Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние звеньев севооборота с различными видами пара и непаровых предшественников на продуктивность сахарной свеклы с северо-восточной части ЦЧР

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Сычев, Василий Алексеевич, Мичуринск

МИЧУРИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

СЫЧЕВ ВАСИЛИИ АЛЕКСЕЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ЗВЕНЬЕВ СЕВООБОРОТА С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ПАРА И НЕПАРОВЫХ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В СЕВЕРОВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦЧР

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, профессор ПОЛЕВЩИКОВ СИ.

Мичуринск - 1999

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................4

ГЛАВА 1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЧЕРЕДОВАНИЯ КУЛЬТУР В

СВЕКЛОВИЧНЫХ СЕВООБОРОТАХ /ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ/ 8

1.1. Сахарная свекла и севооборот..................................................8

1.2. Биологические особенности сахарной свеклы.......................18

1.3. Режим влажности почвы под сахарной свеклы......................24

1.4. Влияние звеньев севооборота на засоренность

посевов сахарной свеклы..........................................................37

1.5. Микробиологический и пищевой режим почвы в

посевах сахарной свеклы...........................................................41

ГЛАВА 2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ......................................................................53

2.1. Цель и задачи исследований ................................................53

2.2. Методика проведения анализов и учетов..............................54

2.3. Схема опыта............................................................................56

2.4. Условия проведения работы...................................................58

ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И РЕЖИМА ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ

НА ПОСЕВАХ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА...............................................................65

3.1. Плотность почвы под сахарной свеклой.................................65

3.2. Режим влажности почвы в свекловичных звеньях севооборота.....................................................................................70

ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЫ ПОД • САХАРНОЙ СВЕКЛОЙ В РАЗЛИЧНЫХ ЗВЕНЬЯХ СЕВООБОРОТА............................................................................77

>

ГЛАВА 5. ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗВЕНЬЕВ СЕВООБОРОТА...................87

ГЛАВА 6. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЗВЕНЬЯХ СЕВООБОРОТА............................93

6.1. Густота стояния растений сахарной свеклы..........................93

6.2. Динамика нарастания биологической массы

сахарной свеклы........................................................................96

6.2.1. Динамика нарастания ассимиляционной поверхности......................................................................96

6.2.2. Динамика роста корнеплода и ботвы.............................100

ГЛАВА 7. СОДЕРЖАНИЕ АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ В РАСТЕНИЯХ

САХАРНОЙ СВЕКЛЫ...............................................................107

ГЛАВА 8. ПРОДУКТИВНОСТЬ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЗВЕНЬЯХ СЕВООБОРОТА........................................................................113

8.1. Фракционный состав корнеплодов сахарной

свеклы в зависимости от звена севооборота........................113

8.2. Содержание сухого вещества и сахара................................117

8.3. Урожайность сахарной свеклы в различных

звеньях севооборота...............................................................122

ГЛАВА 9. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЗВЕНЬЯХ

СЕВООБОРОТА........................................................................126

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ................................................................128

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ...................................................132

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...................................133

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................153

ВВЕДЕНИЕ

Сахарная свекла является единственной возделываемой культурой в нашей стране, из которой вырабатывают сахар - ценнейший продукт питания. Это одна из наиболее продуктивных сельскохозяйственных культур. При урожайности корнеплодов в 250 ц гектар посева свеклы дает 3 т сахара.

В настоящее время сахарная свекла возделывается в 25 регионах Российской Федерации. В условиях рынка, при диспаритете цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию, отмене госзаказа на закупку свеклы и переводе заготовки производимой продукции на давальческие условия, экономическая эффективность свекловодства существенно снизилась. Свеклосеющие хозяйства стали резко сокращать посевы сахарной свеклы. По сравнению с 1986-1990 гг. площади ее посева в стране сократились в 1,5 раза, заготовки снизились с 28,7 до 12,0 млн. т, или в 2,4 раза, а производство сахара упало с 2,8 до 1,3 млн. т, или более чем в 2 раза.

Кризис свеклосахарного производства в целом по стране, не мог не сказаться на выращивании сахарной свеклы в Тамбовской области. Площади ее посевов сократились более чем в 2 раза, валовой сбор в 1,7 раза. При существующей технологии возделывания сахарной свеклы, упрощенной до минимума, урожайность ее составляет несколько больше 100 ц/га.

В целях сохранения и дальнейшего развития производственного потенциала сахарной промышленности Правительством Российской Федерации в марте 1997 года была принята целевая программа "Увеличение производства сахара в Российской Федерации в 1997-2000 годах и на период до 2005 года". Основной целью программы является увеличение производства сахара в Российской Федерации, улучшение обеспечения населения сахаром и максимальное сокращение его импорта. Для реализации мероприятий программы намечено осуществление ряда крупных научно-исследовательских разрабо-

ток, в том числе повышение сахаристости и технологических качеств корнеплодов.

Урожайность сахарной свеклы прежде всего зависит от агротехники ее выращивания, что, в свою очередь, базируется на правильном размещении ее в севообороте.

Изучением размещения сахарной свеклы в лучших звеньях севооборота занимались многие'-научно-исследовательские учреждения и в частности -ВНИИСС, ВНИС и их научно-исследовательские подразделения.

Опытами ВНИИСС и других опытных учреждений Центральночерноземной зоны установлено, что лучшим местом в севообороте для сахарной свеклы является размещение ее после озимой пшеницы, идущей по чистым или занятым парам. Многократные исследования ученых подтвердили, что чистые и занятые пары оказывают влияние на урожай не только второй культуры, но и третьей и последующих культур в севообороте.

В условиях северо-восточной части ЦЧЗ влияние черных и занятых паров, а также непаровых предшественников на урожайность сахарной свеклы изучено недостаточно, поэтому для выяснения данной проблемы был проведен полевой опыт в учхозе "Комсомолец" Мичуринской государственной сельскохозяйственной академии.

Предусматривалось изучить последействия черного и занятых паров, а также непаровых предшественников на урожайность сахарной свеклы с учетом природно-климатических условий центральной части Тамбовской области и на основе полученных данных дать рекомендации для хозяйств области по размещению сахарной свеклы г- севообороте.

Актуальность темы. Кризисные явления, присущие переходу к рыночным условиям хозяйствования, не обошли стороной и свеклосахарный комплекс.

Озимую пшеницу, как основной предшественник сахарной свеклы, в северо-восточной части ЦЧЗ рекомендуется размещать после черного и занятых паров. Однако, структура посевных площадей и крайне слабая материально-техническая база свеклосеющих хозяйств не всегда это позволяют, и сахарную свеклу часто размещают в звеньях с непаровыми предшественниками.

Важная роль в сохранении и повышении плодородия почвы в земледелии отводится зернобобовым культурам(в частности гороху, вике и люпину), способным обогащать почву азотом, а также переводить фосфор из труднорастворимых соединений в усвояемую форму. Значение зернобобовых культур усиливается особенно в настоящий момент, когда хозяйства испытывают финансовый кризис, что не дает им возможности применять минеральные и органические удобрения.

До начала наших исследований вопрос размещения сахарной свеклы в звеньях с горохом, викой и люпином на зерно в засушливой северо-восточной части ЦЧЗ не получил исчерпывающего решения. С учетом этого и были поставлены полевые опыты по изучению влияния предшественников озимой пшеницы в различных звеньях севооборота на урожайность сахарной свеклы.

Новизна работы. На основе изучения влияния предшественников озимой пшеницы на урожай и качество корнеплодов сахарной свеклы дано теоретическое обоснование различи ых звеньев свекловичных севооборотов интенсивного земледелия для северо-восточной части Центрально-Черноземной зоны. Установлена целесообразность размещения сахарной свеклы в севообороте после озимой пшеницы, высеваемой по черному и занятым парам, а также по вике и гороху на зерно. Применительно к условиям Тамбовской области дана количественная характеристика прибавок урожая корнеплодов и выхода сахара.

У 7

Практическая'-ценность и реализация результатов исследований. Результаты исследования включены в рекомендации по возделыванию сахарной свеклы по интенсивной технологии в Тамбовской области. Дана полная оценка изученных предшественников озимой пшеницы на продуктивность сахарной свеклы, что позволяет использовать результаты исследований непосредственно в производственных условиях.

Материалы исследований доложены на Тамбовских областных научно-практических конференциях и научных конференциях МГСХА. Данные исследований опубликованы в 6 статьях в различных сборниках научных трудов.

ГЛАВА 1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЧЕРЕДОВАНИЯ КУЛЬТУР В СВЕКЛОВИЧНЫХ СЕВООБОРОТАХ

1.1. Сахарная свекла и севооборот

Сельскохозяйственные культуры оказывают многостороннее и неодинаковое воздействие на пищевой и водный режим почвы, на ее физические свойства. Это влияние усиливается комплексом агротехнических приемов, применяемых при возделывании культур[188].

Севооборот - важнейшее средство восстановления и повышения плодородия почвы. В частности, это существенный фактор регулирования процессов накопления и разложения органического вещества, образования и минерализации гумуса,-, оптимизации уровня эффективного плодородия поч-вы[196].

Д.Н.Прянишников считал, что причины, по которым правильное чередование культурных растений в севообороте оказывается более продуктивным, чем непрерывное возделывание одной и той же культуры (или более менее одинаковых по своим свойствам растений), можно разделить на четыре группы.

1. Причины химического порядка, то есть различия в химическом составе растений и в особенности потребления ими питательных веществ;

2. Причины физического порядка, то есть различия в состоянии почвы и ее влажности после уборки различных культур.

3. Причины биологического порядка, то есть разное отношение культур к болезням, вредителям и сорным растениям.

4. Причины экономического порядка, то есть различия в количестве и распределении во времени труда, которого требуют культуры, их разное значение для хозяйства[145].

Эти утверждения остаются справедливыми и в настоящее время. На это же указывают и работы зарубежных, в частности немецких ученых, таких как G.Konnecke, H.-J.Liste, W. Fischer, E.Schulze и H.Bohle, К.Wiesner, считающих, что севооборот повышает продуктивность имеющихся земельных ресурсов за счет эффективного использования последействия одного вида культур на последующие и поддержание в продуктивном состоянии плодородия почвы [190,191,192, 194,197].

Кроме того, научно обоснованный севооборот способствует рациональному использованию земли, более равномерному и производительному использованию техники, что позволяет производить полевые работы в оптимальные сроки и при меньших затратах труда и средств.

Многочисленными опытами и передовой практикой свеклосеющих хозяйств установлено, что при правильном чередовании культур и внесении достаточного количества органических и минеральных удобрений постоянно возрастает урожайность сахарной свеклы и других культур севооборота [20,21,47,54,57,62,122,124,138,159,161,176, 179].

Сельскохозяйственные культуры различаются между собой не только требованиями к почвенному плодородию, но и характером воздействия на основные свойства почвы.

В.П.Мосолов писал, что каждая культура резко изменяет почвенные условия для последующей культуры в севообороте. Эти изменения в зависимости от вида культуры и агротехники ее возделывания могут быть положительными или отрицательными. Одна и та же культура на разных почвах и при разных климатических условиях оказывает разное воздействие на почву. Ее воздействие тем больше, чем выше урожай и чем дольше она здесь оста-ется[118].

В связи с биологическими особенностями сельскохозяйственных культур, потребление таких основных элементов питания, как азота, фосфора и калия резко колеблется. Но отдельные культуры, не только не истощают, но даже обогащают почвы азотом, используя в большой пропорции кальций, ка* лий и фосфор. Так, озимые и яровые хлеба расходуют больше всего азота и фосфора, бобовые - преимущественно фосфора, калия и кальция, картофель, свекла - калия и азота. При этом сахарная свекла потребляет почти втрое больше питательных веществ, чем хлеба.

Различны также и соотношения в количестве питательных веществ, потребляемых отдельными видами растений. Так, сахарная свекла расходует калия в 4-5 раз больше, чем фосфора, тогда как количество этих веществ, потребляемое хлебами, находится примерно в соотношении 1:2,5[75].

По накоплению органических веществ в почве резко выделяются многолетние травы, что объясняется не только продолжительным вегетационным периодом, но и соотношением корней и надземной массы в широких пределах.

Исследования ВНИИСС, в среднем за б лет показали, что клевер одного года пользования оставлял в почве 4,61 т/га корневой массы, превышая по этому показателю кукурузу в 1.6 раза, озимую пшеницу, ячмень, вико-овсяную смесь - в 1,7-1,8, горох - в 2.3, сахарную свеклу - 2,6 раза[54].

Аналогичные результаты получены и в других научных учреждениях Центрального Черноземья. А.Д.Роскошанский в стационарном опыте Льговской опытно-селекционной станции установил, что количество растительных остатков у озимой пшеницы составляет 3,02-3,97 т/га, ячменя - 2,40, вико-овсяной смеси - 2,16, клевера - 5,74, сахарной свеклы - 1,68-1,73, гороха - 1,28 т/га[154].

По данным С.И.Полевщикова в Тамбовской области в среднем по всем звеньям севооборота ежегодно запахивается 2-3 т/га сухих корневых и пожнивных остатков, что в какой-то мере восполняет убыль органического вещества в почве. Особенно большую долю по отношению к продуктивной части урожая эти остатки составляют у эспарцета. В среднем за 5 лет эспарцет оставлял 48,7 ц/га, а вико-овсяная смесь 33,2 ц/га или на 32% меньше. Много корневых и пожнивных остатков остается после кукурузы на зеленый корм(44,8 ц/га). Если у эспарцета на долю корневых остатков приходится 82 % общего веса пожнивных и корневых остатков, то у кукурузы - 62%[139].

В результате исследования Д.К.Носова многолетние травы оставляли в пахотном слое 7,65 т/га пожнивных и корневых остатков, ячмень - 4,47, озимая пшеница - 5,77 т/га[126].

В опытах, выполненных в Воронежском сельскохозяйственном институте, масса негумифицированных растительных остатков в слое почвы 0-40 см после уборки озимой пшеницы составляла 7,42 т/га, ячменя - 3,81, гороха -3,50, кукурузы на силос - 4,48, сахарной свеклы - 4,12 т/га[60].

Исследования В.М.Дудкина показали относительно высокое содержание азота в корневых(2,41 %) и пожнивных(2.8%) остатках клевера, возделываемого на один укос. Кроме клевера, по содержанию азота выделяются горох на зерно(корневые остатки - 2,08 %, пожнивных - 0,92 %) и вико-овсяная смесь(соответственно 1,90 и 1,28 %). Другие однолетние бобовые культуры оставляли азота с растительными остатками значительно меньше, чем многолетние^].

Наибольшее количество фосфора аккумулировалось в растительных остатках клевера, наименьшее - сахарной свеклы и гороха. Максимальное содержание калия было в корневых и пожнивных остатках клевера,вико-овсяной смеси и кукурузы(26,8-54,7 кг/га).

По выносу элементов питания урожаем основной и побочной продукции изучаемые культуры можно расположить в следующем убывающем порядке: по азоту - сахарная свекла, озимая пшеница, горох, вико-овсяная смесь, клевер, кукуруза, ячмень; по фосфору - сахарная свекла, озимая пшеница, кукуруза, ячмень, горох, вико-овсяная смесь, клевер; по калию - сахарная свекла, вико-овсяная смесь, клевер, кукуруза, озимая пшеница, ячмень, горох.

Устойчивый рост продуктивности возделываемых растений возможен только при высоком уровне биологической активности почвы, и в особенности азотфиксирующих, фосфороразрушающих, аммонифицирующих и нитрифицирующих бактерий, которая определяется биологией и агротехникой предшествующих культур, количеством и качеством оставляемого органического вещества, обеспеченностью растений теплом и светом. Биологическая активность почвы отражает суммарный эффект комплекса биологических процессов, протекающих в ней. Современные данные свидетельствуют о том, что эффективное плодородие в значительной степени является результатом деятельности микроорганизмов.

Из