Введение к работе
Актуальность исследований: В современных экономических условиях для устойчивого развития сельскохозяйственного производства особое внимание уделяется разработке адаптивно-ландшафтного земледелия в условиях многоукладного сельского хозяйства. Поскольку все элементы системы земледелия (севооборот, обработка почвы, удобрения и др.) оказывают определённое влияние на биологические, агрофизические и агрохимические свойства почвы, поэтому необходим системный подход и к управлению почвенным плодородием.
Сохранение почвы и их фракций - задача чрезвычайно актуальная, но не имеющая до настоящего времени надёжного механизма её исполнения. Проблема восстановления и повышения продуктивности естественных экосистем и агроценозов не может быть решена без сохранения и восстановления экологических функций почв. В степных условиях засушливого Нижнего Поволжья при острейшем дефиците навоза возникает необходимость более полного использования других источников пополнения почв органикой для воспроизводства плодородия и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Значительному обогащению почвы органическим веществом может способствовать, как показали исследования, возделывание многолетних трав, внесение соломы.
Несмотря на то, что за последние десятилетия площади орошаемых земель в Нижнем Поволжье значительно сократились, но проблема сохранения и повышения их плодородия, остаётся наиболее актуальной, так как практически на всех орошаемых системах региона отмечены прогрессирующая дегумификация зональных почв.
За последние 30 лет потери гумуса в чернозёмных, тёмно-каштановых, каштановых и светло-каштановых почвах Волгоградской области составили от 0,2 до 0,8 % и гумусовое состояние многих почв оценивается как критическое (Филин В И , Оконов М.М., 2004).
В данной ситуации особую значимость приобретают исследования по изучению влияния многолетних трав на плодородие, трансформацию агрофизических свойств почвы и урожайность зерновых и кормовых культур в последействии их пласта.
В Нижнем Поволжье подобных исследований проведено крайне недостаточно и изучение этого вопроса имеет важное научное и производственное значение.
Целью работы являлось исследование направленности почвенных процессов, теоретическое обоснование и разработка ресурсо-и энергосберегающей системы земледелия, основанной на возделывании многолетних трав и применении органических удобрений и соломы, способствующих повышению почвенного плодородия и агрофизических свойств почвы в зоне Нижнего Поволжья.
В задачу исследований входило:
изучить направленность почвенных процессов под воздействием многолетних трав на светло-каштановых, каштановых и чернозёмных почвах;
изучить особенности роста и развития многолетних трав на различных уровнях минерального питания и применения органических удобрений;
- выявить продуктивность многолетних трав в зависимости от
уровня минерального питания и поступления в почву органического ма
териала;
исследовать влияние органического материала на активность сим-биотической азотфиксации, биологическую активность почвы на посевах многолетних бобовых трав;
установить влияние многолетних трав на урожайность и качество продукции последующих культур;
провести оценку экотоксикологических аспектов содержания тяжёлых металлов в системе почва - растение в условиях различных агро-ландшафтов;
дать теоретическое и практическое обоснование биологической совместимости возделывания многолетних трав в агроценозах;
дать экономическую и энергетическую оценку возделывания многолетних трав на различных типах почв в зависимости от изучаемых приёмов агротехники.
Методической основой исследований явились положения изложенные в научных трудах академиков Д.Н. Прянишникова, П.А. Кос-тычёва, ИВ. Тюрина, Е.Н. Мишустина, A.M. Гаврилова, В.П. Зволин-ского, профессоров В.И. Филина, Т.Н. Дроновой, А.А. Околеловой, О.С. Безугловой, Г.С. Егоровой и др.
Научная новизна исследований состоит в теоретическом обосновании и изучении направленности почвенных процессов в севооборотах с длительным возделыванием многолетних трав. Исследовано влияние условий питания на рост, развитие и продуктивность многолетних трав, их влияние на урожайность и качество продукции последующих культур севооборота в различных почвенно-климатических зонах Нижнего Поволжья. Выявлена эффективность биологического и минерального азота при возделывании многолетних бобовых трав (люцерны, эспарцета) в различных почвенно-климатических зонах Нижнего Поволжья в богарном и орошаемом земледелии. Проведено определение уровней содержания тяжёлых металлов в растениях в зависимости от типов аг-роценозов. Дана экономическая и энергетическая оценка возделывания многолетних трав в богарном и орошаемом земледелии в зависимости от изучаемых приёмов агротехники.
Практическая значимость. Результаты проведённых нами научных исследований и производственный опыт показывают, что за счет оптимальной структуры посевов многолетних бобовых трав в однови-довых и смешанных посевах можно приостановить дегумуфикацию почв, улучшить физические, физико-химические и микробиологические свойства почвы.
Значительному обогащению почвы органическим веществом способствует внесение соломы зерновых культур путём заделки её в почву. Это доступный, экологически чистый и дешевый источник пополнения почв органическим веществом, что позволяет поддерживать почву в жизнеспособном, биологически активном состоянии
Реализация результатов исследований. Разработанные для орошаемых и богарных условий агрокомплекси с участием многолетних трав по воздействию на плодородие и агрофизические свойства светло-каштановых и черноземных почв не уступают органическим удобрениям, что позволяет поддерживать почву в жизнеспособном биологически активном состоянии
Результаты исследований включены в «Рекомендации по увеличению производства кормов в орошаемых землях», вошли составной частью в «научно-обоснованные системы ведения агропромышленного комплекса Волгоградской области»
Результаты исследований были внедрены в крестьянском фермерском хозяйстве Башкиров С.Ф. Новоаннинского района Волгоградской области, 1500 га.; в крестьянском фермерском хозяйстве Медведев В.Г. Ольховского района Волгоградской области, 500 га; ООО «Агрохолдинг Дубовский» Дубовского района Волгоградской области, 2000 га.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на региональных и международных научных конференциях (Волгоград, 1994, 1997, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 гг, Саратов 2004 г, Пенза 2004, 2005, 2006 гг; Калининград, 2005, 2006 гг, Москва 2004, 2005, 2006 гг.).
Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы 37работах в республиканских и региональных изданиях. В рецензируемых журналах опубликовано 9 работ.
На защиту выносятся:
оценка эффективности применения навоза и соломы на рост, развитие и продуктивность многолетних трав на орошении и их влияние на агрофизические свойства и плодородие светло-каштановых почв,
последействие пласта многолетних трав на урожайность последующих культур севооборота;
особенности роста и развития многолетних трав по годам и оценка длительности их возделывания на агрофизические свойства и почвенное плодородие чернозёмов;
фотосинтетическая продуктивность сеяных агрофитоценозов многолетних трав, как основа формирования высоких урожаев;
эффективность технологий основной обработки почвы при возделывании многолетних трав;
влияние видового состава и продолжительности использования многолетних трав на содержание тяжёлых металлов в растениях;
биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания многолетних трав на светло-каштановых и черноземных почвах Нижнего Поволжья.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 410 страницах компьютерного текста, содержит введение и 9 глав, выводы и предложения, список использованной литературы из 371 источников, в т.ч. 67 иностранных авторов.
Представленная работа является составленной частью плана научно-исследовательских работ Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии по целевой комплексной научно-технической программе № 78081355.
Доля личного участия диссертанта в получении и обобщении результатов исследований составляет 80 %.
Автор искренне признателен и выражает глубокую благодарность научному консультанту академику Россельхозакадемии, доктору с.-х. наук A.M. Гаврилову, доктору с.-х. наук М.П. Лобанову, доктору с.-х. наук профессору Е.А. Литвинову за помощь и консультации при проведении исследований и оформлении диссертационной работы.
Глубокая благодарность администрации академии за создание благоприятных условий при проведении исследований и оформлении диссертации.
