Плодородие почвы и урожайность зерновых культур на склонах Алтайского Приобья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.01, кандидат сельскохозяйственных наук Бегайкин, Сергей Владимирович

• Бегайкин, Сергей Владимирович
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Бегайкин, Сергей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА СКЛОНАХ.

1.1. Условия возделывания зерновых культур на разных экспозициях склона.

1.2. Адаптивная способность зерновых культур.

1.3. Основы адаптивно-ландшафтной системы земледелия.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Природно-климатические условия и почвы.

2.2. Методика проведения исследований и схема опыта.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ЭКСПОЗИЦИИ СКЛОНА НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ.

3.1. Водный режим почвы.

3.2. Тепловой режим почвы.

3.3. Динамика элементов питания в почве.

ГЛАВА 4. ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНАХ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПОЗИЦИЙ.

4.1. Засоренность посевов.

4.2. Распространение вредителей и болезней.

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ЭКСПОЗИЦИИ СКЛОНА НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЗЕРНА.'.

5.1. Фенологические фазы развития зерновых культур.

5.2. Элементы структуры урожая изучаемых культур.

5.3. Урожайность зерновых культур.

5.4. Технологические показатели качества зерна.

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНАХ

РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПОЗИЦИЙ.

6.1. Экономическая эффективность.

6.2. Биоэнергетическая эффективность.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Плодородие почвы и урожайность зерновых культур на склонах Алтайского Приобья»

Актуальность. При разработке адаптивных ландшафтных систем земледелия академик В. И. Кирюшин (1996) выделил законы и правила. Одним из таких является закон относительной независимости адаптации, то есть адаптивность сельскохозяйственных растений и технологий их возделывания к конкретным природным условиям.

Суть адаптивного перехода в земледелии заключается в том, чтобы перейти от общего зонального принципа к более дифференцированному, более полному учету природно-территориапьных комплексов, учитывающему рельеф, почвенное плодородие, способы его восстановления и повышения. В данном случае правильно использовать географические и биологические возможности территории, растений (Жученко, 1990). Только детальный учет микрозональности обеспечит повышение продуктивности культур и их экологическую устойчивость.

Многолетними исследованиями установлено, что на склонах северных экспозиций высота снежного покрова, влияющего на промерзаиие, водопо-глотительную способность почв, сток и развитие эрозионных процессов, бывает, как правило, больше, чем на противоположных склонах. Так, запасы воды в снеге на склонах южной экспозиции ОПХ им. В.В. Докучаева в среднем за 1976 - 1986 гг. составили 55 мм, на склонах северной экспозиции - 80 мм. Продолжительность снеготаяния на склонах северных экспозиций дольше и в отдельные годы достигает 12-14 дней. Такие же закономерности наблюдались в просыхании и поспевании почвы.

Почвы склонов различаются по запасам продуктивной влаги. Стекающие по склону талые и ливневые воды создают неодинаковое увлажнение почв. Склону северной экспозиции присущи, как правило, большие запасы продуктивной влаги в важнейшие фазы вегетации зерновых культур, чем склонам южной экспозиции. Это объясняется различиями в ветровом и радиационном режимах, в отложении и таянии снега, стока и испарения влаги с поверхности почв, солнечных и теневых экспозиций (Мусохранов, 1983).

Поэтому, при определении оптимального набора возделываемых культур, наряду с сельскохозяйственными потребностями в производстве определенных видов растениеводческой продукции, необходимо учитывать адаптивную способность сельскохозяйственных культур к различным условиям их произрастания, сравнительную продуктивность различных видов и сортов культур.

Исследований по изучению адаптивной способности полевых культур при возделывании их на склоновых землях с различными экспозициями в Западной Сибири не проводилось. Нерешенность указанных выше вопросов и предопределила выбор темы.

Цель работы. Выявить влияние экспозиции склона на основные показатели плодородия почвы и урожайность зерновых культур в условиях При-обья Алтайского края.

Задачи исследований:

1. Определить влияние экспозиции склона на характер снегоотложения.

2. Изучить влияние экспозиции склона на водный, тепловой режимы и динамику элементов питания почвы в основные периоды роста и развития растений.

3. Выявить влияние различных экспозиций склона на фитосанитарное состояние посевов зерновых культур.

4. Установить влияние экспозиции склона на формирование урожая зерновых культур и качество зерна.

5. Дать экономическую и биоэнергетическую оценку возделывания зерновых культур на склонах северо-западной и юго-восточной экспозиций.

Защищаемые положения:

1. Экспозиция склона оказывает существенное влияние на характер снегоотложения, водный, тепловой режимы и динамику элементов питания почвы, а также фитосанитарное состояние посевов.

2. В годы с достаточным количеством вегетационных осадков, более оптимальные условия для роста и развития зерновых культур складываются на склоне юго-восточной экспозиции, в засушливые и острозасушливые периоды на склоне северо-западной экспозиции.

3. На склоне юго-восточной экспозиции, независимо от погодных условий года, формируется урожай зерновых культур с более высоким содержанием белка.

Научная новизна. Впервые для условий Приобской лесостепи Алтайского края на основании изучения влияния экспозиции склона на основные показатели плодородия почвы, а также урожайность полевых культур и технологические показатели зерна, даны рекомендации по оптимизации размещения зерновых культур в зависимости от погодных условий года и элементов рельефа.

Практическая ценность работы. Определены различия в условиях возделывания зерновых культур на склонах юго-восточной и северозападной экспозиций. Предложены рекомендации по корректировке размещения посевов зерновых культур на склоновых землях, позволяющие получать стабильные урожаи высокого качества.

Апробация работы. Основные материалы и положения доложены на заседаниях методических советов АНИИЗиС в 2001-2002гг., на заседаниях кафедры общего земледелия и защиты растений АГАУ в 2001 - 2003 гг.

По материалам исследований опубликовано 3 научных статьи.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста, состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству. Содержит 46 таблиц и 4 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Общее земледелие», Бегайкин, Сергей Владимирович

выводы

1. Высота снежного покрова на склоне северо-западной экспозиции составила 48,1 см, на склоне юго-восточной экспозиции меньше на .10,8 см. Коэффициент снегоотложения был равен 0,89 и 0,64 на склоне северо-западной и юго-восточной экспозиции соответственно.

2. Лучшие условия увлажнения почвы были отмечены на склоне северо-западной экспозиции. За счет более полного усвоения осенне-зимних осадков к моменту посева зерновых культур в метровом слое содержалось 137,3 - 149,3 мм продуктивной влаги, на склоне юго-восточной экспозиции 104,6 - 148,3 мм. В летние месяцы на более прогреваемом склоне юго-восточной экспозиции содержание влаги в почве было меньше на 7,3 - 16,5 мм, в послеуборочный период эта разница достигала 19,4 мм.

3. С момента всходов до полного созревания зерновых культур температура почвы в слое 0 - 20 см была выше на 1 - 2°С на склоне юго-восточной экспозиции.

4. Весной содержание нитратного азота, в слое почвы 0-40 см, на склоне юго-восточной экспозиции было в пределах от 15,0 до 17,2 мг/кг, на склоне северо-западной экспозиции от 14,5 до 17,0 мг на 1 кг почвы. При увеличении скорости нарастания вегетативной массы содержание нитратного азота в почве снижалось до 4,7 и 3,4 мг/кг на склоне юго-восточной и северозападной экспозиции соответственно. Во время налива зерна процессы потребления нитратного азота и его воспроизводство в почве уравновешивались, и до момента полного созревания культур его содержание существенно не менялось, находясь на низком уровне обеспеченности. Режим фосфорно-калийного питания был менее напряженным. Содержание подвижного фосфора, в слое почвы 0-40 см варьировало от 95 до 193 мг/кг на склоне юго-восточной экспозиции, от 137 до 203 мг/кг на склоне северо-западной экспозиции. Содержание обменного калия соответствовало среднему уровню обеспеченности, независимо от экспозиции склона.

5. Более высокая засоренность посевов зерновых культур была отмечена на склоне северо-западной экспозиции - 56 г/м2, или 6,6 % в биомассе урожая основной культуры, на противоположном склоне данный показатель был ниже на 14 г/м (2,3 %). В засушливый год (2003 г.), за счет более высокой конкурентоспособности сорняков, засоренность посевов зерновых культур была наибольшей. Среди изучаемых культур, посевы низкорослого ячменя были наиболее засорены.

6. Посевы яровой пшеницы, расположенные на склоне юго-восточной экспозиции были более заселены личинками пшеничного трипса - 15,4 шт./колос, что в 2,2 раза больше, чем на склоне северо-западной экспозиции. Яровая твердая пшеница Алтайская нива была в 2 - 2,5 раза менее заселена, чем сорта мягкой пшеницы. Из сортов мягкой пшеницы, среднеспелый сорт Алтайская 50 был заселен сильнее сорта Алтайская 98 на 14 и 16 % на склоне юго-восточной и северо-западной экспозиции соответственно.

7. Площадь повреждения листьев растений расположенных на склоне северо-западной экспозиции составила 19,5 %, что на 4,9 % больше, чем на склоне юго-восточной экспозиции. Наибольшей устойчивостью к листовым заболеваниям обладал овес Корифей.

8. Более ускоренное развитие зерновых культур наблюдалось на склоне юго-восточной экспозиции. При благоприятных условиях увлажнения (в

2001 и 2002 гг.) наибольшая высота растений отмечена на склоне юго-восточной экспозиции, в засушливый год (2003 г.), они были выше на 10-20 см на склоне северо-западной экспозиции. В вегетационные периоды 2001 и

2002 гг., отмечено наиболее сильное кущение зерновых культур,'что отразилось на величине полученного урожая.

9. В благоприятные в отношении вегетационных осадков периоды (2001 - 2002 гг.) урожайность зерновых культур была выше на более теплом и освещенном склоне юго-восточной экспозиции. При существенном уменьшении вегетационных осадков (в 2003 г.), сказалось преимущество в условиях увлажнения склона северо-западной экспозиции. От большинства изучаемых культур, за исключением яровой твердой пшеницы, была получена достоверная прибавка урожая.

10. Экспозиция склона налагает большой отпечаток на формирование качественных показателей зерна. Содержание белка и клейковины в зерне, выращенном на склоне юго-восточной экспозиции, было выше на 2-4 % и на 6-9 % соответственно

11. В 2001 - 2002 гг. более высокая рентабельность возделывания зерновых культур была отмечена на склоне юго-восточной экспозиции, но данный период характеризовался низким уровнем цен на зерно. В 2003 г., стоимость 1 ц зерна существенно возросла, и возделывание зерновых культур было наиболее выгодным, при этом больший урожай был собран на склоне северо-западной экспозиции. Среди культур, наиболее рентабельным было возделывание яровой твердой пшеницы Алтайская нива, худшие результаты были получены при возделывании овса Корифей, в обоих случаях решающее значение сыграла цена реализации зерна.

12. Из-за затрат связанных с уборкой дополнительного урожая затраты совокупной энергии на 1 га склона юго-восточной экспозиции были выше. Но эти затраты в больших количествах были компенсированы энергией дополнительно собранного зерна. На склоне юго-восточной экспозиции с урожаем зерна с 1 га было получено 39405,3 МДж/га, что на 5146,1 МДж/га (13%) больше, чем на склоне северо-западной экспозиции. Наиболее эффективным, с энергетической точки зрения, было возделывание яровой мягкой пшеницы, наименьшей энергоотдачей, на обеих экспозициях склона, характеризовался ячмень.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Склоны изучаемых экспозиций имеют существенное различие в режимах увлажнения, освещения, что, в свою очередь, влияет на засоренность посевов, распространение болезней и вредителей. Совокупность всех этих факторов оказывает воздействие на величину урожая и его качество. Находясь в пространственной близости, данные склоны, по ряду факторов, сопоставимы с двумя различными природно-климатическими зонами, поэтому необходимо учитывать микроландшафтные свойства земель. Учет адаптивных свойств сельскохозяйственных культур к конкретным агроландшафтам позволит эффективно использовать биоклиматический потенциал земель.

В Приобской зоне Алтайского края, при благоприятных условиях увлажнения, возделывание зерновых культур более эффективно на склоне юго-восточной экспозиции. В годы критические по увлажнению - на северозападной.

Из сортов яровой мягкой пшеницы, для возделывания на северозападной экспозиции склона более пригоден среднеспелый сорт Алтайская 50, для юго-восточной экспозиции склона более ценными характеристиками обладает среднеранний сорт Алтайская 98.

Возделывать ячмень в целях пивоварения необходимо на склонах северных экспозиций.

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Бегайкин, Сергей Владимирович, 2004 год

1. Агроклиматические ресурсы Алтайского края.- Л.: Гидрометеоиздат, 1971.- 155 с.

2. Актуальные вопросы эрозиоведения / Под ред. А. Н. Каштанова, М. I I. Заславского.- М.: Колос, 1984.-224 с.

3. Алиновский П. Г., Тумайкина 3. С., Шевченко Ф. П. Защита растений от болезней и вредителей в условиях земледелия на склонах.// Почвоводоохранное земледелие на склонах. Новосибирск.-1983.

4. Алпатьев A.M. Влагооборот культурных растений. Л., Гидрометеоиздат, 1954. 248 с.

5. Алпатьев A.M. Влагообороты в природе и их преобразование. Л., Гидрометеоиздат, 1969. 323 с.

6. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв: Учебное пособие для студентов. Изд. доп. и перераб.- М.: Изд-во МГУ, 1970.487 с.

7. Ацци Дж. Сельскохозяйственная экология. 2-е изд. М., 1959.

8. Бараев А. И. Почвозащитное земледелие. Избр. тр. М.: Агропромиздат.-1988.-3 82 с.

9. Бебякин В. М., Ишина Г. Ф. К селекции твердой пшеницы на качество макарон //Селекция и семеноводство, 1979.-№ 6.-С. 17 18.

10. Бебякин В. М., Ишина Г. Ф., Стадник Г. И. О взаимосвязи признаков качества зерна твердой пшеницы //Селекция и семеноводство. 1982. -№5.-С. 15-17.

11. Беркутова Н. С., Швецова И. А. Технологические свойства пшеницы и качество продуктов ее переработки- -М.: Колос, 1984.-223 с.

12. Бородулин В. В. Некоторые вопросы экономической оценки природных ресурсов сельского хозяйства: Автореф. дис. канд. экон. наук.- Новосибирск, 1972.- 18 с.

13. Брауде И. Д. Эрозия почв, засуха и борьба с ними в ЦЧО Наука М.: 1965.- 140 с.14