Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема дефицита белка и растительного масла в Российской Федерации становится все более актуальной и требует принятия срочных мер для ее решения. Мировой опыт показывает, что эту проблему можно решить за счет увеличения валового производства сельскохозяйственных культур с высоким содержанием белка и жира - зернобобовых, рапса, подсолнечника. Среди них первое место в мире по валовому производству занимает соя. Для России эта ценная культура не является традиционной и поэтому, за исключением Дальнего Востока, не нашла широкого распространения.
Основными причинами, сдерживающими рост посевных площадей под соей в европейской части России, являются: в средней полосе
- отсутствие достаточных тепловых ресурсов, а на юге - засушливый
климат. В то же время, наличие достаточного количества тепла и пло
дородных орошаемых земель на Северном Кавказе делает этот регион
в будущем одним из самых перспективных соевых поясов России.
Поэтому появилась насущная необходимость разработки ресурсосбе
регающей и экологически безопасной технологии возделывания сои
на орошаемых землях Северного Кавказа на основе определения зако
номерностей влияния абиотических факторов на рост и развитие рас
тений, установления оптимальных параметров жизнедеятельности,
подбора и адаптации сортов сои к местным условиям и разработки
приемов управления продукционным процессом формирования уро
жая.
Необходимость решения этой проблемы определила направление исследований по разработке вопросов технологии возделывания сои на орошаемых землях Северного Кавказа.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с общесоюзными и республиканскими программами в 1973-1975 гг. - V-I-12; в 1976-1980 гг. - 6.8/04.04.02.01; в 1981-1985 гг.
- 1.11/0.51.15.04.01. Тба; в 1982-1987 гг.-4.1-1/416-1; в 1993-1995 гг.
23-ОВ/1.1.6.; по ГНТП «Плодородие», координационные темы в 1994-
4 1996 гг. - 05.07.03 и в 1996-1998 гг. 05.04.01; в 1999 г. по заданиям МСХ - по темам 33, 34, 35 и 36 и др.
Цель исследовании. Научное обоснование концепции и разработка практических рекомендаций ресурсосберегающей и экологически безопасной технологии возделывания сои на орошаемых землях Северного Кавказа
Задачи исследований:
обосновать возможность возделывания сои на орошаемых землях в различных агроклиматических условиях Северного Кавказа и провести адаптивное районирование территории по тепло- и влаго-обеспеченности;
разработать методологический подход к оценке влияния абиотических факторов на морфологические и биологические особенности роста, развития и формирование урожая сои в условиях орошения;
определить ресурсосберегающие поливные режимы и способы полива, установить закономерности и зависимости между продуктивностью сои и водообеспеченностыо, разработать программу управления орошением;
разработать адаптивную сортовую агротехнику сои на орошаемых землях, включающую: подбор сортов, сроки и способы посева, нормы высева сортов сои различных групп спелости, в том числе в повторных посевах, пищевой режим и защиту растений от сорняков, вредителей и болезней;
провести экологическое и экономическое обоснование технологии возделывания сои на орошаемых землях Северного Кавказа и ее использования.
Объект исследований. Объект исследований - агроценоз сои на орошаемых землях Северного Кавказа. Предмет исследований - элементы технологии возделывания сои. Представленная диссертационная работа является логическим завершением экспериментальных ис следований и теоретических обобщений по разработке научно обос нованной технологии возделывания сои на орошаемых землях Север ного Кавказа, выполненных с 1973 по 1999 гг. лично автором, под егс
5 научным руководством и с участием автора в Ростовской области, Дагестанской и Ингушской республиках.
Методология исследований. Все наблюдения и учеты проводились в соответствии с требованиями государственных и отраслевых стандартов, общепринятых методик, разработанных РАСХН, ВНИИ кормов, ВНИИГиМ, ВНИИОЗ, ВИЗР, СтавНИИГиМ и ЮжНИИГиМ. Статистическая обработка полученных данных, установление закономерностей влияния изучаемых факторов на рост и развитие сои проводились с применением стандартных методов математического анализа.
Научная новизна исследований. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность и эффективность возделывания сои на орошаемых землях Северного Кавказа. На основании экспериментальных данных, комплексного анализа и оценки агроклиматических условий разработана научная концепция и практические рекомендации возделывания сои на орошаемых землях Северного Кавказа.
Изучены биологические особенности роста и развития сом, обоснованы режим орошения и способы полива сои. Определены закономерности водопотребления сои в различных агроклиматических зонах и установлены связи между продуктивностью и влагообеспе-ченностыо, получены биологические коэффициенты водопотребления и рассчитаны нормы водопотребности в годы с различным дефицитом водного баланса.
Установлены закономерности влияния изменяющихся абиотических факторов на морфологические и биологические особенности сортов сои различных групп спелости и предложено районирование сортов сои для Северо-Кавказского региона. Определены оптимальные нормы высева, сроки и способы посева различных сортов. Уточнены тепловые ресурсы в различных зонах и суммы активных температур, необходимые для созревания сои, проведено адаптивное сортовое районирование территории, а также разработаны элементы технологии возделывания сои в повторных посевах.
Установлены закономерности формирования урожая сои в зависимости от водообеспеченности и уровня минерального питания, применения микроудобрений, стимуляторов роста и клубеньковых бактерий и предложена система удобрения сои. Изучены и усовершенствованы химические и агротехнические способы защиты сои от сорняков, вредителей и болезней и разработана интегрированная система защиты растений.
Определены экологические и экономические показатели элементов технологии возделывания сои на орошаемых землях Северного Кавказа и эффективность ее переработки и использования.
Основные положения, выносимые на защиту:
Обоснование возможности возделывания сои на орошаемы,\ землях Северного Кавказа и адаптивное агроклиматическое районирование территории по тепло- и влагообеспеченности;
Методология и критерии оценки влияния абиотических факторов на морфологические и биологические особенности роста, развития, формирование урожая и качество сои;
Ресурсосберегающие поливные режимы и способы полива,
закономерности формирования урожая и водогютребления сои в голы
различной влагообеспеченности. Программно-информационное обес
печение управления орошением соевого поля.
Адаптивная сортовая агротехника сои на орошаемых землях.
включающая: подбор сортов; сроки, способы посева, нормы высева
сортов сои различных групп спелости; пищевой режим и интегриро
ванную систему защиты растений от сорняков, вредителей и болезней
в основных и повторных посевах.
Экономическое и экологическое обоснование технологии воз
делывания сои на орошаемых землях Северного Кавказа и ее исполь
зования.
Достоверность результатов исследований подтверждена:
- большим объемом экспериментальных данных, получен ных в полевых и лабораторных исследованиях в различных агрокли матических условиях Северного Кавказа;
данными математического анализа достоверности полученных результатов и высокими значениями коэффициентов корреляционных отношений в полученных зависимостях и уравнениях;
идентичностью расчетных данных, полученных разработанной математической моделью «Соя», и натурных данных в полевых условиях.
Практическая ценность работы определяется разработкой адаптивной технологии возделывания сои на орошаемых землях различных агроклиматических зон Северного Кавказа, позволяющей получать высокие гарантированные урожаи при рациональном использовании оросительной воды, удобрений и средств защиты растений, улучшении жоло! ической обстановки и повышении плодородия почвы. Предлагаемые в диссертации теоретические обоснования и практические рекомендации по сортовой агротехнике сон использованы при составлении 18 нормативно-методических документов.
Результаты исследований и опыт освоения технологии возделывания сои в созданной автором НПС «Соя» при ЮжНИИГиМ были использованы при подготовке республиканской программы "Соя России". Они стали основой для разработки областных «Программ производства и переработки сои в Ростовской области» на 1993-2000 гг. и на 2001-2005 гг., а также "Программы производства и переработки сом в Курской области", принятой к рассмотрению в 1999 году.
Основные результаты исследований внедрены на площади более 10 тысяч гектар. Стоимость дополнительно полученной продукции (прибавки урожая) составляет 26.5 млн. рублей (в ценах на 1.01.2000 г.). Общий экономический эффект от внедрения технологии возделывания сои составил 5 600 тыс. рублей, от переработки и использования сои 2 264 тыс. рублей.
Подробные исследования в динамике влияния водного, пищевого, теплового, светового и других абиотических факторов на развитие растений позволили получить зависимости и уравнения, на основе которых разработана в вычислительном центре ЮжНИИГиМ динамиче-
8 екая математическая модель "Соя" для программированного выращи вания урожаев.
Выявленные закономерности водопотребления сои вошли со ставной частью в «Единые нормативы водопотребности и водоотве дения СССР» (1984), которые применяются при технико экономическом обосновании проектов строительства, реконструкцій и эксплуатации гидромелиоративных систем.
Разработанные технология возделывания и технологические процессы переработки сои позволили провести законченный цикл не следований от выращивания сои до ее переработки и использования.
Личный вклад автора. Диссертация является результатом ана лиза и обобщения многолетних исследований автора, которые прово дились на опорной сети Южного научно-исследовательского ипстн тута гидротехники и мелиорации и в хозяйствах-участниках НП( «Соя», созданной автором при институте в 1988 году.
Определение актуальных направлений исследований, разработ ка схем полевых опытов и методики наблюдений, методологически критерии оценки влияния абиотических факторов на морфологиче ские и биологические особенности роста и развития, формировани урожая и качество сои, математические зависимости и их анализ, также разработка адаптивной технологии возделывания сои, его про изводственная проверка и внедрение, выводы и предложения произ водству в диссертационной работе выполнялись лично автором.
В проведении ряда полевых исследований участвовали сотруд ники ЮжНИИГиМ и его опорной сети: Смородин И.И., Горшениі B.C., Пищейко Л.Н., Козин В.А., Малкина Л.С., Жоров Ю.А., Аристо ва Л.Д., Кулягина Г.А., Селицкий С.А. В проведении агроклиматиче ского районирования Северного Кавказа по природной влагообеспе ценности участвовали Сенчуков Г.А. и Олейник A.M. Общая доля аг тора в научно-исследовательских работах, результаты которых выне сены на защиту, составила более 80 %.
Апробация работы. Результаты исследований докладывалис на трех семинарах по вопросам технологии возделывания и использе
9 вания сои в г. Москве на ВДНХ СССР (в период с 1981 по 1990 гг.); на научных и научно-производственных конференциях и совещаниях НГМА (НИМИ, г. Новочеркасск), СтавНИИГиМ (г. Ставрополь), ВНИИМК (г. Краснодар); на научных конференциях молодых ученых в г. Зернограде, Асканин-Нова, Липецке, Одессе; на зональном семинаре «Автоматизированные системы управления программированием урожаев» (Махачкала, 1989 г.); на республиканских семинарах «День поля 1990-1998 годов», проводимых в Ростовской области; на международном семинаре фирмы «Монсанто» по проблемам защиты растений (г. Сочи, 1998 г.); на ежегодных совещаниях-семинарах МСХиП Ростовской области по вопросам совершенствования технологии возделывания и переработки сельскохозяйственных культур; межрегиональной научно-практической конференции ВНИИЭиН (Ростов-на-Дону, 1999 г.); на совместном заседании секций «Мелиорации и орошаемого земледелия в степной зоне» и «Эксплуатации гидромелиоративных систем» отделения Земледелия, мелиорации и лесного хозяйства Россельхозакадемии (г. Новочеркасск, 1999 г.).
За разработку и освоение технологии возделывания и переработки сои автор награжден в 1999 году медалью ВВЦ РФ.
Публикации результатов исследовании. По теме диссертационной работы опубликовано 58 научных работ общим объемом 23.57 печатных листа; имеется 18 заключительных отчетов общим объемом 98.6 печатных листа, в том числе лично автора 37.58 п. л. (номера государственных регистрации 64664166, 80008674, 01.3.0056520, 01.83. 0058624 и др.); опубликована монография 12.5 п.л.
Структура н объем диссертации: диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству; она изложена на 475 страницах машинописного текста, в том числе 278 страниц основного текста; иллюстрирована 20 рисунками и содержит 92 таблицы и 74 приложения; библиография включает 443 наименования, в том числе 32 иностранных автора.
Под методическим руководством и при непосредственном участии автора вели исследования 8 научных сотрудников ЮжНИИГиМ,
К) производственную проверку 7 специалистов НПС «Соя», трое аспирантов готовятся к защите кандидатских диссертаций. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет более 80 %.
