А. Ганзин, 1984, А.Н. Замотаев, Б.П. Литун, A.B. Коршунов, К.А. Пшеченков, 1985, К. Saurich, S. Pech, 1987/.

Основной целью интенсивной технологии производства картофеля является создание благоприятных условий для роста и развития растений, освоение специализированных севооборотов, внедрение рациональной системы обработки почвы, посадка в оптимальные сроки, уход за растениями / Т.И. Валуева, 1984, D. Roth, 1987, Б.А. Писарев, 1990 /.

Немаловажная роль картофеля в общей системе земледелия, где он -хороший предшественник многих, особенно зерновых культур / С.Н. Карманов, A.B. Кирюхин, A.B. Коршунов, 1988 /.

Картофель оставляет после себя больше воды, нежели другие пропашные культуры, что дает возможность размещать после него ранние яровые культуры / А.Н. Кащеев, 1989 /.

Картофель в севообороте включается на принципе плодосмена и размещают после озимых культур, размещенных по чистому пару. Практика показала, что это лучшие предшественники / Б.А. Писарев, 1975, С.Н. Карманов, 1983, А.И. Замотаев, Б.П. Литун, A.B. Коршунов, К.А. Пшеченков, 1985, З.А. Дмитриева, М.Г. Забара, A.A. Воитковская и др. 1989, А.Н. Кащеев 1989, В.А. Буланкин 1993 /.

Чистый пар в засушливых условиях является важнейшей и наиболее надежной мерой борьбы с засухой. С помощью чистых паров можно не только очистить поля от сорных растений, но и избежать создание условий, благоприятных для многих вредителей и возбудителей болезней выращиваемых культур. Как средство борьбы с сорняками чистый пар намного эффективнее применения гербицидов. Чистые пары имеют

значительное преимущество перед пропашными культурами, как надежное средство борьбы с сорняками, особенно многолетними / Ф.Т. Моргун, 1981 /.

Введение специализированных севооборотов на окультуренных почвах кроме роста общей продуктивности пашни, позволит снизить потери, количество механических повреждений клубней при уборке машинами, расходы на перевозку семян и урожая. Специализированные севообороты позволяют концентрировать посадки, механизировать трудоёмкие процессы и перевести на индустриальную технологию. Если раньше урожайность не превышала 15,0 - 17,0 т / га, то сейчас она 20,0 - 25,0 т / га, уменьшение трудовых затрат и себестоимости продукции / A.B. Коршунов, 1984 /.

Освоение и соблюдение севооборота обходится значительно дешевле, чем ежегодное проведение агротехнических и химических мероприятий, направленных на устранение влияния бессменных посадок. Кроме того, агротехника в севообороте более эффективна, чем без него / Б.А. Писарев, 1983, G. Johannes, 1987 /.

Большой объём весновспашки задерживает посадку картофеля, не позволяет провести её в оптимальные сроки. Поэтому производство остро нуждается в таких способах обработки, которые ускоряют работу, не снижая урожайности культуры / Е. Götz, 1987, A.B. Ильин, Б.Н. Воронин, А.М. Блинов, 1988 /.

Поэтому необходим переход от сравнительной оценки и совершенствования частных агротехнических приёмов и способов к комплексной разработке ресурсосберегающих почвозащитных систем основной обработки почвы в специализированных звеньях севооборота по возделыванию картофеля.

Экономическая эффективность: безотвальное рыхление после картофеля под предшествующую культуру затраты труда снижаются в 4,4 раза на 1 га , расход горючего в 1,6 раза. Выигрыш во времени: 5 га

отвальным плугом, и почти 20 га плоскорезом / A.B. Ильин, Б.Н. Воронин, A.M. Блинов, 1988 /.

Значительные площади под картофелем размещены на тяжёлых суглинистых почвах, на которых при обычной агротехнике работа комбайнов затруднена / Г.Д. Петров, 1986 /.

Агрономической наукой и практикой установлено, что оптимальная

о

плотность чернозёмных почв составляет 0,9 - 1,1 г / см , при которой обеспечивается наилучший рост и развитие клубней картофеля / С.Н. Карманов, Б.А. Писарев, 1985, И.П. Тектониди, A.C. Воловик, A.B. Коршунов, 1985, Б.А. Писарев, 1986, А.Н. Замотаев, 1987 /. Увеличение

о

или уменьшение плотности почвы на 0,1 - 0,3 г/ см от оптимальной приводит к снижению урожая на 20 - 40 %.

Урожай картофеля меняется в зависимости от рыхлости почвы: там где плотность почвы ( суглинок ) в период вегетации поддерживалась на

о

уровне 1,1 г / см он составил - 32,2 т / га по среднепозднему сорту Лорх в тоже время как при плотности 1,4 г / см3 он составил 19,0 т / га. Таким образом недобор составил 13,2 т / га / С.Н. Карманов, B.C. Серебряков, 1991/.

Столоны картофеля и растущие клубни обладают недостаточной способностью раздвигать почвенные частицы и противостоять механическим воздействиям, поэтому для размещения растущих клубней необходимы значительные пространства почвы. При среднем урожае в 20,0 т / га для размещения клубней необходимо пространство объёмом около 20 м3 / га / Б.А. Писарев, 1990, Г.В. Наугольных, 1993 /.

Влияние большой плотности почвы на урожай объясняется изменением почвенных условий ( твёрдости почвы, воздушного режима ) в сторону менее благоприятную для роста и развития картофеля / Б.А. Писарев, 1986, В. Seidel, Н. Adermann, 1986/.

На рост и развитие растений и формирование клубней картофеля сильно влияет физическое состояние почвы. Рыхлая почва способна более полно удовлетворять потребности растений в кислороде, что особенно важно во время формирования клубней / С.Н. Карманов, B.C. Серебренников, 1991/.

Картофель предъявляет высокие требования к воздушному режиму. Большое количество кислорода и почвенного воздуха потребляет корневая система, столоны и клубни. В рыхлых почвах лучше происходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом в связи с большей ее воздухопроницаемостью. Концентрация кислорода в почвенном воздухе - не менее 18 - 20 % / П.Н. Альсмик, A.JI. Амбросов, A.C. Вечер, 1979, И.П. Тектониди, A.C. Воловик, A.B. Коршунов, 1985, Б.А. Писарев, 1990 /.

Суточная потребность корней в кислороде, по данным Кудрявцевой, равна примерно 1 мг кислорода на 1 г сухого вещества. Если рост и развитие зерновых культур происходит при содержании в почвенном воздухе кислорода 5 - 7 %, то картофель - при 15 %. Установлено, что даже при хорошей обеспеченности растений элементами питания и влагой клубнеобразование замедляется, если почва уплотнена / С.Н. Карманов, Г.А. Ганзин, 1984 /.

Исходя из этих требований, севооборот необходимо осваивать с таким учетом, чтобы предшественники способствовали получению высоких урожаев и созданию мелкокомковатой структуры почвы необходимой для механизированной уборки / П.Н. Альсмик, A.JI. Амбросов, A.C. Вечер,1979/.

Интенсивная технология возделывания и уборки картофеля предъявляет особые требования к агротехнике / С.Н. Карманов, B.C. Серебренников, 1991, W. Muller, 1981, А.Ф. Никулин, 1994 /.

В системе мероприятий, обеспечивающих высокие урожаи картофеля, влияние на факторы плодородия, важное место занимает зяблевая обработка почвы / Ф.Т. Моргун, 1981, А.Н. Кащеев, 1989 /.

Обработка почвы остаётся самой значительной и трудоёмкой деятельностью человека по производству продуктов растениеводства. На её выполнение в нашей стране затрачивается около 40 % энергетических и 25 % трудовых ресурсов от всего объёма полевых работ / Г.И. Казаков, 1997 /.

Для повышения эффективности зяблевой обработки почвы необходимо перестроить применяемую в настоящее время технологию и организацию ее проведения в направлении придания ей высокопроизводительной менее энергоёмкой системы, дифференцированной по полям севооборота / В. А. Корчагин, В.Г. Новиков, H.A. Неясов, Н. М. Баранова, 1988, А.Н. Кащеев, 1989, Г.И. Казаков, 1997 /.

Существующая технология подготовки почвы под картофель включает зяблевую обработку и предпосадочную. Одно из важнейших требований технологии - перенесение основных операций по подготовке почв на осень / В.А. Буланкин, 1993 /.

Основная цель обработки почвы под картофель - это создание рыхлого слоя почвы, снизить образование комков и глыб, и сохранение рыхлости до конца вегетационного срока, в котором свободно развиваются столоны, корневая система, хорошо сохраняется влага / В.В. Кононученко, Н.Я. Москов, Н.Г. Литвиненко, 1988, А.Н. Орлов, 1983, Б.А. Писарев, 1990, В.А. Буланкин, 1992 /. А также уничтожение сорняков, хорошая заделка пожнивных остатков и в условиях недостаточного увлажнения - сохранение запасов влаги / Б.А. Писарев, 1990 /.

Слишком рыхлые почвы не всегда благоприятны для возделывания картофеля. При наступлении засушливых периодов такие почвы теряют очень много воды и не обеспечивают растения влагой / Г.И. Казаков, 1997 /.

Приемы обработки почвы под картофель эффективны в том случае, когда их применяют в определенной последовательности.

Академик В. Р. Вильяме, 1939 утверждал, что зяблевая обработка должна начинаться не со вспашки, а с лущения вслед за уборкой. Он считал,

что лущение, проведённое вслед за уборкой, устраняет отрицательное влияние поздних сроков зяблевой вспашки. Этого же взгляда придерживались В.П. Мосолов, 1953, А.Г. Дояренко, 1963, Д.И. Буров, 1970, П.К. Иванов, 1967 и др.

В.И. Румянцев, 1961, Ш. Хайрулин, 1962 анализируя взгляды В.Р. Вильямса на значение и применение лущения в системе зяблевой обработки почвы, приходят к заключению, что вспашка должна проводится вслед за уборкой по принципу « Комбайн с поля - плуг в борозду ».

Существенное влияние на практическое земледелие оказало развитие в научном земледелии новых направлений в зяблевой обработке почвы, таких как безотвальная Т.С. Мальцева, 1955, почвозащитная А.И. Бараева, 1971, Ф.Т. Моргуна и Н.К. Шикулы, 1984, основанных на принципах механического воздействия на почву.

Характерным в развитии этих направлений является то, что:

1. Безотвальная обработка применялась в отрыве от севооборота и бессистемно, т. е. она ограничивалась одним рыхлением плугами Т.С. Мальцева, стойками СибИМЭ, плоскорезами;

2. Безотвальная обработка рассматривалась в качестве универсальной, взамен вспашки;

3. Применение безотвальной зяблевой обработки почвы в отрыве от севооборота и бессистемно способствовало по