Введение к работе
Актуальность проблем». На орошаемых землях Поволжья создаются наиболее широкие возможности для управления процессами роста и развития растений. Наличие тепле и света не является здесь лимитирующим фактором, а потребность в воде и питательных вецествах может удовлетворяться своевременными поливами и внесением удобрений.
Орошение позволяет реально планировать получение высокого урожая о заранее определенными показатехяыв количества и качества его и раэраоатывать соответствующую программу агротехнических мероприятий,
В отличив от традиционных рекомендаций по выращиванию сельскохозяйственных культур, рассчитанных как правило на среднемногояет-ние агрометеорологические условия, выращивание урожая по заданной программе позволяет оперативно учитывать изменения условий внешней среды к принимать соответствующие решения по оптимизации основных факторов жизни растений.
При этом метод программированного выращивания урожая (ПВУ) выполняет функции агромоннтсринга, или оперативного контроля за состоянием орошаемого земледелия в целом, позволяя своевременно обнаружить и устранить недоработки и тем самым обеспечить увеличение урожая при рациональном использовании энергетических ресурсов и соблюдении экологической безопасности.
Однако имеющийся опыт выррчшвания сельскохозяйственных культур по заданной программе и анализ производственной технологии показали, что выполнение рекомендаций программированного выращивания урожая не носит системного характера. Множество существенных для
ПВУ оррякичяттапннілг, ел-тпчрптг т щуіаглдптттппіггг улвппяЯ wwfl—
не поддается классификации.
Это обусловливает необходимость разработки и совершенствования сложной системы управления формированием урожая с учетом взаимодействия технологических операций, процессов роста и развития растений, состояния окружающей среды на основе программного обеспечения.
Решению этой достаточно актуальной проблемы и посвящены были исследования, результаты которых изложены в настояцек диссертационной работе.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - дать научное обоснование и разработать основные принципы комплексного регулирования факторов жизни растений на основе использования почвозащитных технологий и энергетического потенциала региона, обеспечивающего високую биологическую продуктивность агрофитоценозов.
Определять пути повышения продуктивности растений на осново управления процессом формирования урожая о учетом характера погодных условий, реакции растений на агротехнические приемы, а также особенностей экологической и экономической ситуаций в цехом.
Задечи. на решение которых были направлены ноши исследования;
обоснование и разработка технологического процесса получения программированных урожаев сельскохозяйственных культур за счет оптимизации основных факторов жизни растений, экономии анергет^чео-хих ресурсов и сохранения благоприятной мелиоративной обстановки;
разработка системи управления продукционным процессом на основе установления степени влияния основных факторов на фотосинте-тическую деятельность посевов с учетом этапности развития растений;
определение взаимосвязи качества агротехнических операций о процессом формирования урожая я разработка системы управляющих воздействий па последующих этапах роста и развития растений о целы) компенсации недоборе урожая;
проведение комплексной оценки различных способов основной обработки почвы с использованием математических зависимостей и определение периодичности отвальной вспашки и обработки почвы без оборота пласта в звеньях орошаемого севооборота;
установление численных значений влагообеспечекности по фазам развития растений и разработка системы иоливов основных культур в зависимости от степени ззсуаиивоста года, уровня запланированного урожая к мелиоративного состояния ороімемшс земель;
определение системы показателей (входных параметров) для принятия радений по оптимизации водного « пшевого режимов почв и реализации их в технологическом процессе.
Эти задачи явились программной основой научно-исследовательских работ, выполненных автором в-рамках тематических планов ШЮ "БолжШМГ в период с 1576 по IS94 г.
Научная новизна и практическая значимості,. Разработана и усовершенствована систэма программированного выращивания урожаев, объединяющая нес солько различных направленая и отличащаяся от традиционной региональной технологии.
Установлена количественная взаимосвязь продуктивности растения с факторамя внешней среды и агротехническими операциями, представленная в виде математических зависимостей различной слокноста, которые позволяют как вычислить уронайность, ожидаемую при выполнении заданных агротехнические мероприятий, так и решить обратную задачу - рассчитать агрокомплекс под заданный урожай в условиях погодной неопределенности.
..аучно обоснован системный подход к управлений агроценозом, позволявши определить пути частичкой компенсации дефицита какого-либо ресурса за счет других, а также установлен норматив расхода ресурсов прп формировании запрограгашровап>шх урогаов в различных агроэкологических условиях.
Проведена оптимизация основных факторов агрофигоценояогии изучаемых культур - яровой и озимой пшеницы, кукурузы, люцерны, кор-иовой свеклы - на основе регулирования водного, п/лдевого и воздушного режимов почвы с использованием почвозащитных и энергосберегающих технологий.
Предложена методика определения зависимости потерь урожая от сроков и качества проведения технологических работ. Определены пути улучшения качества работ на последующих этапах роста и развития растений я перечень возшкных решений, прлимаемых с целью получения запланированного урожая.
Практическая значимость подученных результатов заключается в том, что научно обоснована и практически подтверждена в процессе широкой производственной проверки необходимость индивидуалько-го расчета агротехнических мероприятий для нескольких полей одновременно с использованием для этих целей идентифицированных программ и вычислительной техники.
Предложенная производству оистена ирогра>і,*»ировсиного выращивания урожая выполняет функции оперативного контроля за состоянием орсиаемого земледелия, позволяя своевременно обнаружить его рзхие места и пойнять соответствующие решения, что обеспочкт экономив анбргнтичвских ресурсов, доикїіенке офр'Ч'л-ивпости орошения * сохранение благоприятной мєб*.>р>»иі;ноіі остановки.
Разработана диагностическая схема, позволяющая в условиях производства в какой-то мере устранить отрицательное действие агротехнического и агромелиоративного факторов путем проведения по-. следукщях альтернативных технологических операций и управляемых воздействий на почву и растения.
Производственная проверка метода выращивания урожаев культур по заданной программа, проведенная на больших площадях, подтверждает практическую значимость и перспективность данного направления
На основании оптимизации основних факторов - водного и пищевого режимов почв - и рекомендуемых технологических операций урожайность яровой и озимой пшеницы возросла на 16-23 %, зелено;! массы кукурузы и люцерны - на 20-23 %, кормовой свеклы - на 24-26 %. При этом возросла общая землеотдача в 1^3 раза.
Следует отметить, что прибавка урожая произошла не за счет увеличения расхода ресурсов (удобрений, поливной воды и др.), а в результате своевременного к высококачественного выполнения агротехнических приемов на основе управления формированием урожая.
Реализация, результатов работы. Результаты исследований, вклю- ' ченние в диссертацию, отражены в рекомендациях, методических руководствах, справочниках по орошаемому земледелию Поволжья и научно обоснованных системах орошаемого земледелия Саратовской области,
Зти методологические разработки явились основой широкой производственной проверки и внедрения программированной технологии на орошаемых землях Саратовской и Астраханской областей на общей площади свыше 100 тыс. га.
Результаты исследований использовалась через научно-производственные системы в сельскохозя/.ственных предприятиях Самарской, Саратовской, Волгоградской, Астраханской областей и Уральской области Казахстана.
Апообатая работы, іг/бликатаи. Материалы диссертационной работы докладывались на всесоюзных, российских, региональных и зональных научных, научно-теоретических и научно-производственных совещаниях по программированному выращиванию культур: Новочеркасск (IS75, 1977. 1982, 1984), Киргизия (1977), Йошкар-Ола (1983), Москва (1984, 1987, 1992), Цесис (Латвия, 1979), Воягоград (1986, 1981 Казань (1982), Уфа (1982); на районных а кустовых совещаниях работников сельского хозяйства Саратовской (І9ПГ,. ТСВ8, 1990), Аст-
4 ''
раханской (1984, 1985, 1986), Самарской (1991) областей, на научных конференциях ВДШГиМа и Саратовского СХИ (1986, 1989).
Основные положения и содержание диссертационной работы опубликованы в 95 печатних работах, в том числе методических руководствах, рекомендациях, брошюрах, справочниках.
Получено авторское свидетельство на изобретение & 172760 от 23.С4.92 г. Eds. № 15.
Условия проведения работ и методика исследований. Исследования по теме диссертации проведены на темно-каштановых почвах степной и сухостепной зон Заволжья (01DC "ВолжНШГиМ", совхозы "Новосельский", "Колосок", "Мелиоратор", "Орошаемый" Марксовского района, "Новониколаевский", "Натальино" Балаковского района, им. Гагарина Эн:ельсского района, им. Радищева Новоузенского района Саратовской области), а также на каштановых и светло-каштановых почвах Заволжской (Волгоградская область) и Астраханской опытно-мелиоративных станций.
Доля участия соискателя в данной работе определяется общим научным руководством и непосредственным участием в проведении исследований, обобщении полученных результатов и в организации освоения разработанных программированных технологий в практике орошаемого земледелия и составляет 80 %.
В проведении исследований и производственной проверки результатов работ в разные годы принимали участие И.И. Ененко, Н.А. Моо-кальчук, А.Н. Кузнецов, А.К. Рэтров, А.П. Муравлев, В.Н. Новикова, что отражено в диссертации и совместных публикациях. Автор выра-кает всем им глубокую признательность.
Для решения поставленных задач проведены многофакторные и сис-
ГемНЫе Полевые ОПЫТЫ В сочетании С ЛЯ(50Р8ТППИНМИ стпттаттппякипми
л сопутствующими наблюдениями.
Почвы опытных участков были типичными для зон, где проводились доследования и производственная проверка полученных результатов. і основном это темно-каштановые и светло-каштановые почвы с сред-19МОЩНЫШ суглшками.
Погодные условия в годы исследования были самыми различными, з целом они отражали особенности климата засушливого Заволжья.
Наиболее высокая продуктивность климата в условиях естествен-юго увлажнения наблюдается на границе южных черноземов и теияо-
каштановых почв. Сзшеэ этой линии продуктивность культур снижается из-за дефицита влаги. В юго-восточных районах Заволжья (светло-каштановые почвы) значимость орошения возрастает, и наращивание сельскохозяйственного производства здесь возможно только при оптимизации водного режима почв.
исследования проводялиоь как по отдельным культурам, так к в различных звеньях орошаемого севооборота.
Наблюдения за "енояогией, динамикой накопления биомассы, засоренностью посевов, структурой уроаая проводились по методике научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Вос-тока НПО "Элита Поволжья".
Учет фотосинтетического потенциала, чистой продуктивности фотосинтеза проводился по методике А.А. Нячипоровича (1961).
Объемная масса почвы на фоне различных способов обрабс-чси определялась по Н.А. Качинскому (1975).
Суммарное волопотребленив, поливше и оросительные нормы определялись по А.Н. Костикову (І9Б0).
Основные результаты исследований подвергались статистической обработке методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985).
Использовались методические разработки И.С. Шатилова (1975), Б.Б. Шумакова (1977), К.II. Крухияина (1982), А.Ф. Иванова, А.А.Кяа нова, Г.Ё. Листопада, Г.П. Устенко (1975), В.И. Силина (IS87), Г.А. Медведева (1982).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 284 страницах машинописного текста, состоит из введения, семи глав, основных выводов и предложений производству. Соде кит 71 таблицу, 2.'і рисунка, 70 приложений. Сп/оок использованной литературы включает 313 источников, в том чискм 12 - на иностранных языках.
