Введение к работе
з .
Актуальность темы. С распашкой 22 млн. гектаров целинных и залежных земель Северный Казахстан из зоны кочевого животноводства превратился в крупную зерновую житницу Казахстана, каковой она, с известными отступлениями, остается и на сегодняшний день. При сложных природных условиях, которые длительное время сдерживали более интенсивное сельскохозяйственное использование этих территории, возникла необходимость научных разработок по, повышению продуктивности пашни, повышению урожайности зерновых культур и стабилизации ее по голам. Наряду с разработкой новых приемов зональной агротехники в решении этих задач немалую роль должно сыграть и научно-обоснованное применение удобрений.
Характерной чертой преобладающих в зоне черноземных и каштановых почв является недостаток фосфора. Содержание калия повсеместно довольно высокое, а подвижные формы азота регулярно пополняются за счет минерализации гумуса и свежих органических остатков.
Исходя из этих условий, и было избрано направление исследований, начатых в зоне с первых лет распашки целины. Автор настоящей работы, с избранным направлением выхода на математические модели, подключился к ним с 1975 г.
На современном этапе развития агрохимической науки особую актуальность приобретают вопросы оптимизации условий питания сельскохозяйственных культур с учетом количественных связей в многофакторной системе: почва - погода - удобрение - растение (урожай и его качество) с использованием математических моделей.
Применение фосфорных удобрений обеспечивает ежегодную прибавку урожая зерновых культур от 1,5-3 до 5-6 ц/ra, окупаемость I кг действующею вещества составляет 10-15 кг зерна. Несбалансированность миперхтыюю питания является одной из причин силже.ння эффективности удобрений и возникновения нежелательных экологических ситуаций..
Существующие рекомендации по применению удобрений сводятся к применению минеральных доз P2Os в рядки и Рм) - один раз за ротацию севооборота и паровом поле. Внесение более высоких доз, а также использование азотных удобрений зачастую не окупается.
В намеченных исследованиях планировалось применить новые методики для этих вопросов путем прогнозирования доз и сочетаний минеральных удобрений на основе математических моделей.
Цель и задачи исследования. Основной целью исследования являлось прогнозирование эффективности минеральных удобрений В почвозащитных технологиях возделывания зерновых культур на обыкновенных черноземах с использованием математических моделей.
Предусматривалось решение следующих задач:
разработать математические модели прогнозирования действия удобрений на изменение содержания основных элементов питания в пахотном и подпахотном слоях обыкновенного чернозема при внесении возрастающих доз минеральных удобрений и их сочетаний в 4-х нолыюм севообороте;
определить оптимальный фосфатный уровень и затраты фосфорных удобрений для увеличения содержания Р203 на I мг/100 г почвы;
разработать математические модели прогнозирования эффективности различных доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различной обеспеченностью подвижным фосфором на урожайность, структуру и качество основной и побочной продукции яровой пшеницы, овса и ячменя;
выявить экологическую безопасность применяемых доз и сочетаний минеральных удобрений;
определить экономическую и энергетическую эффективность применения возрастающих доз и сочетаний N, Р, К под яровую пшеницу, ячмень и овес в зависимости от обеспеченности обыкновенных черноземов подвижным фосфором.
Научная новизна. Впервые в условиях Северного Казахстана в многофакторных полевых опытах разработаны производственные функции, характеризующие зависимость содержания подвижных элементов (NPK) от доз и сочетаний минеральных удобрений на фонах с различным содержанием подвижного фосфора, установлена математическая зависимость действия азотных, фосфорных и калийных удобрений на урожайность и качество яровой пшеницы, ячменя и овса в зависимости от обеспеченности почв фосфором, определены затраты фосфорных удобрений на повышение содержания I\Os на 1 мг/100 г почвы.
Дано экономическое и энергетическое обоснование применения азотных, фосфорных и калийных удобрений под зерновые культуры.
Практическая значимость работы и реализация результатов исследования. Проведенные исследования позволили рекомендовать производству прогнозирование эффективности удобрений с использованием математических моделей для получения урожаев 30 ц/га и более зерна высокого качества.
Результаты исследования использованы при разработке следующих рекомендаций: "Методические рекомендации по освоению интенсивных технологий возделывания яровой пшеницы, проса и гречихи в Кустанайской области" (1987 г.), "Рекомендации по применению удобрений в Кустанайской области" (1989 г.), "Рекомендации по применению минеральных удобрений под зерновые культуры в Северном и Центральном Казахстане" (1994 г.), а также отражены в рекомендациях по интенсивным технологиям возделывания зерновых культур в Кустанайской области (1993, 1994, 1995, 1997 гг.).
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на конференциях и Всесоюзных совещаниях участников Географической сети опытов с удобрениями (г. Алмати 1976, 1978 гг.; г. Целиноград 1977, 1987 гг.; г. Львов 1980 г.; г. Пенза 1982 г.; г. Горький 1984 г.; г. Москва 1986, 1997 гг.; г. Суздаль 1989 г.; г. Челябинск 1985 г., Международная конференция г. Москва 1986 г.; Шортанды 1996, 1998 гг.) на областных и районных семинарах но вопросам повышения эффективности производства зерна.
Публикации. По материалам диссертации опубликована 41 печатная работа. Монография "Системный подход к повышению урожаев зерновых культур" Ллматы, 1998, 235 с.
Структура и объем работы. Диссертационная работа представлена в виде научного доклада, изложена на 54 страницах, включает 9 таблиц. Состоит из введения, восьми разделов экспериментальных исследований, выводов, рекомендаций производству, списка опубликованных работ.
Работа выполнена по программе ВИУА в соответствии с Государственным изданием 01.02.01. Д.