Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Научные основы и практика применения органических удобрений под урожай сельскохозяйственных культур (обзор литературы)
1.1. Научные основы биологической системы земледелия
ГЛАВА II. Почвенно-климатические условия районов исследования Исследования проводились в условиях двух долин - Вахшской и Гиссарской .
2.1. Почвенно-климатические условия Вахшской долины
ГЛАВА III. Условия и методика проведения исследований
3.1. Методика исследований .
- Научные основы биологической системы земледелия
- Почвенно-климатические условия Вахшской долины
- Методика исследований
Введение к работе
Актуальность темы. Рациональное использование орошаемых земель в развитии сельского хозяйства Таджикистана для увеличения производства продукции растениеводства и достижения продовольственной безопасности приобретает особую важность. В стране с ограниченными ресурсами площади пашни, которая на душу населения составляет примерно 0,10 га, вследствие не соблюдения правил агротехники выращивания культур наблюдается деградация пахотных земель. Недостаточное внесение удобрений и практикуемая монокультура приводит к истощению пашни и уменьшения содержания гумуса, как важного показателя плодородия.
Снижение норм вносимых минеральных удобрений под урожай сельскохозяйственных культур также связано с происходящими в стране экономическими реформами. Высокие цены на минеральные удобрения делают их недоступными. Альтернативным источником повышения плодородия почвы и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур является интенсификация орошаемого земледелия на основе применения органических удобрений и использования однолетних и многолетних бобовых трав в севооборотах.
Важным фактором повышения утилизации органических удобрений является выбор норм и способов применения в зависимости от выращиваемой культуры и почвенно-климатических условий земледельческого района. В связи с этим, изучение эффективности внесения различных форм навоза под хлопчатник, зерновые и кормовые культуры в севооборотах и использования пласта люцерны, как органо-биологических факторов, способствующих улучшению микрофлоры и повышению плодородия почвы, а также применение минимальной обработки почвы, как элемента ресурсосбережения представляет научный и практический интерес. Такой подход позволяет путем рационального применения удобрений, системы обработки почвы и агротехнических приемов обоснованно использовать природные факторы для формирования высокого урожая полевых культур.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является теоретическое и экспериментальное обоснование и практическое совершенствование приемов использования навоза и пласта люцерны, а также минимальной обработки почвы, способствующих улучшению средообразующих и продукционных процессов в альтернативных системах земледелия хлопкосеющих районов Южного и Центрального Таджикистана.
В задачу исследований входила:
разработка приемов внесения различных форм навоза под основные технические, зерновые и кормовые культуры долинных районов в сочетании с использованием пласта люцерны и минимальной обработки почвы;
определение эффективности использования пласта люцерны в повышении плодородия почвы и продуктивности растений;
совершенствование агротехники выращивания зерновых культур при использовании элементов технологии минимальной обработки почвы;
обоснование оптимизации питательного режима растений при внесении органоминеральных удобрений;
изучение фотосинтетической деятельности и продукционного процесса у растений хлопчатника, озимой пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы при разных системах удобрения;
выявление действия и последействия возрастающих доз полужидкого и жидкого навоза на динамику содержания питательных элементов в почве;
определение взаимосвязи объема вносимых удобрений и баланса питательных элементов для установления потребности в удобрениях;
исследование динамики накопления гумуса в почве и улучшения микрофлоры;
определение структуры урожая сельскохозяйственных культур в зависимости от применяемого вида удобрения;
определение влияния удобрений на технологические качества хлопка-волокна;
изучение энергетической эффективности рекомендованных приёмов и норм внесения органических удобрений;
разработка рекомендаций производству по внедрению оптимальной системы удобрения в сочетании с приемами обработки почвы.
Научная новизна. Впервые на темном и светлом сероземах Южного и Центрального Таджикистана выявлен характер эффективности применения биологических систем удобрений в зависимости от сочетания агроэкологических приемов, структуры севооборота и других условий. Научная новизна исследований выражается в следующем:
изучена роль биологических компонентов - свежего бесподстилочного и подстилочного полуразложившегося навоза в сочетании с минеральными удобрениями, пласта люцерны и минимальной обработки почвы в повышении и стабилизации плодородия почв и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур;
исследована динамика изменения содержания подвижных форм минерального азота, фосфора и обменного калия и их миграция по профилю почвы;
разработаны приемы повышения плодородия староорошаемых сероземов и урожайности хлопчатника, зерновых и кормовых культур путем оптимизации питательного режима;
изучена продуктивность культур в зависимости от вида органических удобрений и их сочетания в различных зонах;
внедрены в производство приемы и способы внесения свежего бесподстилочного навоза в сочетании с минеральными удобрениями;
установлены оптимальные нормы применения органических удобрений под изучаемые культуры.
Практическая значимость. Разработанные приемы эффективного и экологически безопасного применения органических удобрений – жидкого, полужидкого и полуперепревшего навоза в условиях орошаемого земледелия позволят повысить урожайность на 12-15% хлопка-сырца, 15-20 % зерновых культур и 25-30 % кормовых культур, а также:
предотвратить спад плодородия орошаемых земель в хлопковой зоне;
улучшить питательный режим возделываемых растений;
обогащать ризосферу полезными микроорганизмами;
предотвратить потери питательных веществ за пределы корнеобитаемого слоя почвы;
улучшить условия произрастания культур и получить высокие и стабильные урожаи хлопка-сырца, зерна и кормов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Раздельное и совместное внесение органических и минеральных удобрений и их запашка на различную глубину способствует неадекватному снабжению растений элементами питания в период вегетации. Глубокая запашка органоминеральных удобрений и пласта люцерны на посевах пропашных культур создает лучшие условия для роста и развития растений. Для зерновых культур неглубокая запашка удобрений и посев по растущему хлопчатнику является оптимальной. Потребность растений в элементах питания удовлетворяется за счет внесения расчетных норм органоминеральных удобрений, которая служит мощным рычагом управления процессами синтеза и накопления сухих веществ. Она воздействует на фитометрические показатели и фотосинтетическую деятельность растений, а также на содержание и распределение NPK в различных органах растений, и в конечном итоге, на величину урожая.
2. На посевах кормовых культур применение полужидкого навоза в условиях темного серозема способствует стабилизации и увеличению органического вещества почвы. На участках, где не вносятся удобрения, содержание органических веществ в почве постепенно снижается. В течение 4-х лет убыль гумуса составила 0,30% от исходного содержания. Навоз и минеральные удобрения также влияют на рост микроорганизмов. Лучший рост бактерий, грибов, актиномицетов, азотобактера происходит при внесении полужидкого навоза и сочетания его с минеральными удобрениями. Органические удобрения, пласт люцерны способствуют мобилизации азота почвы. После распашки люцерника количество аммиачного азота в почве увеличилось на 62%, после свеклы количество аммония уменьшается, а нитратов увеличивается. Зависимость между внесенными дозами удобрений и содержанием подвижного фосфора в почве во все сроки наблюдения высокая.
Внесение большой дозы навоза способствовало увеличению обменного калия в полуметровом слое почвы на 60-70% по сравнению с исходным содержанием.
3. В зависимости от применяемой системы удобрения улучшается баланс питательных веществ в почве. Исследование круговорота и баланса питательных веществ в земледелии Таджикистана является практически важным условием научно-обоснованной системы земледелия. Различные виды, нормы и сочетания удобрений повышают общий вынос азота, фосфора и калия. Баланс азота становится положительным при ежегодном применении удобрений нормой 200 кг/га. В условиях светлого серозема высокие и устойчивые урожаи хлопчатника можно получать при обеспечении интенсивности баланса азота на уровне 65-122%.
4. Применение органических удобрений в посевах хлопчатника, озимой пшеницы и кормовых культур имеет высокую экономическую и энергетическую эффективность. Наибольшее количество энергии с выращиванием основной и побочной продукции на посевах хлопчатника и кормовых культур получено от внесения 50 т/га полужидкого навоза, сочетаемого с минеральными удобрениями. Использование навоза обеспечивает снижение энергетической себестоимости выращиваемой продукции. Особенно высока эффективность навоза в посевах кормовых культур
Производственные опыты. Производственные опыты по внедрению полученных результатов проводились в хозяйствах Бохтарского района (1984 г.) на площади 150 га, Вахдатского района (1992 г.) - 60 га, Гиссарского района (2000-2003 гг.) - 3 га.
Результаты исследований внедрены в производство на площади более 200 га. В рекомендациях МСХ Республики Таджикистан включены результаты исследований по рациональному применению полужидкого навоза и его сочетания с минеральными удобрениями.
Апробация работы. Полевые опыты оценивались апробационными комиссиями Таджикского аграрного университета и Таджикского научно-исследовательского института почвоведения. Основные положения диссертации представлены/доложены на: Всесоюзном научно-практическом семинаре (Белгород, 1978); Республиканских научно-теоретических конференциях молодых ученых и специалистов (Душанбе 1979, 1980; 1981; 1982); Всесоюзной научно-практической конференции, посвященной 100 летию академика Н.И. Вавилова (Душанбе, 1986); научно-теоретической конференции «Проблемы генетики, селекции и интенсивных технологий с/х культур» (Душанбе, 1987); научной конференции посвященной 60-летию ТаджСХИ (Душанбе, 1991); Республиканской научно-производственной конференции «Проблемы сельского хозяйства Республики Таджикистан» (Душанбе, 1995); Первом съезде почвоведов Таджикистана (Душанбе, 2001); республиканской научно-практической конференции «Пути повышения плодородия почвы» (Душанбе, 2006,); конференциях профессорско-преподавательского состава Таджикского аграрного университета (1979, 1983, 1988, 1991, 1994), научных семинарах Таджикского научно-исследовательского института почвоведения (2000, 2001, 2005).
По материалам диссертации опубликовано 39 работ, 15 из которых в журналах, входящих в Перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 272 страниц компьютерного текста, содержит 9 глав, выводы и предложения производству, 1рисунок, 44 диаграммы, 73 таблиц и 37 приложений. Список использованной литературы включает 337 наименований. В основу диссертационной работы включены результаты 28 летних исследований проведенных автором в Центральном и Южном Таджикистане. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет 80%.
Исследования проводились на Юге Таджикистана в Вахшской долине и в Центральном Таджикистане – Гиссарской долине.
Климат. Вахшская долина лежит в субтропической сухой зоне Центральной Азии, которая расположена к югу от Гиссарской долины. Это наиболее обеспеченный теплом район республики.
Продолжительность теплого периода составляет 250-310 дней, периода с температурой воздуха >10оС – 200-255 дней. Сумма активных температур воздуха >10оС достигает 4500-5800о, что позволяет созревать тонковолокнистым сортам хлопчатника. Лето в долине продолжительное и жаркое. В конце мая устанавливаются сухие жаркие дни. В этот период господствует термическая депрессия. Благодаря устойчивой ясной погоде приток солнечной радиации очень велик, что обуславливает высокие дневные температуры воздуха. Высокая температура воздуха в пределах 35-40оС в июле и в августе держится в течение 19-23 дней в месяц. Абсолютный максимум достигает 46-48о С.
Холодный период в долине очень короткий – 55-80 дней, а настоящей зимы нет примерно до высоты 1200 м над уровнем моря. Даты последнего заморозка приходятся на конец первой - начале второй декады марта.
Распределение осадков по временам года неравномерное. В процентном отношении из них 40% выпадает весною, 3% - летом, 10% - осенью и 47% - зимою. Подавляющее количество осадков (до 90%) выпадает зимой и весной.
В Гиссарском агроклиматическом районе накапливаются большие суммы активных температур > 10 оС. На высоте 600-700 м выше уровня моря они достигают 4900о. В центральной части Гиссарской долины в марте выпадает до 120 мм осадков, в апреле – до 115 мм, в западных ее районах – 94 и 83 мм, соответственно. Хорошее увлажнение почвы осенью и зимой и большое количество осадков весной способствуют частому переувлажнению почвы в марте и апреле. Сумма осадков за год снизу вверх изменяется от 600 до 1600 мм. В годовом ходе наиболее влажным периодом считается декабрь-апрель.
Холодный период в долинной части составляет около 70 дней. Настоящая зима до высоты 1000 м практически отсутствует. Несмотря на мягкость зимы возможны значительные понижения минимальной температуры воздуха до 26-30оС мороза. Зима в Гиссарской долине начинается в первой декаде декабря. Средняя месячная температура в январе изменяется в направлении с запада на восток от 2,5о до 0оС. В феврале средняя суточная температура воздуха на 3-5оС выше, чем в январе.
Основная часть осадков выпадает весной в виде дождей и только одна третья выпадает зимой. Количество дней с осадками бывает 100-108, из них на весну приходится 26-38 дней, на зиму 40.
Переход средней суточной температуры через 5оС наступает во второй декаде февраля, что соответствует началу весны. Абсолютная влажность в годовом ходе, как и температура воздуха, в долине достигает минимальных значений зимой – в январе – 4,9-5,3 мб.
Изложенное свидетельствуют о том, что наибольшие термические ресурсы, приходящиеся на долинные районы (сумма эффективных температур >10оС до 2400о), позволяют выращивать сорта средневолокнистого хлопчатника.
Почвы опытных участков в Вахшской длине серозем светлый, староорошаемый на ирригационных наносах, мощность которых составляет 1-3 м. Профиль их сравнительно однородный.
Объемная масса по всему профилю почвы находится в пределах 1,2-1,3 г/см3 в верхних горизонтах (после вспашки) и 1,4-1,5 на глубине 90-100 см. Пористость 48-54%. Аэрация верхнего горизонта почвы в начале вегетации сельскохозяйственных культур до поливов хорошая, что обеспечивает нормальное развитие корневой системы растений.
Гумуса в пахотном слое 0,93-0,68%, внизу уменьшается постепенно до 0,3%. Валовое содержание фосфора в почве варьирует в пределах 0,50- 0,148%. Содержание общего азота незначительно –0,056-0,085% в верхнем пахотном слое и его содержание равномерно распределяется по профилю почвы.
Почвенный покров опытных участков в Гиссарской долине представлен темными сероземами. Материнскими породами, на которых образуются почвы, являются лёссы и лёссовидные суглинки. Почва по механическому составу тяжелосуглинистая.
Почвы опытных участков в исходном состоянии характеризуются низким содержанием гумуса (до 1,34%) в пахотном окультуренном слое, а ниже постепенно снижается до 0,21%. Этому соответствует и содержание общего азота. Валового фосфора и калия в верхнем слое (0-40 см) содержится несколько больше, что характерно для генезиса нормально развитых темных сероземов.
В целом почвы опытных участков относятся к категориям с низкой обеспеченностью минеральным азотом в пахотном и подпахотном слоях, средним содержанием подвижного фосфора и обменного калия для хлопчатника, средним и достаточным, соответственно, по фосфору и калию для зерновых культур. Низкое содержание питательных элементов и гумуса в почвах Вахшской и Гиссарской долин является фактором, лимитирующим реализацию биоклиматического потенциала. Поэтому биологические и агротехнические приемы, направленные на повышение плодородия почвы и применение органических и минеральных удобрений, способствуют эффективному использованию солнечной радиации и тепловых ресурсов в формировании высоких урожаев хлопчатника, зерновых и кормовых культур.
Методика исследований. С целью изучения эффективности использования жидкого и полужидкого навоза под пропашные культуры и их влияние на плодородие почвы и урожайность растений в условиях Вахшской долины были заложены 4 опыта (1978-1985 гг.):
I и II опыты – изучение действия различных норм полужидкого навоза на урожайность тонковолокнистого хлопчатника, зеленой массы в совмещенных посевах кукурузы и сахарной свеклы;
III и IV опыты – изучение действия различных доз жидкого навоза внесенного в виде подкормок в междурядья хлопчатника и кормовых культур в совмещенных посевах.
В 1986-1991 гг. в Гиссарской долине на темных сероземах был заложен V опыт – изучение действия и последействия бесподстилочного навоза, получаемого с животноводческого комплекса, и пласта люцерны, на плодородие почвы и урожайность кормовых культур, включенных в прифермский севооборот.
В 2000 году был заложен VI опыт - для изучения действия и последействия полуперепревшего навоза на плодородие почвы и урожайность зерновых культур.
В качестве объектов исследований служили тонковолокнистый хлопчатник сорт 6249-В, средневолокнистый - сорт Мехргон; гибриды кукурузы ВИР-42МВ и ВИР-156ТВ; сахарная свекла Рамонский полигибрид 25, люцерна – Вахшская 233 и кормовая свекла – Эккендорфская желтая.
Для изучения эффективности минимальной обработки почвы при посеве озимой пшеницы по растущему хлопчатнику был заложен опыт на орошаемых землях Бохтарского района (2002-2005 гг.). В этом опыте в качестве объектов исследований служили сорта озимой пшеницы Джаггер и Стекловидная-24.
Озимая пшеница по растущему хлопчатнику высевалась в октябре, а по вспашке - в декабре месяцах.
Опыты были заложены в четырехкратной повторности. Расположение делянок – систематическое, площадь делянки - 120 м2, площадь учетной делянки - 88 м2 (Доспехов, 1985).
Полевые эксперименты, лабораторные исследования и производственные опыты проводились по методикам СоюзНИХИ (Ташкент, 1981), ВНИИ кукурузы (Днепропетровск, 1980) и ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса. Определение площади листьев, фотосинтетического потенциала (ФП) и чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) проводилась по А.А. Ничипоровичу и др. (1961). Оценка технологических свойств хлопка-волокна проводилась по С.С. Иванову и др. (1972).
На посевах хлопчатника была проведена тканевая диагностика на предмет оценки степени обеспеченности минеральными формами основных элементов питания (NРК) в разные фазы развития (3-4 листа, бутонизация, цветение и плодообразование) по методике Х.Д. Джуманкулова и Л.Д.Макаровой (1981).
Анализы почв, растений и удобрений проводились соответственно: механический и микроагрегатный состав почвы по Н.А. Качинскому (1973); объемная масса определялась методом режущего кольца; удельная масса - пикнометрическим; валовое содержание N, P - по Гинзбургу (1971) в модификации А.М. Мещерякова; гумус по И.В. Тюрину (1965); подвижный фосфор по Б.П. Мачигину (1963); обменный калий из 1% углеаммонийной вытяжки на пламенном фотометре по П.В. Протасову (1963); азот нитратный по Грандваль-Ляжу, аммиачный азот с реактивом Несслера (Ташкент, 1977).
В составе навоза содержание аммиачного азота определялось методом колориметрии; нитратный азот – в фенол серной кислоте; валовое содержание фосфора - в смеси Неймана; валовое содержание калия - на пламенном фотометре (Ташкент, 1977).
Энергетическую эффективность применения удобрений рассчитывали по методике ЦИНАО (Инструкция и нормативы по определению экономической и энергетической эффективности применения удобрений, 1987). Энергетическая оценка технологии возделывания полевых культур проводилась по методике Г.С. Посыпанова и В.Е. Долгодворова (1995).
Обработка полученных данных проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985).
Научные основы биологической системы земледелия
Одним из важных условий, определяющих рост эффективности современного сельскохозяйственного производства, является разработка и внедрение зональных систем земледелия, важную часть которых составляют биоло-гизированные полевые севообороты и ресурсосберегающие адаптивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
Научные исследования, проведенные в этом направлении, свидетельствуют о том, что зональные системы земледелия не могут быть универсальными. Для каждого приро дно-хозяйственного района (ПХР) должна быть разработана и внедрена в производство своя альтернативная система земледелия.
Новый подход к биологизированным системам земледелия, согласованный с зональными условиями, окажет существенное влияние на восстановление и стабилизацию плодородия почвы, повышение продуктивности возделываемых сельскохозяйственных культур, ресурсосбережение и чистоту окружающей природной среды. В этом вопросе важнейшим фактором являются полевые растения, в особенности, бобовые и органические удобрения. В Центральной Азии вопросам биологизации земледелия обращали внимание Л. П. Белякова (1957), Н. С. Паришкура (1957), М.А. Белоусов (1960), и др. Для непрерывного роста плодородия почв и урожаев сельскохозяйственных культур в биологизированной системе земледелия предлагалось введение правильных севооборотов.
Исследования, проведенные Рауэ и др. (1970) показали, что в севообороте наивысшие урожаи достигаются лишь тогда, когда мероприятия по внесению удобрений и организация севооборота обеспечивают в полной мере воспроизводство органического вещества почвы.
Все говорит о том, что изучение и внедрение рациональных способов использования органических удобрений является важнейшей задачей агрономической науки и практики. Органические удобрения значительно влияют на повышение плодородия почвы, улучшение структуры и других ее физических свойств. Но и органические удобрения все, же не могут заменить многолетние бобовые травы, которые более совершенно и капитально осуществляют задачу обогащения почв органическим веществом и придают им благоприятные физические и химические свойства.
В этом плане в орошаемой хлопковой зоне люцерне отводится большая роль как культуре, обогащающая почву азотом.
По схеме Д.Н. Прянишникова (1940) для хлопколюцерновых севооборотов с тремя годами люцерны и шестью годами хлопчатника внесение навоза при большом его количестве в хозяйстве проектируется к третьему и пятому годам культуры хлопчатника по распаханным люцерникам. При небольшом количестве навоза в хозяйстве внесение его практикуется под четвертый год культуры хлопчатника. Обоснованием такой схемы размещения навоза в севообороте служили следующие положения. В полях люцерны два года хлопчатника обеспечиваются запасами питательных веществ, созданными люцерной. Навоз, внесенный на третий год культуры хлопчатника, используется и в четвертый год, навоз же, внесенный в пятый год, используется и в шестой год. Д.Н. Прянишников (1952) писал «... неправильно думать, будто с развитием химической промышленности и широким распространением минеральных удобрений значение навоза должно отходить на задний план. Наоборот, с развитием применения минеральных удобрений будет возрастать и количество навоза, так как повышенный урожай зерна означает и повышенный урожай соломы, урожаи клевера, корнеплодов и лугового сена возрастут, а потому и скота и навоза будет больше».
По Ф.Т. Перитурину (1936), различают три стороны действия навоза на почву: химическую, физическую и биологическую. В химическом отношении навоз является источником питательных веществ, углекислоты и оснований. Навоз повышает поглотительную способность и буферность и ускоряет разложение минеральной части почвы. В физическом отношении навоз разрыхляет почву, улучшает структуру, скважность, влагоемкость и водопроницаемость. В биологическом отношении навоз обогащает почву микрофлорой и энергетическим материалом.
В агрономической науке навозу уделялось внимание, главным образом, как источнику питательных веществ и как фактору, влияющему на физические свойства очень тяжелых и легких почв. Удобрительное действие навоза связано с формой и соотношением в нем питательных веществ.
Усвояемой растениями формой азота в навозе являются соединения аммиака; нитратов в навозе мало. Коэффициент использования азота навоза равняется 25-30% (Д.Н. Прянишников, 1928). Фосфор навоза усваивается до 50% от всего содержания его в навозе. Навоз наиболее обильно снабжает растения калием. Усвояемость калия навоза доходит до 78%.
Повышение производительности каждого гектара орошаемой пашни, максимальное аккумулирование солнечной энергии, получение высоких уро жаев и более эффективное использование биоклиматических ресурсов хлопкосеющих регионов - актуальная и современная задача.
Вопросам повышения продуктивности сельскохозяйственных культур при максимальном использовании ФАР посвящены научные труды А.А. Ни-чипоровича (1956, 1961, 1980), И.С. Шатилова (1970), Х.Х. Каримова, (1977), С.Г. Багдасарян (1991), Х.А. Муминджанова (2003), У.М. Махмадёрова (2007) и др.
Важную роль органические удобрения играют и в питании растений углекислым газом через листья. При внесении в почву 30-40 т/га навоза в среднем ежедневно получается (в результате разложения) от 35 до 55 кг углекислого газа. В летнее время количество его увеличивается и доходит до 160 - 200 кг в сутки на 1 га (А. Шнайдевинд, 1971 см. Применение органических удобрений).
Исследованиями установлено (В.Г. Минеев, 1984), что прибавки урожая от навоза (как источника углекислого газа), внесенного в норме 20 - 30 т/га под овощные и другие пропашные культуры, достигают 30 - 40%.
По данным З.И. Журбицкого (1965) применение навоза в норме 60 т/га под огурцы на супесчаной почве повысило урожай этой культуры на 43%, в том числе благодаря углекислоте образовавшегося в результате разложения навоза - на 20%.
Почвенно-климатические условия Вахшской долины
Согласно данных распределение осадков по временам года неравномерно. В процентном отношении из них 40% весною, 3% летом, 10% осенью и 47% зимою. Подавляющее количество осадков выпадает зимою и весною (до 90%). Из приведенных данных видно, что летом и ранней осенью здесь стоит безоблачная погода, которая благоприятно влияет на рост и развитие теплолюбивых культур. Но высокие температуры имеют и отрицательные стороны. Сильный нагрев останавливает рост, увеличивает потери воды хлопчатником и приводит к сбросу плодовых элементов.
Большое значение для развития сельскохозяйственных культур имеет влажность воздуха (диаграмма 5). В течение года относительная влажность воздуха постепенно уменьшается, в июле и августе достигает минимума, затем величина ее постепенно повышается.
Краткий обзор климатических условий Вахшской долины указывает на то, что данная долина благоприятна для возделывания высокоценных сортов тонковолокнистого хлопчатника, многолетних и однолетних трав и круглогодичного использования орошаемых земель. Почва опытных участков (опыты № 1, 2, 3 и 4), серозем светлый, староорошаемый на ирригационных наносах, мощность которых составляет 1-3 м, под ними погребены естественные почвы. Новые почвы, образованные на этих наносах приобрели черты зональных сероземных почв - малая гумус-ность, высокая карбонатность и т.п. это мелкоземистые почвы, сформированные на слоистых аллювиальных суглинках, составляют основной фонд почвенного покрова Вахшской долины (О.А. Грабовская 1947, В.Я. Куте-минский, Р.С. Леонтьева 1966).
Профиль этих почв сравнительно однородный, сероватая окраска распространена на значительную глубину; заметны красноватые и белесоватые пятнышки - следы перемешивания при пахоте различных сезонных слоиков ирригационных наносов.
Особенностью морфологического строения почвенного профиля светлого серозема, сформированного на лёссах, является слабое разделение на генетические горизонты.
Гумусовые горизонты маломощные, имеют светло-серый цвет с мягким палевым оттенком, с комковато-порошистои структурой и трещиноватым сложением, встречаются ходы насекомых.
Распределение отдельных химических компонентов по профилю также довольно однообразное. Пахотный слой более темного цвета и более рыхлый. Подпахотный слой почвы уплотнен и обладает плохими водно-физическими свойствами. Механический состав в основном легко и среднесуглини-стый (приложение 1).
Объемная масса по всему профилю почвы находится в пределах 1,2 -1,3 г/см3 в верхних горизонтах (после вспашки) и 1,4 - 1,5 на глубине 90 - 100 см. Пористость 48 - 54% (приложение 2). Аэрация верхнего горизонта почвы в начале вегетации сельскохозяйственных культур до поливов хорошая, что обеспечивает нормальное развитие корневой системы растений.
Гумуса в пахотном слое 0,93 - 0,68%, книзу уменьшается постепенно до 0,3% (приложение 3). Малое содержание гумуса в пахотном и подпахот ном горизонтах - результат усиленных микробиологических процессов, ведущих к быстрому разложению и минерализации растительных остатков.
Содержание общего азота незначительно - 0,056 - 0,085% в верхнем пахотном слое и его содержание равномерно распределяется по профилю почвы. Содержание валового фосфора в почве варьирует в пределах 0,50 -0,148%, подвижного фосфора в почве в слое 0-50 см в пределах средней обеспеченности 30-43 мг/кг почвы. Содержание обменного калия 25-30 мг/100 г почвы.
Грунтовые воды в опытном участке лежат глубже 3-х метров, они слабо минерализованы и не оказывают существенного влияния на почву (сухой остаток 0,09%).
Карбонаты по всему профилю распределены равномерно (21 - 24%), рН среды 8,0 - 8,35. Сумма поглощенных оснований не велико - 5,4 - 10 мг-экв/100 г почвы. В пахотном слое большая часть суммы поглощенных оснований приходится на долю поглощенного кальция (СИ. Васильчикова 1982).
Таким образом, можно сделать вывод, что почвы опытных участков, по данным анализов, обладают благоприятным с агрономической точки зрения механическим составом, нормальным сложением пахотного слоя до поливов, но бедны гумусом и подвижными формами фосфора и калия.
Гиссарский агроклиматический район расположен к северу от Вахш-ской долины, он занимает Гиссарскую долину и прилегающие к ней пространства между гребнем Гиссарского хребта на севере, гребнями Карате -гинского хребта и Сурхку на востоке, северные склоны гор Рангон, Актау и гребни хребта Бабатаг на юге. Это крупный земледельческий район республики с большими запасами тепла и достаточным количеством осадков для богарного возделывания зерновых.
Климат. В Гиссарском агроклиматическом районе накапливаются большие суммы активных температур выше 10С. На высоте 600 - 700 м выше уровня моря они достигают 4900. В центральной части Гиссарской долины в марте выпадает до 120 мм, в апреле - до 115, западных ее районах -94 и 83 мм осадков соответственно. Хорошее увлажнение почвы осенью и зимой и большое количество осадков весной способствуют частому переувлажнению почвы в марте и апреле. Сумма осадков за год снизу вверх изменяется от 600 до 1600 мм. В годовом ходе наиболее влажный период - декабрь - апрель.
Холодный период в долинной части около 70 дней. Настоящая зима до высоты 1000 м практически отсутствует. Несмотря на мягкость зимы возможны значительные понижения минимальной температуры воздуха до 26 -30 мороза. Зима в Гиссарской долине начинается в первой декаде декабря. Средняя месячная температура в январе изменяется в направлении с запада на восток от 2,5 до 0С. В феврале средняя суточная температура воздуха на 3 - 5 С выше, чем в январе (диаграмма 6).
Основная доля осадков выпадает весной в виде дождей и только одна третья выпадает зимой. Количество дней с осадками бывает 100 - 108, из них на весну приходится 26 - 38 дней, на зиму 40 (диаграмма 7). Остальные ненастные дни падают на осень.
Изложенное свидетельствуют о том, что наибольшие термические ресурсы, приходящиеся на долинную часть (до 2400С - сумма эффективных температур свыше + 10С), позволяют выращивать средневолокнистые сорта хлопчатника.
Почва. Исследования в Гиссарской долине проводились в Вахдатском и Гиссарском районах. Почвенный покров данного региона представлен темными сероземами, которые занимают верхнюю часть сероземного пояса. Материнскими породами, на которых образуются почвы, являются лёссы и лёссовидные суглинки. Растительность в основном эфемеро-разнотравная с преобладанием луковичного мятлика, осоки пустынной, луковичных трав. Но в настоящее время естественная растительность сохранилась только по обочинам дорог.
Для этого пояса характерен непромывной тип увлажнения. Проведение искусственного орошения приводит к коренному изменению свойств темных сероземов. При искусственном орошении увеличивается подвижность доступных элементов питания; активизируется микробиологическая деятельность, что приводит к изменению других процессов, происходящих в почве.
Однако влияние орошения на свойства и физико-химические показатели почв довольно подробно изучено лишь в Вахшской долине, где учитывалась большая мутность поливных вод и формирование своеобразного чашевидного рельефа из-за отложения, взвешенного материала. Мутность поливных вод в Гиссарской долине значительно меньше, а в середине вегетационного сезона вода становится совсем прозрачной (СП. Ломов, 1985).
Методика исследований
Одним из важнейших условий формирования высоких урожаев хлопчатника является оптимизация минерального питания растений, которая, будучи важным элементом интенсивной технологии возделывания, оказывает существенное влияние на параметры урожая. Она позволяет реализовать потенциальную продуктивность растений по количеству и качеству (Б.П. Мачи-гин 1957, А.И. Берзин 1957, И.Н. Чумаченко 1960, А.В. Петербургский 1971, И.М. Липкинд 1971, Б.А. Сушеница 1979, A.M. Мещеряков 1980, Х.Д. Джу-манкулов, У. Рахматджанов 1981, Г.Х. Холов 1996, и др.).
Минеральные и органические удобрения оказывают активное влияние на сложные процессы, определяющие рост и развитие растений.
Результаты фенологических наблюдений в посевах хлопчатника показывают, что применение различных систем удобрения неадекватно влияют на наступление и продолжительность фаз развития растений.
Всходы на всех вариантах появились одновременно на 6-7 й день. Образование 2-листа у хлопчатника на вариантах с внесением полужидкого и жидкого навоза произошло через 22-25 дней, а полуперепревшего навоза - на 19-21 день после всходов.
Начиная с фазы бутонизации хлопчатника, отмечается тенденция некоторого ускорения развития растений безудобренного контроля в сравнении с вариантами с различными системами удобрений на 2-3 дня. В фазу цветения эта тенденция усиливается (табл. 11, приложение 13).
Созревание коробочек хлопчатника у сорта 6249-В, в зависимости от применяемых удобрений наступила - с полужидким навозом на 130 день по еле всходов, а при сочетании полужидкого навоза с минеральными удобрениями - на 3 дня позже.
Данное явление наблюдается и при использовании жидкой фракции навоза. На вариантах с полуперепревшим навозом сроки созревания хлопчатника (сорт Мехргон) между растениями, получавшим органическое и смешанное удобрение оказались одинаковыми.
На наш взгляд обильное питание азотом минеральных и органических удобрений способствует некоторому увеличению продолжительности межфазных периодов и оказывает тормозящее действие на созревание урожая.
Недостаточная обеспеченность хлопчатника азотом приводит к некоторому сокращению сроков межфазного периода, как это видно на примере без удобренного варианта.
Сравнивая различные системы удобрения, можно сказать, что применение жидкой формы навоза более благоприятно воздействует на сроки продолжительности межфазных периодов в сравнении как с минеральными удобрениями, так и полужидким навозом. 4.1.1. Динамика роста главного стебля растений хлопчатника в высоту
Высота главного стебля у тонковолокнистого хлопчатника является одним из основных показателей роста и развития растений. Этот показатель находится в прямой зависимости от условий внешней среды и условий питания растений.
В исследованиях некоторых ученых (И.М. Липкинд, В.И. Ваксман 1971, К. Хамраев 1975, Б.А. Сушеница, М. Каримов 1979, О. Караханов, М. Бегенчева 1981, и др.) установлено, что удобрения увеличивают высоту главного стебля хлопчатника.
Д.Н. Прянишниковым (1953) было отмечено, что недостаток азота отрицательно сказывается на росте и развитии растений.
Из результатов биометрических измерений (диаграмма 8) следует, что высота главного стебля хлопчатника в ранние периоды развития не имела существенной зависимости от применяемой системы удобрения.
В период плодоношения хлопчатника (опыт с полужидким навозом) отмечается тенденция увеличения роста растений в высоту на всех удобренных вариантах.
Причем при органоминеральной системе удобрения отмечается наибольший рост, растения на этом варианте оказались более рослыми. Применение жидкого навоза в сочетании с азотом в подкормку хлопчатника также повлияло на динамику роста главного стебля хлопчатника. Следует отметить, что растения, произрастающие на этих вариантах, были более рослыми в сравнение с неудобренными растениями.
Так, измерения, проведенные в фазы бутонизация и цветение, показывают, что растения в вариантах с жидким и полужидким навозом были одного роста, и не было выявлено существенных различий между ними. В последующие фазы - плодообразование и созревание, растения, получавшие полужидкий навоз и NPK, опережали в росте растения варианта с жидким навозом. Данное явление можно объяснить тем, что органические остатки полужидкого навоза часто содержат множество минеральных соединений, высвобождающихся при разложении органических веществ и используемых затем растениями в период закладки генеративных органов.
Органические вещества навоза благодаря их медленному и равномерному разложению являются источником минеральных веществ. Но есть и другое объяснение этому фактору, так усиленный рост может быть результатом обеспеченности растений ростовыми веществами, зависимостью от образования или действия ауксинов или действия гормонов.
