Введение к работе
Актуальность работы. В современных условиях развития АПК, при остром дефиците средств и материальных ресурсов, решение проблемы обеспечения продовольственной безопасности страны должно базироваться на максимальном использовании экологических факторов и биоклиматического потенциала сельскохозяйственных культур.
Процесс деградации почвы, наблюдаемый в последние годы в связи с резким сокращением применения удобрений, приобретает угрожающий размах и выходит за пределы контроля и заставляет обратиться к устойчивым сберегающим системам земледелия. Биологизация земледелия, на современном этапе развития, предусматривает разработку и освоение новых экологоэволюционных, адаптивных методов интродукции растений, которые обладают высокой продуктивностью и стабильной кормовой, белковой, семенной и средообразующей функциями.
Усложнение экологической обстановки, рост цен на минеральные удобрения усилили интерес к поиску новых источников питания растений. Одним из них является создание экологически адаптированных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, основанных на мобилизации биологических факторов, за счёт использования бактериальных препаратов, способных осуществлять функции, оптимизирующие рост и развитие растений.
Перспективными культурами для зоны неустойчивого увлажнения являются нетрадиционные виды гороха: нут (горох бараний) и чина посевная (угловой горох), а также вайда красильная, которые обладают рядом положительных хозяйственно-биологических особенностей, способностью к азотфиксации, пополнению азотного фона почвы и увеличению её плодородия. Благодаря мощной корневой системе и экономичному расходованию влаги они наиболее приспособлены для выращивания в регионах, которые страдают от частых засух в летний период.
В связи с этим актуальной задачей является разработка рациональных режимов питания и современных технологий возделывания малораспространенных культур, адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась оптимизация питания за счёт применения минеральных и бактериальных удобрений и совершенствование элементов технологии возделывания нетрадиционных для выращивания на чернозёме обыкновенном в условиях неустойчивого увлажнения нута, чины посевной, вайды красильной, твёрдой и тургидной озимой пшеницы.
Поставленная цель достигалась решением следующих задач:
-
Изучить возможность введения в культуру нетрадиционного кормового растения вайды красильной. Определить её место в кормовом севообороте, подобрать покровную культуру и установить оптимальную норму посева. Дать качественную оценку зелёного корма, полученного из вайды красильной и возможность его улучшения с помощью удобрений. Разработать технологию возделывания вайды красильной на семена.
-
Провести экологическое испытание сортов нута, районированных в Ростовской области, выявить наиболее урожайные по сбору зерна и сырого протеина, при возделывании на чернозёме обыкновенном в зоне неустойчивого увлажнения.
-
Дать сравнительную характеристику образцам чины посевной, из мировой коллекции Всероссийского института растениеводства (ВИР) им. Н.И. Вавилова по морфобиологическим признакам. Оценить возможность их возделывания, продуктивность и качество зелёной массы и зерна в зелёном и сырьевом конвейерах с использованием в одновидовом и смешанном посевах. Определить оптимальные сроки посева чины.
-
Создать оптимальные условия питания нута с максимальной реализацией азотфиксирующей способности клубеньковых бактерий и использованием минеральных удобрений с учётом плодородия почвы и влагообеспеченности. Выявить наиболее активные и конкурентоспособные штаммы микроорганизмов для различных сортов нута на чернозёме обыкновенном.
-
Разработать оптимизированную систему питания чины посевной за счёт применения минеральных и бактериальных удобрений и стимуляторов роста, с учётом почвенно-климатических условий зоны.
-
Оценить вайду красильную, нут и чину посевную в качестве предшественников для озимой пшеницы в зоне неустойчивого увлажнения.
-
Дать энергетическую и экономическую оценку возделывания нетрадиционных культур вайды красильной, нута и чины посевной на чернозёме обыкновенном.
Научная новизна исследований. Впервые на чернозёме обыкновенном в зоне неустойчивого увлажнения:
- обоснована возможность выращивания вайды красильной в качестве промежуточной культуры. Разработана технология возделывания вайды красильной под покровом яровых культур, с поукосным выращиванием суданской травы. Определено влияние азотной подкормки на урожайность и качество корма вайды красильной, установлены оптимальные сроки скармливания зелёной массы. Предложена технология возделывания вайды красильной на семена;
- выявлены наиболее продуктивные сорта нута для возделывания на чернозёме обыкновенном. Определено влияние минеральных и бактериальных удобрений на симбиотическую фиксацию азота, урожайность и качество зерна нута;
- разработана система удобрения, включающая применение бактериальных препаратов и минеральных удобрений с учётом почвенного плодородия;
- подобраны высокопродуктивные сортообразцы чины посевной из коллекции ВИР с учётом морфобиологических особенностей культуры и агроклиматических ресурсов зоны неустойчивого увлажнения, обладающие максимальной продуктивностью и белковостью зерна;
- установлена реакция чины на применение бактериальных препаратов, выявлены наиболее активные штаммы микроорганизмов. Определена роль азотных, фосфорных и калийных удобрений на естественном и искусственном фонах симбиотической микрофлоры в повышении урожайности зерна чины посевной и его качества. Разработана оптимальная система удобрения чины;
- дана оценка нетрадиционным культурам как предшественникам для озимой пшеницы. Установлено влияние предшественников и весенней азотной подкормки на продуктивность и качество зерна тургидной, твёрдой и мягкой озимой пшеницы;
- рассчитана биоэнергетическая и экономическая эффективность применения удобрений и других агроприёмов возделывания вайды красильной, нута, чины посевной и видов озимой пшеницы на чернозёме обыкновенном в зоне неустойчивого увлажнения.
Основные положения, выносимые на защиту:
- биологические и агроэкологические основы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов вайды красильной, возделываемой в качестве промежуточной культуры на чернозёме обыкновенном;
- сравнительная продуктивность сортов нута и сортообразцов чины и их возделывание на чернозёме обыкновенном в зоне неустойчивого увлажнения. Продуктивность и качество нута и чины посевной при различных системах удобрения на чернозёме обыкновенном;
- комплексная система применения бактериальных и минеральных удобрений под нут и чину на чернозёме обыкновенном в зоне неустойчивого увлажнения;
- оценка нетрадиционных культур в качестве предшественника. Зависимость продуктивности видов озимой пшеницы от весенней азотной подкормки при использовании в качестве предшественников нута, чины и вайды красильной;
- биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания перспективных сортов и сортообразцов вайды красильной, нута, чины и пшеницы на чернозёме обыкновенном при различных системах удобрения.
Объекты исследований – сорта и сортообразцы малораспространённых культур: вайда красильная, нут, чина посевная, твёрдая и тургидная озимые пшеницы, покровные культуры: ячмень яровой, овсяно-гороховая смесь и поукосно суданская трава. Минеральные азотные, азотно-фосфорные, азотно-фосфорно-калийные удобрения, бактериальные препараты.
Предмет исследований – агротехнические и агрохимические приёмы, способствующие повышению урожайности, качества и ресурсосбережения вайды красильной и чины посевной, выращиваемых на зелёный корм, нута, чины и озимой пшеницы, возделываемых на зерно, вайды красильной, убираемой на семена.
Практическая значимость. Даны рекомендации по возделыванию вайды красильной для дифференцированного использования на зелёный корм и семена, позволяющие получать раннюю высокобелковую зелёную массу и большой коэффициент размножения плодов в зоне неустойчивого увлажнения. Оценены районированные сорта нута по урожайности и качеству зерна и предложены наиболее продуктивные для возделывания на чернозёме обыкновенном.
Выявлены сортообразцы чины посевной из коллекции ВИР, обладающие высокой продуктивностью и качеством зелёной массы и зерна, адаптированные к возделыванию на чернозёме обыкновенном в зоне неустойчивого увлажнения.
Установлены оптимальные дозы и соотношения азота и фосфора минеральных удобрений для применения под нут и чину. Определены бактериальные удобрения с наиболее активными штаммами микроорганизмов для инокуляции семян нута, учитывающие биологические особенности конкретного сорта. Разработана система применения минеральных и бактериальных удобрений под нут и чину посевную на черноземе обыкновенном.
Апробация и реализация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях: региональных в Дон ГАУ - в 1994 г., 1996 г., 2000 - 2003 гг., 2005 - 2007 гг., 2011 г.; на межвузовских – в 2001 г., 2003 г., 2005г., 2008 г.; на республиканских - в 1991 г., 2000 г., 2003 г, 2010 г.; на международных – 2004 г., 2008 - 2010 гг.
Производственная проверка результатов исследований на чернозёме обыкновенном в хозяйствах Ростовской области и Краснодарского края по технологии возделывания вайды красильной, была проведена в 1993-1996 гг., по изучению нетрадиционных культур в качестве предшественников для твёрдой и тургидной озимой пшеницы в 2008-2010 гг., по введению в севооборот нута и чины посевной - в 2007-2011 гг., что подтверждается актами внедрения.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 48 научных работ, в том числе девять в изданиях, определённых ВАК Минобразования и науки РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 364 страницах компьютерного текста, состоит из 7 разделов, выводов и предложений производству, содержит 76 таблиц, 18 рисунков, 89 приложений. Список литературы включает 574 источника, в том числе 36 – зарубежных авторов.
Автор признателен и выражает благодарность профессору Е. В. Агафонову за содействие в разработке программы стационара и консультирование данной работы, доктору с.-х. наук Г.П. Кутузову, кандидату с.-х. наук А.М. Струк, коллективам кафедр агрохимии, почвоведения и защиты растений; растениеводства Донского госагроуниверситета за помощь в проведении НИР и анализ экспериментального материала.
