Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение экономической эффективности сельского хозяйства в современных условиях во многом зависит от развития кормопроизводства, как системообразующей отрасли сельского хозяйства, научно-технический уровень развития которого не только определяет состояние животноводства, но и существенно влияет на повышение продуктивности, процессы биологизации, экологизации растениеводства и земледелия в целом, решение обострившихся проблем ресурсо-энергосбережения, сохранение плодородия почв и окружающей среды (В.А.Бенц и др., 2001; Адаптивное кормопроизводство…, 2007; В.М.Косолапов, 2008; Н.И. Кашеваров, 2008 и др.). Кормопроизводство, в целом, пока не перестроено по принципу высокой адаптивности и продуктивности, получению полноценной продукции.
Наиболее полно принципам адаптивной интенсификации с элементами биологизации в ресурсосберегающем земледелии отвечает орошаемое кормопроизводство. Практика нескольких десятилетий неоспоримо доказала насущную необходимость и перспективность локального орошаемого земледелия в зоне неустойчивого увлажнения лесостепи Западной Сибири, где земледелие по своей сути является мелиоративным. Основными факторами, регулирующими и определяющими уровень продуктивности кормовых культур в этих условиях, являются орошение и удобрение.
Однако, вопросы регулирования водного режима, оптимизации минерального питания, других абиотических и биотических факторов, влияющих на урожайность кормовых культур, в зависимости от их биологии, изучены недостаточно. Это сдерживает реализацию продуктивного, экологического и экономического потенциала орошаемого кормопроизводства.
По этим причинам теоретическое и практическое значение приобретают исследования по установлению параметров насыщенности севооборотов органическими и минеральными удобрениями, определение их эффективности, изменения количественных и качественных показателей почвенного плодородия, активизации деятельности почвенной микрофлоры.
Одновременно с необходимостью решения задач кормопроизводства в современном сельскохозяйственном производстве накопились сложные почвенно-экологические проблемы, вызванные преобразованием ландшафтов под влиянием оросительных мелиораций. Но изменения элементов почвенного плодородия и агрофитоценозов возможно проследить лишь в длительных стационарных исследованиях.
В связи с этим возникла необходимость в проведении экспериментальных исследований по совершенствованию технологий орошаемого кормопроизводства в комплексе с анализом почвенно-экологической ситуации на оросительных системах и прилегающей территории.
Цель исследований. Обосновать и усовершенствовать агротехнологию возделывания кормовых культур для получения стабильных урожаев в условиях орошения, способствующую сохранению плодородия лугово-черноземных почв и оптимизации питания растений.
Задачи исследований:
- установить закономерности использования ресурсов влаги кормовыми культурами на длительно орошаемой лугово-черноземной почве;
- выявить особенности формирования урожаев и качества многолетних трав и усовершенствовать приемы их выращивания в одновидовых и смешанных посевах;
- установить влияние приемов интенсификации на урожайность и качество однолетних кормовых культур в одновидовых и смешанных агрофитоценозах при основном и промежуточном их посеве;
- оценить параметры и направленность изменений агрофизических и химических свойств лугово-чернозёмной почвы в зависимости от длительности орошения и режима использования;
- выявить влияние длительного систематического применения удобрений на гумусное состояние, биологическую активность и питательный режим орошаемой лугово-черноземной почвы;
- дать экономическую и биоэнергетическую оценку изучаемых технологий возделывания кормовых культур в орошаемых агроценозах.
Научная новизна. Впервые на основе длительных стационарных исследований (более 20 лет), для условий орошения лугово-черноземных почв лесостепи Западной Сибири теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения 6-7 тыс.кормовых единиц с 1 га за счет повышения продуктивного долголетия многолетних трав и насыщения севооборотов промежуточными культурами, максимально использующих тепловые ресурсы региона для создания полноценного зеленого и сырьевого конвейера.
На основе учета биологических особенностей растений установлены и научно обоснованы закономерности формирования травостоев многолетних и однолетних кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах при различном уровне минерального питания и густоте травостоя (стеблестоя).
Определены составляющие суммарного водопотребления при орошении дождеванием, в том числе оросительные нормы кормовых культур, позволяющие получать высокие урожаи высококачественных кормов при сохранении экологически сбалансированных показателей почвенного плодородия. Подтверждением этого являются выявленные количественные и качественные изменения и их направленность агрофизических, биологических и агрохимических показателей плодородия почвы.
Установлены в системе орошаемого кормопроизводства ежегодные нормы внесения фосфорных удобрений, показана роль свежевнесенных и ранее примененных фосфорных удобрений в режиме минерального питания и приоритетность их в повышении урожайности кормовых культур при орошении и в первую очередь бобовых и бобово-мятликовых травостоев.
Научная новизна подтверждена разработанным способом выращивания многолетних трав, позволяющим сохранять продуктивное долголетие бобово-мятликовых травостоев при высокой доле бобового компонента (патент №2208921, 2003 г.).
Защищаемые положения:
Параметры водного режима почв, орошения и водопотребления кормовых культур на длительно орошаемой лугово-черноземной почве, обеспечивающие получение высоких урожаев и сохранение благоприятного мелиоративного состояния в специфических условиях лесостепи Западной Сибири, обусловленных преобладанием длительно сезонно промерзающих почв с летним оттаиванием нижней части профиля.
Технологические приемы возделывания многолетних и однолетних кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах, позволяющие максимально реализовать уровень их потенциальной продуктивности.
Приемы оптимизации питания растений, позволяющие сохранять плодородие лугово-черноземной почвы при длительном применении удобрений в сочетании с систематическим орошением и рациональной структурой использования пашни.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Рациональное сочетание водного и питательного режимов почвы в комплексе с другими агротехническими приемами с учетом биологических особенностей растений дает возможность получения урожайности, обеспечивающей высокую эффективность орошаемого кормопроизводства. Внедрение рекомендуемых приемов позволяет повысить продуктивность орошаемого гектара до 6-7 т/га кормовых единиц при сохранении почвенного плодородия за счет оптимизации гидрологических условий и биологических процессов в почве.
Результаты исследований прошли производственную проверку в ОПХ «Омское» и ОПХ «Новоуральское» СибНИИСХ, СПК «Пушкинский», СПК «Ермак», СПК «Лидер» и других хозяйствах Омской области, имеющих орошаемые земли на площади около 5 тыс.га. Материалы исследований использованы при подготовке рекомендаций по технологическим приемам повышения продуктивности орошаемых земель (Новосибирск, 1985, 1988, 1989), по «Технологии выращивания программированных урожаев люцерны и суданской травы на орошаемых землях РФ», Волгоград, 1999; по «Ресурсосберегающим технологиям возделывания бобово-мятликовых травосмесей на орошаемых землях РФ», М., 2003, по проведению полевых работ в Сибири, 2007-2011 гг., в том числе в Омской области, 1995 - 2011 гг.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены: на научных, научно-практических конференциях по проблемам кормопроизводства и плодородия почв: Свердловск, 1986; Омск, 1987, 1999-2002; Новосибирск, 1987, 1993; Абакан, 1988; Херсон, 1990; Москва, 1987, 1998; Барнаул, 2000; Кокшетау, 2001; на международных конференциях: Новосибирск, 1999, 2002; Казань, 2001; Омск, 1997, 2002, 2004, 2008, 2009; Волгоград, 2001; Барнаул, 2006; Астана-Шортанды, 2009; на съездах почвоведов: Новосибирск, 1989; 2004 гг.; на заседании президиума ГНУ СО Россельхозакадемии в 2010 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 130 печатных работ, в том числе две монографии и 18 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству, библиографического списка, включающего 486 наименований (из них 12 иностранных), 73 приложений. Работа иллюстрирована 104 таблицами, 28 графиками и рисунками. Общий объем работы 478 страниц.
