Введение к работе
Актуальность темы. Экономический рост и благосостояние государства зависят от эффективности функционирования АПК, в составе которого важное место принадлежит свеклосахарному подкомплексу как одному из высокоиндустриальных и энергоемких производств.
Центральное Черноземье относится к ведущим свеклосеющим регионам России, однако в условиях перехода к рыночным отношениям проводимые в последние годы структурные преобразования свекловодческой отрасли повлекли за собой спад урожайности сахарной свеклы и значительное сокращение валовых сборов корнеплодов. Причиной этого явился диспаритет цен на сырье – с одной стороны, и энергоносители, удобрения, средства защиты растений, налоги – с другой.
В результате сокращения применения минеральных и органических удобрений повсеместно отмечается дегумификация и декальцинирование пахотного слоя, нарушение баланса питательных элементов вследствие превышения их выноса с урожаем над возвратом с удобрениями, агрофизическая деградация, биологическое обеднение. По экспертной оценке, вследствие сокращения объемов внесения в почву минеральных удобрений, ежегодно недополучено сельскохозяйственной продукции стоимостью более 4 млрд. долларов (Басманов А.Е., 2001).
Общепризнано, что самым быстродействующим и эффективным приемом повышения продуктивности земледелия являются агрохимические средства. По подсчетам специалистов, для намеченного производства сельскохозяйственной продукции в России на 2010 г. и обеспечения сохранения плодородия почв объем применения минеральных удобрений должен составить 8,5 млн. т д.в., в настоящее же время годовое количество вносимых удобрений составляет 1,4 млн. т д.в. (Сычев В.Г., 2004).
В обстановке ограниченных ресурсов сохранение агроэкосистем в устойчивом состоянии и одновременное поддержание почвенного плодородия требует совершенствования использования средств химизации, разработки технологий применения дешевых местных сырьевых ресурсов в качестве удобрений.
При решении этих проблем достоверную информацию получают в результате многолетних стационарных полевых опытов с длительным применением удобрений в севооборотах, проведение которых основано на комплексном подходе к изучению закономерностей взаимодействия удобрений с почвой и растениями.
Цель исследований. Разработать приемы управления почвенным плодородием с помощью различных сочетаний агрохимических средств, обеспечивающих устойчивую продуктивность сахарной свеклы и получение экологически безопасной продукции.
Задачи исследований:
1. Оценить влияние различных систем удобрений на характер и направленность изменений физико-химических, химических, агрофизических и биологических показателей чернозема обыкновенного.
2. Выяснить параметры содержания основных элементов в почве, обеспечивающих оптимизацию питания растений сахарной свеклы, максимальную урожайность корнеплодов высокого качества.
3. Определить биохимический состав растениеводческой продукции в зависимости от применяемых средств химизации.
4. Дать экологическую оценку различных приемов применения агрохимических средств на содержание в почве и растениеводческой продукции тяжелых металлов и нитратов.
5. Определить вынос питательных веществ основной продукцией сахарной свеклы с учетом побочной при различных системах удобрения.
6. Дать биоэнергетическую и экономическую оценку применяемых агроприемов.
Научная новизна. Впервые дается сравнительная оценка действия различных систем удобрения на фоне кальцийсодержащих мелиорантов на черноземе обыкновенном ЦЧЗ на урожайность и качество продукции сахарной свеклы.
Установлена максимальная урожайность корнеплодов сахарной свеклы от применения органо-минеральной системы удобрения и внесения в пар зернопаропропашного севооборота кальцийсодержащих соединений (5 т/га карбоната кальция или 5 т/га дефеката) – 54,3-55,4 т/га, сбор сахара при этом составил 6,52-7,42 т/га.
Доказано, что применение кальцийсодержащих удобрений улучшает состав почвенно-поглощающего комплекса, повышая содержание обменного кальция, обеспечивает повышение содержания в почве подвижных форм фосфора, обменного калия, при этом не изменяя экологической обстановки окружающей среды.
Защищаемые положения.
1. Комплексное применение кальцийсодержащих мелиорантов, минеральных и органических удобрений на черноземе обыкновенном способствует сохранению и воспроизводству почвенного плодородия, повышая насыщение почвенно-поглощающего комплекса кальцием, гумусонакопление, содержание в почве минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия.
2. Совместное использование мелиорантов, туков и органических удобрений оказывает стимулирующее воздействие на численность и активность микробоценоза, общую биогенность и ферментативную активность чернозема обыкновенного.
3. Изучаемые системы удобрения существенно не изменяют природных уровней тяжелых металлов, концентрация в почве и растениях значительно ниже ПДК, но повышают содержание нитратов в растениеводческой продукции в 1,2-1,4 раза, однако их количество также ниже ПДК, поэтому полученная товарная продукция сахарной свеклы экологически безопасна.
4. Комплексное взаимодействие кальцийсодержащих соединений и органо-минеральной системы удобрения под сахарную свеклу обеспечивает максимальный прирост урожая, сбора сахара, прибыли с единицы площади.
Практическая значимость. Полученные экспериментальные результаты достоверно подтверждены сохранением почвенного плодородия, повышением урожайности и являются практической основой для эффективности применения комплекса агрохимических средств при возделывании сахарной свеклы в условиях зернопаропропашного севооборота на черноземе обыкновенном ЦЧЗ.
Проведенные исследования позволили предложить свеклосеющим хозяйствам ЦЧЗ с различными организационно-экономическими возможностями альтернативные варианты систем удобрения под сахарную свеклу, обеспечивающие воспроизводство плодородия чернозема обыкновенного, получение с 1 га пашни прибавки урожая до 7,7 т/га, увеличение сбора сахара на 1,5 т/га, что выше контроля на 25,5%.
Результаты исследований могут найти практическое применение при разработке рекомендаций по применению кальцийсодержащих мелиорантов совместно с различными системами удобрения.
Реализация результатов исследований. Проведенные исследования включены в проектную документацию ФГУ станции агрохимической службы «Таловская» при разработке систем применения удобрений в севооборотах сельскохозяйственных предприятий Воронежской области, прошли производственную проверку в ГУП ОПХ «Докучаевское».
Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались на заседании Территориального Координационного совета «Проблем земледелия ЦЧЗ» (19-20 мая 2005 г., Каменная Степь), на Всероссийской научной конференции, посвященной 70-летию кафедры почвоведения и агрохимии «Черноземы России: экологическое состояние и современные почвенные процессы» (25-28 сентября 2006 г., Воронеж), на Международной научно-практической конференции «Четверть века на страже плодородия» (30 мая – 2 июня 2006 г., Белгород), на заседаниях проблемного и ученого совета ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева РАСХН в 2004-2007 гг. По теме диссертации опубликовано 4 статьи.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 191 странице машинописного текста, состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Текстовая часть работы иллюстрирована 25 таблицами, 12 рисунками. Список использованной литературы включает 297 наименований, в том числе 20 на иностранных языках. Приложения содержат 40 таблиц и 1 акт о внедрении НИР.
Проведенные исследования являются составной частью НИР отдела агрохимии ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева РАСХН по выполнению государственной темы 05.02.01 «Теоретически обосновать оптимальный ассортимент удобрений и других средств химизации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур для плодородия почв и продуктивности растений».
